《電機(jī)與拖動》課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE8《電機(jī)與拖動》課程教學(xué)大綱ElectricMachineanddriving課程編號：1911100464（56學(xué)時，實驗8學(xué)時3課程類型：專業(yè)核心課開課（系）院：汽車學(xué)院執(zhí)筆者：從蘭美審核人：李玉廷一、課程性質(zhì)與目的要求課程的性質(zhì)：自動化本科及電氣自動化技術(shù)專科專業(yè)的一門重要專業(yè)核心課程。課程的教學(xué)目的：本課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生具備電機(jī)的扎實的基礎(chǔ)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇运季S能力，培養(yǎng)學(xué)生具備必要的電機(jī)實通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確直流電機(jī)、變壓器、交流異步電動機(jī)、交流同步電動機(jī)、控制電機(jī)等的結(jié)構(gòu)，掌握重要概念和變壓器及各種電機(jī)的工作原理，掌握交直流電機(jī)的運行特性及工程中的啟動、制動、調(diào)速方法及參數(shù)設(shè)計，掌握變壓器作為電力系統(tǒng)主要電壓變換設(shè)備的基本數(shù)學(xué)模型和分析、使用方法。在實踐能力培養(yǎng)方面，通過實驗、實踐和工程技能訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和腳踏實地解決工程問題的基本素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生具備一定的工程實踐技能。學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)是一項綜合性工程，在具備扎實的理論知識基礎(chǔ)上，注重學(xué)生良好的習(xí)慣和綜合能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。二、課時分配建議教學(xué)內(nèi)容 學(xué)時第一章直流電機(jī)10第二章第一章直流電機(jī)10第二章直流電機(jī)的電力拖動6第三章變壓器12第四章三相異步電動機(jī)8第五章三相異步電動機(jī)的電力拖動8第六章同步電機(jī)2第七章控制電機(jī)4第八章電機(jī)的選擇課外自主學(xué)習(xí)常用電機(jī)故障及維修實驗合計

4864三、教學(xué)內(nèi)容及要求根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案及課程培養(yǎng)目標(biāo)要求，結(jié)合專業(yè)工程認(rèn)證對人才培養(yǎng)的要求，電機(jī)與拖動課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計是基于將課程作為運動控制課程群（包括《電機(jī)與拖動》和《自動控制原理》、《運動控制系統(tǒng)》、《電力電子技術(shù)》以及《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《PLC電氣控制》等課程）的一個有機(jī)組成部分而不是作為一個獨立個體而進(jìn)行設(shè)計。將本課程的課程體內(nèi)容劃分為知識儲備、能力訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓(xùn)練三個模塊。知識儲備體系主要是各類電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特性，包括直流電機(jī)模塊、變壓器模塊、交流異步電動機(jī)模塊、同步電機(jī)模塊和控制電機(jī)模塊。以掌握扎實的基礎(chǔ)知識為培養(yǎng)目標(biāo)，通過習(xí)題、測試等方式進(jìn)一步深化。模塊1知識儲備模塊主要內(nèi)容包括緒論教學(xué)內(nèi)容：）本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)和工程實際應(yīng)用中的定位與作用，學(xué)習(xí)本課程的意義及學(xué)習(xí)方法；）電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用；）我國電機(jī)工業(yè)發(fā)展概況。0.2.教學(xué)要求）理解把握本門課的特點、難點。）掌握本門課的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會分析問題、解決問題。）了解本課程與其它課程的聯(lián)系，電機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的提高和應(yīng)用范圍的擴(kuò)展對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。0.3重難點）重點是：掌握本課程的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會分析問題、解決問題。）難點是：及時了解電機(jī)的新產(chǎn)品、采用的新技術(shù)及在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用。直流電機(jī)及其電力拖動教學(xué)內(nèi)容）直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)）直流電樞繞組）空載和負(fù)載時直流電機(jī)的磁場(4)直流電機(jī)的換向）直流電機(jī)的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩）直流電機(jī)的基本方程）直流發(fā)電機(jī)的運行特性）直流電動機(jī)的運行特性）電力拖動系統(tǒng)的運動方程式和負(fù)載特性（8）直流電動機(jī)的起動、調(diào)速和制動教學(xué)要求）理解：直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁分析、基本方程、運行特性；）掌握：直流電機(jī)的基本方程、運行特性、啟動制動及調(diào)速方法；）了解：直流電機(jī)的換向。重難點）重點是：基本方程、運行特性、啟動制動及調(diào)速方法。）難點是：電磁分析。變壓器教學(xué)內(nèi)容）變壓器的基本結(jié)構(gòu)和額定值）變壓器的空載運行）變壓器的負(fù)載運行）變壓器的基本方程式和等效電路）等效電路參數(shù)的測定）三相變壓器））變壓器的運行性能）變壓器的并聯(lián)運行（10）自耦變壓器和儀用互感器教學(xué)要求）理解：變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁分析。）掌握：變壓器的電磁分析、電壓方程、等效電路、參數(shù)計算、短路試驗、開路試驗、標(biāo)幺值計算。）了解：多繞組變壓器、自耦變壓器的結(jié)構(gòu)、電壓互感器、電流互感器的使用、變壓器空載投入電網(wǎng)的情況。重難點）幺值計算。）難點是：電磁分析。三相異步電動機(jī)及其電力拖動教學(xué)內(nèi)容）三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理）交流電機(jī)的繞組）交流電機(jī)繞組的感應(yīng)電動勢）交流電機(jī)繞組的磁動勢）三相異步電動機(jī)的空載運行）三相異步電動機(jī)的負(fù)載運行，頻率及繞著折算，電勢平衡方程式、等效電路和向量圖）三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩）三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定*（9）三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性（10）三相異步電動機(jī)的啟動（11）三相異步電動機(jī)的制動（12）三相異步電動機(jī)的調(diào)速教學(xué)要求）理解:電機(jī)的工作原理，電動勢、磁動勢、功率、轉(zhuǎn)矩等重要概念。）