《電機(jī)與電力拖動(dòng)》學(xué)習(xí)指南

PAGEPAGE9學(xué)習(xí)指南1.課程的目標(biāo)和任務(wù)《電機(jī)與電力拖動(dòng)》是機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)課，在高職高專(zhuān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中，該課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握“適度、夠用”的電機(jī)理論和電力拖動(dòng)的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握各類(lèi)電機(jī)工作原理，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本特性，了解直流電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、同步電機(jī)、控制電機(jī)的運(yùn)行特性和分析方法，掌握各類(lèi)電機(jī)的機(jī)械特性以及起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速的基本技能。該課程是集理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)與應(yīng)用為一體的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，它不僅為學(xué)生實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，而且為電氣自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生考高級(jí)電工資格證書(shū)、職業(yè)能力培養(yǎng)做準(zhǔn)備。2.學(xué)習(xí)內(nèi)容序號(hào)課程內(nèi)容課時(shí)分配教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)1單元一直流電機(jī)12了解電機(jī)的基本概念及其常用的分類(lèi)方法；掌握直流電機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)；掌握電磁轉(zhuǎn)矩、電樞電動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)平衡方程式；了解直流電機(jī)的運(yùn)行原理和換向方法2單元二直流電機(jī)的電力拖動(dòng)13了解電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式和生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性；重點(diǎn)掌握直流電機(jī)的機(jī)械特性、調(diào)速、起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)方法熟悉他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和改變轉(zhuǎn)向的方法；3單元三變壓器5掌握變壓器的工作原理，了解變壓器的結(jié)構(gòu)、額定值及其分類(lèi)方法；掌握三相變壓器聯(lián)結(jié)組和相量圖的畫(huà)法，了解三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件，了解其他用途的變壓器4單元四三相異步電動(dòng)機(jī)11掌握異步電動(dòng)機(jī)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成機(jī)理、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，了解三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作特性、三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組掌握三相異步電機(jī)的拆裝、結(jié)構(gòu)。5單元五三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)14了解三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)式，掌握實(shí)用表達(dá)式的計(jì)算方法，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、起動(dòng)方法、制動(dòng)方法、調(diào)速方法，了解變頻電機(jī)、電磁調(diào)速電機(jī)的工作原理和應(yīng)用掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)；三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-Δ起動(dòng)。6單元六其他用途的電動(dòng)機(jī)4了解單相異步的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握同步電機(jī)的工作原理，了解其結(jié)構(gòu)和起動(dòng)方法7單元七控制電機(jī)5了解常用的控制電機(jī)，掌握直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)的工作原理及其調(diào)節(jié)特性、機(jī)械特性；掌握交、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理，掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理合計(jì)643.學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)本課程的突出特點(diǎn)是理論教學(xué)與工程實(shí)踐并重，要求理論必須與實(shí)際操作密切結(jié)合，強(qiáng)調(diào)技術(shù)的應(yīng)用。課程改革的重點(diǎn)是：轉(zhuǎn)變強(qiáng)調(diào)課程理論的系統(tǒng)性和完整性的教學(xué)觀念，將原來(lái)較為單一的“理論教學(xué)+驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”的課程教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皯?yīng)用性理論講授＋課程實(shí)驗(yàn)＋技能實(shí)訓(xùn)”的課程教學(xué)模式，逐步形成以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的課程體系。課程的重點(diǎn)：課程的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握“適度、夠用”的電機(jī)理論和電力拖動(dòng)的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握各類(lèi)電機(jī)工作原理，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本特性，了解直流電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、同步電機(jī)、控制電機(jī)的運(yùn)行特性和分析方法，掌握各類(lèi)電機(jī)的機(jī)械特性以及起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速的基本技能。課程的難點(diǎn)：課程的難點(diǎn)為直流電機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、變壓器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；變壓器聯(lián)結(jié)組和三相異步電動(dòng)機(jī)三相繞組的基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)。電機(jī)的運(yùn)行分析(電機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速的過(guò)程分析)與生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合。4.單元教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)4.1單元一直流電機(jī)（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹直流電機(jī)的工作原理及其基本結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1）掌握直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。掌握在磁場(chǎng)里運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和載流導(dǎo)體受力兩個(gè)基本規(guī)律，這兩個(gè)規(guī)律是直流電機(jī)工作的理論基礎(chǔ)。2）了解直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和各部分的主要作用，要求知道直流電機(jī)的兩大組成部分：定子和轉(zhuǎn)子。3）應(yīng)知道直流電機(jī)的銘牌中有哪些主要的額定數(shù)據(jù)及其含義，以及在使用直流電機(jī)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。4）了解電樞反應(yīng)的含義；電樞反應(yīng)對(duì)電機(jī)的影響，如何抵消電樞反應(yīng)的影響？5）熟練掌握電樞電動(dòng)勢(shì)和電子轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式和使用。6）了解直流電機(jī)的換向過(guò)程。