《電機與拖動》課程教學大綱

PAGEPAGE8《電機與拖動》課程教學大綱ElectricMachineanddriving課程編號：1911100464（56學時，實驗8學時3課程類型：專業(yè)核心課開課（系）院：汽車學院執(zhí)筆者：從蘭美審核人：李玉廷一、課程性質(zhì)與目的要求課程的性質(zhì)：自動化本科及電氣自動化技術?？茖I(yè)的一門重要專業(yè)核心課程。課程的教學目的：本課程的目的是培養(yǎng)學生具備電機的扎實的基礎理論知識，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)睦硇运季S能力，培養(yǎng)學生具備必要的電機實通過本課程的學習，使學生明確直流電機、變壓器、交流異步電動機、交流同步電動機、控制電機等的結(jié)構(gòu)，掌握重要概念和變壓器及各種電機的工作原理，掌握交直流電機的運行特性及工程中的啟動、制動、調(diào)速方法及參數(shù)設計，掌握變壓器作為電力系統(tǒng)主要電壓變換設備的基本數(shù)學模型和分析、使用方法。在實踐能力培養(yǎng)方面，通過實驗、實踐和工程技能訓練培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度和腳踏實地解決工程問題的基本素養(yǎng)，培養(yǎng)學生具備一定的工程實踐技能。學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)是一項綜合性工程，在具備扎實的理論知識基礎上，注重學生良好的習慣和綜合能力的培養(yǎng)和訓練。二、課時分配建議教學內(nèi)容 學時第一章直流電機10第二章第一章直流電機10第二章直流電機的電力拖動6第三章變壓器12第四章三相異步電動機8第五章三相異步電動機的電力拖動8第六章同步電機2第七章控制電機4第八章電機的選擇課外自主學習常用電機故障及維修實驗合計

4864三、教學內(nèi)容及要求根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案及課程培養(yǎng)目標要求，結(jié)合專業(yè)工程認證對人才培養(yǎng)的要求，電機與拖動課程教學內(nèi)容的設計是基于將課程作為運動控制課程群（包括《電機與拖動》和《自動控制原理》、《運動控制系統(tǒng)》、《電力電子技術》以及《單片機原理與應用》、《PLC電氣控制》等課程）的一個有機組成部分而不是作為一個獨立個體而進行設計。將本課程的課程體內(nèi)容劃分為知識儲備、能力訓練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓練三個模塊。知識儲備體系主要是各類電機的結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特性，包括直流電機模塊、變壓器模塊、交流異步電動機模塊、同步電機模塊和控制電機模塊。以掌握扎實的基礎知識為培養(yǎng)目標，通過習題、測試等方式進一步深化。模塊1知識儲備模塊主要內(nèi)容包括緒論教學內(nèi)容：）本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)和工程實際應用中的定位與作用，學習本課程的意義及學習方法；）電機在國民經(jīng)濟中的作用；）我國電機工業(yè)發(fā)展概況。0.2.教學要求）理解把握本門課的特點、難點。）掌握本門課的學習方法，學會分析問題、解決問題。）了解本課程與其它課程的聯(lián)系，電機生產(chǎn)技術的提高和應用范圍的擴展對經(jīng)濟發(fā)展的影響。0.3重難點）重點是：掌握本課程的學習方法，學會分析問題、解決問題。）難點是：及時了解電機的新產(chǎn)品、采用的新技術及在自動化控制領域的應用。直流電機及其電力拖動教學內(nèi)容）直流電機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)）直流電樞繞組）空載和負載時直流電機的磁場(4)直流電機的換向）直流電機的感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩）直流電機的基本方程）直流發(fā)電機的運行特性）直流電動機的運行特性）電力拖動系統(tǒng)的運動方程式和負載特性（8）直流電動機的起動、調(diào)速和制動教學要求）理解：直流電機的結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁分析、基本方程、運行特性；）掌握：直流電機的基本方程、運行特性、啟動制動及調(diào)速方法；）了解：直流電機的換向。重難點）重點是：基本方程、運行特性、啟動制動及調(diào)速方法。）難點是：電磁分析。變壓器教學內(nèi)容）變壓器的基本結(jié)構(gòu)和額定值）變壓器的空載運行）變壓器的負載運行）變壓器的基本方程式和等效電路）等效電路參數(shù)的測定）三相變壓器））變壓器的運行性能）變壓器的并聯(lián)運行（10）自耦變壓器和儀用互感器教學要求）理解：變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁分析。）掌握：變壓器的電磁分析、電壓方程、等效電路、參數(shù)計算、短路試驗、開路試驗、標幺值計算。）了解：多繞組變壓器、自耦變壓器的結(jié)構(gòu)、電壓互感器、電流互感器的使用、變壓器空載投入電網(wǎng)的情況。重難點）幺值計算。）難點是：電磁分析。三相異步電動機及其電力拖動教學內(nèi)容）三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理）交流電機的繞組）交流電機繞組的感應電動勢）交流電機繞組的磁動勢）三相異步電動機的空載運行）三相異步電動機的負載運行，頻率及繞著折算，電勢平衡方程式、等效電路和向量圖）三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩）三相異步電動機的參數(shù)測定*（9）三相異步電動機的機械特性（10）三相異步電動機的啟動（11）三相異步電動機的制動（12）三相異步電動機的調(diào)速教學要求）理解:電機的工作原理，電動勢、磁動勢、功率、轉(zhuǎn)矩等重要概念。）