电机与拖动
第3次开课
开课时间: 2024年02月25日 ~ 2024年06月29日
学时安排: 2学时/周
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课程详情
课程评价(192)
spContent=众多工科专业技术人员,尤其是电气、电子、电工、控制等专业技术领域的人员,对运动设备的位移、速度等方面的有效控制,充满好奇和困惑。实际上,许多机械设备和电气设备的运行过程均是由电机驱动的。因此,本课程讲述了电机的基本结构、工作原理、运行特性,及其基本控制技术和方法。学习本课程之后,可以为您在以后的专业技术拓展和工程应用中,提供有关运动控制项目的实施方案和应用技术路线。 此外,本课程穿插了电机的设计、结构优化、仿真分析、样机加工、样机测试和样机控制等内容,欢迎专业同行之间互相交流和学习。
众多工科专业技术人员,尤其是电气、电子、电工、控制等专业技术领域的人员,对运动设备的位移、速度等方面的有效控制,充满好奇和困惑。实际上,许多机械设备和电气设备的运行过程均是由电机驱动的。因此,本课程讲述了电机的基本结构、工作原理、运行特性,及其基本控制技术和方法。学习本课程之后,可以为您在以后的专业技术拓展和工程应用中,提供有关运动控制项目的实施方案和应用技术路线。 此外,本课程穿插了电机的设计、结构优化、仿真分析、样机加工、样机测试和样机控制等内容,欢迎专业同行之间互相交流和学习。
—— 课程团队
课程概述

   1、为什么要学习这门课?

   电机与拖动是电气类、电子类、控制类等专业的一门重要专业基础课。其教学目标是使学生深刻认识和理解电机的电磁作用原理和能量转换关系,以及电机拖动的运行特性;培养学生理论联系实际的科学作风,树立工程观念,增强学生的实验技能及分析解决问题的初步能力。

   2、这门课的主题是关于什么?

   本课程的主题有两部分组成,分别是直流电机和交流电机。

   直流电机部分,主要讲述直流电机的结构、磁场、电枢绕组、基本运行原理,以及直流电机的电力拖动,包括电力拖动系统的基本方程、稳定运行条件、机械特性、起动、制动和调速特性等。

   交流电机部分,主要讲授交流电机的结构、运行特性、磁动势、感应电动势、分析方法,以及三相感应电机的机械特性、起动、制动与调速等。

  3、学习这门课可以获得什么?特别是对自己有什么帮助和应用。

    学习本课程之后,可以掌握直流电机和交流电机的基本结构、工作原理、运行特性和控制方法(启动方法、调速方法和制动方法等),为今后的设备系统运动控制、过程控制和智能控制,提供有效的基本技术和理论知识支持。

   4、这门课有什么特色和亮点。

  ① 理论与物理实验相融合;

  ② 课程与学科竞赛和专业作品制作相结合;

  ③ 教学过程和科研项目过程相辅相成;

  ④ 专业技术学习和思政理念相统一;

  ⑤ 专业知识与学科前沿相结合。

  ⑥ 课程教学过程中,穿插了电机的设计、结构优化、仿真分析、样机加工、样机测试和样机控制等内容,增强了本课程的学习范围。

授课目标

(一)知识目标

1、熟悉电路中的的有关基本概念、术语

电动势、电磁转矩、电磁功率、绕组、磁场、电场、转矩特性、变压器、感应电机、励磁方式等。

2、掌握直流电机的结构和工作原理

直流电机的电枢绕组,直流电机的磁场,直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率,直流电动机的运行原理,直流发电机的运行原理,直流电机的换向。

3、直流电机的电力拖动原理和分析

电力拖动系统的运动方程式,生产机械的负载转矩特性,他励直流电动机的机械特性,他励直流电动机的起动,他励直流电动机的制动,他励直流电动机的调速,他励直流电动机的过渡过程,串励和复励电动机的电力拖动。

4、三相感应电动机的基本特性

三相感应电动机的基本工作原理与结构,交流电机的电枢绕组,交流绕组的感应电动势,交流绕组建立的磁动势,三相感应电动机转子静止时的运行分析,三相感应电动机转子转动时的运行分析,三相感应电动机的功率和转矩,三相感应电动机的工作特性,三相感应电动机的参数测定。

