电机与拖动基础知识点汇总

电机与拖动基础知识点汇总（精选9篇）

电机与拖动基础知识点汇总 第1篇

第1章思考题与习题

1-1 答：电路中的电阻公式为：Rll，磁路中的磁阻公式为：Rm sA从上面两个公式可以看出电阻与材料长度成正比，而与材料电导率和材料横截面积成反比；磁阻与材料长度成正比，而与材料磁导率和材料横截面积成反比。

1-2 答：磁路中的磁阻公式为：Rml，磁阻除了与磁路材料的的结构和尺寸有关外，A还与材料的磁导率成反比。因此，磁路的结构和尺寸确定不变，磁路材料的磁导率变化时，磁阻仍然变化，磁导率越大，磁阻越小，反之，磁导率越小，磁阻越大。

1-3 答：

（1）直流磁路中磁通恒定，励磁绕组中无感应电动势；而交流磁路中磁通随时间交变，因而会在励磁绕组中产生感应电动势。

（2）直流磁路中无铁芯损耗，而交流磁路中有铁芯损耗。

（3）交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变；而直流磁路中不会产生。

1-4 答：电机和变压器中的磁路材料常用软磁材料，如硅钢片，热轧硅钢片和冷轧硅钢片。软磁材料的特点是其磁导率较高，矫顽力、剩磁和最大磁能积较小，容易退磁。

1-5 答：交流电不仅用于灯管或灯泡照明，还用于含有线圈的变压器和电机。在照明系统中，交流电的频率低于50赫兹时，灯管或灯泡就开始比较明显地闪烁，对眼睛刺激较大，长时间处于这种环境中，眼睛会被损害，但变压器和电机铁损耗会明显降低；当交流电的频率高于50赫兹较多时，变压器和电机损耗明显增大，传输线的电阻也明显增大，但照明系统中灯管或灯泡闪烁不明显。鉴于以上情况，既要兼顾照明系统还要兼顾交流电传输系统、变压器和电机，我国交流电系统频率定为50赫兹，日本和欧美国家交流电系统频率定为60赫兹。

1-6 答：在磁路系统中，将材料的磁导换成电抗，实际是将磁路计算换成了电路计算，因为磁路计算比较困难，大多数磁路问题需要进行数值计算，而电路计算比较简单，可以求出解析解。因此，在本科阶段一般都是将磁路换算成电路进行计算，在研究生阶段，可以直接进行数值计算。

1-7 答：电力拖动系统是以电动机为动力带动不同机械系统进行运转，从而拖动负载运行，它通常包括电动机、工作机构、传动机构、控制设备和电源五部分。电力拖动系统如机床、电动汽车、电梯、轧钢机、纺织机等。

1-8 答：负载机械特性与电动机机械特性的交点是电动机的工作点。

1-9 答：根据运动方程式：TeTLJd，系统的运动状态由电磁转矩和负载转矩共同决dt定，当TeTL时，系统处于稳定或静止状态；当TeTL时，系统处于加速运行状态；当TeTL时，系统处于减速运行状态。

1-10 解：根据磁路欧姆定律：FNiHlBll，可计算所需要的磁动势为： AFNi622Al0.250.005A4000410722104

需要的电流为：

i F6221.244A N5001-11 解：铁芯段的磁阻Rm1为：

Rm1l0.250.0021.234105A/Wb 74A40004102210空气气隙段的磁阻Rm2为：

Rm2l0.002539.810A/Wb 74A4102210铁芯段的磁压为：

Rm10.0051.234105617A

空气气隙段的磁压为：

Rm20.00539.810519900A

需要总的磁动势为

FH1l1H2l2Rm1Rm26171990020517A需要的电流为

iF2051741.034A N500从上述计算结果可知，尽管空气气隙很小，但分得的磁压比较大，主要是因为铁芯的磁导率是空气磁导率的4000倍造成的。

1-12 解：磁路中总磁动势为：

F500402001018000A 磁路中的磁场强度H为：

H500402001090000A/m

0.2磁路总磁阻为

Rml0.239.81A/Wb 7A4000410通过磁路的磁通为：

F18000452.15Wb Rm39.81左边磁路的磁压为

50040900000.0524500A

右边磁路的磁压为

20010900000.056500A

1-13 解：额定转矩为：

TN

PNP7.010009.55N9.552nNnN1450

6046.10Nm起动转矩为：

起动瞬间加速度为：

TstkstTN1.546.1069.15Nm

d11(TstTL)(69.1546.10)dtJ1200.192rad/s2

1-14 解：假定电车为恒转矩负载，电车正常行驶时，负载为制动性质，负载转矩特性在第一象限；下坡时，负载为拖动性质，负载转矩特性在第二象限。其负载转矩特性如图1-1所示。

图7-1电车正常行驶和下坡时的转矩特性

1-15 解：各级速比为：

j1n8503.04 n1280

j2n12804.31 ng65总速比为：jj1j23.044.3113.10 折算到电动机轴上的等效飞轮矩为：

2222GDGDGDGD4g22223GD2GDdGDLGDdGD1222j1j

790.56280.629851106.14Nm3.04213.102

1-16 解：根据他励直流电动机的性质及其调速特性可知：

nmaxnN1950r/min

maxn

nminn DnmaxnNmax195028%6.32 nminn(1max)120(128%)

电机与拖动基础知识点汇总 第2篇

试题类型

一、填空题

二、选择题

四、简答题

五、计算题

第一章

直流电机原理

1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。

定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。

2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。

极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。

单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a等于极对数np。

电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。☆

直流电机的励磁方式：☆

☆7直流电机的电枢电压方程和电动势：

直流电机电磁转矩

直流电动机功率方程

9直流电机工作特性☆

直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开☆

一旦励磁电流

If

=

0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。

自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件☆☆

（1）电机必须有剩磁，如果没有须事先进行充磁；

（2）励磁绕组的极性必须正确，也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确；

（3）励磁回路的电阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/If

不能太陡，否则如果伏安特性的斜率太陡，与发电机空载特性交点很低或无交点，就无法建立空载电压。总之，自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压，然后才能带负载运行。

12他励直流发电机的外特性☆

随着电流的增大，其输出电压下降。这是因为：①

随着发电机的负载增加，其电枢反应的去磁效应增强，使每极磁通量减小，导致电枢电动势下降。②

电枢回路电阻上的电压将随着电流上升而增大，使发电机的输出电压下降。

13效率

他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流

Ia的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。当负载较小时，Ia

也较小，此时发电机的损耗是以不变损耗为主，但因输出功率小而效率低；随着负载增加，P2增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。☆

第二章

变压器

1变压器的基本原理与结构

变压器的主要组成是铁心和绕组

变压器的额定参数

额定电压U1N

和U2N

额定电流I1N

和I2N

额定容量

SN

单相变压器

三相变压器

一次、二次绕组感应电动势

变压器负载时的基本方程式和等效电路☆

5绕组折算和“T”型等效电路

☆将变压器二次绕组折算到一次绕组时，电动势和电压的折算值等于实际值乘以电压比k，电流的折算值等于实际值除以k，而电阻、漏电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以

k2。这样，二次绕组经过折算后，变压器的基本方程式变为

分析变压器内部的电磁关系可采用三种方法：基本方程式、等效电路和相量图☆。

变压器带负载时的相量图

变压器的参数测定

(1)

空载试验

调压器TC加上工频的正弦交流电源，调节调压器的输出电压使其等于额定电压U1N，然后测量U1、I0、U20

及空载损耗P0

由于空载电流

I0

很小，绕组损耗

I02R

很小，所以认为变压器空载时的输入功率P0

完全用来平衡变压器的铁心损耗，即

P0

≈

ΔpFe

。☆

励磁阻抗

励磁电阻

励磁电抗

电压比

(2)

