《电机与电力拖动》教学大纲

教学大纲

1.课程性质

本课程是机电一体化技术、电气自动化技术专业的一门重要的专业主干课。

2.教学目的及教学任务

主要任务是使学生掌握“适度、够用”的电机理论和电力拖动的有关基础知识，掌握各类电机工作原理，了解其结构特点和基本特性，了解直流电动机、三相异步电动机、变压器、同步电机、控制电机的运行特性和分析方法，掌握各类电机的机械特性以及起动、制动和调速的基本技能。该课程是集理论教学、实践教学与应用为一体的专业主干课程，它不仅为学生实训和毕业设计奠定理论和实践基础，而且为机电一体化技术、电气自动化技术专业学生考高级电工资格证书、职业能力培养做准备。

3.教学目标

学生学完本课程后，应达到以下要求：

3.1知识目标

1）熟悉常用的直流电动机、变压器、三相异步电动机的基本结构，掌握它们的工作原理和基本理论；

2）掌握直流电动机、三相异步电动机的机械特性及各种运转状态的基本理论；

3）掌握直流电动机、三相异步电动机起动、制动、调速和反转的电力拖动基本原理和有关计算方法；具有选择电力拖动方案所需的基础知识；

4)了解单相异步电动机、三相同步电动机及几种常用控制电机的特点、用途和工作原理。

3.2能力目标

1）直流电动机的拆装；

2）直流电机故障分析与维护；

3）直流他励电动机的机械特性测试；

4）直流他励电动机的起动、停止线路的安装；

5）变压器的安装与试验；

6）变压器的运行特性与参数测试；

7）三相异步电动机的拆装、检修与测试；

8）三相异步电动机定子绕组重绕；

9）三相异步电动机的工作特性；

10）三相异步电动机的效率测量；

11）三相异步电动机的温升测量；

12）三相异步电机运行故障及维修；

13）三相异步电机基本检测方法；

14）三相异步电动机的机械特性测试；

15）同步电动机调相运行特性；

16）几种常用的控制电动机的选择；

17）电力拖动系统中电动机的选择；

3.3素质目标

1）培养学生勤于思考，认真做事的良好作风；

2）培养学生分析问题，解决问题的能力；

3）培养学生电机与电力拖动系统的基本的实验方法与技能；

4）培养学生的沟通能力及团队协作精神；

5）培养学生勇于创新，敬业爱业的工作作风；

6）培养学生的质量意识，安全意识。

4.教学内容的结构及学时分配

5.课程主要教学内容

1)单元一直流电机

第1讲直流电机的基本工作原理与结构

第2讲直流电机的磁场

第3讲电磁转矩和电枢电动势

第4讲直流电机的运行原理

第5讲直流电机的换向

2)单元二直流电机的电力拖动

第1讲电力拖动系统的运动方程式

第2讲生产机械的负载转矩特性

第3讲他励直流电机的机械特性

第4讲他励直流电机的起动和反转

第5讲他励直流电机的制动

第6讲他励直流电机的调速

3)单元三变压器

第1讲变压器的基本工作原理和结构

第2讲三相变压器

第3讲其他用途的变压器

4)单元四三相异步电动机

第1讲三相异步电动机的工作原理和结构

第2讲三相异步电动机的定子绕组和感应电动势

第3讲三相异步电动机的功率、转矩平衡方程式及工作特性

5)单元五三相异步电动机的电力拖动

第1讲三相异步电动机的电磁转矩表达式

第2讲三相异步电动机的机械特性

第3讲三相异步电动机的起动

第4讲三相异步电动机的制动

第5讲三相异步电动机的调速

6)单元六其他用途的电动机

第1讲单相异步电动机

第2讲三相同步电动机

7)单元七控制电机

第1讲伺服电机

第2讲测速发电机

第3讲步进电机

6.单元教学目标与任务

6.1单元一直流电机

（1）教学基本要求

本单元主要介绍直流电机的工作原理及其基本结构。学习本单元应主要掌握以下几个方面的内容：

1）掌握直流电动机的基本工作原理。掌握在磁场里运动导体产生感应电动势和载流导体受力两个基本规律，这两个规律是直流电机工作的理论基础。

2）了解直流电动机的基本结构和各部分的主要作用，要求知道直流电机的两大组成部分：定子和转子。

3）应知道直流电机的铭牌中有哪些主要的额定数据及其含义，以及在使用直流电机时应注意的事项。

4）了解电枢反应的含义；电枢反应对电机的影响，如何抵消电枢反应的影响？

5）熟练掌握电枢电动势和电子转矩的计算公式和使用。

6）了解直流电机的换向过程。如何改善直流电机的换向？

7）了解直流电机的励磁方式。

8）了解直流电机的可逆原理。

9）掌握如何判断一台电机是出于电动状态还是发电状态。

（2）教学重点、难点

重点内容:

1）电磁感应定律和电磁力定律的概念；

2）直流电机的工作原理；

3）直流电机的结构；

4）直流电机电枢电动势和电磁转矩的定义和计算；

5）电动势平衡方程式；

6）直流电机的工作特性。

难点内容:

1）直流电机的工作原理；

2）电枢反应以及电枢反应对电机的影响；

3）直流电机的换向过程；

4）直流电机的工作特性。

6.2单元二直流电机的电力拖动

（1）教学基本要求

本单元主要内容有：1）电力拖动系统转动方程式、负载的转矩特性；2）他励直流电动机的固有机械特性、人为机械特性、电力拖动系统稳定运行的条件；3）他励直流电动机的起动方法、起动电阻的计算；4）他励直流电动机的制动方法：能耗制动、反接制动等三种制动过程的分析与计算；5）他励直流电动机的调速方法、调速性能指标、调速方式与负载类型配合的概念。

学习本单元应主要掌握以下几个方面的内容：

1）掌握电力拖动系统的转动方程式及转矩、转速正方向的规定原则。

2）了解各种典型负载的转矩特性及其特点。

3）掌握直流电机的固有机械特性和人为机械特性及其有关计算。

4）熟练掌握电力拖动系统稳定运行的条件，会分析判断系统的稳定性。

5）熟练掌握他励直流电动机的起动方法、起动电流的计算。

6）掌握直流电动机能耗制动、反接制动、回馈制动的方法、特点、能量关系、制动过程中工作点变化情况。

7）熟练掌握直流电机各种制动状态下的机械特性、制动电流和制动电阻的计算。

8）了解直流电机电压反接制动与倒拉反接制动的特点与区别。

9）熟练掌握他励直流电动机的调速方法和调速指标的含义、调速范围与静差率之间的关系及有关调速方面的计算问题。

10）掌握调速过程中机械特性及工作点的变化情况、调速前后电枢电流计电磁转矩的变化情况。