应用型本科电机与拖动基础课程教学大纲

应用型本科《电机与拖动基础》课程教学大纲

一、课程名称：

电机与拖动基础

二、教学对象：

适用于学制四年的应用型本科电气自动化专业和自动化类专业，以及相关专业。

三、学分与学时：

建议学时为:总课时66~76学时，理论54~64学时，实验课时12学时

四、课程性质

是专业基础课程，是电气自动化专业和自动化类专业的必修课。

五、课程的目的与要求：

课程性质：《电机及拖动基础》属于电气自动化及自动化类专业的专业基础课程。开设该课程的目的是：通过该课程的学习和实验教学，使学生能够掌握直流发电机、直流电动机和变压器，以及交流发电机和交流电动机的工作原理、结构及其特性，能够根据生产实际的需要，选择适当类型的电机，并对电动机拖动生产机械的过程进行分析计算。即要电机能够“转”；又要拖得“动”；并满足生产实际的要求。

《电机及拖动基础》课程作为学习“电机”和“拖动”的基础。对于不同的专业对这两部分内容的要求也不尽相同。可以根据本专业的需要进行选择。本大纲是专为应用型本科院校电气自动化专业和自动化类专业开设的《电机及拖动》课程制定。

在学习本课程之前，最好修完《高等数学》、《电路原理》、《模拟电子技术》、这些前续课程，使学生能够拥有一定的必备基础。

六、教学内容：

第一章直流电机

【目的要求】

本章节是电机的入门章节，特别强调基本概念的掌握，从电磁感应定律（右手定则）和电磁力定律（左手定则）这两个基本定律入手，使学生掌握发电机和电动机工作的基本原理、基本概念，以及它们的可逆原理。弄清楚导体的运动运动方向、导体所在的磁场方向和导体中的感生电动势流的方向之间的关系，并能够熟练应用。这是学习整个《电机》课程的基础。

重点讲授：1，直流电机原理，两个基本定律。

2，直流电机的两个磁场及电枢反应。

3，电机电枢回路电压平衡平衡方程式，电磁力矩与电枢电流公式、电动势与转速公式。

简要讲授：1，直流电机结构，电枢绕组结构。

2，直流电机的换向问题。

第二章直流电动机的电力拖动

【目的要求】

本章节内容牵涉到拖动的基本概念，是一个重点章节。重点掌握电机运行的平衡状态以及是否能获得平衡状态，从而掌握对直流电动机机械特性的认识。这是掌握电动机运行状态的基础。

重点讲授：1、拖动系统的运动方程；

2、转动惯量的折算

3、生产机械的负载特性和直流电动机的机械特性。

4、拖动系统获得稳定平衡的条件；

5、直流电动机的人为机械特性；

6、直流电动机的起动和正反转；

掌握起动转矩、起动电流、额定电磁转矩的计算，以及起动和正反转的方法。

7直流电动机的制动。

重点掌握直流电动机制动状态的获得、制动过程及稳定状态。

8、直流电动机的调速。

重点掌握调速的概念和方法。掌握稳定状态下速度的计算。

第三章变压器

【目的要求】

本章节所讲授的内容是电力电源传输的基础，同时也是交流电机工作原理与交流电机拖动部分学习的基础。是进一步加深理解和学习电磁感应定律、安培定律的过程。通过本章的学习要求学生掌握恒磁通原理、安培定律，并通过二者推导出变压器的原边与副边的电压、电流，以及阻抗之间的关系，从而理解变压器变压、变流、变阻抗的三个作用。同时，让学生理解，从原理上讲，变压器与后面要讲到的交流电机的工作原理是一致的，交流变压器就是副边一侧为静止的电机。

主要讲授内容：

1、变压器的正方向的规定

2、主磁通、漏增通、绞链、额定参数等基本概念

3、恒磁通原理、安培定律和变压器的三个作用

4、变压器的空截运行

5、变压器的负截运行

6、变压器的等值电路表示

7、变压器的矢量图表示

8、三相变压器的工作原理

9、三相变压器的等值电路与矢量图

10、三相变压器的型别和判定方法

简要讲授内容：

1、三相变压器的结构和铭牌参数

2、自耦变压器、互感器和一些为同种类的变压器。

3、变压器的参数测定试验

第四章三相异步电动机的绕组、磁动势和电动势

【目的要求】

本章要讲述的内容是，异步电动机的许多基本概念，如“异步”的概念、“转差”与“转差率”的概念，以及转差率的作用。尤其是交流电机磁场部分，如：磁路、磁动势、三相旋转磁场的形成及其特点，以及异步电动机的空载运行状态和堵转运行状态是本课程的教学难点。

重点讲授内容：

1、三相异步电动机原理、三相旋转磁场的形成

2、主磁通与漏磁通、转差与转差率的概念与作用

3、三相异步电动机的空截状态、转子开路状态、转子堵转状态和负载运行状态下电机参数

的相互关系

4、电机在空载和负载两种不同状态下的等值电路与矢量图

5、功率之间的关系和能量流程图

3、三异步电动机的平衡方程（功率平衡和转矩平衡）

简要讲授内容：

1、异步电动机绕组结构与分类

2、异步电动机的参数测定试验与额定值

4、效率

第五章三相异步电动机

【目的要求】

本章要讲述的内容是，异步电动机的结构、额定数据和产品主要系列，以及三相异步电动机的工作原理和转差率的作用。尤其是交流电机在静止和转动状态下的电磁关系、转矩和功率的关系、能流图和等值电路，以及异步电动机机械特性都是本课程的教学难点。

重点讲授内容：

1、三相异步电动机的工作原理及转差率

2、三相异步电动机的在转子静止和转动时的电磁关系

3、三相异步电动机的转矩和功率的关系和能量流程图

4、三相异步电动机在空载和负载两种不同状态下的等值电路与矢量图

简要讲授内容：

1、三相异步电动机的结构及额定数据、主要系列

2、三相异步电动机的工作特性

第六章三相异步电动机的电力拖动

【目的要求】

本章节是异步电动机从工作原理转入拖动运用的转折点。必须使学生加深对异步电机运行中输入功率、电磁功率、全机械输出功率和输出功率（额定功率）传递关系的认识。在这个基础上熟练掌握异步电动机的机械特性，说明特性的特点以及与运行状态的关系。

重点讲授：1、三相异步电动机电磁转矩表达式及其运行状态

2、三相异步电动机机械特性

3、三相异步电动机的起动问题和制动

4、三相异步电动机的四象限运行

5、三相异步电动机的调速方法及其特点

实验安排：

1、三相异步电动机机械特性测定

2、三相异步电动机降压起动

3、三相异步电动机调压调速和变频调速

第七章单相交流异步电动机

【目的要求】

本章专门为应用本科学生而单独开设，目的是为了适应当前人们生活逐渐向电气化方向发展的需要，电动机已起来越深入人们的生活，不再仅仅是一个工业用产品，而是和人们的生活密不可分。因此，在对电机的工作原理已经了解的情况下，对单相电机进行单独讲解是非常有意义的。本章，主要对单相电动机的工作原理、电动机的起动的特殊性和各种起动方法进行讲解，

重点讲授：

1、单相交流异步电动机中的磁场

2、单相交流异步电动机机械特性

3、单相交流异步电动机的起动问题和各种解决方法

实验安排：