電機(jī)與拖動(dòng)課程教學(xué)大綱_第1頁(yè)
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電機(jī)與拖動(dòng)課程教學(xué)大綱課程編號(hào):09171130課程名稱:電機(jī)與拖動(dòng)(ElectricalMachinery&Towage)學(xué)時(shí):48學(xué)時(shí)學(xué)分:3.5學(xué)分適用專業(yè):自動(dòng)化本科開課學(xué)期:第四學(xué)期開課部門:物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院先修課程:高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、電路等考核要求:考試使用教材及主要參考書:唐介主編,《電機(jī)與拖動(dòng)》,北京:高等教育出版社,2014許建國(guó)主編,《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》,北京:高等教育出版社,2009邱阿瑞主編,《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》,北京:高等教育出版社,2006李發(fā)海等編著,《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》,北京:清華大學(xué)出版社,2007………一、課程的性質(zhì)和任務(wù)《電機(jī)與拖動(dòng)》是自動(dòng)化專業(yè)的一門技術(shù)課、本課程是自動(dòng)化專業(yè)的主干課之一,是專業(yè)基礎(chǔ)課必修課。本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握常用的交、直流電機(jī),控制電機(jī)及變壓器等的基本結(jié)構(gòu)與工作原理以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能、分析計(jì)算及電機(jī)選擇與實(shí)驗(yàn)方法等,為學(xué)習(xí)《數(shù)控技術(shù)》及《交流調(diào)速系統(tǒng)》等后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)知識(shí)。二、教學(xué)目的與要求通過(guò)本課程的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),達(dá)到以下基本要求:1、了解磁場(chǎng)、磁路、變壓器及各種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本理論與知識(shí),了解電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成及典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式,掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式及多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算。2、掌握各電機(jī)的工作原理,了解其基本結(jié)構(gòu)、勵(lì)磁方式以及電樞繞組等概念,掌握直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)勢(shì)、功率和轉(zhuǎn)矩等的概念及計(jì)算方法,會(huì)對(duì)他勵(lì)和并勵(lì)電動(dòng)機(jī)作運(yùn)行分析;掌握變壓器和異步電動(dòng)機(jī)的等效電路和基本方程式。3、掌握直流電動(dòng)機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、主要起動(dòng)方法和調(diào)速方法,了解電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)原理和制動(dòng)方法。4、了解電動(dòng)機(jī)選擇的基本內(nèi)容。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程,應(yīng)具備以下能力:通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生能夠正確選用和使用變壓器及交、直流電機(jī),并對(duì)一些簡(jiǎn)單的電機(jī)故障能夠進(jìn)行檢修。三、學(xué)時(shí)分配章節(jié)課程內(nèi)容學(xué)時(shí)第1章磁路:主要介紹磁路基礎(chǔ)知識(shí):磁場(chǎng)的基本物理量、物質(zhì)的磁性能、磁路的基本定律、鐵心線圈電路。4第2章變壓器:主要介紹變壓器基礎(chǔ):變壓器的用途和種類、變壓器的工作原理、變壓器的基本結(jié)構(gòu)、變壓器的型號(hào)和額定值、變壓器的運(yùn)行分析、變壓器的參數(shù)測(cè)定、變壓器的運(yùn)行特性、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組、三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行、自耦變壓器、三繞組變壓器、儀用互感器。8第3章異步電機(jī)的基本理論:主要介紹異步電機(jī)的基本理論:異步電機(jī)的用途和種類、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和額定值、三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、三相異步電動(dòng)機(jī)的磁通勢(shì)平衡方程式、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析、三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性、單相異步電動(dòng)機(jī)。8第4章異步電機(jī)的電力拖動(dòng):主要介紹異步電機(jī)的電力拖動(dòng):三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。6第5章同步電機(jī)的基本理論:主要介紹同步電機(jī)的基本理論:同步電機(jī)的用途和種類、三相同步電動(dòng)機(jī)的工作原理、三相同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、三相同異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和額定值、三相同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、三相同步電動(dòng)機(jī)的磁通勢(shì)平衡方程式、三相同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析、三相同步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩、三相同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性、三相同步電動(dòng)機(jī)與電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行。4第6章同步電機(jī)的電力拖動(dòng):主要介紹同步電機(jī)的電力拖動(dòng):三相同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、三相同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、三相同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、三相同步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。2第7章直流電機(jī)的基本理論:主要介紹直流電機(jī)的基本理論:異直流電機(jī)的用途和種類、直流的工作原理、直流的基本結(jié)構(gòu)、直流電機(jī)的型號(hào)和額定值、直流電機(jī)的電樞反應(yīng)、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)勢(shì)、直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析、直流電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩、。6第8章直流電機(jī)的電力拖動(dòng):主要介紹直流電機(jī)的電力拖動(dòng):他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在四象限中的運(yùn)行狀態(tài)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)。