5、三相感应电动机的拖动

三相感应电动机的机械特性,三相感应电动机的起动,三相感应电动机的制动,三相感应电动机的调速。

(二)能力目标

1、发展自我学习、自我更新知识的能力——逐步掌握科学的学习方法,阅读并理解教材、参考书和科技文献,不断地扩展知识面,增强电路的分析和计算能力。

2、建立电机的基本知识体系、掌握电机的基本分析方法——运用电机的基本理论和基本观点,通过实验、实习或课程设计培养电机的应用能力。

3、分析问题和解决问题的能力——通过综合性实验、实训、综合设计环节,培养学生使用常规电工仪表和电工实验设备的能力。

(三)素质目标

1、具有良好的职业道德,专业与敬业精神,诚实守信、吃苦耐劳的品德。

2、养成善于动脑,勤于思考,及时发现问题的学习习惯,踏实能干、勤学好问的工作习惯

3、初步掌握电机结构和拖动的方法,具有将理论知识与实训实操紧密的融合在一起的能力。

4、具有团队精神和组织协调能力。

   5、养成爱护工具设备、保护环境的良好习惯。

 6、具有吸收新技术和知识的能力,具有创新意识。

课程大纲
课程前言
课时目标:1、认知和掌握电机的基本种类;2、重温并掌握电磁场理论知识;3、了解导磁材料的磁滞特性。
1.1 电机的主要类型
1.2 电机理论中常用的基本电磁定律
1.3 电机中铁磁材料的特性
直流电机的结构
课时目标:1、掌握直流电机的基本结构和工作过程(原理);2、认知直流电机绕组的布线方式。
2.1 直流电机的基本工作原理和结构
2.2 直流电机的电枢绕组
2.3 直流电机的磁场
直流电机的工作原理
课时目标:1、掌握直流电机的电动势、电磁转矩和电磁功率计算方法;2、熟悉直流电动机和直流发电机的区别和联系;3、掌握直流电机的换向方法和意义。
3.1 直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率
3.2 直流电动机的运行原理
3.3 直流发电机的运行原理
3.4 直流电机的换向
直流电机的电力拖动
课时目标:1、认知直流电机的励磁方式;2、掌握他励直流电动机的机械特性;3、掌握他励直流电动机的启动方法、调速方法和制动方法;4、认知并区别串励和复励电动机的电力拖动优缺点。
4.1 他励直流电动机的机械特性
4.2 他励直流电动机的起动
4.3 他励直流电动机的制动
4.4 他励直流电动机的调速
4.5 他励直流电动机的过渡过程
4.6 串励和复励电动机的电力拖动
三相感应电动机的结构和运行特性
课时目标:1、掌握三相感应电动机的基本结构和工作过程(原理);2、认知三相感应电动机绕组的布线方式;3、了解三相感应电动机转子静止和转动时的运行分析;4、掌握三相感应电动机的运行特性,及其功率和转矩的计算。
5.1 三相感应电动机的基本工作原理与结构
5.2 交流电机的电枢绕组
5.3 交流绕组的感应电动势
5.4 交流绕组建立的磁动势
5.5 三相感应电动机的功率和转矩
5.6 三相感应电动机的工作特性
三相感应电动机的电力拖动
课时目标:1、掌握三相感应电动机的机械特性,及其机械特性方程2、掌握并能够通过实验完成三相感应电动机的启动、调速和制动方法
6.1 三相感应电动机的机械特性
6.2 三相感应电动机的起动
6.3 三相感应电动机的制动
6.4 三相感应电动机的调速
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预备知识

电路基础、电子技术基础、大学物理(电磁场)等课程知识。

参考资料

[1] 林瑞光. 电机与拖动基础.第3版[M]. 浙江大学出版社, 2019.

[2] 胡敏强. 电机学.第3版[M]. 中国电力出版社, 2014.

[3] 网络慕课等。

常见问题

无。

黄淮学院
4 位授课老师
陈中显

陈中显

副教授

崔英杰

崔英杰

讲师

王诗豪

王诗豪

讲师

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