電機拖動基礎(chǔ)教學(xué)大綱

1、 電機拖動基礎(chǔ) 課程教學(xué)大綱課程編號： 041212009 課程名稱： 電機拖動基礎(chǔ) 英文名稱： The Basic of Electrical Machine and Drive課程性質(zhì)： 專業(yè)基礎(chǔ)課 總 學(xué) 時： 64 學(xué)分： 3.5 適用對象： 自動化專業(yè) 先修課程： 電路分析、大學(xué)物理 一、編寫說明（一）本課程的性質(zhì)、地位和作用 本課程是自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究電機與電力拖動系統(tǒng)的基本理論問題，具有很強的理論性和專業(yè)性。該課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握直流電機、變壓器、交流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及電力拖動系統(tǒng)的運行性能、分析計算、電機選擇及試驗方法，為后續(xù)專業(yè)課程準備必要的基

2、礎(chǔ)知識。該課程和科學(xué)實驗、生產(chǎn)實際相聯(lián)系，充分利用實驗教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力；通過實驗建立本課程與相關(guān)系列課程的聯(lián)系，架起理論與工程實踐的橋梁。（二）教學(xué)基本要求1通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)了解以下知識：電機與電力拖動今后發(fā)展的方向；本課程的性質(zhì)及學(xué)習(xí)方法；交、直流電動機的電能、磁能、機械能相互轉(zhuǎn)換過程的各自特征與共性；直流電機的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)和物理解釋。2通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)熟悉以下知識：交、直流電動機及變壓器的磁場分析；直流電機的各種勵磁方式特點；電動機調(diào)速的技術(shù)經(jīng)濟指標；變壓器等效電路參數(shù)的測量方法及變壓器空載、負載運行的定性分析；電力拖動系統(tǒng)各種典型負載特性的分析和應(yīng)

3、用。3通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握以下知識：交流、直流電動機及變壓器的電氣構(gòu)造和基本工作原理；電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)知識；電機的工程計算方法；分析電動機的機械特性及各種運行狀態(tài)（電動、反接制動、能耗制動、回饋制動）的基本理論；電動機調(diào)速的基本原理；三相感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)差率定義和物理解釋；掌握基本的實驗方法和操作技能以及常用電氣儀表（器）的使用。（三）課程教學(xué)方法與手段以課堂講授為主，采用啟發(fā)式教學(xué)，把實驗課、習(xí)題課融合于教學(xué)之中。（四）實踐環(huán)節(jié)1實驗：直流并勵電動機主要內(nèi)容與要求：測定直流并勵電動機的工作特性和機械特性、調(diào)速特性。學(xué)時分配：3學(xué)時2實驗：直流他勵電動機機械特性主要內(nèi)容與要求：測

4、定他勵直流電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機械特性。學(xué)時分配：3學(xué)時3實驗：單相變壓器主要內(nèi)容與要求：測定電壓器的變比和參數(shù)，測定空載特性、短路特性及負載特性。學(xué)時分配：2學(xué)時4實驗：三相感應(yīng)電動機的機械特性主要內(nèi)容與要求：測定三相感應(yīng)電動機的固有機械特性和人為機械特性。學(xué)時分配：2學(xué)時5實驗：三相感應(yīng)電動機的起動與調(diào)速主要內(nèi)容與要求：掌握三相異步電動機的各種起動方法和調(diào)速方法學(xué)時分配：2學(xué)時（五）教學(xué)時數(shù)分配表教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配采用何種多媒體教學(xué)手段章節(jié)主要內(nèi)容講授實驗討論習(xí)題課外其它小計緒 論221直流電機821112直流電動機的電力拖動931133變壓器821114三相感應(yīng)電動機的基本原

5、理4155三相感應(yīng)電動機的運行原理631106三相感應(yīng)電動機的電力拖動92112合計4612664（六）本課程與其它課程的聯(lián)系本課程是在大學(xué)物理、電路分析等課程后開設(shè)的。本課程中三相交流電路和磁路的基礎(chǔ)知識由電路分析課程提供；動力學(xué)的基礎(chǔ)知識由大學(xué)物理課程提供。本課程中學(xué)習(xí)的電機參數(shù)求取、變壓器聯(lián)接組、各種電機原理及應(yīng)用分別為后續(xù)課程運動控制系統(tǒng)、電力電子技術(shù)、工廠供電等打好基礎(chǔ)。 （七）教材與主要參考書教材：電機及電力拖動（第3版） 周定頤 主編 機械工業(yè)出版社，2007.8主要參考書：1.電機與拖動基礎(chǔ)（上、下冊）（第3版） 顧繩谷 主編 機械工業(yè)出版社，20032.電機原理及拖動 彭鴻才