4第9章控制電機(jī):主要介紹控制電機(jī):控制電機(jī)的用途和種類、伺服電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)、自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器。2第10章電動(dòng)機(jī)的選擇和維護(hù):主要介紹機(jī)電傳動(dòng)的選擇和維護(hù):電動(dòng)機(jī)選擇的基本內(nèi)容、電機(jī)的發(fā)熱與冷卻、電機(jī)工作制、電機(jī)允許輸出功率、恒定負(fù)載電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇、變動(dòng)負(fù)載電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇、電動(dòng)機(jī)的使用和維護(hù)。2第11章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ):主要介紹電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ):典型的電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式、多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算、平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算、升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算。4四、教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格按教學(xué)大綱要求的內(nèi)容進(jìn)行,并注意理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。另外,由于教材內(nèi)容較多,教師可根據(jù)大綱內(nèi)容的要求安排部分內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)。認(rèn)真促使學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè),并記入平時(shí)成績(jī),平時(shí)成績(jī)最多可占期終考試成績(jī)的30%。五、教學(xué)內(nèi)容緒論1.基本內(nèi)容了解電機(jī)與電力拖動(dòng)等基本概念。2.教學(xué)基本要求了解電機(jī)與電力拖動(dòng)等基本概念。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)電機(jī)與電力拖動(dòng)等基本概念。4.教學(xué)建議舉一些實(shí)例。第一章磁路1.基本內(nèi)容磁路的基本物理量;物質(zhì)的磁性能;磁路的基本定律;鐵心線圈電路等。2.教學(xué)基本要求掌握磁路的基本物理量、物質(zhì)的磁性能,掌握磁路的基本定律,正確理解鐵心線圈電路的特點(diǎn)等。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理解磁路的基本定律,正確理解鐵心線圈電路的特點(diǎn)。4.教學(xué)建議加強(qiáng)對(duì)鐵心線圈電路分解的講解。第二章變壓器1.基本內(nèi)容變壓器的工作原理;變壓器的基本結(jié)構(gòu);變壓器的運(yùn)行分析;變壓器的參數(shù)測(cè)定;變壓器的運(yùn)行特性;三相變壓器的聯(lián)結(jié)組;三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行;自耦變壓器;三繞組變壓器;儀用互感器等。2.教學(xué)基本要求掌握變壓器基本工作原理及運(yùn)行特性,會(huì)用等效電路和相量圖分析求解變壓器電路,掌握等效電路參數(shù)的測(cè)定方法等。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本章重點(diǎn)是變壓器電路的等效方法、等效原則及等效電路的基本方程式等。4.教學(xué)建議課堂教學(xué)與課堂練習(xí)同時(shí)進(jìn)行。第三章異步電機(jī)的基本理論1.基本內(nèi)容三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理;三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu);三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式;三相異步電動(dòng)機(jī)的磁通勢(shì)平衡方程式;三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析;三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩;三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性;單相異步電動(dòng)機(jī)等。2.教學(xué)基本要求理解三相異步電動(dòng)機(jī)有關(guān)概念及工作原理,清楚其定子、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式,能正確分析三相異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)。會(huì)分析三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁過(guò)程,掌握其等效電路的作法。對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中功率的傳遞情況應(yīng)該清楚,能夠計(jì)算其功率和轉(zhuǎn)矩等。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本章的重點(diǎn)是三相合成磁通勢(shì)的概念及特點(diǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)、磁通勢(shì)平衡方程式。本章的難點(diǎn)是對(duì)異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電磁過(guò)程的分析等。4.教學(xué)建議與變壓器作橫向?qū)Ρ鹊闹v解。第四章異步電機(jī)的電力拖動(dòng)1.基本內(nèi)容三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng);三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速;三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)等。2.教學(xué)基本要求理解三相異步電動(dòng)機(jī)的各種起動(dòng)方法,對(duì)籠形異步電動(dòng)機(jī)定子對(duì)稱起動(dòng)電阻會(huì)計(jì)算,了解繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)稱起動(dòng)電阻的計(jì)算方法。掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行條件、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、主要調(diào)速方法的調(diào)速原理及特點(diǎn)。了解三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)原理和制動(dòng)方法。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本章的重點(diǎn)是三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速原理及特點(diǎn)。4.教學(xué)建議課堂教學(xué)與課堂練習(xí)同時(shí)進(jìn)行。第五章同步電機(jī)的基本理論1.基本內(nèi)容三相同步電動(dòng)機(jī)的工作原理;三相同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu);三相同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析;三相同步電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩;三相同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性;三相同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)的調(diào)節(jié);三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析;三相同步發(fā)電機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩;三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性等。2.