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1、电机与电力拖动一、课程简介一、课程简介 课程名称 电机与电力拖动电机与电力拖动 英文名称 Electrical Machine and Motor Drive Basis 课程代码 04010900401090 课程类别 专业基础课 学分 4 总学时 64 开课学期 第四学期（春季） 修读类别 必修课 开课单位 自动化学院 适用专业 自动化自动化 先修课程 高等数学、电路 主讲教师 赵影、信建国 考核方式及各环节所占比例 考试课；期末考试占 70，平时成绩占 30 课程概要 电机与电力拖动是工科高等学校电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，它由电机学和电力拖动基础两门课结合而成。主要涉及直流
2、电机及其电力拖动、变压器、交流电机及其电力拖动的基本理论，以及电机起动、调速、制动的方法和电机容量的选择。 教学目的及要求 电机与电力拖动的教学目的是：通过讲授直流电机及其电力拖动、变压器、交流电机及其电力拖动的基本理论，培养学生独立思考问题和解决问题的能力，通过进行必须的实验,使学生具有使用常规电气设备的能力，对电动机运行状态, 机械特性有了一定了解并为进一步学习有关专业知识打下基础。 教材及主要参考书 教材： 1 顾绳谷主编，电机及拖动基础机械工业出版社,1997 年 2 任兴权主编，电力拖动基础,冶金出版社,1994 年 3 彭鸿才主编，电机原理及拖动冶金出版社,1997 年 4 唐介主
3、编，电机原理及拖动高等教育出版社,2004 年 二、课程章节主要内容及学时分配二、课程章节主要内容及学时分配 第一章 绪论（2 学时） 电机学简介；磁路的基本物理量，磁物质的磁性能；电机学常用电磁基本定律。 第二章直流电机原理（10 学时，含实验 2 学时） 直流电机的用途、结构及基本工作原理；直流电机的铭牌数据和主要系列；直流电机的绕组；直流电机的励磁方式和空载、负载磁场；直流电机的电枢反应；直流电机的电磁转矩和感应电动势；直流电机稳态运行时的功率平衡关系式；直流电动机的工作特性；直流发电机的运行特性；直流电机的换向简介。 重点：直流电机的电枢反应；直流电机的电磁转矩和感应电动势；直流电机稳
4、态运行时的功率平衡关系式。 难点：直流电机的电枢反应；直流电机的换向。 第三章 电力拖动的动力学基础（2 学时） 电力拖动系统的运动方程式；转矩、力、飞轮矩和质量的折算； 静负载转矩特性和静负载的分类 第四章 直流电动机的电力拖动（10 学时，含实验 2 学时） 他励直流电动机的机械特性； 根据机械特性分析稳定运行问题；他励直流电动机的起动和反转；他励直流电动机的制动；他励直流电动机的调速。 重点：他励直流电动机的机械特性；起动和反转；制动；调速。 难点：他励直流电动机的制动。 第五章 变压器（8 学时，含实验 2 学时） 变压器的用途、基本工作原理和结构；单相变压器的空载运行；变压器的运行特
5、性 ；三相变压器的磁路系统； 三相变压器的连接组；变压器的并联运行；自耦变压器； 仪用交流互感器。 重点：单相变压器的负载运行；变压器参数的测定；三相变压器的连接组； 难点：三相变压器的连接组； 第六章 三相异步电动机原理（10 学时） 三相异步电动机的用途、基本结构、基本工作原理；三相异步电动机的基本结构；交流电机绕组的基本知识；交流绕组的感应电动势；三相单层绕组；三相双层绕组；三相异步电动机的空载运行； 三相异步电动机负载运行的磁动势平衡方程式；三相异步电动机负载运行时的等值电路和相量图；三相异步电动机的功率和转矩； 三相异步电动机的工作特性； 三相异步电动机的参数测定。 重点：基本工作原
6、理；交流绕组的感应电动势；三相异步电动机负载运行的磁动势平衡方程式；三相异步电动机负载运行时的等值电路和相量图；三相异步电动机的功率和转矩。 难点：三相双层绕组； 三相异步电动机负载运行的磁动势平衡方程式。 第七章 三相异步电动机的电力拖动（10 学时，含实验 2 学时） 三相异步电动机的机械特性； 绕线转子异步电动机的起动； 笼型转子异步电动机的起动；三相异步电动机的制动；三相异步电动机的调速；三相异步电动机的各种运转状态。重点：异步电动机的起动；制动；调速以及各种运转状态。 难点：三相异步电动机的各种运转状态。 第八章 同步电动机（10 学时） 同步电动机的基本结构、基本工作原理；电动势相