短路试验

短路试验时，用调压器TC

使一次侧电流从零升到额定电流

I1N，分别测量其短路电压

Ush、短路电流

Ish

和短路损耗Psh，并记录试验时的室温θ（℃）。

由于短路试验时外加电压很低，主磁通很小，所以铁耗和励磁电流均可忽略不计，这时输入的功率（短路损耗）Psh

可认为完全消耗在绕组的电阻损耗上，即

Psh

≈ΔpCu

。由简化等效电路，根据测量结果，取

Ish

＝

I1N

时的数据计算室温下的短路参数。☆

短路阻抗

短路电阻

短路电抗

变压器的外特性和电压变化率

电压变化率的实用计算公式

变压器的负载系数

9变压器的效率特性

变压器的总损耗为

短路损耗（铜损耗）Psh

空载损耗

P0

变压器效率的实用计算公式

当可变损耗与不变损耗相等时，效率达最大值，由此可得到产生变压器最大效率时的负载系数bm为

三相变压器绕组的联结法

11三相变压器联结组的判断方法☆

三相变压器的并联运行

三相变压器的并联运行

变压器并联运行时有很多的优点：☆

1）提高供电的可靠性。

2）提高运行的经济性。

3）可以减小总的备用容量。

变压器并联运行的理想情况是：☆☆

1）空载时并联运行的各台变压器之间没有环流；

2）负载运行时，各台变压器所分担的负载电流按其容量的大小成比例分配，使各台变压器能同时达到满载状态，使并联运行的各台变压器的容量得到充分利用；

3）负载运行时，各台变压器二次侧电流同相位，这样当总的负载电流一定时，各台变压器所分担的电流最小；如果各台变压器的二次侧电流一定，则承担的负载电流最大。

为达到上述理想的并联运行，需要满足下列三个条件：☆☆

1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等；

2）并联运行的各台变压器的联结组号必须相同；

3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值要相等。

第三章

交流电机的理论

交流电机包括:（1）异步电机（2）和同步电机

单相电枢绕组的磁动势

旋转磁场的基本特点

(1)三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成磁动势是一个旋转行波；

(2)旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相，改变三相绕组的相序即可改变旋转磁场的方向；

☆

(3)旋转磁场的转速n1与电源频率f1、电机极对数np之间保持严格的关系，即

☆

异步电机原理

异步电动机的优缺点

异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高。

异步电动机的缺点：功率因数较差，异步电动机运行时，必须从电网里吸收滞后性的无功功率，它的功率因数总是小于1。

异步电动机的分类

按定子相数分：单相异步电动机；三相异步电动机。

按转子结构分：绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动机，其中又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机

异步电动机的转差率：

异步电机的运行方式☆

异步电动机的电压方程

(1)定子电压方程

(2)转子电压方程

异步电动机的电磁关系

三相异步电动机单相等效电路

7等效电路和相量图

虚拟电阻的损耗，实质上表征了异步电动机的机械功率

异步电动机的功率

9异步电动机的电磁转矩☆

与每极磁通和转子电流有功分量的乘积成正比

异步电动机的工作特性

☆

l

异步电动机的转速特性为一条稍向下倾斜的曲线

l

随着负载的增大，转子转速下降，转子电流增大，定子电流及磁动势也随之增大，抵消转子电流产生的磁动势，以保持磁动势的平衡。定子电流几乎随

P2

按正比例增加。

l

当负载增加时，转子电流的有功分量增加，定子电流的有功分量也随之增加，即可使功率因数提高。在接近额定负载时，功率因数达到最大。

l

异步电动机的负载不超过额定值时，角速度w

变化很小。而空载转矩T0

又可认为基本上不变，所以电磁转矩特性近似为一条斜率为

1/

w的直线。

l

异步电动机中的损耗也可分为不变损耗和可变损耗两部分。当输出功率P2

增加时，可变损耗增加较慢，所以效率上升很快。当可变损耗等于不变损耗时异步电动机的效率达到最大值。随着负载继续增加，可变损耗增加很快，效率就要降低。

第六章

直流电机拖动基础

1他励直流电动机的机械特性☆

2人为机械特性☆

（1）改变电枢电压

一组平行曲线

（2）减小每极气隙磁通

特性曲线倾斜度增加，电动机的转速较原来有所提高，整个特性曲线均在固有机械特性之上

（3）电枢回路串接电阻

n0=Const

；R越大，曲线越倾斜

他励直流电动机的起动☆

一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是：

1)限制Ist（Ist

≤l

IN，l

为电机的过载倍数）；

2)

Tst

≥（1.1～1.2）TN；

3)

起动设备简单、可靠。

（1）电枢回路串电阻起动

（2）减压起动

他励直他励直流电动机的调速

☆调速范围、静差率、平滑性

（1）串电阻调速

特点：☆☆

1）实现简单，操作方便；

2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差；

3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D

≤

2；

4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差；

5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。

（2）

调电压调速

特点是：☆☆

1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速；

2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好；

3）在基速以下调速，调速范围较宽，D可达10~20；

4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好；

5）需要一套可控的直流电源。

（3）

弱磁调速

特点：☆☆

1）由于励磁电流I

f

<<

Ia，因而控制方便，能量损耗小；

2）可连续调节电阻值，以实现无级调速；

3）在基速以上调速，由于受电机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，一般约为（1.2~1.5）nN，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（3~4）nN，因而调速范围窄。

他励直流电动机的制动

常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。

（1）能耗制动

A

能耗制动过程

B能耗制动运行状态

(2)反接制动

A电枢反接制动

B

倒拉反接制动☆

(3)回馈制动

A

正向回馈制动

在调压调速系统中，电压降低的幅度稍大时，会出现电动机经过第二象限的减速过程

电动车下坡时，将出现正向回馈制动运行

B

反向回馈制动运行

他励直流电动机的四象限运行☆

第七章

交流电机拖动基础

机械特性的三种表达式

（1）物理表达式

（2）参数表达式

（3）实用表达式

最大电磁转矩与电压的平方成正比，与漏电抗成反比；临界转差率与转子电阻成正比，与电压大小无关。

异步电动机机械特性的三种表达式，其应用场合各有不同。一般物理表达式适用于定性地分析

Te

与

及

间的关系；参数表达式多用于分析各参数变化对电动机运行性能的影响；实用表达式最适用于进行机械特性的工程计算。☆

机械特性

机械特性的直线部分他机械特性的曲线部分

起动转矩

稳定运行问题：

（1）降低定子端电压的人为机械特性☆特点：

1）固有特性的同步转速不变。

2）最大转矩随电压的降低而

按二次方规律减小。

３）最大转矩对应的转差率保持不变．

（2）定子回路串三相对称电阻的人为机械特性

定子回路串入电阻并不影响同步转速，但是最大电磁转矩、起动转矩和临界转差率都随着定子回路电阻值的增大而减小。

（3）定子回路串三相对称电抗的人为机械特性

（4）转子回路串三相对称电阻的人为机械特性

特点：（１）同步转速n1、最大电磁转矩Tem不变。

（２）临界转差率sm增大。

（３）起动转矩增大．

当所串入的电阻满足

起动转矩为最大电磁转矩

异步电动机的起动☆☆☆

起动要求：

（１）足够大的起动转矩。起动电流倍数KI=Ist

/

IN

（２）不要太大的起动电流。起动转矩倍数KT=Tst

/TN。

l

普通的异步电动机

如果不采取任何措施

而直接接入电网起动时，往往起动电流Ist

很大，而起动转矩Tst

不足。

在起动初始，n

=

0，转差率s

=

1，转子电流的频率f2=sf1

≈

50Hz，转子绕组的电动势sEr0=Er0，比正常运行时（s

=

0.01～0.05）的电动势值大20倍，则此时转子电流Ir很大，定子电流的负载分量也随之急剧增大，使得定子电流（即起动电流）很大；

转子漏磁sXr0>>Rr，使得转子内的功率因数cosφ2很小，所以尽管起动时转子电流Ir

很大，但其有功分量Ircosφ2并不大。而且，由于起动电流很大，定子绕组的漏阻抗压降增大，使得感应电势Es和与之成正比的主磁通Fm减小，因此起动转矩Tst并不大。