如何改善直流電機(jī)的換向？7）了解直流電機(jī)的勵(lì)磁方式。8）了解直流電機(jī)的可逆原理。9）掌握如何判斷一臺(tái)電機(jī)是出于電動(dòng)狀態(tài)還是發(fā)電狀態(tài)。（2）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容:1）電磁感應(yīng)定律和電磁力定律的概念；2）直流電機(jī)的工作原理；3）直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)；4）直流電機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的定義和計(jì)算；5）電動(dòng)勢(shì)平衡方程式；6）直流電機(jī)的工作特性。難點(diǎn)內(nèi)容:1）直流電機(jī)的工作原理；2）電樞反應(yīng)以及電樞反應(yīng)對(duì)電機(jī)的影響；3）直流電機(jī)的換向過(guò)程；4）直流電機(jī)的工作特性。4.2單元二直流電機(jī)的電力拖動(dòng)（1）教學(xué)基本要求本單元主要內(nèi)容有：1）電力拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)方程式、負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性；2）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性、人為機(jī)械特性、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件；3）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法、起動(dòng)電阻的計(jì)算；4）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)等三種制動(dòng)過(guò)程的分析與計(jì)算；5）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法、調(diào)速性能指標(biāo)、調(diào)速方式與負(fù)載類(lèi)型配合的概念。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1）掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方程式及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速正方向的規(guī)定原則。2）了解各種典型負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性及其特點(diǎn)。3）掌握直流電機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性及其有關(guān)計(jì)算。4）熟練掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件，會(huì)分析判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5）熟練掌握他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法、起動(dòng)電流的計(jì)算。6）掌握直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)的方法、特點(diǎn)、能量關(guān)系、制動(dòng)過(guò)程中工作點(diǎn)變化情況。7）熟練掌握直流電機(jī)各種制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性、制動(dòng)電流和制動(dòng)電阻的計(jì)算。8）了解直流電機(jī)電壓反接制動(dòng)與倒拉反接制動(dòng)的特點(diǎn)與區(qū)別。9）熟練掌握他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法和調(diào)速指標(biāo)的含義、調(diào)速范圍與靜差率之間的關(guān)系及有關(guān)調(diào)速方面的計(jì)算問(wèn)題。10）掌握調(diào)速過(guò)程中機(jī)械特性及工作點(diǎn)的變化情況、調(diào)速前后電樞電流計(jì)電磁轉(zhuǎn)矩的變化情況。11）了解各種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)。（2）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容：1）他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性，特別是他勵(lì)直流電機(jī)的各種人為機(jī)械特性，如電樞回路串接電阻時(shí)的機(jī)械特性、改變電源電壓時(shí)的人為機(jī)械特性、改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性。固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性是分析和理解他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速的理論基礎(chǔ)，因此必須深刻理解，重點(diǎn)掌握。2）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的幾種制動(dòng)方法；3）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)常用的調(diào)速方法；4）他勵(lì)直流電機(jī)電力拖動(dòng)的計(jì)算方法①直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)計(jì)算：起動(dòng)電流、起動(dòng)電阻的計(jì)算；②直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的求?。虎壑绷麟妱?dòng)機(jī)制動(dòng)電阻的計(jì)算；④直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速計(jì)算：一是已知負(fù)載的性質(zhì)和大小，給定調(diào)速方法及調(diào)速參數(shù)的大小，計(jì)算調(diào)速后的轉(zhuǎn)速；或者給定調(diào)速方法及調(diào)速后的轉(zhuǎn)速，求調(diào)速參數(shù)；二是已知負(fù)載的性質(zhì)和大小，給定調(diào)速方法及最大靜差率，求調(diào)速范圍D。難點(diǎn)內(nèi)容：1）他勵(lì)直流電機(jī)的固有機(jī)械特性；2）電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件；3）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)；4）他勵(lì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在各種制動(dòng)狀態(tài)下的有關(guān)計(jì)算問(wèn)題。4.3單元三變壓器（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1）掌握變壓器的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)與額定值。2）熟練掌握變壓器聯(lián)結(jié)組別的判定方法。3）掌握變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想條件。4）了解自耦變壓器和易用互感器的工作原理和特點(diǎn)。（2）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容：1）變壓器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和額定值；2）三相變壓器聯(lián)結(jié)組及相量圖的畫(huà)法；3）三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的判定方法；4）三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想條件；5）其他常用的變壓器。難點(diǎn)內(nèi)容：1）三相變壓器聯(lián)結(jié)組及相量圖的畫(huà)法；2）三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的判定方法；3）三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想條件。4.4單元四三相異步電動(dòng)機(jī)（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)；交流電機(jī)的繞組；交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；三相異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡、轉(zhuǎn)矩平衡和工作特性。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1）熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理、轉(zhuǎn)差率的概念。2）掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和型號(hào)。3）掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值。4）掌握交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。5）了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。6）了解三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定方法。