《电机与电气控制》课程教学大纲

《电机与电气控制》课程教学大纲
课程名称（中文）：《电机与电气控制》
课程名称（英文）：Electric Machinery And Electric Component Controlling
课程编号：0420420
课程性质：独立设课课程属性：专业必修课
教材及实验指导名称：《电机与电气控制》
学时-学分：总学时：64 总学分：4 实验学时：24
开课学期：第四学期
适用专业：应用电子技术专业
先修课程：高等数学、大学物理、电工基础，自动控制原理
一、课程教学目的与任务
为使学生具备高素质劳动者和中初级专门人才所必需的电工与电子技的基本知识和基本技能，掌握基本电器元件的使用方法和以电动机或其他执行电器为控制对象的生产机械的电气控制基本原理、在掌握线路及分析方法基础上熟练地设计出简单的控制线路，为后继课程及其他程序设计课程的学习和应用打下基础。

通过本课程的学习，应使学生熟练掌握主要类型电动机的工作原理、基本结构、基本电磁关系、运行特性，三相异步电动机拖动和控制、电气控制基本环节和电气控制系统的设计，从生产实际出发，对常用设备的常见故障进行分析，为培养学生的分析、解决实际问题的能力和进行简单的电气控制系统设计的能力打下理论基础，为学习专业课做好准备，初步形成解决实际问题的能力。

二、课程教学内容和基本要求
本课程是高等职业学院工科电类相关专业一门技术基础课程，主要使学生通过学习具备高素劳动者和中高级专门人才所必需的交直流电机拖动、低压电器控制技术电工与电子技术的基本知识和基本能力。

电机与电气控制教学内容可分为常用电机与电器与电气控制线路的分析设计两大基本部分，可以归纳为如下8个方面：直流电机、变压器、三相异步电动机、常用控制电机、低压电器和基本电气控制电路、典型设备的电气控制、电气控制系统设计。

依据以上8个方面，整个教学体系的教学内容与教学基本要求如下：
第一章直流电机
教学内容：
直流电机基本理论；直流电机基本结构；直流电机磁场和换向；直流电机拖动。

教学要求：
1. 掌握电磁感应和电磁力两大定律的内容；掌握直流电机的基本结构；掌握直流电动机、直流发电机的工作原理；理解直流电动机、直流发电机工作中换向器-电刷的作用；理解直流电动机、直流发电机在工作中电枢电动势Ea、电磁转矩T的含义、作用。

2. 掌握定子、转子的作用与基本组成；掌握换向极-电刷的作用；了解电枢铁心的材料，掌握它的作用；熟悉直流电机电枢绕组的基本方式，掌握连接的原则；掌握电枢电动势Ea、电磁转矩T的公式；熟悉电机铭牌，掌握铭牌计算。

3. 掌握直流电机磁路组成；了解直流电机空载与负载时磁场的分布曲线；掌握电枢反应概念及其影响；掌握换向的定义及意义；了解火花产生的原因；掌握改善换向的方法。

4. 了解直流电动机的分类；掌握直流电动机功率、电压、转矩的平衡关系；掌握电动机的机械特性方程、固有机械特性方程和曲线、人为机械特性方程和曲线；掌握直流电动机的调速方法、性能和简单计算；掌握直流电动机的起动主要要求、起动方法及其性能；掌握反转的方法；熟悉直流电动机的三种制动方法。

第二章变压器
教学内容：
变压器结构和原理；变压器运行和实验；三相变压器；特殊变压器。

教学要求：
1. 了解变压器的用途和分类；熟悉变压器的基本结构及作用；熟悉单相、三相变压器的额定值。

2. 掌握变压器的工作原理和特点；理解单相变压器的空载运行性能和等效电路、带载运行的磁势平衡、性能和等效电路；掌握变压比及变流比；掌握变压器的空载与短路试验的方法及目的。

3. 熟悉三相变压器的磁路系统；掌握变压器绕组的极性的定义、判别及表示、三相变压器的联结组的定义及其表示；掌握变压器并联运行的概念及条件。

4．掌握仪用互感器的作用、熟悉结构和工作原理、掌握使用注意点；熟悉自耦变压器的基本原理及其特点。

第三章三相异步电动机
教学内容：
三相异步电动机的基本理论及结构；三相异步电动机的电力拖动。

教学要求：
1. 掌握三相异步电动机的基本工作原理、结构、分类；掌握三相异步电动机转差率S；了解定子绕组的基本知识；熟悉三相异步电动机额定值；掌握改变转子旋转的方向的方法；理解分析变压器的方式分析三相异步电动机的运行特点；掌握三相异步电动机的功率与转矩关系。

2. 掌握三相异步电动机的机械特性曲线、特点和特殊点；掌握人为机械特性曲线、特点；熟悉三相异步电动机的起动中存在的问题；分别掌握笼型和绕线型电动机的起动方法；
掌握三相异步电动机的反转方法；熟悉三相异步电动机电磁制动方法、制动原理。

第四章常用控制电机
教学内容：
单相异步电动机；同步电动机；伺服电动机；测速发电机；步进电动机
教学要求：
1. 了解单相异步电动机的结构特点；理解单相异步电动机的机械特性；掌握单相异步电动机的特点；了解单相异步电动机的类型；熟悉三相异步电动机的单相运行现象。

2. 熟悉同步电动机的特点；掌握同步电动机的原理；理解同步电动机起动的两个阶段：异步起动和牵入同步。

3. 理解交、直流伺服电动机的工作原理；掌握交流伺服电动机如何消除“自转”；了解交、直流伺服电动机控制方式。

4. 理解测速发电机的用途；了解测速发电机的输出特性。

5. 掌握步进电动机的主要用途；理解步进电动机的工作原理、掌握步距角的含义；理解单三拍、六拍和双三拍控制方式。

第五章低压电器和基本电气控制电路
教学内容：
常用低压电器的；较复杂的主电路、控制电路；简单控制电路设计；机床控制电路。

教学要求：
1.掌握闸刀开关、组合开关、熔断器、自动开关及接触器、继电器和按钮开关等低压电器的结构、工作原理、用途和使用方法。

2. 会阅读分析异步电机的正、反转、Y-△起动、能耗制动、反接制动等控制电路。

3. 学会设计较简单的控制电路
4．了解各种机床的控制电路
第六章典型设备的电气控制
教学内容：
电气控制电路分析基础；M7130型平面磨床的电气控制；Z3040型摇臂钻床的电气控制；T68型卧式铣床的电气控制；交流桥式起重机的电气控制。

教学要求：
1.熟悉电气图形符号与文字符号
2.理解电气控制原则：时间原则、速度原则、电流原则、电势原则与行程原则。

3.掌握电动机保护环节，掌握电气控制电路的连锁环节。

4.掌握继电器接触器控制基本环节：异步电动机正反转、起动、调速、制动控制电路。

5.掌握典型加工生产设备的电气控制：磨床、钻床、铣床等的电气控制电路及其分析。

6.了解交流桥式起重机的结构及控制要求并掌握其控制电路及特性分析。

三．教学时数分配
本课程授课总学时为40学时。