异步电动机在起动时存在以下两种矛盾：

1）起动电流大，而电网承受冲击电流的能力有限；

2）起动转矩小，而负载又要求有足够的转矩才能起动。

（1）小容量电动机的轻载起动——直接起动

直接起动也称为全压起动。（７.5kW）

优点：操作简便、起动设备简单；

缺点：起动电流大，会引起电网电压波动。

（2）中、大容量电动机轻载起动——降压起动

（A）星形-三角形（Y-Δ）换接起动☆

（B）自耦降压起动

电动机端电压:

Us=U2

=

定子电流:

Is=I2=

从电网上吸取的电流:

I1

=Ist

起动转矩与起动电流降低同样的倍数。

（C）串电阻（抗）起动方法

优点:起动电流冲击小，运行可靠，起动设备构造简单；

缺点:起动时电能损耗较多。

（D）延边三角形起动方法☆

优点：体积小、质量轻、允许经常起动等。

缺点：电动机内部接线较为复杂。

（3）小容量电动机重载起动——笼型异步电动机的特殊形式

主要矛盾：起动转矩不足。解决方法有：

（１）按起动要求选择容量大一号或更大些的电动机；

（２）选用起动转矩较高的特殊形式的笼型电动机。

(A)

深槽式异步电动机

(B)双笼型异步电动机

(4)中、大容量电动机重载起动——绕线转子异步电动机的起动☆

起动的两种矛盾（起动转矩小，起动电流大）同时起作用。

如果上述特殊形式的笼型电动机还不能适应，则只能采用绕线转子异步电动机了。在绕线转子异步电动机的转子上串接电阻时，如果阻值选择合适，可以既增大起动转矩，又减小起动电流，两种矛盾都能得到解决。

（A）

转子串接电阻起动方法

在起动时，在转子绕组中串接适当的起动电阻，以减小起动电流，增加起动转矩。

待转速基本稳定时，将起动电阻从转子电路中切除，进入正常运行。

（B）转子串接频敏变阻器起动方法

频敏变阻器的特点是其电阻值随转速的上升而自动减小

R1为绕组的电阻，Xm为带铁心绕组的电抗，Rm是反映铁耗的等效电阻。

电动机刚起动时，转子频率较高,频敏变阻器内的与频率平方成正比的涡流损耗较大，其等效电阻也因之较大，可以限制电动机的起动电流，并增大起动转矩。

异步电动机的调速

从定子传入转子的电磁功率Pem可分成两部分：一部分为拖动负载的有效功率　　　　　　；另一部分是转差功率，与转差率成正比。

把异步电动机的调速方法分为三类：

1）转差功率消耗型

—

全部转差功率转换成热能消耗掉。效率最低。

2）转差功率回馈型

—☆

转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网，其效率比功率消耗型高。

3）转差功率不变型

—转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。

(1)转差功率消耗型异步电动机调速方法

(A)

改变定子电压调速

(B)转子电路串接电阻调速

(2)转差功率回馈型异步电动机调速方法——串级调速

1.串级调速的基本原理☆

2.串级调速的控制方式

(1)

次同步调速方式

(2)

超同步调速方式

3.串级调速的机械特性

(3)

转差功率不变型异步电动机调速方法

（A）变极调速——多速异步电动机☆

（B）变频调速

1）

基频以下调速

2）基频以上调速

异步电动机的制动

（1）异步电动机的能耗制动☆☆

（2）异步电动机的反接制动

（A）

转速反向的反接制动

（B）定子两相对调反接制动

☆两种反接制动电动机的转差率都大于1

能量：从电网吸收电能；从旋转系统获得动能（定子两相对调反接制动）或势能（转速反向反接制动）转化为电能。这些能量都消耗在转子回路中。

（3）异步电动机的回馈制动

☆两种回馈制动电动机的转差率都小于0

能量：从旋转系统获得势能转化为电能，并回馈给电网。

异步电动机运行状态小结

第四章

同步电机原理

同步电机的结构和运行方式

同步电机静止的转子和旋转的定子组成同步电机的转子有两种结构形式：凸极式、隐极式

同步电动机的磁动势

同步电动机的功率方程和功角特性

同步电动机的电磁转矩与矩角特性

同步电动机的稳定运行

隐极同步电动机:当电动机拖动负载运行在q

=

0°～90°的范围内，电动机能够稳定运行；当电动机拖动负载运行在q

=

90°～180°的范围内，电动机不能够稳定运行。

同步电动机的电压方程和相量图

直轴同步电抗

交轴同步电抗

同步电动机的功率因数及Ｖ形曲线

l

当改变同步电动机的励磁电流时，能够改变同步电动机的功率因数。☆

l

当改变励磁电流时，同步电动机功率因数变化的规律可以分为三种情况，即正常励磁状态、欠励状态（”）和过励状态(’)。☆

l

同步电动机拖动负载运行时，一般要过励，至少运行在正常励磁状态，不要让它运行在欠励状态。

l

在线的左边是欠励区，右边是过励区

l

当同步电动机带一定负载时，若减小励磁电流，电动势、电磁功率减小。当电磁功率减小到一定程度，θ超过90°，电动机就失去同步，如图8-16中虚线所示的不稳定区。从这个角度来看，同步电动机最好也不运行于欠励状态。☆

第十章

电力拖动系统电动机的选择

1如何根据电机的铭牌进行定子的接线：

如果电动机定子绕组有六根引出线，并已知其首、末端，分两种情况讨论：

1)

铭牌上标明“电压380/220V，接法Y/Δ”

2)

铭牌上标明“电压380V，接法Δ”,在起动过程中，可接成Y型，接在380V电源上，起动完毕，恢复Δ接法。☆

确定电动机额定功率考虑因素☆

1）电动机的发热及温升；

2）电动机的短时过载能力；

3）笼型异步电动机还应考虑起动能力。

连续工作制电动机额定功率的选择

1.恒定负载

计算出负载所需功率PL，选择一台额定功率PN

略大于PL的连续工作制电动机，不必进行发热校核。

对起动比较困难（静阻转矩大或带有较大的飞轮力矩），采用笼型异步电动机或同步电动机，应校验起动能力。

2.周期性变化负载

电动机的额定功率按下面几种等效法选择：等效电流法、等效转矩法、等效功率法

电动机类型的选择

原则：在满足生产机械对过载能力、起动能力、调速性能指标及运行状态等各方面要求的前提下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。

