电机拖动基础教学大纲
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《电机拖动基础》课程教学大纲
课程编号: 041212009
课程名称:电机拖动基础
英文名称: The Basic of Electrical Machine and Drive
课程性质:专业基础课
总学时: 64
学分: 3.5
适用对象:自动化专业
先修课程:电路分析、大学物理
一、编写说明
(一)本课程的性质、地位和作用
本课程是自动化专业的一门专业基础课,主要研究电机与电力拖动系统的基本理论问题,具有很强的理论性和专业性。该课程的任务是使学生掌握直流电机、变压器、交流电机的基本结构和工作原理,以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择及试验方法,为后续专业课程准备必要的基础知识。该课程和科学实验、生产实际相联系,充分利用实验教学环节培养学生分析问题、解决问题的能力;通过实验建立本课程与相关系列课程的联系,架起理论与工程实践的桥梁。
(二)教学基本要求
1.通过本课程的学习,学生应了解以下知识:电机与电力拖动今后发展的方向;本课程的性质及学习方法;交、直流电动机的电能、磁能、机械能相互转换过程的各自特征与共性;直流电机的数学模型推导和物理解释。
2.通过本课程的学习,学生应熟悉以下知识:交、直流电动机及变压器的磁场分析;直流电机的各种励磁方式特点;电动机调速的技术经济指标;变压器等效电路参数的测量方法及变压器空载、负载运行的定性分析;电力拖动系统各种典型负载特性的分析和应用。
3.通过本课程的学习,学生应掌握以下知识:交流、直流电动机及变压器的电气构造和基本工作原理;电力拖动系统的动力学基础知识;电机的工程计算方法;分析电动机的机械特性及各种运行状态(电动、反接制动、能耗制动、回馈制动)的基本理论;电动机调速的基本原理;三相感应电动机的转差率定义和物理解释;掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表(器)的使用。
(三)课程教学方法与手段
以课堂讲授为主,采用启发式教学,把实验课、习题课融合于教学之中。
(四)实践环节
1.实验:直流并励电动机
主要内容与要求:测定直流并励电动机的工作特性和机械特性、调速特性。
学时分配:3学时
2.实验:直流他励电动机机械特性
主要内容与要求:测定他励直流电动机在各种运转状态下的机械特性。
学时分配:3学时
3.实验:单相变压器
主要内容与要求:测定电压器的变比和参数,测定空载特性、短路特性及负载特性。
学时分配:2学时
4.实验:三相感应电动机的机械特性
主要内容与要求:测定三相感应电动机的固有机械特性和人为机械特性。
学时分配:2学时
5.实验:三相感应电动机的起动与调速
主要内容与要求:掌握三相异步电动机的各种起动方法和调速方法
学时分配:2学时
(六)本课程与其它课程的联系
本课程是在《大学物理》、《电路分析》等课程后开设的。本课程中三相交流电路和磁路的基础知识由《电路分析》课程提供;动力学的基础知识由《大学物理》课程提供。本课程中学习的电机参数求取、变压器联接组、各种电机原理及应用分别为后续课程《运动控制系统》、《电力电子技术》、《工厂供电》等打好基础。
(七)教材与主要参考书
教材:
《电机及电力拖动》(第3版)周定颐主编机械工业出版社,2007.8
主要参考书:
1.《电机与拖动基础》(上、下册)(第3版)顾绳谷主编机械工业出版社,2003
2.《电机原理及拖动》彭鸿才编机械工业出版社,2004
(八)说明
1.实验内容可以根据实验设备及具体情况稍加变动。实验至少保证12学时。
2.本课程考核以平时成绩占30%,期末考试成绩占70%来评定。平时考核学生出勤情况、完成作业、完成实验、课堂提问等情况,期末考试采用笔试。
二、教学内容纲要
绪论
一、教学基本要求
通过学习,要求学生:
1.了解电机和电力拖动技术的发展概况。
2.熟悉本课程的性质、任务和内容。
二、教学内容
1.电机和电力拖动技术的发展概况
2.课程的性质、任务和内容
3.磁路的相关知识
第一章直流电机
一、教学基本要求
本章主要研究换向式直流电机,分析它们的工作原理、结构、电路系统和磁路系统、运行时的电磁过程及工作特性。通过本章学习,要求学生:
1.理解、掌握直流电机的工作原理及结构,理解铭牌数据的概念。
2.熟悉电枢绕组的联接形式,能计算单叠绕组和单波绕组的各个节距。
3.了解直流电机的磁场及换向问题。
4.熟练掌握电磁转矩和电枢电动势的计算公式及其性质。
5.熟练掌握直流电动机和直流发电机的励磁方式及特点,能应用直流电机的基本方程式计
算相关物理量(如:额定电磁转矩、电磁功率、损耗、效率等)。
6.掌握他励(并励)直流电动机的工作特性。
二、教学内容
第一节直流电机的工作原理及结构
1.△○直流电动机和直流发电机的工作原理
2.△直流电机的基本结构
第二节直流电机的铭牌数据及主要系列
1.△直流电机的额定值及其概念
2.直流电机系列
第三节直流电机的电枢绕组
1.电枢绕组的一般介绍
2.△电枢绕组的基本形式及各个节距的计算
3.○绕组的展开图
第四节直流电机的磁场
1.直流电机的空载磁场
2.○直流电机负载时的磁场及电枢反应
第五节直流电机的电磁转矩和电枢电动势的计算
△电磁转矩和电枢电动势的概念、计算公式、性质
第六节直流电机的换向
1.○换向的电磁理论
2.改善换向的方法
第七节直流发电机
1.△直流发电机的励磁方式及其特点
2.△○直流发电机的基本方程式
3.他励发电机的特性
第八节直流电动机
1.△直流电动机的励磁方式及其特点
2.△○直流电动机的基本方程式
3.△他励(并励)电动机的工作特性
第二章直流电动机的电力拖动
一、教学基本要求
本章主要研究他励直流电动机的电力拖动问题。通过学习,要求学生:
1.能够应用运动学方程式分析电力拖动系统的运行状态。
2.掌握生产机械的负载转矩特性。
3.熟练掌握他励直流电动机的机械特性、起动方法、电气制动方法及制动特性、调速方法。
二、教学内容
第一节电力拖动系统的动力学