7、量图；同步电动机的运行特性的定义和曲线，并能解释曲线形状；功率、转矩和矩角特性；同步电动机的励磁调节与 U 形特性曲线；同步电动机的机械特性；同步电动机的起动，调速。 重点：功率、转矩和矩角特性；同步电动机的励磁调节与 U 形特性曲线；同步电动机的起动。 难点：矩角特性；同步电动机的励磁调节 第八章 电力拖动系统中电动机的选择（2 学时） 电动机选择的一般概念：发热及冷却规律；工作制；电动机额定功率的选择；电动机类型额定电压；转速及外部结构形式的选择。 三、课程教学的基本要求三、课程教学的基本要求 教学环节包括：课堂讲授、习题课、课外作业、实验、考试、通过各个教学环节的教学重点培养学生的分析问
8、题、解决问题的能力和自学能力。 1课堂讲授 （1）教学方法 采用启发式教学，鼓励学生自学，培养自学能力，以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练，调动学生的学习主观能动性。培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，增加讨论课、现场课以及答疑质疑等教学环节。 （2）教学手段 采用电子教案及多媒体教学系统等先进教学手段。 （3）计算机的应用 了解电机设计软件、电机计算机绘图等相关知识 （4）对外语的要求 在本课程的学习过程中，结合相关内容，可进行外文资料检索和自学。 2教学辅助资料 电机原理、结构幻灯片、录象片、课件 3实验环节 （1）实验要求 通过实验课
9、学习，使学生学会常用电子仪器的正确使用方法，基本测试手段，准确读取数据和测绘波形曲线，实验后能分析，归纳实验结果、编写出完整的实验报告。为学习后续课和以后从事本专业工程技术和科学研究工作打下基础。初步掌握直流电动机、三相异步电动机的结构和人为机械特性的获得的方法；起动；制动；调速等运转状态。掌握三相变压器的连接组的实验方法； （2）实验内容（建议从以下几项中选择）（8 学时） 1）直流电机认识实验 了解实验室及实验要求，熟悉试验设备及仪器仪表；并励直流电机的接线启动调速及改变转向。 2）直流并励电动机实验 测定并励直流电动机的工作特性和机械并励直流电动机的启动和调速的方法。 3）直流发电机 评
10、定该被试电机的有关性能。通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。 4）串励直流电机实验 用实验方法测取串励电动机工作特性和机械特性。了解串励电动机起动、调速及改变转向。5）单相变压器实验 通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。通过负载实验测取变压器的运行特性。 6）三相变压器实验 通过通过空载和短路实验测定三相变压器的变比和参数。通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。 7)三相变压器的联接组别 掌握用实验方法测定三相变压器的极性。掌握用实验方法判别变压器的联接组。研究三相变压器不对称短路。观察三相变压器不同绕组连接法和不同铁心结构对空载电流和电动势波形的影响。 8)三相异步电动机 掌
11、握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。测定三相笼型异步电动机的参数。 9)三相同步电动机 掌握三相同步电动机的异步起动方法。测取三相同步电动机的 V 形曲线。测取三相同步电动机的工作特性。 10)他励直流电动机四象限机械特性 了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性。 11)异步电动机的 TS 曲线自动测绘 用本电机教学实验台的测功机转速闭环功能测绘各种异步电机的转矩转差曲线，并加以比较。 4.习题课、课外作业、答疑 （1）习题课 他励和并励直流电动机原理；交流电动机基础；三相异步电动机原理；他励和并励直流电动机的电力拖动；三相异步电动机的电力拖动；同步电动机等部分内容。 （2）课外作业 每章留两-三道习题进行课外练习。 （3）答疑 每周在规定时间和地点至少安排一次答疑或质疑。 5考试环节 考试形式采用笔试，题型分为：填空、问答、画图、计算。
