电机与拖动基础课程综述

电机与拖动基础课程综述

《电机及拖动基础》课程综述

一、课程简介

1、课程专业地位

《电机及拖动基础》是一门自动化专业的必修课，属于专业技术基础课，具有难度大、多学科交叉、技术要求高、理论与实践结合强的特点。

电能是现代大量应用的一种能量形式。而电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制都必须利用电机作为能量转换或信号变换的机电装置。

电力拖动技术实现了电能与机械能之间的变换。而在电机中应用控制技术，将使电机具有更良好的性能，使各类电机成为各种机电系统中一种极其重要的元件。由于电力拖动是各类工业、各种生产机械的主要拖动方式，其理论与技术的发展，必将在我国实现现代化与工业化的进程中起十分重要的作用。

2、培养目标

本课程的任务是使学生掌握常用交流电机、直流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法，为学习“电力拖动自动控制系统（运动控制系统）”、“反馈控制理论”及“计算机控制技术”等课程准备必要的基础知识。

二、课程内容

本课程教材分为上下两册，上册为电机部分，下册为电力拖动部分。具体内容如下：

第一章：本章回顾了在物理、电路课程中的磁路相关内容，并介绍了基本概念和定律，由此建立了较清晰的磁路概念。对磁路结构可分为有无分支磁路及其计算方法作了说明，以及铁磁物质分类及其磁化特性。

第二章：本章核心内容是直流电机。主要介绍了其结构与工作原

理，讲解了关于感应电动势及电磁转矩的计算，以及直流电机的换向问题。

第三章：本章以普通双绕组电力变压器为主要研究对象，阐明其工作原理，

介绍了变压器的分类及主要结构。着重叙述单相变压器的原理及主要特性，对于三相变压器仅探讨其特点。

第四章：本章首先阐明三相异步电动机的工作原理与基本结构，从中引出旋转磁场的建立问题；并以旋转磁场的建立为前提，讨论了异步电动机的主要电路、磁动势、磁场及电动势等问题。

第五章：通过学习第四章对异步电动机有了初步的认识后，本章首先分析异步电动机负载运行时的电磁过程，然后将电磁过程用基本方程式加以综合，最后阐述了单相异步电动机的基本原理。

第六章：本章主要阐述同步电动机的工作原理与运行特性，并简单介绍了自控式同步电动机、磁阻同步电动机、永磁同步电动机以及步进电动机等。

第七章：本章在熟悉一般旋转电机基本理论的基础上，简要地介绍几种常用控制电机的工作原理和基本结构，以便在电力拖动系统中正确使用这些作控制用的电磁元件。

第八章：本章对运动方程式、电动机和工作机构间速比可变系统有关问题、传动机构损耗的简化折算等进行了分析，为介绍电力拖动的机械特性与过渡过程等内容准备了必要的理论基础。

第九章：本章重点内容是他励直流电动机的机械特性和各种运转状态，对过渡过程的能量损耗进行了分析，以及晶闸管-直流电动机系统的机械特性和调速性能。最后简单介绍了串励直流电动机的机械特性与运转状态的特点。

第十章：本章主要研究三相异步电动机的机械特性以及在各种运转状态下机械特性的计算，介绍了固有机械特性和人为机械特性的分析与绘制方法，异步电动机的调速与制动电阻的计算方法。

第十一章：本章全面地介绍了三相异步电动机的各种起动方法及起动电阻与起动设备的计算方法。重点讲解了异步电动机的空载起动

过程，计算空载起动时间，分析临界转差率的数值对起动时间的影响，论述过渡过程的能量损耗并分析其减小的方法。

第十二章：本章主要介绍异步电动机的各种调速方法的基本原理、方法和特性，例如改变极对数的调速方法、变频调速方法、以及调节转差能耗的调速方法等等，不介绍实现各种调速方法的线路。

第十三章：本章主要介绍硬轴连接的双电动机拖动系统，分析硬轴连接时轴上负载在两电动机之间的合理分配问题；以及同步旋转系统，分析其工作原理与能量传送的方向。

第十四章：本章阐明了如如何为生产机械正确地选择电动机。

三、学习小结

通过一个学期的学习，让我对于电机学和电力拖动的基础知识有了一定的认识和了解。电机拖动这门课由于概念较多，也比较抽象，因此学习起来有一点吃力。但是经过一学期的学习，我也有了一些心得，譬如在学习过程中要善于总结，将类似的知识点进行对比和联系，这样就比较利于记忆。

以异步电机与同步电机为例，异步电机的工作原理是通过定子的旋转磁场在转子中产生感应电流，产生电磁转矩，转子中并不直接产生磁场。因此，转子的转速一定是小于同步速，存在转差率S=(n1-n)/n1（n1为同步转速, n 为电机转速），也因此叫做异步电机。而同步电机转子本身产生固定方向的磁场（用永磁铁或直流电流产生），稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，ns称为同步转速，也因此叫做同步电机。

异步电机大部分作为电动机使用，而发电机一般是同步电机。普通异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。而同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的

功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

电机学是电器类专业的一门主要基础课程，具有理论性、实践性和综合性的

特点。在学习中，既要掌握各种电机的基本结构、工作原理和运行性能，又要求能运行电磁理论分析、解决电机中的实际问题。因此学习时应重视基本物理概念，熟悉计算方法，重视理论与实际相结合，才能收到良好效果。

要学好这门课，应做到课前对知识点提前预习，上课时跟上老师的思路，课后及时复习，认真完成作业对知识进行巩固。同时，在理论学习之外，通过实验课上的实际操作，也让我对一些抽象的概念和理论有了更为深刻的理解，因此我希望能够在教学过程中多一些实践性的内容。最后，感谢XX老师这一学期以来对我们的悉心教导。