6、 編 機械工業(yè)出版社，2004（八）說明1.實驗內(nèi)容可以根據(jù)實驗設(shè)備及具體情況稍加變動。實驗至少保證12學(xué)時。2.本課程考核以平時成績占30%，期末考試成績占70%來評定。平時考核學(xué)生出勤情況、完成作業(yè)、完成實驗、課堂提問等情況，期末考試采用筆試。二、教學(xué)內(nèi)容綱要緒論 一、教學(xué)基本要求通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1.了解電機和電力拖動技術(shù)的發(fā)展概況。2.熟悉本課程的性質(zhì)、任務(wù)和內(nèi)容。二、教學(xué)內(nèi)容1.電機和電力拖動技術(shù)的發(fā)展概況2.課程的性質(zhì)、任務(wù)和內(nèi)容3.磁路的相關(guān)知識第一章 直流電機一、教學(xué)基本要求本章主要研究換向式直流電機，分析它們的工作原理、結(jié)構(gòu)、電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)、運行時的電磁過程及工作特性。

7、通過本章學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1.理解、掌握直流電機的工作原理及結(jié)構(gòu)，理解銘牌數(shù)據(jù)的概念。2.熟悉電樞繞組的聯(lián)接形式，能計算單疊繞組和單波繞組的各個節(jié)距。3.了解直流電機的磁場及換向問題。4.熟練掌握電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動勢的計算公式及其性質(zhì)。5.熟練掌握直流電動機和直流發(fā)電機的勵磁方式及特點，能應(yīng)用直流電機的基本方程式計算相關(guān)物理量（如：額定電磁轉(zhuǎn)矩、電磁功率、損耗、效率等）。6.掌握他勵（并勵）直流電動機的工作特性。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 直流電機的工作原理及結(jié)構(gòu) 1.直流電動機和直流發(fā)電機的工作原理2.直流電機的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié) 直流電機的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列1.直流電機的額定值及其概念2.直流電機系列第

8、三節(jié) 直流電機的電樞繞組1.電樞繞組的一般介紹2.電樞繞組的基本形式及各個節(jié)距的計算3.繞組的展開圖第四節(jié) 直流電機的磁場1.直流電機的空載磁場2.直流電機負載時的磁場及電樞反應(yīng)第五節(jié) 直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動勢的計算電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動勢的概念、計算公式、性質(zhì)第六節(jié) 直流電機的換向1.換向的電磁理論2.改善換向的方法第七節(jié) 直流發(fā)電機1.直流發(fā)電機的勵磁方式及其特點2.直流發(fā)電機的基本方程式3.他勵發(fā)電機的特性第八節(jié) 直流電動機1.直流電動機的勵磁方式及其特點2.直流電動機的基本方程式3.他勵（并勵）電動機的工作特性第二章 直流電動機的電力拖動一、教學(xué)基本要求本章主要研究他勵直流電動機的電

9、力拖動問題。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1.能夠應(yīng)用運動學(xué)方程式分析電力拖動系統(tǒng)的運行狀態(tài)。2.掌握生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性。3.熟練掌握他勵直流電動機的機械特性、起動方法、電氣制動方法及制動特性、調(diào)速方法。二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié) 電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)運動方程式及方程式中轉(zhuǎn)矩正、負號的規(guī)定第二節(jié) 生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性三類生產(chǎn)機械負載轉(zhuǎn)矩特性第三節(jié) 他勵直流電動機的機械特性1.機械特性方程式、固有機械特性、三種人為機械特性2.機械特性曲線的繪制3.電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件第四節(jié) 他勵直流電動機的起動1.他勵直流電動機的兩種起動方法2.起動電阻的計算及起動過程第五節(jié) 他勵直流電動機的電氣制動三種電氣制動方

