电机与拖动基础教学大纲

《电机与拖动基础》教学大纲

课程代码：0806315005

课程名称：电机与拖动基础

英文名称：Foundation of Electrical Machinery and Towage

总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8

学分：3.5

适用专业：本科自动化专业（车辆电子电气）、机械设计制造及其自动化专业（城市轨道车辆）

先修课程：高等数学、大学物理、电工电子技术

一、课程的性质、目的和任务

本课程是自动化专业（车辆电子电气）和机械设计制造及其自动化专业（城市轨道车辆）的专业基础必修课程。通过本课程的教学，使学生掌握常用交、直流电机，控制电机及变压器等的基本结构与工作原理，电力拖动系统的运行原理及性能，训练和培养学生使用电机、控制电机和选择电机的能力。为学生学习后续课程和以及从事与本专业有关的工程技术和科学研究打下必要的基础。

二、教学基本要求

通过本课程的学习，学生应达到下列要求：

(1) 能够了解不同电机的工作原理，熟悉电机的基本公式，等效电路，具有把变压器和三相异步电动机转化为等效电路的能力。

(2) 掌握交直流电动机的机械特性和分析电动机运行状态的方法与基本理论。

(3) 掌握交直流电动机调速的基本原理、方法和经济指标。

(4) 掌握交直流电动机起动的原理和方法。

(5) 掌握单相和三相变压器的工作原理。

(6) 掌握异步电机的工作原理和控制方法。

(7) 掌握电机及电力拖动系统的实验方法与技能，并且有熟练的运算能力。

(8) 了解直线电机、磁悬浮列车的工作原理。

三、教学内容及要求

1．绪论

了解本课程的性质和任务；认识电机及拖动在国民经济中的地位、作用及国内外发展概况；了解电机的主要分类和机电能量转换的基础知识；熟悉并巩固本课程中常用的基本电磁定律并掌握铁磁材料的基本特性。

2．直流电机

了解直流电机的工作原理、结构、铭牌数据和主要类型；掌握直流电机电磁转矩和电枢电势的计算方法；理解直流电机的空载磁场，负载磁场和电枢反应；掌握直流电机的平衡方程和运行原理；了解直流电机的工作特性和机械特性；了解直流发电机的基本方程和和运行特性。

3．直流电动机的电力拖动

掌握电力拖动系统的运动方程式和生产机械的负载转矩特性；掌握他励直流电动机的机械特性、起动原理及方法；掌握他励直流电动机的电动和制动的方法及应用；掌握他励直流电动机的调速原理和方法以及与负载性质的匹配问题。

4．变压器

了解变压器的分类及结构；掌握变压器的工作原理和铭牌数据；掌握单相变压器的空载运行原理、平衡方程、等效电路及相量图的分析方法；掌握单相变压器的负载运行原理、平衡方程、绕组折算的方法、T型等效电路和简化等效电路；掌握等效电路的参数测定实验方法及标幺值的计算方法；能够运用等效电路对变压器进行分析，掌握变压器的电压调整率、外特性和效率特性；了解三相变压器的磁路系统，掌握电路系统、联结组别对电势波形的影响及并联运行方法。

5．三相异步电动机

了解三相异步电动机的结构及磁场分析，掌握三相异步电动机的工作原理和铭牌数据；）掌握三相异步电动机的运行分析、等效电路的分析方法和相量图的分析方法；掌握三相异步电动机的功率平衡和转矩平衡方程；了解三相异步电动机的运行特性。

6．三相异步电动机的电力拖动

掌握三相异步电动机的电磁转矩的三种表达方式、固有机械特性和人为机械特性；掌握三相笼型异步电动机和三相绕线式异步电动机的起动原理和方法；掌握三相异步电动机的制动的方法和应用；掌握三相异步电动机的变频调速、变级调速和调压调速的原理和方法，了解串级调速的原理和方法。

7．其他电动机

了解普通同步电动机的工作原理、起动方法；掌握交直流无刷电动机的工作原理与调速方法；了解开关磁阻电动机的工作原理和应用；掌握步进电动机的工作原理，结构特点和距频特性、距角特性；理解单相异步电动机的磁场，工作原理，掌握单相异步电动机的主要类型、起动方法及应用；了解交流测速发电机的结构、工作原理、特性和主要技术指标。

四、实践环节

电机与拖动基础实验安排在课程内，开设6个实验，2个为必做实验，4个为选做实验，计划学时为8学时：

1．直流发电机实验（验证性，选做）2学时

2．直流电动机实验（验证性，必做）2学时

3．单相变压器实验（综合性，选做）2学时

4．三相变压器实验（验证性，必做）2学时

5．三相异步电动机实验（验证性，必做）2学时

五、课外习题及课程讨论

为了达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于30题。

六、教学方法与手段

本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。

八、考核方式

本课程为考试课程，期末考试采用闭卷笔试方式。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩中实验成绩占20%，出勤、作业、课堂提问、学习主动性等占10%。

九、推荐教材及教学参考书

教材：《电机与拖动基础》第2版，刘启新主编，中国电力出版社，2007年。

参考书：《电机与拖动基础》，杨文焕主编，西安电子科技大学出版社，2008年。

《电机与拖动基础》，汤天浩主编，机械工业出版社，2004年。

《电机与拖动基础》，李发海，王岩编著，清华大学出版社，2005年。

大纲制订人：丁左武

大纲审定人：罗绍新

制订日期：2010年5月

《电机与拖动基础》课程实验教学大纲

一、实验教学目标与基本要求

课程的主要目的是授予学生进行电机实验的基本方法，培养实际操作技能和分析问题及解决问题的能力，通过教学使学生能运用电机与拖动基础的理论知识进行应用性和实践性研究，为今后从事专业技术工作和有关后续课的学习打下良好基础。

要求学生认真做实验，对常用主要电机与拖动的实验方法有所了解，并掌握各实验原理、步骤和常用试验仪器设备、仪表的操作规范要求。要求学生认真做实验，如实观测记录，认真解答思考题中的问题，独立完成实验报告。

二、本实验课程的基本理论与实验技术知识

随着电机制造业和现代自动控制技术的迅速发展，各种常用交、直流电机，控制电机及变压器等在工矿企业的各行各业和先进的控制系统中得到了广泛应用。

本实验属专业基础实验课，在实验过程中，注意掌握常用交、直流电机，控制电机及变压器等的基本结构与工作原理、电力拖动系统的运行性能，训练和培养学生使用电机，控制电机和选择电机的能力。

三、实验方法、特点与基本要求

正确使用常见的电工仪器、仪表、设备，训练学生基本的实验技能，掌握基本的电机测试技术、实验方法及数据分析处理。验证所学的理论知识，加深和巩固对所学知识的认识和理解。在已具备实验技能的前提下，根据实验室现有设备情况，完成单相变压器参数测定实验，完成判别三相变压器联结组别的实验。由学生自己根据实验室现有设备确定实验方案，确定实验方法和步骤，选用合适的仪器设备，经指导老师同意后，独立操作完成实验，写出实验报告。

四、实验主要仪器设备

DDSZ-1型电机及电气技术实验装置8台（套）。