掌握：三相異步電動機空載及負載運行的特性，負載運行時頻率及繞著折算、電勢平衡方程式、等效電路和向量圖，三相異步電動機的機械特性，三相異步電動機的啟動制動和調(diào)速的原理及參數(shù)設計。）了解：基波磁動勢及高次諧波磁動勢。重難點）重點是：三相異步電動機負載運行，三相異步電動機的機械特性，三相異步電動機的啟動制動和調(diào)速的原理及參數(shù)設計。）同步電機教學內(nèi)容）同步電機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理）同步發(fā)電機負載運行時的電勢平衡方程式、等值電路和相量圖。教學要求）理解：同步電機的結(jié)構(gòu)、運行狀態(tài)。）掌握：同步電機的電磁分析、基本方程、等效電路、運行特性。）了解：同步發(fā)電機的不對稱運行。重難點））難點：凸極式同步電機的基本方程、等效電路、相量圖。5驅(qū)動和控制微電機教學內(nèi)容）單相異步電動機）伺服電動機）直流測速發(fā)電機）步進電動機教學要求）了解這幾類電機的工作原理；）掌握各種控制電機的數(shù)學模型。重難點：）重點：伺服電動機和測速發(fā)電機的數(shù)學模型。）難點：步進電機的工作6電機的選擇6.1教學內(nèi)容）電機的發(fā)熱和冷卻）電機工作制分類）電機容量選擇）電動機種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇教學要求）了解：電機的冷卻方式和電機的工作制分類）掌握：電機容量及種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇方法重難點）重點是：電機容量及種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇方法。）難點是：電機容量選擇模塊2能力訓練模塊能力訓練體系包括知識應用能力、學習能力、表達能力和團隊合作能力的訓練。知識應用能力主要培養(yǎng)將電機應用于生產(chǎn)過程中的設計和使用能力，包括直流電機拖動過程的參數(shù)計算和運行控制、變壓器的參數(shù)測試、并聯(lián)運行、交流電機的啟動、制動和調(diào)速設計與運行等方面的內(nèi)容。學習能力、表達能力和團隊合作能力的培養(yǎng)主要通過學習方式與學習過程培養(yǎng)。通過學生自我學習、課堂展示、分組學習等形式進行培養(yǎng)和訓練。模塊三創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練模塊創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓練體系包括實驗實踐技能、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能與素養(yǎng)的培養(yǎng)與訓練。主要通過實驗、實踐訓練、技能大賽、工程師技能培訓等環(huán)節(jié)綜合培養(yǎng)。實驗是學生接觸電機應用的第一道門檻，要培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膽B(tài)度、科學的方法和基本的技能。實踐訓練和技能大賽主要是在學生具備相關課程的綜合知識后，指導學生綜合運用所學知識解決工程實際中的問題，進一步提高學生的工程實踐水平，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)奠定基礎。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能培養(yǎng)訓練的是學生對知識的綜合運用能力和人文素養(yǎng)。通過上述三個方面的訓練，培養(yǎng)學生作為工程技術人員的基本能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)。四、實驗要求實驗8學時，參見實驗大綱五、課堂教學的基本要求了解各種典型電機的基本結(jié)構(gòu)，掌握各種常用電機的工作原理、運行特性、實驗方法和操作技能。掌握電機的分析方法，能正確建立電動勢平衡方程式和轉(zhuǎn)矩方程式，明確電機中的能量傳遞關系，熟練地運用復數(shù)運算、等效電路、向量圖、諧波分析等分析方法。具有分析未學過的電機或新電機的能力。既掌握各種電機的個性和特點，又能認識各種電機的共同點，從而對電機有一個比較系統(tǒng)和完整的認識，能觸類旁通。靈活運用所學知識。透徹理解各種電機主磁場的性質(zhì)、各種參數(shù)的物理概念以及各物理量的時間關系和空間關系。了解電機的工程問題，如發(fā)熱、冷卻、絕緣等。教學方法與手段：理論與實踐相結(jié)合。作業(yè)要求：每兩次課布置一次作業(yè)，習題數(shù)與學時數(shù)約為12六、與其它課程的關系先修課程：《大學物理》、《電路》、《電磁場》；后續(xù)課程：《電氣控制與PLC》、《計算機控制技術》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》。關聯(lián)課程：《自動控制原理》《電力電子技術》、《單片機原理與應用》七、考試考核考核形式：采取閉卷考試；學業(yè)成績的構(gòu)成：主卷成績6015（副卷）1510%八、推薦教材和參考書教材：，2009.8參考書：[1]電機與拖動學習指導，許曉峰.北京：高等教育出版社，2010.3。[2]《電機與拖動基礎》，李發(fā)海，王巖.清華大學出版社，2010.10。[3]《電機與運動控制系統(tǒng)》，楊耕，羅應力.清華大學出版社，2014。[4]《電機與拖動基礎》（上，