教學(xué)基本要求理解同步電動(dòng)機(jī)有關(guān)概念及工作原理,清楚其定子、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式,能正確分析同步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng);對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中功率的傳遞情況應(yīng)該清楚,能夠計(jì)算其功率和轉(zhuǎn)矩。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本章的重點(diǎn)是同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析;同步電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系、功角特性與矩角特性;本章的難點(diǎn)是同步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系。4.教學(xué)建議自學(xué)。第六章同步電機(jī)的電力拖動(dòng)1.基本內(nèi)容三相同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;三相同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng);三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速;三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)等。2.教學(xué)基本要求理解三相異步電動(dòng)機(jī)的各種起動(dòng)方法,對(duì)籠形異步電動(dòng)機(jī)定子對(duì)稱起動(dòng)電阻會(huì)計(jì)算,了解繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)稱起動(dòng)電阻的計(jì)算方法。掌握三相同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、主要調(diào)速方法的調(diào)速原理及特點(diǎn)。了解三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)原理和制動(dòng)方法。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本章的重點(diǎn)是三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速原理及特點(diǎn)。4.教學(xué)建議自學(xué)。第七章直流電機(jī)1.基本內(nèi)容直流電機(jī)的工作原理;直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu);直流電機(jī)的電樞反應(yīng);直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)勢(shì);直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析;直流電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩;直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析;直流發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩等。2.教學(xué)基本要求掌握直流電機(jī)基本工作原理,會(huì)分析其電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng),掌握單疊繞組的基本分布規(guī)律,正確理解電刷、換向器在直流電機(jī)中的作用,會(huì)計(jì)算直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩等。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理解直流電機(jī)的工作過(guò)程,正確分析電樞反應(yīng)對(duì)電機(jī)磁場(chǎng)的影響以及分析單疊繞組的分布規(guī)律是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。4.教學(xué)建議與交流電機(jī)作橫向?qū)Ρ鹊闹v解。第八章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)1.基本內(nèi)容他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng);他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速;他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng);并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)等。2.教學(xué)基本要求掌握他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng);他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速;他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)等;并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)等。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng);他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速;他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)等;串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)等。4.教學(xué)建議課堂教學(xué)與課堂練習(xí)同時(shí)進(jìn)行。第九章控制電機(jī)1.基本內(nèi)容伺服電動(dòng)機(jī);直流力矩電動(dòng)機(jī);測(cè)速發(fā)電機(jī);自整角機(jī);旋轉(zhuǎn)變壓器等;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。2.教學(xué)基本要求掌握伺服電動(dòng)機(jī);直流力矩電動(dòng)機(jī);測(cè)速發(fā)電機(jī);自整角機(jī);旋轉(zhuǎn)變壓器等;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等的工作原理。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)如何改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及步矩角。交、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的性能特點(diǎn)。4.教學(xué)建議與交流、直流電機(jī)作橫向?qū)Ρ鹊闹v解。第十章電動(dòng)機(jī)的選擇1.基本內(nèi)容電動(dòng)機(jī)選擇基本的內(nèi)容;電機(jī)的發(fā)熱與冷卻;電機(jī)的工作制;電機(jī)的允許輸出的功率;電動(dòng)機(jī)容量選擇的統(tǒng)計(jì)法和類比法;恒定負(fù)載電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇;變動(dòng)負(fù)載電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇等。2.教學(xué)基本要求掌握電動(dòng)機(jī)選擇基本的內(nèi)容;電機(jī)的發(fā)熱與冷卻;電機(jī)的工作制;電機(jī)的允許輸出的功率;電動(dòng)機(jī)容量選擇的統(tǒng)計(jì)法和類比法;恒定負(fù)載電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇;變動(dòng)負(fù)載電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇等。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)讓學(xué)生了解在實(shí)際電力拖動(dòng)系統(tǒng)中選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮的因素。掌握恒定負(fù)載電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇。4.教學(xué)建議本章應(yīng)多加強(qiáng)課

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