1）对起动、制动及调速无特殊要求的一般生产机械，如机床、水泵、风机等，应选用笼型异步电动机。

2）对需要分级调速的生产机械，如某些机床、电梯等，可选用多速异步电动机。

3）对起动、制动比较频繁，要求起动、制动转矩大，但对调速性能要求不高，调速范围不宽的生产机械，可选用绕线转子异步电动机。

4）当生产机械的功率较大又不需要调速时，多采用同步电动机。

5）对要求调速范围宽、调速平滑、对拖动系统过渡过程有特殊要求的生产机械，可选用他励直流电动机

电动机额定转速的选择

（1）对连续运转的生产机械，可从设备初投资，占地面积和运行维护费用等方面考虑，确定几个不同的额定转速，进行比较，最后选定合适的传动比和电动机的额定转速。

（2）经常起动、制动和反转，但过渡过程时间对生产率影响不大的生产机械，主要根据过渡过程能量最小的条件来选择电动机的额定转速。☆

（3）经常起动，制动和反转，且过渡过程持续时间对生产率影响较大，则主要根据过渡过程时间最短的条件来选择电

动机的额定转速。

绪论

1．按电机供电电源的不同，可以分为直流电机和交流电机两大类。

2．把穿过某一截面S的磁力线根数被称为磁通量F。在均匀磁场中，把单位面积内的磁通量称为磁通密度B。

3．非导磁材料，比如：铜、橡胶和空气等，具有与真空相近的导磁率，因此在这些材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系是线性的。在导磁材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系不是线性的。☆

4．磁通与电压之间存在如下关系：

1）如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势；☆

2）感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。

5．电机作为一种机电能量转换装置能够将电能转换为机械能，也能将机械能转换为电能。由于机械系统和电气系统是两种不同的系统，其能量转换必须有一个中间媒介，这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。☆

6铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和为铁心损耗。☆

电力拖动系统动力学基础

1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。

☆2．电力拖动运动方程的实用形式为

由电动机的电磁转矩Te与生产机械的负载转矩TL的关系：

1）当Te

=

TL

时，dn/dt

=

0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态；

2）若Te

＞TL

时，dn/dt

＞0，系统处于加速状态；

3）若Te＜TL

时，dn/dt

＜0，系统处于减速状态。

也就是一旦

dn/dt

≠

0，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。

☆3．生产机械的负载转矩特性：

☆4．拖动系统稳定运行的充分必要条件:

Te=TL且

电动机工作在电动状态飞轮矩的折算

☆

电机与拖动基础知识点汇总 第3篇

1 教学方式的改革

传统教学方式基本上从始至终都是教师讲, 学生听, 师生间互动差, 老师板书要占用大量的时间。而学习主动性好的学生为了更好的消化当节课的内容, 也跟着做了大量的笔记, 一节课下来, 老师和学生都累死累活, 但教学效果比较差。例如从直流电动机的工作原理开始介绍, 一直讲到直流电动机电磁转矩Tem和电枢感应电动势Ea的计算公式, 中间介绍了直流电机的结构示意图, 并结合该示意图重点讲解Tem的产生和Ea的建立, 在黑板上不但画出了直流电机的结构示意图, 而且还做了比较多的板书, 大部分学生都做了笔记。但是课后调查的结果是学生只知直流电动机通直流电流后能旋转, 由于对Tem和Ea的概念相当模糊, 电动机为什么能旋转起来, 还是搞不清楚。

随着教学设施的改善, 为《电机与拖动基础》课程采用先进教学方法和教学手段准备了物质条件。首先, 根据教材与课程标准制作Power Point教学电子课件。但是, 由于电机工作原理、特性及基本分析方法等的理解确实困难, 仅仅Power Point电子课件和静态图片应该是远远不够, 为了更好的帮助学生的理解, 利用3DMAX做了大量的动态多媒体画面。如在分析三相异步电动机的等效电路时, 由于旋转电机的结构特点使学生无法理解, 根据三相异步电动机的分析方法、等效电路与变压器类似, 制作了定转子一相耦合电路动态示意图, 图中动态转子铁芯、转子电路围绕着静态定子铁芯、定子电路旋转, 能让学生直观理解异步电动机的分析方法, 并与单相变压器作比较, 经频率归算和绕组归算后, 最后得到了与单相变压器非常相似的T形等效电路, 使抽象的教学内容非常形象的展示在学生眼前。其次, 采用多媒体教学方式后, 教学内容更加充实丰富, 教学方式灵活多样, 可采用启发、讨论、案例教学、实物演示、项目化教学、讲练结合等多种教学方法。最后, 要注重学生的学习效果, 培养自学能力, 教和学是互动的两个方面。无论教学方法多么完善, 没有学生学习的积极性, 是达不到教学效果和教学目标的, 所以在课内不但要精心组织、精心讲授, 更重要的是引导学生建立系统的知识结构, 尊重学生的主体地位, 尽量多教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题, 避免死记硬背、机械地理解问题, 引导学生学会举一反三, 掌握学习方法, 培养自学能力, 提高学生学习的积极性。

2 教学内容的建设

《电机与拖动基础》是一门理论性很强的专业基础课, 在理论教学过程中注重技术应用能力的培养, 强调电机基本原理、基本结构、基本特性、等效电路分析的同时, 重视电机实训环节、实践应用能力和电机新技术介绍。该课程教学计划改革后课时数从108学时减为56学时, 其中包括三分之一为实践课学时, 所以必须对教学内容根据学生需求进行有选择的取舍。电机是根据电磁感应原理工作的, 而电磁场理论抽象难懂, 也是高职学生学习这门课程枯燥无味的一个重要原因, 应该做适当处理。直流电机转子绕组的绕制和交流电动机定子绕组的绕制, 对于注重电机应用的专业类学生可以删减, 提倡学习积极性高的学生自学。变压器、交流电机空载运行和负载运行中, 数学分析和数学推导难度大、内容多, 而大部分学生的高等数学基础差, 特别微积分知识, 对于他们来说理解起来难度非常大, 可以做适当取舍, 重点给学生讲清楚结论及物理意义。另外, 部分教材仍然存在着只追求理论深度而忽视应用广度的问题, 对不断更新变化的电机拖动新技术反应不够及时, 内容陈旧, 与实际应用脱节, 针对上述情况, 在教学中, 对一些与专业学习联系不多且用处不大的理论问题作适当的精简、压缩、整合, 增加对应用性较强的知识点及工程中已经应用且较为成熟的新型高性能电机内容的讲解与介绍。

3 加强实践教学

《电机与拖动基础》实践教学内容包括实验教学、实训教学和带学生下企业实地参观实习。

在实验教学中, 减少验证性的实验内容, 增加综合性和设计性的实验内容。验证性实验就是把课堂带进实验室, 为了验证直流电机的机械特性, 先让学生熟悉教材的理论内容, 掌握直流电机的固有机械特性和人为机械特性的概念, 清楚各类人为机械特性和固有机械特性间的关系, 给出详细的实验指导书, 内容包括实验目的、预习要点、实验步骤、实验接线图、实验表格和注意事项等, 为了保证学生的动手能力, 可以先做一次演示实验, 再分组进行, 验证性实验可以培养学生理论联系实际能力。设计性的实验突出了学生的主体地位, 打破被动格局, 提高了学生做实验的主动性和积极性, 提供了师生共同讨论和交流的和谐学习平台;设计性实验教学对实验教师提出了更高的要求, 老师应该对实验项目“定题不定法”, 以学生自拟方案进行实验教学活动, 准备工作是极为重要的, 教师必须查阅文献资料, 不断充实自己, 必须根据学生实际情况, 实验室现有条件而认真选题, 必须在实验室对可能被学生选中的方案进行试验, 做到心中有数以便进行指导。

