电机与拖动基础教案

学期授课计划说明

皖西学院教案

2010～2011学年度第一学期编号001.

机械与电子工程系电气教研室任课教师汪良益.

课程名称电机与拖动基础

授课章节绪论第一章直流电机

§1.1 直流电机的结构与工作原理

课题:

绪论

§1.1 直流电机的结构与工作原理课型:理论

课

学时数:2学时

教学目的及

要求1.了解电机及电力拖动技术的发展；

2.明确课程的性质、课程所涵盖的内容、学完本课程后所达到的要求。

3.掌握直流电机的基本工作原理。

4.掌握直流电机的结构，掌握各部分的作用。

5.了解直流电机的铭牌。

教学重点直流电机的基本工作原理及结构

教学难点直流电机的基本工作原理

教学方法讲授法教学辅助手

段、教具

授课班级电气0801，0802

电气0803，

电信07

授课日期9月 8 日9月 10日月日月日

教学过程主

要环节设计

作业 1.1，1.2

绪论

0．1 电机及电力拖动系统概述

一、电机

《电机与拖动基础》是把电机学和电力拖动基础两门课程有机结合而成的一门课程。

电机是以电磁感应和电磁力定律为基本工作原理进行电能的传递或机电能量转换的机械装置。

电能易于转换、传输、分配和控制，是现代能源的主要形式。发电机把机械能转化为电能。而电能的生产集中在火力、水力、核能和风力发电厂进行。

为了减少输电中的能量损失，远距离输电均采用高电压形式：电厂发出的电能经变压器升压，然后经高压输电线路送达目的地后，再经变压器降压供给用户。

电能转换为机械能主要由电动机完成。电动机拖动生产机械运转的方式称为电力拖动。

由于电动机的效率高、种类和规格多、具有各种良好的特性，电力拖动易于操作和控制，可以实现自动控制和远距离控制，因此，电力拖动广泛应用于国民经济各领域。例如各种机床、轧制生产线、电力机车、风机、水泵、电动工具乃至家用电器等，数不胜数。

为了能建立一个感性认识，对电机进行简单的分类如下：

在电力拖动自动控制系统中，大量应用控制电机。控制电机是一种在自动控制、自动调节、随动系统、远距离测量及计算装置中作为执行元件、检测元件的小型电机。这部分内容将在另外的教材中涉及。

在工业自动化专业与电气工程及自动化专业中，电机与拖动是一门十分重要的专业基础课或技术基础课，它在整个专业教学计划中起着承前启后的作用，是后续课程《自动控制原理》、《电力拖动自动控制系统》、《电力电子技术》等课程的重要基础。主要研究电机拖动系统的基本理论问题，分析研究直流电机、变压器、异步电动机和同步电动机的简单结构、原理、基本电磁关系和运行特性；并初步联系生产实际，从生产机械工作的要求出发，重点介绍交直流拖动系统的动静态运行特性，为学习自动控制系统等后续专业课打下坚实基础。因此，课程既具有较强的基础性，又带有专业性。

二、电力拖动

简单的电力拖动系统由电源、电动机、传动机构、负载和自动控制装置等部分组成，见图1.1。电源提供电动机和控制系统所需的电能；电动机完成电能向机械能的转换；传动机构用于传递动力，并实现运转方式和运转速度的转换，以满足不同负载的要求；自动控制装置则控制电动机拖动负载按照设定的工作方式运行，完成规定的生产任务。

图1.1 电力拖动系统的组成

0.2 电气控制

电气化、信息化时代，在性能、可靠性及容量等方面，对电机提出了更高的要求。交流变频调速系统及变频电机、大功率无刷直流电机、永磁同步无刷电机等得到了很大发展。

同时，随着新兴行业的发展，微电机亦成为电机行业发展的亮点，是我国电工电器行业(电机)发展的重点产品。稀土永磁电机，无轴承电机也是电机技术发展的新动向。

与此相适应，电机拖动也有了新的发展，对拖动系统又提出更高的要求，如要求提高加工的精度和工作的速度，要求快速启动、制动和逆转，实现很宽范围内的调速及整个生产过程的自动化等，这就需要有一整套自动控制设备组成自动化的电力拖动系统。而这些高要求的拖动系统随着自动控制理论的不断发展，半

导体器件和电力电子技术的采用，以及数控技术和计算机技术的发展与采用，正在不断地完善和提高。

综上所述，电力拖动技术发展至今，它具有许多其他拖动方式无法比拟的优点。它启动、制动、反转和调速的控制简单、方便、快速且效率高；电动机的类型多，且具有各种不同的运行特性来满足各种类型生产机械的要求；整个系统各参数的检测和信号的变换与传送方便，易于实现最优控制。因此，电力拖动已成为国民经济电气自动化的基础。

0.3 本课程的性质、任务和内容

《电机与拖动基础》是电气自动化技术专业的一门专业基础课。它的主要任务是使学生掌握常用的交直流电机、变压器、控制电机等的基本结构与工作原理，电力拖动系统的运行性能、分析计算，电机容量选择及试验方法等，为学习《工厂电气控制设备》、《自动控制原理》、《交直流调速系统》等课程准备必要的基础知识。

《电机与拖动基础》是分析和解决电机与电力拖动系统的基本问题，主要包括直流电机及拖动、变压器、异步电机及拖动、同步电动机、控制电机和电动机容量的选择等内容。课程学完后学生应达到下列要求：

1．掌握常用交、直流电机及变压器的基本理论（电磁关系、能量关系）。

2．掌握控制电机的工作原理、主要性能及用途。

3．掌握分析电动机机械特性及各种运转状态的基本理论。

4．掌握电力拖动系统中电动机调速方法的基本原理和技术经济指标。

5．掌握选择电动机的原则和方法。

6．掌握电机的基本试验方法及技能，并具有熟练的运算能力。

7．了解电机与电力拖动今后的发展方向。

0.4 课程目标

《电机与拖动基础》课程在于通过电机的理论、应用、电气控制方法、电气控制系统的构成和设计方法的学习，让学生成为一名电机及控制技术方面的应用型技术人才。

0．5本课程的特点及学习方法