（2）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容：1）三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理；2）三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和型號(hào)；3）三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；4）三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。難點(diǎn)內(nèi)容：1）三相異步電動(dòng)機(jī)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成機(jī)理；2）三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組；3）三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定方法。4.5單元五三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（1）教學(xué)基本要求本單元主要內(nèi)容有：1）三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式和實(shí)用表達(dá)式；2）三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性；3）三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)與降壓起動(dòng)方法；4）三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)及回饋制動(dòng)方法及制動(dòng)過(guò)程分析；5）三相異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速、變頻調(diào)速等。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1）了解三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式，熟練掌握實(shí)用表達(dá)式及其計(jì)算方法。2）熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性曲線(xiàn)的形狀、曲線(xiàn)上的起動(dòng)點(diǎn)、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)、額定運(yùn)行點(diǎn)和同步點(diǎn)的數(shù)據(jù)。3）熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)降低定子電壓的人為機(jī)械特性。4）了解三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的特點(diǎn)，熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)Y/△降壓起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)的方法及其有關(guān)計(jì)算。5）掌握三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)方法，了解能耗制動(dòng)機(jī)械特性曲線(xiàn)的形狀。6）了解三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)的方法、制動(dòng)過(guò)程中工作點(diǎn)變化情況、反接制動(dòng)時(shí)的能量關(guān)系。7）了解三相異步電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)的條件、機(jī)械特性的形狀，了解生產(chǎn)時(shí)間中出現(xiàn)回饋制動(dòng)的實(shí)例。8）掌握變極調(diào)速的原理、三種常用的變極接線(xiàn)方式，了解變極調(diào)速時(shí)機(jī)械特性曲線(xiàn)的變化情況。（2）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容：1）三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)式，實(shí)用表達(dá)式的計(jì)算方法；2）三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性；3）三相異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性；4）三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法；5）三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法；6）三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。難點(diǎn)內(nèi)容：1）三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性；2）三相異步電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)；3）三相異步電動(dòng)機(jī)電力拖動(dòng)的計(jì)算方法。4.6單元六其他用途的電動(dòng)機(jī)（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹同步電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)單相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1)了解同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)。2)了解單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及其主要類(lèi)型，了解其應(yīng)用情況。（2）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容：1）單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理；2）單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法3）三相同步電機(jī)的工作原理。難點(diǎn)內(nèi)容：1）單相異步的橢圓旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成機(jī)理；2）三相同步電動(dòng)機(jī)的工作原理和功率因數(shù)調(diào)節(jié)。4.7單元七控制電機(jī)（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的基本工作原理及其控制方式。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1）掌握直流伺服電機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)。2）掌握直流伺服電機(jī)的控制方式。3）掌握交流伺服電機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)。4）掌握交流伺服電機(jī)的控制方式。5）了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理及其頻率特性。（2）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容：1）直流伺服電機(jī)工作原理及其調(diào)節(jié)特性、機(jī)械特性；2）交流伺服電機(jī)的工作原理及其調(diào)節(jié)特性、機(jī)械特性；3）直流伺服電機(jī)的控制方式；4）交流伺服電機(jī)的控制方式；5）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理；6）步進(jìn)電機(jī)的工作原理。難點(diǎn)內(nèi)容：1）交流伺服電機(jī)的工作原理；2）交流伺服電機(jī)的控制方式。5.課程學(xué)習(xí)方法充分利用優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，將理論學(xué)習(xí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，將老師知識(shí)講授與學(xué)生自主型學(xué)習(xí)相結(jié)合；針對(duì)疑難知識(shí)點(diǎn)設(shè)置問(wèn)題，將概念學(xué)習(xí)與課堂討論相結(jié)合；有效利用板書(shū)與視頻素材，加大信息量。從而多途徑加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)中的難點(diǎn)和疑點(diǎn)的理解，提高教學(xué)質(zhì)量。6.課程考核方法課程的考核包括過(guò)程考核（占60%）和閉卷考試（占40%）兩部分。其中過(guò)程考核主要檢查學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)情況，包括出勤、課堂紀(jì)律、平時(shí)作業(yè)等的考核；閉卷考試主要檢查學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握情況，試題從題庫(kù)中選擇，題型包括選擇題、名詞解釋題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、論述題及案例分析題，主要考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。7.使用教材及主要教學(xué)參考書(shū)[1]許曉峰，電機(jī)及拖動(dòng)（第3版），高等教育出版社，20