在自动化技术专业和电机电器技术专业中实训教学要求学生做好两个内容, 一是根据教师给的技术指标绕制一只小功率三相异步电动机, 为了学生及实训设备安全, 该三相异步电动机额定电压为38V, 绕制好以后, 要求测试这只学生自制三相异步电动机的技术要求, 是否符合要求;二是根据教师给的技术指标绕制一只小功率单相电源变压器。

4 教材的建设

教材是教师从事教学所用的材料, 是学生学习此课程最重要的参考书, 《电机与拖动基础》以前一直选用机械工业出版社出版徐虎主编的《电机与拖动基础》作为课用教材, 从使用的情况来看, 该教材中专特色鲜明, 突出理论数学分析, 而不重视电机拖动部分的应用, 是典型传统教学所需的教材, 不适合现在高职学生要求重实践和应用, 强调工学结合方式的教学要求, 考虑到高职教育的改革趋势和电机新技术、新工艺的发展, 现选用苏绍兴主编的《电机应用技术》, 该教材由机械工业出版社出版, 是浙江省重点教材, 该教材突出电机技术的应用, 满足专业人才培养方案的要求。S

摘要：《电机与拖动基础》是自动化专业的一门重要专业课, 它主要是研究电机、电力拖动系统的基本原理和应用。随着高职院校教学改革的不断深化, 为了适应应用性技术人材的培养, 该课程从教学方式、教学内容、实践教学等方面进行了全面改革, 并取得了相当好的教学效果。

关键词：电机与拖动,教学改革,实践教学

参考文献

[1]许晓峰, 衣丽葵.“电机与拖动”课程改革与教材建设的研究[J].中国电力教育, 2009 (5) :112-113.

[2]厉虹, 张巧杰.以创新能力培养为目标的“电机与拖动”教学改革研究[J].中国电力教育, 2010 (4) :57-59.

[3]张庆贺, 王斌.关于电机实验若干问题的改进[J].科技资讯, 2008 (15) :98-99.

《电机与拖动基础》教学改革初探 第4篇

一、《电机与拖动基础》教学改革的必要性

1.教学目的和培养目标的需求

《电机与拖动基础》是电气工程专业的基础课程,该课程围绕着电气专业的理论和实际应用而全面展开,而面对电气技术在生产中更快的变化,需要更为“实用性、技能性、应用性”的新职业性的人才,这就对该课程的教学目标提出了更高的要求:要以教师为主导,学生为主体,以國民经济发展需要为培养目标,集“理论学习”和“技能训练”为一体,培养体系要从初级到高级、从理论到实践、再从实践到理论进一步升华。

2.全面协调课时比例

一般的《电机与拖动基础》课程将在一个学期内结束,大概在140～160个课时之间,怎样协调好课时的分配,在该课程中也极大地制约着学生对课程的理解,由于要培养学生理论实践相互发展,理论为实践做基础,实践又要升华为理论,因而更好地根据学生的基础水平,全面协调好理论课程和实践课程的比例关系,更好地推动实用性人才的培养。

二、理论课改革的措施

1.现阶段理论课堂上的不足

在实际教学过程中发现,学生学习该课程时比较吃力,教师授课难度也大,教学效果不理想。究其原因:一是职业技术院校学生基础知识较差;二是学生获取知识的途径单一,遏制了学生学习的主动性;三是教学内容繁杂、理论性较强,学生缺乏学习兴趣;四是专业实验室投资大,利用效率低。

2.提高课堂教学的生动性,激发学生兴趣

将单纯的教师讲课,学生听课的单一模式多样化,使课堂教学不再是书本知识的简单板书和叙述,而是充分利用多媒体设备,将理论、实验、实训等教学内容一体化设置。如《电机与拖动基础》课程中直流电机的结构部分相对抽象,学生对主磁极、换向极、电刷、换向器等没有充分认识,教师很难解释清楚、学生也很难想象其具体的形状,此时采用多媒体设备,将直流电机分解,学生就能了然于胸。教室、实验室与实训场地等教学条件一体化配置,让学生在课堂上边学习,边实践。通过实验、实训教学牢固树立起“实践先于理论,实践检验理论,理论源于实践”的思想。如在讲解他励直流电动机的调速过程中,可以要求学生根据他励直流电动机的机械特性进行分析,得出调速的方法,然后让学生直接进行试验,用实验验证理论,判断得出的结论是否正确,以此激发学生的学习兴趣。

3.改革教材,结合实际,发展课程特点

学生学习的主要途径是教材,而现在大多数教材内容繁杂,注重理论,缺少实践,这也是学生认为专业课难学、缺乏学习兴趣的主要原因之一。笔者认为,编写一本适合职业院校学生的教材必不可少。教材应注重实践,以“必需、够用”为原则,删减部分理论性强,较抽象的内容,加强针对性和实用性,改变原来的实践教学过分依附、服务于理论教学的状况,探索建立相对完善的教学体系,使理论教学和实践教学变成一个整体,相互渗透,有机结合。尽量减少课程中一些公式的推导,增加一些实际应用的例题,如一些实践性较强的小课题、小制作,让学生可以自己动手,以此提高学生的学习兴趣。面对企业设备的不断更新,教材还要结合企业需求,树立以人为本的教育观和课程观,按照培养适应社会经济发展要求的高素质人才的标准,设计职业技术教育中《电机与拖动基础》课程教学体系,教材不仅要注重传统技术,更要接触现代先进技术,以适应社会科学技术的迅猛发展。要正确处理好课程与企业新设备需求之间的关系,不断创新,让学生从课本中也能接触社会、了解社会,毕业后,能尽早融入社会。

三、实验课程教学改革措施

1.正确引导,培养学生自主学习的能力

一个高素质应用型人才不仅要具有扎实的理论功底,娴熟的技术应用能力,而且要具有较强的学习能力和技术创新的能力。现在许多职业技术院校培养的毕业生,普遍存在着理论功底相对较差,缺乏自我学习能力和技术创新能力。因此,我们在教学中,必须更新理念,要在培养学生自主学习的能力方面下功夫,对学生不能局限于“授之以鱼”,更重要的是“授之以渔”,使学生掌握正确的学习方法和思维方式。在教学内容上,适当压缩传统教学内容,提高教学内容的适应性。同时要强调对概念的理解,在课堂上要着重讲清重点、难点、思路、方法,有计划地安排适当内容由学生自学,写出自学总结。教师应结合本课程,给出相应的实际任务,课后让学生自由设计、自主完成。如介绍直流电机的原理后,可以让学生自己动手制作简单的发电机、电动机模型,这样不仅能使学生较好地掌握课程内容,还能培养学生创新思维和解决问题的能力,更能激发学生自主学习的兴趣。学习源于生活.所以应该引导学生在日常生活中仔细观察,观察这个时代和社会的新技术、新工艺、新材料、新产品及发展方向,多留心当前的先进设备,进一步引导学生开拓思路,拓展思维,拓宽视野,并将这些不具体却宝贵的东西应用于自己的实际之中加以实现。

2.加强素质教育,提高自身修养

教学改革是一项复杂的系统工程,改革成功与否不仅涉及教师和课程本身教学设计、教材教法,而且还涉及学生。教师的言行举止对学生起潜移默化的作用,学生创新能力的形成和提高,要靠教师的启发和引导,一个自身素质不高、创新意识不强的教师是无法启发和培养学生创新能力的。这就要求教师不仅具备较强的理论功底,还要有较强的实际动手能力,要不断拓宽和深化自身的专业基础知识,及时调整思维方法,增强创新意识,经常深入企业,了解企业动态,保持不断进行科学研究的活力,才能推动教学工作的常教常新。