10、法及其特性第六節(jié) 他勵直流電動機的調(diào)速調(diào)速指標、三種調(diào)速方法及其特點第三章 變壓器一、教學(xué)基本要求本章主要研究一般用途的電力變壓器。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1.掌握變壓器的工作原理，理解變壓器的額定值。2.了解變壓器的結(jié)構(gòu)及運行特性、三相變壓器的磁路系統(tǒng)、自耦變壓器與互感器的工作原理。3.熟練掌握單相變壓器的基本方程式、等效電路及參數(shù)測定。4.掌握三相變壓器的電路系統(tǒng)，能用時鐘表示法判別三相變壓器的聯(lián)結(jié)組號。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 變壓器的工作原理、分類及結(jié)構(gòu)1.變壓器的工作原理及額定值2.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)及分類第二節(jié) 變壓器的空載運行1.空載運行時的物理情況、相量圖2.空載電流和空載損耗3.空載

11、運行時的電動勢平衡方程式及等效電路第三節(jié) 變壓器的負載運行1.負載運行時的物理情況2.負載載運行時的基本方程式第四節(jié) 變壓器的等效電路及相量圖1.繞組折算、三種等效電路2.相量圖第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定和標么值1.空載試驗和短路試驗2.標么值第六節(jié) 變壓器的運行特性1.變壓器的電壓調(diào)整率和外特性2.變壓器的損耗和效率第七節(jié) 三相變壓器1.三相變壓器的磁路系統(tǒng)2.三相變壓器的電路系統(tǒng)，即聯(lián)接組號的判別3.三相變壓器的聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對電動勢波形的影響4.變壓器并聯(lián)運行的定義及并聯(lián)運行條件第八節(jié) 其他用途的變壓器自耦變壓器、儀用互感器的工作原理第四章 三相感應(yīng)電動機的基本原理一、教學(xué)基本要求本章主

12、要分析三相感應(yīng)電動機的工作原理。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1.掌握三相感應(yīng)電動機的工作原理及結(jié)構(gòu)，理解銘牌數(shù)據(jù)。2.了解三相感應(yīng)電動機的定子繞組，掌握交流繞組一些基本量的概念及計算公式。3.了解繞組的感應(yīng)電動勢、磁動勢及磁場，掌握單相繞組、三相繞組磁動勢特點。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 三相異步電動機的工作原理及結(jié)構(gòu) 1.三相感應(yīng)電動機的工作原理。2.三相感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)、銘牌數(shù)據(jù)第二節(jié) 三相感應(yīng)電動機的定子繞組1.交流繞組的基本知識和一些基本量2.單層繞組、雙層疊繞組的排列和聯(lián)接第三節(jié) 繞組的感應(yīng)電動勢線圈感應(yīng)電動勢、線圈組電動勢、相電動勢的計算第四節(jié) 繞組的磁動勢單相繞組、三相繞組磁動勢第五章 三相感應(yīng)

13、電動機的運行原理一、教學(xué)基本要求本章主要分析三相感應(yīng)電動機的運行原理。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1.掌握三相感應(yīng)電動機空載運行時的物理情況及基本方程式。2.掌握三相感應(yīng)電動機負載運行時的物理情況、等效電路。3.掌握三相感應(yīng)電動機的功率和電磁轉(zhuǎn)矩、參數(shù)測定方法。4.了解三相感應(yīng)電動機的相量圖。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 三相感應(yīng)電動機的空載運行 1.空載電流和空載磁動勢2.空載時的定子電壓平衡關(guān)系第二節(jié) 三相感應(yīng)電動機的負載運行1.負載運行時的物理情況、等效電路2.感應(yīng)電動機的相量圖第三節(jié) 感應(yīng)電動機的功率和電磁轉(zhuǎn)矩1.功率轉(zhuǎn)換過程、功率平衡方程式2.轉(zhuǎn)矩平衡方程式及電磁轉(zhuǎn)矩公式第四節(jié) 三相感應(yīng)電動機的工作特性工作特性分析及求取第五節(jié) 三相感應(yīng)電動機的參數(shù)測定1.空載試驗與勵磁參數(shù)的確定2.堵轉(zhuǎn)試驗與堵轉(zhuǎn)時參數(shù)的確定第六章 三相感應(yīng)電動機的電力拖動一、教學(xué)基本要求本章主要研究三相感應(yīng)電動機的機械特性和各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1.掌握三相感應(yīng)電動機的機械特性。2.熟練掌握三相感應(yīng)電動機的各種起動方法、三種電磁制動方法及其機械特性、調(diào)速方法。 3.了解電動機常用絕緣材料的等級，掌握拖動系統(tǒng)電動機選擇原則及方法。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 三相感應(yīng)電動機