《電機與電力拖動》學(xué)習(xí)指南

PAGEPAGE9學(xué)習(xí)指南1.課程的目標(biāo)和任務(wù)《電機與電力拖動》是機電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)專業(yè)的一門主要專業(yè)課，在高職高專專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中，該課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握“適度、夠用”的電機理論和電力拖動的有關(guān)基礎(chǔ)知識，掌握各類電機工作原理，了解其結(jié)構(gòu)特點和基本特性，了解直流電動機、三相異步電動機、變壓器、同步電機、控制電機的運行特性和分析方法，掌握各類電機的機械特性以及起動、制動和調(diào)速的基本技能。該課程是集理論教學(xué)、實踐教學(xué)與應(yīng)用為一體的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它不僅為學(xué)生實訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計奠定理論和實踐基礎(chǔ)，而且為電氣自動化技術(shù)專業(yè)學(xué)生考高級電工資格證書、職業(yè)能力培養(yǎng)做準(zhǔn)備。2.學(xué)習(xí)內(nèi)容序號課程內(nèi)容課時分配教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)1單元一直流電機12了解電機的基本概念及其常用的分類方法；掌握直流電機的工作原理、結(jié)構(gòu)；掌握電磁轉(zhuǎn)矩、電樞電動勢和電動勢平衡方程式；了解直流電機的運行原理和換向方法2單元二直流電機的電力拖動13了解電力拖動系統(tǒng)的運動方程式和生產(chǎn)機械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性；重點掌握直流電機的機械特性、調(diào)速、起動、反轉(zhuǎn)和制動方法熟悉他勵直流電動機的起動、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)、額定值及其分類方法；掌握三相變壓器聯(lián)結(jié)組和相量圖的畫法，了解三相變壓器并聯(lián)運行的條件，了解其他用途的變壓器4單元四三相異步電動機11掌握異步電動機圓形旋轉(zhuǎn)磁場的形成機理、三相異步電動機的工作原理，了解三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、工作特性、三相異步電動機的定子繞組掌握三相異步電機的拆裝、結(jié)構(gòu)。5單元五三相異步電動機的電力拖動14了解三相異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達式，掌握實用表達式的計算方法，掌握三相異步電動機的機械特性、起動方法、制動方法、調(diào)速方法，了解變頻電機、電磁調(diào)速電機的工作原理和應(yīng)用掌握三相異步電動機的直接起動；三相異步電動機的Y-Δ起動。6單元六其他用途的電動機4了解單相異步的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握同步電機的工作原理，了解其結(jié)構(gòu)和起動方法7單元七控制電機5了解常用的控制電機，掌握直流伺服電機、交流伺服電機的工作原理及其調(diào)節(jié)特性、機械特性；掌握交、直流測速發(fā)電機的工作原理，掌握步進電機的工作原理合計643.學(xué)習(xí)的重點和難點本課程的突出特點是理論教學(xué)與工程實踐并重，要求理論必須與實際操作密切結(jié)合，強調(diào)技術(shù)的應(yīng)用。課程改革的重點是：轉(zhuǎn)變強調(diào)課程理論的系統(tǒng)性和完整性的教學(xué)觀念，將原來較為單一的“理論教學(xué)+驗證實驗”的課程教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皯?yīng)用性理論講授＋課程實驗＋技能實訓(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：課程的重點是使學(xué)生掌握“適度、夠用”的電機理論和電力拖動的有關(guān)基礎(chǔ)知識，掌握各類電機工作原理，了解其結(jié)構(gòu)特點和基本特性，了解直流電動機、三相異步電動機、變壓器、同步電機、控制電機的運行特性和分析方法，掌握各類電機的機械特性以及起動、制動和調(diào)速的基本技能。課程的難點：課程的難點為直流電機、三相異步電動機、變壓器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點；變壓器聯(lián)結(jié)組和三相異步電動機三相繞組的基本知識和結(jié)構(gòu)。電機的運行分析(電機的起動、制動、調(diào)速的過程分析)與生產(chǎn)實際的結(jié)合。4.單元教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)4.1單元一直流電機（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹直流電機的工作原理及其基本結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個方面的內(nèi)容：1）掌握直流電動機的基本工作原理。掌握在磁場里運動導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和載流導(dǎo)體受力兩個基本規(guī)律，這兩個規(guī)律是直流電機工作的理論基礎(chǔ)。