职业技术教育本身是培养面向生产、服务、管理第一线的高素质的应用型技能人才。这就要求在提高教师自身文化修养的同时,提高学生综合素质,要把以知识教育为主转变到以素质教育为主上来,只有这样,才能适应社会经济发展的需要。

总之,随着社会的进步和经济的飞速发展,电机在企业设备更新中的不断应用,教育工作者必须努力跟上新时代的步伐,在教学实践中,以提高教学质量为中心,转变教育思想,更新教育观念,不断总结经验,不断探索,不断创新,为培养高素质人才而努力。

电机学与电力拖动基础教学大纲 第5篇

课程名称：电机学与电力拖动基础 课程性质：学科基础必修课

先修课程：《工程数学》、《大学物理》、《电路理论》 总学时：54 学分：3 适用专业：自动化

一、课程的目的与性质：

电动机是电能转换为机械能的一种装置，在电力多动控制系统中，它是一个最为重要的装置，变压器是一种静止电机，在电力电子变流中，在电力多动控制系统中必须使用电力变压器，微控电机作为信号的测量和对参数的自动控制起着非常重要的作用。该课程是自动化、测控技术与仪器仪表、机械工程及自动化专业学生重要的技术基础课，从工程应用出发，主要研究电动机的运行特性、电动机的参数。根据运动控制要求选择电机。

二、课程的基本要求：

掌握电动机的结构、工作原理、运行（起动、调速、制动等）特性；变压器结构、工作原理，绕组的连接方式，变压器的运行特性；微控电机的工作原理等。学会电动机的选择。达到自动化专业应具备有关电机及拖动基础知识、基本技能的要求。

三、教学内容、要求及学时分配： 第一章 绪论（2学时）内容：常用的物理概念和定律 重点：电磁感应 难点：方向

第二章 电力拖动系统动力学（4学时）

内容：电力拖动系统转动方程式，多轴电力拖动系统的简化，负载的转矩阵特性与电力拖动系统稳定运行的条件。重点：转矩计算 难点：负载的转矩特性。

第三章 直流电机原理（8学时）

内容：直流电机结构、工作原理、电枢绕组，电枢电动势与电磁转矩，直流电动机运行原理，机械特性，直流电机换向。

重点：电枢绕组、换向，电磁转矩，机械特性，运行原理。难点：换向、机械特性。

第四章 他励直流电动机的运行（6学时）

内容：他励直流电动机的起动、调速、制动。电力拖动系统的过渡过程。重点：起动、调速。

难点：电力拖动系统的过渡过程 第五章 变压器（10学时）

内容：变压器参数的测定，变压器的运行，变压器的联接组别，变压器并联运行。自耦变压器，仪用互感器，电焊变压器。

重点：变压器空载运行，负载运行，联接组别，变比。难点：变压器的运行。

第六章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势（4学时）内容：交流电机电枢绕组的电动势、磁通势。重点：电动势，磁通势

难点：电枢绕组产生的电动势，磁通势 第七章 异步电动机的原理（6学时）

内容：异步电动机结构、额定数据与工作原理，转子绕组的电磁关系，三相异步电动机的功率与转矩，机械特性。重点：电磁关系，机械特性 难点：转子绕组的电磁关系

第八章 三相异步电动机的起动与制动（4学时）

内容：直接起动，降压起动，绕线式三相异步电动机的起动，运行状态 重点：起动，制动 难点：起动

第九章 同步电动机（4学时）内容： 同步电动机的电磁关系，功率关系与矩角关系，功率因数的调节，同步电动机的起动。

重点：电磁关系，功率关系，功率因数。难点：功率关系与矩角特性。

第十章 三相交流电动机调速（4学时）

内容：降电压调速，绕线式异步电动机转子回路串电阻调速，变极调速，变频调速，电磁转差离合器，电动机双馈调速及串级调速原理。重点：降电压调速，变极调速，变频调速，双馈调速及串级调速。难点：变极调速，双馈调速。第十一章 电动机的选择（2学时）内容： 发热与温升，额定功率。重点：额定功率选择。难点：发热与温升。

五、考试考核办法：

平时成绩40%，期末闭卷考试60%。

六、教材及参考书：(一)教材：

电机与拖动基础 李发海 王岩 编著(二)参考书：

1.电机与拖动基础 任礼维

林瑞光 编著

2．电机学 汤蕴璆

史 乃编著

电机拖动基础心得 第6篇

b.在现代社会中，电机的应用可以说是无处不在的。例如，在交通运输业中，如城市交通运输和电气化的铁道，需要各种具有良好启动和调速性能的牵引电机；在航运和航空事业中又需要各种特殊的电机；在农业中，如电力排灌、脱粒、辗米、榨油等农业机械业广泛的采用电动机拖动；在现代家庭生活中，如洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等家用电器，需要各种小型电动机来拖动；在自动控制技术中，各种各样的微型控制电机广泛地作为检测、放大和执行元件„„

随着科学技术水平的提高，电力工业不断发展，发电机和变压器的电机容量不断增大，中、小型电动机的应用范围也不断扩大，电机性能指标和经济效益不断提高，这是电机工业发展的重要趋势。

电机及拖动基础对于我们机械专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课，我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系，所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义，对于我们将来的工作也很重要。通过本课程的学习，可以掌握电机与拖动的基本理论、基本分析方法和基本实验技能，为学习后续课程和工作打下坚实的基础。并且使自己能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养了自正己分析问题和解决问题的能力。

电机与拖动基础知识点汇总 第7篇

1、飞轮矩折算原则是（功率传递关系不变，系统贮存动能不变），转矩折算原则是（折算前后功率不变）。

2、直流电机正常工作时的电枢电流是由（负载转矩Tl）和（每极磁通）决定的。

3、使直流电机反转，只需改变（电源极性）或（励磁电流方向也即磁通方向）。

4、变压器空载试验可以测出T型等值电路中的（励磁电阻Rm）和（励磁电抗Xm）。

5、变压器理想的并联运行条件除一、二次侧额定电压相同外，还有（连接组别相同）和（短路阻抗标幺值相等）。

6、三相异步电机正常运行时转子回路的频率由（电源频率f1）和（转差率s）共同决定。

7、三相异步电机有时可以直接启动，而在下面两种情况下不可直接启动：（变压器容量不足够大且电机功率不足够小时），（带动重载即启动转矩不够大时）。

8、三相异步电机工作时的电磁转矩T与（主磁通大fai1）和（转子电流的有功分量I2cos小fai2）有关。[就是P331下方的那个公式]

