《电机及拖动基础》(顾绳谷第4版)

《电机及拖动基础》教学大纲

课程编号：161012 开课学期：4

适用专业：自动化编写教师：陶曾杰

学时：72 学分：4

审核：杨斌文

第一部分说明

一、课程性质、作用

本课程是自动化专业的一门专业基础课,为该专业的必修课。它一方面研究电机与电力拖动系统的基本理论问题，另一方面又研究其学科实验与生产实际的内容。

本课程的作用是为培养自动化专业的人才打下必要的专业基础。

二、课程的任务与基本要求

本课程的任务应使学生掌握常用交、直流电机、控制电机及变压器的基本结构与原理以及电力拖动的运行特性、分析计算、电机选择和实验方法，为学习《自动控制原理》、《电力电子技术》、《现代控制理论》、《运动控制系统》、《计算机控制系统》等课程准备必要的基础知识。

本课程的基本要求

1、掌握常用交直流电机及变压器的基本理论(电磁关系能量转换关系等)。

2、掌握电动机的起动情况与分析电动机机械特性及各种运转状态(电动、回馈制动、反接制动,能耗制动)的基本理论。

3、掌握电力拖动系统中改变电动机参数调速的方法、基本原理和技术、经济指标。

4、理解电力拖动过渡过程的基本特性及主要分析方法。

5、掌握控制电机的工作原理、特性及用途

6、掌握选择电动机的原理和方法。

7、掌握电机与电力拖动系统的基本实验方法与技能,并具备较强的应用能力。

8、了解电机及拖动今后的发展方向。

三、教学方法建议

理论课教学要采用启发式，要同本地的生产实际相结合，要同自己的有关科研工作相结合，要与当前科技发展情况相结合。讲授时要做到层次清楚，重点突出，语言精炼。课堂上要开展问答式、讨论式互动形式。

实践教学要精讲多练。每个实验只讲基本原理与注意事项，由学生自己动手完成实验接线、实验操作、实验测试与结果分析。

要强调通过作业巩固理论知识与通过实验掌握实际知识。要培养学生的自学能力，给学生安排一定的自学内容，并通过考试加以检验。

四、本课程与其他课程的关系

本课程的先修课程是《大学物理》、《电路理论》。本课程内容中涉及到的课程有《电气控制技术》、《电力电子技术》、《自动控制原理》。本课程的后续课程最密切的是《运动控制系统》，有联系的是《电力电子技术》、《自动控制原理》与《计算机控制系统》。

第二部分本文

一、基本内容与学时分配

（一）绪论……………………………………………………………………………（1学时）教学内容要点：了解电机及电力拖动内容以及在国民经济中的作用，介绍它们的发展概况及今后的任务,明确本课程的性质、任务、主要内容、基本要求和学习

方法。

（二）直流电机………………………………………………………………………（7学时）教学内容要点：（1）、弄清直流电机的工作原理和结构

（2）、了解直流电机的铭牌数据及主要系列

（3）、认识直流电机的绕组

（4）、明确直流电机的励磁方式及磁场

（5）、掌握感应电动势和电磁转矩的计算

（6）、理解直流电机的运行原理

（7）、了解直流电机的换向

（三）直流电机的电力拖动…………………………………………………………(12学时) 教学内容要点：（1）、了解电力拖动系统的运动方程式

（2）、认识生产机械的负载转矩特性

（3）、掌握他励直流电动机的机械特性

（4）、掌握他励直流电动机的起动

（5）、掌握他励直流电动机的制动

（6）、掌握他励直流电动机的调速

（7）、认识他励直流电动机过渡过程的能量损耗

（8）、明确串励直流电动机的电力拖动情况

（四）变压器…………………………………………………………………………（4学时）教学内容要点：（1）弄清变压器的工作原理、分类及结构

（2）认识单相变压器的空载运行情况

（3）掌握单相变压器的基本方程式

（4）掌握变压器的等效电路及相量图

（5）学会变压器参数的测定

（6）掌握三相变压器的联接组别

（7）掌握变压器的稳态运行情况

（8）了解自耦变压器及仪用互感器

（五）三相异步电动机基本原理……………………………………………………（4学时）教学内容要点：（1）、三相异步电动机的工作原理及结构

（2）、三相异步电动机铭牌数据

（3）、三相异步电动机定子绕组

（4）、三相异步电动机磁势及磁场

（5）、三相异步电动机绕组的电势

（六）三相异步电动机的运行原理…………………………………………………（3学时）教学内容要点：（1）、三相异步电动机运行时的电磁过程

（2）、三相异步电动机的等效电路及相量图

（3）、三相异步电动机功率和转矩

（4）、三相异步电动机工作特性及测取方法

（5）、三相异步电动机参数测定

（七）三相异步电动机的机械特性及各种运行状态……………………………（5学时）

教学内容要点：（1）、三相异步电动机机械特性的三种表达式

（2）、三相异步电动机的固有特性与人为特性

（3）、三相异步电动机各种运行状态

（4）、三相异步电动机技术数据与参数计算

（5）、绕线转子异步电动机调速及制动电阻的计算

（八）三相异步电动机的起动及起动设备的计算…………………………………（5学时）教学内容要点：（1）、三相异步电动机的起动方法

（2）、改善起动性能的三相异步电动机

（3）、三相笼形异步电动机定子对称起动电阻的计算

（4）、三相笼形异步电动机起动自耦变压器的计算

（5）、三相绕线转子异步电动机转子对称起动电阻的计算

（6）、三相异步电动机的起动过程

（7）、三相异步电动机的过渡过程的能量损耗

（九）三相异步电动机的调速………………………………………………………（5学时）教学内容要点：（1）、变极调速

（2）、变频调速

（3）、能耗转差调速

（十）单相异步电动机………………………………………………………………（2学时）教学内容要点：（1）、单相异步电动机的分类、结构与工作原理。

（2）、分相式和罩极式单相异步电动机的机械特性、运行性能及应用（十一）同步电机……………………………………………………………………（1学时）教学内容要点：（1）、三相同步电动机

（2）、无换相器电动机――自控式同步电动机

（3）、其它同步电动机

（十二）控制电动机…………………………………………………………………（1学时）教学内容要点：（1）、伺服电动机

（2）、测速发电机

（3）、自整角机

（4）、旋转变压器

二、课程实验

1、目的与要求

（1）通过实验，对交直流电动机的工作特性和机械特性的性质、基本原理和理论计算加以验证。

（2）进行独立的实验操作，学会测定电机的工作特性、机械特性及电机与变压器的参数，提高实验技能和熟练程度。

2、实验项目及时数

电机的认识及其仪器、仪表的使用………………………………………………（2学时）直流电动机的工作特性测试………………………………………………………（3学时）直流电动机的机械特性测试………………………………………………………（3学时）单相变压器的参数测定……………………………………………………………（3学时）三相变压器的特性及联结组测定…………………………………………………（2学时）三相异步电动机的工作特性测试…………………………………………………（3学时）三相绕线式异步电动机机械特性的测定…………………………………………（3学时）异步电动机起动与调速实验………………………………………………………（3学时）