2）了解直流電動機的基本結(jié)構(gòu)和各部分的主要作用，要求知道直流電機的兩大組成部分：定子和轉(zhuǎn)子。3）應(yīng)知道直流電機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時應(yīng)注意的事項。4）了解電樞反應(yīng)的含義；電樞反應(yīng)對電機的影響，如何抵消電樞反應(yīng)的影響？5）熟練掌握電樞電動勢和電子轉(zhuǎn)矩的計算公式和使用。6）了解直流電機的換向過程。如何改善直流電機的換向？7）了解直流電機的勵磁方式。8）了解直流電機的可逆原理。9）掌握如何判斷一臺電機是出于電動狀態(tài)還是發(fā)電狀態(tài)。（2）教學(xué)重點、難點重點內(nèi)容:1）電磁感應(yīng)定律和電磁力定律的概念；2）直流電機的工作原理；3）直流電機的結(jié)構(gòu)；4）直流電機電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的定義和計算；5）電動勢平衡方程式；6）直流電機的工作特性。難點內(nèi)容:1）直流電機的工作原理；2）電樞反應(yīng)以及電樞反應(yīng)對電機的影響；3）直流電機的換向過程；4）直流電機的工作特性。4.2單元二直流電機的電力拖動（1）教學(xué)基本要求本單元主要內(nèi)容有：1）電力拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動方程式、負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性；2）他勵直流電動機的固有機械特性、人為機械特性、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件；3）他勵直流電動機的起動方法、起動電阻的計算；4）他勵直流電動機的制動方法：能耗制動、反接制動等三種制動過程的分析與計算；5）他勵直流電動機的調(diào)速方法、調(diào)速性能指標(biāo)、調(diào)速方式與負(fù)載類型配合的概念。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個方面的內(nèi)容：1）掌握電力拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動方程式及轉(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。3）掌握直流電機的固有機械特性和人為機械特性及其有關(guān)計算。4）熟練掌握電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件，會分析判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5）熟練掌握他勵直流電動機的起動方法、起動電流的計算。6）掌握直流電動機能耗制動、反接制動、回饋制動的方法、特點、能量關(guān)系、制動過程中工作點變化情況。7）熟練掌握直流電機各種制動狀態(tài)下的機械特性、制動電流和制動電阻的計算。8）了解直流電機電壓反接制動與倒拉反接制動的特點與區(qū)別。9）熟練掌握他勵直流電動機的調(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)速方面的計算問題。10）掌握調(diào)速過程中機械特性及工作點的變化情況、調(diào)速前后電樞電流計電磁轉(zhuǎn)矩的變化情況。11）了解各種調(diào)速方法的優(yōu)缺點。（2）教學(xué)重點、難點重點內(nèi)容：1）他勵直流電機的機械特性，特別是他勵直流電機的各種人為機械特性，如電樞回路串接電阻時的機械特性、改變電源電壓時的人為機械特性、改變磁通時的人為機械特性。固有機械特性和人為機械特性是分析和理解他勵直流電動機的起動、制動和調(diào)速的理論基礎(chǔ)，因此必須深刻理解，重點掌握。2）他勵直流電動機的幾種制動方法；3）他勵直流電動機常用的調(diào)速方法；4）他勵直流電機電力拖動的計算方法①直流電動機的起動計算：起動電流、起動電阻的計算；②直流電動機機械特性的求取；③直流電動機制動電阻的計算；④直流電動機的調(diào)速計算：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。難點內(nèi)容：1）他勵直流電機的固有機械特性；2）電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件；3）他勵直流電動機的回饋制動；4）他勵電動機運行在各種制動狀態(tài)下的有關(guān)計算問題。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。（2）教學(xué)重點、難點重點內(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)運行的理想條件；5）其他常用的變壓器。難點內(nèi)容：1）三相變壓器聯(lián)結(jié)組及相量圖的畫法；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)運行的理想條件。4.4單元四三相異步電動機（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹三相異步電動機的基本工作原理和結(jié)構(gòu)；交流電機的繞組；交流繞組的感應(yīng)電動勢；三相異步電動機的功率平衡、轉(zhuǎn)矩平衡和工作特性。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個方面的內(nèi)容：1）熟練掌握三相異步電動機的基本工作原理、轉(zhuǎn)差率的概念。2）掌握三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和型號。3）掌握三相異步電動機的額定值。4）掌握交流繞組的感應(yīng)電動勢。