9、异步交流电机的改变同步转速的调速方式中，既可改变（供电频率f1）又可改变（鼠笼电机的极对数p）

10、还有两个空，实在想不起来了。（08自动化三班—崔巍整理）

二、简答题。{每题8分，共40分}

1、电力拖动系统稳态运行的条件是什么？

2、图示说明他励直流电机能耗制动的功率流程。

3、推倒三相异步电机的电磁功率、机械功率和转差功率三者的关系。

4、三相异步电机从基频向下变频调速时为何要同时降低钉子电压U1？

5、画出三相异步线绕式电机能耗制动的实验接线图。

三、计算题{每题10分，共40分}

1、与P73 例题4-2（1）、P78例题4-6类似。考的是直流电机的降压调速和静差率。

2、与P99例题4-8（1）类似。考的是能耗制动停车时间。

3、与P246例题7-11几乎一样。考的是交流电机简化机械特性公式。

电机与拖动基础知识点汇总 第8篇

(一) 《电机与拖动基础》实验教学问题分析

在传统的《电机与拖动基础》实验教学中, 实验教学单纯的为理论教学服务, 实验项目单一, 主要是验证性实验。实验方式大多由老师先讲, 学生按照老师的要求或者按照实验指导书上的实验步骤, 按部就班, 完成实验操作, 对实验的设计思路、方案的拟定很少考虑, 学生只是被动的接受教育。例如直流并励电动机实验实验, 学生按指导书上的接线图接线, 按照实验步骤改变电动机电枢电压调速或改变励磁电流调节电动机速度。这种实验过程, 方法简单, 不需要太多的独立思考过程, 学生处于被动的地位、学习潜能没有充分发掘。使得很多学生对实验课程不重视, 做实验的积极性不高。另外, 学院近几年所用的新实验教学成套仪器设备, 控制器件都装在箱体内, 制作精良, 方便学生实验。可是, 有些实验完成后, 系统所用的器件都没看到, 工程实际的认知不足, 无法树立工程意识, 这种以教师为主体的实验教学方式, 虽然对理论知识的学习起到一定的辅助作用, 但不能有效的提高学生分析问题和解决问题的能力, 学生的知识综合能力不够, 工程应用能力不高。

(二) 采用“多层式”实验教学模式, 以完成学生工程实践能力的培养

宝鸡文理学院属于地方高等院校, 电气专业实验课程教学是对学生进行实践能力培养的主要渠道。根据学院重点课程教学的要求及《电机与拖动基础》课程实践性很强的特点, 采用“多层式”实验教学模式, 即通过四个层次使学生完成本课程实验:第一层次实验为了解认识电机特性的验证性实验, 注重学生通过实验, 认知和掌握《电机与拖动基础》课程理论知识;第二层次实验为综合性、设计性实验, 让学生自己设计实验方案, 充分调动学生实验的积极性、主动性和创造性;第三层次实验为工程案例分析实验, 使学生了解和掌握电机在工业自动化控制中的工程应用;第四层次实验为研究探索性实验, 学生自拟研究题目、制定研究方案, 培养学生的创新思维。“多层式”实验教学模式, 主要是以学生为主体, 循序渐进由低到高完成课程设置的实验, 注重培养学生的知识应用能力, 以便在今后工作中能充分应用所学知识, 解决工业生产控制中的问题。

1. 通过验证性实验以理解和掌握理论知识。

提高学生的工程应用能力, 离不开扎实的理论基础。首先通过验证性实验帮助解决理论上难以理解的问题, 深入认识电动机将电能转换成机械能的原理, 主要目的是使学生掌握《电机与拖动基础》实验基本技能、基本方法, 分析、解决实验中出现的问题, 培养学生严谨的工作作风和科学的工作方法。在实验教学中, 既要训练学生使用工具、仪器、接线等操作的规范性, 形成良好的实践操作能力, 同时要使学生详细的了解和掌握实验设备的结构、原理, 并掌握其使用方法, 养成规范操作的习惯。

2. 通过综合、设计性实验提高学生分析问题和解决问题的能力。

综合性、设计性实验是对相关课程的理论知识和实验知识进行有机的融合, 去解决复杂的实际问题, 目的在于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。实验选题的一般原则: (1) 实验内容相对的完整性, 涉及到多个知识点, 应该能形成一个完整的工程训练体系, 学生做后能达到学会分析, 解决工程实际问题的目的。 (2) 具有可行性。它应结合学生所学知识和实验条件, 选取具有代表性的技术问题为实验内容, 难度适中, 比较适合学生解决, 这样他们学习的积极性易于调动。 (3) 具有应用性、先进性、可拓展性。开出的性实验要联系企业对一个工科大学生在技术层面上的要求, 给学生一个较大的处理问题方法的空间。例如起重机电力拖动及控制设计, 需要分析大车拖动电动机驱动的前后运动, 小车拖动电机驱动的左右运动, 提升电机驱动的重物升降运动。学生查阅相关资料, 选取合适电动机, 并自行设计实验方法和步骤。独立探索, 分析研究, 充分合作, 尽自己的最大努力解决实验中的问题, 这样的实验训练使学生能够主动研究、积极思考, 实现素质教育。

3. 通过工程案例研究分析实验提高学生的工程意识。

在课程实验教学中, 为提高学生的工程意识, 将电机在自动化设备中的应用给学生做一介绍, 让学生从工程应用的角度去分析、判断, 提出问题, 然后讨论。通过学生对一些电机在实际应用案例在实验室中复制实验, 提高学生的工程认知能力, 以此培养学生树立工程意识。如机床主轴电动机的有级调速实验, 让学生从工程实际出发, 按工艺、控制要求选择合适电机并确定改变速度的方式, 使学生学有所用, 有信心、有能力处理电机的实际应用问题, 以增强他们的责任感和工程实践能力, 同时激发学生对工程实验学习的兴趣。解决工程问题, 离不开团队合作, 学生应在共同的目标下恰当地扮演自己的角色, 处理好个人与集体的关系, 要有强烈的责任感, 较强的耐挫折能力, 为解决问题做出自己的努力。

4. 通过研究探索性实验提高学生综合研究能力。

为了培养学生创新能力、综合研究能力, 将学生分成若干实验研究小组, 进行一项研究探索性实验。教师事先根据实验设备情况拟订若干项研究性实验课题项目, 要求学生通过网络、图书馆查阅相关资料、制定实验方案、实施实验研究, 并撰写实验结果分析报告。在进行研究性探索性实验中, 实验室对学生全天候开放, 以学生为主体, 教师协助答疑。研究探索性项目难度适中, 充分考虑本专业已开设课程的内容, 增强学生知识综合应用的能力。例如基于微型机控制的步进电机调速实验, 用微型机最小系统代替传统的环形脉冲分配器, 以数字的方式控制步进电机运行, 可实现变加速度启动, 匀加速运行等, 研究采用此种方式如何才能使控制时间减少, 系统精度得到提高。学生要设计系统硬件组成方案, 绘制接线图, 设计软件流程图, 编写并调试程序, 完成实验报告。

(三) 编写适合于提高工程应用能力的实验教材

针对《电机与拖动基础》课程实践性很强的特点及“多层式”实验模式的特点, 调整了实验教学内容及方法, 即考虑配合理论教学, 更注重提高学生的工程实践能力的培养。实验内容注重典型性及实用性, 有较强的综合性、针对性和可操作性。验证性实验内容, 主要考虑学生通过实验深入掌握电动机工作原理及不同励磁方式的工作特点, 解决理论学习中难以理解的问题。综合设计性实验内容, 注重于学生对电机的综合应用以及运行中问题处理。研究探索性实验内容, 着重训练学生把电机与拖动知识灵活应用于各个工业控制领域, 培养学生的科学素质、创新素质。依据工业控制要求, 提出解决方案, 建立最优驱动系统, 实验项目的设置注意了内容广泛、形式多样、有较大的选择余地, 并有足够的机动性和灵活性。

(四) 加强学生实验课后交流, 提高学生的实验分析能力

四个层次的实验完成后, 以班为单位, 组织学生进行实验讨论会。采用抽签的方式, 由中签的小组一简短的实验报告, 实验中遇到了那些问题, 如何解决, 达到了什么程度等等, 其他学生可以提出一些问题, 交流对不同控制方案的看法及实验中问题处理的措施。通过这种讨论给大家提供相互学习、相互交流的机会, 并会使实验懈怠者有紧迫感, 避免学生有混实验念头, 同时使实验认真完成的学生有一定的荣誉感和成就感, 最大限度的调动学生实验的积极性和扩大实验成果。

《电机与拖动基础》课程是学院重点建设的课程, 内容与工程实际结合紧密、实践性很强, 实验教学对提高学生的工程实践能力非常重要。课程建设小组根据地方院校的教学科研实际情况, 建立“多层式”实验教学模式进行工程实践能力培养, 充分利用了实验室中先进设备和实验条件, 探索提高学生工程实践能力的教学方法。通过实践, 增强了学生实验的积极性及灵活应用电机及拖动知识的能力, 使学生的工程实践能力得到了很大的提高。

参考文献

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[2]周全锁, 高彦征, 葛莹, 宗良纲.农业院校环境科学专业实验教学模式的探索[J].高校工作实验室研究, 2009.1.

