电机及电力拖动课程教案

电机及电力拖动课程教案Last revision on 21 December 2020

教师教案课程名称：电机与电力拖动

授课学时：56

授课专业：机电一体化

任课教师：杨程

教师所在学院：汽车与航空学院

第一章直流电机原理

授课时数：9

一、教学目的

1 .掌握直流电机的基本工作原理、电枢电势与电磁转矩、他励直流电动机的机械特性

2 .了解直流电机的结构、磁路与磁化特性、电枢绕组

3 .了解串励和复励直流电动机

二、教学内容

1. 直流电机的结构

2. 直流电机的用途及基本工作原理

3. 直流电机的磁路与磁化特性

4．直流电机的电枢绕组

5．电枢电势与电磁转矩

6．直流发电机

7．直流电动机运行原理

8. 他励直流电动机的机械特性

9. 串励和复励直流电动机

三、教学重点和难点

重点：直流电机的基本工作原理

电枢电势与电磁转矩

他励直流电动机的机械特性

难点：直流电机的结构、磁路与电枢绕组

四、教学方法

板书和多媒体、视频录像相结合的教学方法。形象地讲解直流电机的的结构、基本工作原理、电枢电势与电磁转矩、他励直流电动机的机械特性。讲解磁路与磁化特性、电枢绕组的特点、应用和发展。介绍串励和复励直流电动机。

第一讲(2学时)

第一节直流电机的结构

1.观看直流电机制造过程录像片(50分钟)

2.简单介绍直流电机的结构

问题:A.定子主要包括那些部分

B. 转子主要包括那些部分

第二节直流电机的用途及基本工作原理

1.简单介绍直流电机的用途

2.讲解直流电机的物理模型

3.讲解直流发电机的工作原理

.对照直流电机的物理模型重点讲解判断感应电势的右手定则及感应电势e = B l v

.对照直流电机的物理模型重点讲解电刷和换向器的作用

.讲解直流发电机机械能变成直流电能的原理和过程

问题: A. 判断在磁场中运动的导体中感应电势方向应使用什么定则

B. 直流发电机中电刷和换向器的作用是什么

C. 直流发电机是将什么能转换成什么能的电磁装置

第二讲(4学时)

第二节直流电机的用途及基本工作原理

1.简单复习直流发电机的工作原理

2.讲解直流电动机的工作原理

.对照直流电机的物理模型重点讲解判断磁场中载流导体受力方向的右手定则及所受电磁力大小f = Bli a

.对照直流电机的物理模型重点讲解电刷和换向器的作用

.讲解直流电动机直流电能变成机械能的原理和过程

问题: A. 判断磁场中载流导体受力方向应使用什么定则

B. 直流电动机中电刷和换向器的作用是什么

C. 直流电动机是将什么能转换成什么能的电磁装置

3.讲解电机的可逆运行原理

4.直流电机的工作原理小结

弄清下列问题：

.最简单的直流发电机、直流电动机的物理模型

.判断感应电势的右手定则

.判断导体(电流)受力方向的左手定则

.直流发电机:

导体中电势方向与电流方向相同,端电压方向与电流方向相反,转子转动方向与所受电磁力方向相反,导体中为交变电势,电刷端为直流电势,机械能变为电能。

.直流电动机:

导体中电势方向与电流方向相反,端电压方向与电流方向相同,转子转动方向与所受电磁力方向相同,导体中为交变电势,电刷端为直流电势,电能变为机械能。

.换向器和电刷的作用:

发电机: 交流直流

电动机: 直流交流

.电刷端电势 = 导体电势之和

转子受力方向永远不变,电刷中电流方向不变, 导体中电流方向交变

5.讲解直流电机的名牌数据

弄清: 额定效率: ηN =P N/P1

直流发电机: P N = I N U N额定输出电功率

直流电动机: P N = I N U NηN额定输出机械功率6.几个常用概念

.额定运行状态: 电机运行时各个物理量均为额定值

.欠载状态: 电流小于额定值

.过载状态: 电流大于额定值, 不能长期工作于此状态

.电动机轴上输出额定转矩(Nm):

T2N= P N/ΩN=P N/(2πn N /60)=n N ( =9550P N/n N)

问题: 转矩计算公式中P N的单位是什么

第三节直流电机的磁路与磁化特性

1.讲解直流电机的磁路

.主磁场

.电机运行时磁场

.空载运行

.主磁路

.主磁通

.主极漏磁通

2.讲解空载时气隙磁通密度的分布波形

.磁路欧姆定律

.气隙磁密分布波形

3.讲解空载磁化特性

问题: 电机额定工作时工作在空载磁化特性的什么位置4.讲解直流电机的励磁方式

.他励

.串励

.复励(积复励、差复励)

五、作业

教材：3－1、2、3、4、6、7

六、本章参考资料

《电机与拖动基础》

七、教学后记

第二章电力拖动系统动力学

授课时数：3

一、教学目的

1 .掌握电力拖动系统运动方程、负载的机械特性、

电力拖动系统稳定运行的条件

2 .了解多轴电力拖动系统的简化

二、教学内容

1. 电力拖动系统运动方程

2. 多轴电力拖动系统的简化