5）了解三相異步電動機的工作特性。6）了解三相異步電動機的參數(shù)測定方法。（2）教學(xué)重點、難點重點內(nèi)容：1）三相異步電動機的工作原理；2）三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和型號；3）三相異步電動機的定子繞組和感應(yīng)電動勢；4）三相異步電動機的工作特性。難點內(nèi)容：1）三相異步電動機圓形旋轉(zhuǎn)磁場的形成機理；2）三相異步電動機的定子繞組；3）三相異步電動機的參數(shù)測定方法。4.5單元五三相異步電動機的電力拖動（1）教學(xué)基本要求本單元主要內(nèi)容有：1）三相異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達式、參數(shù)表達式和實用表達式；2）三相異步電動機的固有機械特性和人為機械特性；3）三相異步電動機的直接起動與降壓起動方法；4）三相異步電動機的能耗制動、反接制動及回饋制動方法及制動過程分析；5）三相異步電動機的變極調(diào)速、變頻調(diào)速等。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個方面的內(nèi)容：1）了解三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩物理表達式、參數(shù)表達式，熟練掌握實用表達式及其計算方法。2）熟練掌握三相異步電動機固有機械特性曲線的形狀、曲線上的起動點、最大轉(zhuǎn)矩點、額定運行點和同步點的數(shù)據(jù)。3）熟練掌握三相異步電動機降低定子電壓的人為機械特性。4）了解三相異步電動機直接起動的特點，熟練掌握三相異步電動機Y/△降壓起動和自耦變壓器降壓起動的方法及其有關(guān)計算。5）掌握三相異步電動機能耗制動方法，了解能耗制動機械特性曲線的形狀。6）了解三相異步電動機反接制動和倒拉反接制動的方法、制動過程中工作點變化情況、反接制動時的能量關(guān)系。7）了解三相異步電動機回饋制動的條件、機械特性的形狀，了解生產(chǎn)時間中出現(xiàn)回饋制動的實例。8）掌握變極調(diào)速的原理、三種常用的變極接線方式，了解變極調(diào)速時機械特性曲線的變化情況。（2）教學(xué)重點、難點重點內(nèi)容：1）三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達式，實用表達式的計算方法；2）三相異步電動機的固有機械特性；3）三相異步電動機的人為機械特性；4）三相異步電動機的起動方法；5）三相異步電動機的制動方法；6）三相異步電動機的調(diào)速方法。難點內(nèi)容：1）三相異步電動機的固有機械特性；2）三相異步電動機的回饋制動；3）三相異步電動機電力拖動的計算方法。4.6單元六其他用途的電動機（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹同步電機的基本工作原理與結(jié)構(gòu)單相異步電動機的基本工作原理和結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個方面的內(nèi)容：1)了解同步發(fā)電機的基本工作原理和結(jié)構(gòu)。2)了解單相異步電動機的工作原理及其主要類型，了解其應(yīng)用情況。（2）教學(xué)重點、難點重點內(nèi)容：1）單相異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；2）單相異步電動機的起動方法3）三相同步電機的工作原理。難點內(nèi)容：1）單相異步的橢圓旋轉(zhuǎn)磁場的形成機理；2）三相同步電動機的工作原理和功率因數(shù)調(diào)節(jié)。4.7單元七控制電機（1）教學(xué)基本要求本單元主要介紹直流伺服電機、交流伺服電機、步進電機的基本工作原理及其控制方式。學(xué)習(xí)本單元應(yīng)主要掌握以下幾個方面的內(nèi)容：1）掌握直流伺服電機的工作原理及其結(jié)構(gòu)。2）掌握直流伺服電機的控制方式。3）掌握交流伺服電機的工作原理及其結(jié)構(gòu)。4）掌握交流伺服電機的控制方式。5）了解步進電機的工作原理及其頻率特性。（2）教學(xué)重點、難點重點內(nèi)容：1）直流伺服電機工作原理及其調(diào)節(jié)特性、機械特性；2）交流伺服電機的工作原理及其調(diào)節(jié)特性、機械特性；3）直流伺服電機的控制方式；4）交流伺服電機的控制方式；5）直流測速發(fā)電機的工作原理；6）步進電機的工作原理。難點內(nèi)容：1）交流伺服電機的工作原理；2）交流伺服電機的控制方式。5.課程學(xué)習(xí)方法充分利用優(yōu)越的實驗環(huán)境，將理論學(xué)習(xí)與現(xiàn)場實訓(xùn)、實驗相結(jié)合；激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，將老師知識講授與學(xué)生自主型學(xué)習(xí)相結(jié)合；針對疑難知識點設(shè)置問題，將概念學(xué)習(xí)與課堂討論相結(jié)合；有效利用板書與視頻素材，加大信息量。從而多途徑加深學(xué)生對理論知識中的難點和疑點的理解，提高教學(xué)質(zhì)量。6.課程考核方法課程的考核包括過程考核（占60%）和閉卷考試（占40%）兩部分。其中過程考核主要檢查學(xué)生的平時學(xué)習(xí)情況，包括出勤、課堂紀(jì)律、平時作業(yè)等的考核；閉卷考試主要檢查學(xué)生對重點知識的掌握情況，試題從題庫中選擇，題型包括選擇題、名詞解釋題、簡答題、計算題、論述題及案例分析題，主要考核學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。7.使用教材及主要教學(xué)參考書[1]許曉峰，電機及拖動（第3版），高等教育出版社，20