掌握：三相異步電動機(jī)空載及負(fù)載運行的特性，負(fù)載運行時頻率及繞著折算、電勢平衡方程式、等效電路和向量圖，三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性，三相異步電動機(jī)的啟動制動和調(diào)速的原理及參數(shù)設(shè)計。）了解：基波磁動勢及高次諧波磁動勢。重難點）重點是：三相異步電動機(jī)負(fù)載運行，三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性，三相異步電動機(jī)的啟動制動和調(diào)速的原理及參數(shù)設(shè)計。）同步電機(jī)教學(xué)內(nèi)容）同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理）同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運行時的電勢平衡方程式、等值電路和相量圖。教學(xué)要求）理解：同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、運行狀態(tài)。）掌握：同步電機(jī)的電磁分析、基本方程、等效電路、運行特性。）了解：同步發(fā)電機(jī)的不對稱運行。重難點））難點：凸極式同步電機(jī)的基本方程、等效電路、相量圖。5驅(qū)動和控制微電機(jī)教學(xué)內(nèi)容）單相異步電動機(jī)）伺服電動機(jī)）直流測速發(fā)電機(jī)）步進(jìn)電動機(jī)教學(xué)要求）了解這幾類電機(jī)的工作原理；）掌握各種控制電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。重難點：）重點：伺服電動機(jī)和測速發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。）難點：步進(jìn)電機(jī)的工作6電機(jī)的選擇6.1教學(xué)內(nèi)容）電機(jī)的發(fā)熱和冷卻）電機(jī)工作制分類）電機(jī)容量選擇）電動機(jī)種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇教學(xué)要求）了解：電機(jī)的冷卻方式和電機(jī)的工作制分類）掌握：電機(jī)容量及種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇方法重難點）重點是：電機(jī)容量及種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇方法。）難點是：電機(jī)容量選擇模塊2能力訓(xùn)練模塊能力訓(xùn)練體系包括知識應(yīng)用能力、學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊合作能力的訓(xùn)練。知識應(yīng)用能力主要培養(yǎng)將電機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過程中的設(shè)計和使用能力，包括直流電機(jī)拖動過程的參數(shù)計算和運行控制、變壓器的參數(shù)測試、并聯(lián)運行、交流電機(jī)的啟動、制動和調(diào)速設(shè)計與運行等方面的內(nèi)容。學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊合作能力的培養(yǎng)主要通過學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)過程培養(yǎng)。通過學(xué)生自我學(xué)習(xí)、課堂展示、分組學(xué)習(xí)等形式進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練。模塊三創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練模塊創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓(xùn)練體系包括實驗實踐技能、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能與素養(yǎng)的培養(yǎng)與訓(xùn)練。主要通過實驗、實踐訓(xùn)練、技能大賽、工程師技能培訓(xùn)等環(huán)節(jié)綜合培養(yǎng)。實驗是學(xué)生接觸電機(jī)應(yīng)用的第一道門檻，要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、科學(xué)的方法和基本的技能。實踐訓(xùn)練和技能大賽主要是在學(xué)生具備相關(guān)課程的綜合知識后，指導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決工程實際中的問題，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實踐水平，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能培養(yǎng)訓(xùn)練的是學(xué)生對知識的綜合運用能力和人文素養(yǎng)。通過上述三個方面的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生作為工程技術(shù)人員的基本能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)。四、實驗要求實驗8學(xué)時，參見實驗大綱五、課堂教學(xué)的基本要求了解各種典型電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握各種常用電機(jī)的工作原理、運行特性、實驗方法和操作技能。掌握電機(jī)的分析方法，能正確建立電動勢平衡方程式和轉(zhuǎn)矩方程式，明確電機(jī)中的能量傳遞關(guān)系，熟練地運用復(fù)數(shù)運算、等效電路、向量圖、諧波分析等分析方法。具有分析未學(xué)過的電機(jī)或新電機(jī)的能力。既掌握各種電機(jī)的個性和特點，又能認(rèn)識各種電機(jī)的共同點，從而對電機(jī)有一個比較系統(tǒng)和完整的認(rèn)識，能觸類旁通。靈活運用所學(xué)知識。透徹理解各種電機(jī)主磁場的性質(zhì)、各種參數(shù)的物理概念以及各物理量的時間關(guān)系和空間關(guān)系。了解電機(jī)的工程問題，如發(fā)熱、冷卻、絕緣等。教學(xué)方法與手段：理論與實踐相結(jié)合。作業(yè)要求：每兩次課布置一次作業(yè)，習(xí)題數(shù)與學(xué)時數(shù)約為12六、與其它課程的關(guān)系先修課程：《大學(xué)物理》、《電路》、《電磁場》；后續(xù)課程：《電氣控制與PLC》、《計算機(jī)控制技術(shù)》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》。關(guān)聯(lián)課程：《自動控制原理》《電力電子技術(shù)》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》七、考試考核考核形式：采取閉卷考試；學(xué)業(yè)成績的構(gòu)成：主卷成績6015（副卷）1510%八、推薦教材和參考書教材：，2009.8參考書：[1]電機(jī)與拖動學(xué)習(xí)指導(dǎo)，許曉峰.北京：高等教育出版社，2010.3。[2]《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》，李發(fā)海，王巖.清華大學(xué)出版社，2010.10。[3]《電機(jī)與運動控制系統(tǒng)》，楊耕，羅應(yīng)力.清華大學(xué)出版社，2014。[4]《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》（上，