电机与拖动基础知识点汇总 第9篇

摘要：“电机与拖动基础”课程是电气工程及其自动化专业的技术基础课程之一，涉及基本概念多，相互关系复杂。根据课程少学时的前提下提出传统课堂教学与网络教学相结合的教学方法，课堂教学重视课程理论基础的详细讲述，网络教学强调学生的自学和工程应用能力的培养。经两个教学周期的教学实践表明，改进的教学方法效果与之前的填鸭式课堂教学有明显改善。

关键词：电机与拖动;网络平台;教学实践

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0087-02

随着我国工业技术的不断发展，企业逐渐从粗放型向集约型转变，专业技术人才的需求量很大。然而，目前很多刚毕业的大学本科生却难以达到企业的人才要求，因为企业既希望毕业生具有较扎实的专业基础知识，又具有一定的职业技能，能够快速融入企业，降低企业的培养成本。为了能适应社会对毕业生的需求，近十年来，普通本科学校对大学的课程设置以及专业课程建设进行了大量的探讨和改革实践，通过这些改革和实践不但使学生能在有限的时间里掌握扎实的基础知识，扩大学生的知识视野，拓宽学生的就业范围，而且能使学生在学习过程中提高动手实践能力，掌握一定的基础技能。而对于“电机与拖动基础”这门专业技术基础课程，如何让学生掌握基础理论并解决实际工程问题，本课程的教学团队进行了相应的教学探讨和实践。

一、课程教学实施方案

电机与拖动课程是电气工程及其自动化课程的专业基础课，知识点包含电场、磁场、电工以及力学等，基本概念和基础理论知识多，相互之间关系复杂。掌握本课程需要大量的理论学习时间，此外，抽象的理论知识使学生难以与实际相联系，因此，本课程的课時设置既要有充足的理论教学时间又要有一定的实践操作学时。然而，受本学科专业总学时的限制，本课程从最初的76学时减少到48学时，实践环节也从12学时减少到6学时。显然，合理的课程知识点设置以及必要的侧重点是本门课程建设的关键。

在现代工业中，电动机拖动负载以及电机控制等应用非常广泛，本课程以目前应用中最广泛的电机及其电力拖动为重点，通过课堂教学、网络教学以及实践教学等多种方式展开。课堂教学着重电机理论知识，详细分析电机的工作原理、设计理念、工作特性以及应用思路。网络教学充分利用我校的网络课件平台，建立了基于BlackBoard平台的课程网站，通过网络平台促进学生的课外学习。实践教学突出课程的实用性，通过实验室实物实验和仿真实验两部分实验提高学生对电机的应用能力。具体的课程教学方案如图1所示。

二、课程教学实施过程

1.课堂教学

本课程理论性强、概念抽象、专业特征明显，是本专业从基础理论、技术理论走向专业课学习和工程应用研究的基础与纽带，系统掌握本课程的理论知识是实现电力拖动控制的必要条件。

在现有的学时条件下，本课程在课堂中重点讲述电机基本原理以及开环电力拖动原理，引导学生理解电机中电流、磁场以及电磁转矩的因果关系，分析电机的各种运行特性，使学生掌握电机与拖动的原理，为进一步的应用打下基础。比如，直流电机部分课堂中重点讲述他励电机的电磁原理、电机结构以及电动机运行特性，而对于电机用途、应用、换向以及其他励磁方式的电机特性等等则通过网络教学实现。

2.网络教学

网络教学是弥补课堂教学学时少的重要手段，本课程对本专业学生开放了基于Blackboard的网络教学平台，该教学平台有：多媒体课件、课程录像、网络资源、实践教学、作业测验、主题讨论、交流和答疑、课程建设以及教师信息等模块。网络课程平台的教学录像以及多媒体课件既包含了课堂教学中已上过的内容，又包含了由于课时受限在课堂未讲的其他内容，通过这个模块学生既巩固已学理论知识，又可以扩展对电机的其他方面认识。网络资源模块包含了电机工厂制造的一些视频、国内知名专家的电机前沿讲座视频以及当前热门的电机相关论坛，这个模块可以帮助学生感性认识电机构造，深化了解电机发展以及电机应用等知识。

主题讨论、交流和答疑等模块提供一个互动平台，该模块是促使学生课外自主阅读的重要手段，网络互动教学流程如图2所示。如在直流电机教学关于直流电机换向存在的问题以及改善方法，课堂教学中仅在电机结构讲述中提及，但不细述，网络教学中教师重点提出该问题并给出参考文献，要求每个学生能分析该问题并提出相应改善措施，并可以发挥想象。对于这样的问题，学生具有一定理论基础后，应该可以通过查阅文献的方式解决。这种网络讨论既可以节省课堂教学的时间，又可以促使学生课外学习，教师也可以通过主题讨论检查学生课外学习情况。

网络作业是网络教学的补充。网络作业不同于课堂布置的书本作业，课堂布置的书本作业其目的是要求掌握理论知识，而网络作业主要是拓展学生的技术应用。比如对于直流电机的网络作业，有：给定负载条件，要求选择合适的电机，这些电机必须是网上可以购买到的产品;若要对某电力拖动系统进行调速，请设计调速方案，要求画出调速原理图、列出设备清单以及经费开支。通过这些网络作业能让学生充分联系实际，解决实际问题，也能激发他们的兴趣。测验是学生检验自身学习情况的一种途径，也为课程考试作一些准备。

3.实践教学

实践是提高学生职业技能的重要手段，没有实践始终是纸上谈兵。考虑到实验学时以及实验条件的限制，本课程实践教学分为实验室实物实验教学和MATLAB-Simulink 仿真教学。

实物实验教学有必修实验和选修实验。必修实验有电机绕组绕线、直流电动机运行特性、三相异步电动机运行特性，选修实验有直流发电机运行特性、直流串励电动机运行特性、单相和三相变压器、三相电机启动和调速、单相交流电动机运行、同步电动机等等。实物实验均有实验指导视频录像，学生若要做选修实验可通过实验室预约，然后通过网络平台上的实验指导录像学习后到实验室进行实验。

基于MATLAB的电机Simulink仿真实验是提高学生运用电机的重要方法。本课程编写了仿真实验指导书，其内容分为三部分：Simulink的电气部分介绍、直流电机仿真以及交流电机仿真。直流电机仿真有：直流电动机的机械特性、启动、制动以及调速等示例;交流电机仿真有启动、调速等示例。学生要求在课外按照例程进行仿真，仿真文件及结果上传到网络平台，最后独立然后完成一个综合实验。例如，当学生学习了电机的启动、制动以及调速理论后，综合实验为设计一个使异步电动机能实现正转、反转以及点动等功能电力拖动控制系统，通过仿真验证所设计方案的正确性。

三、考核方法

考核是衡量学生对本课程掌握程度的必要条件，本课程的考核不同于传统的课程考核方法。由于本课程的网络教学是教学过程的重要部分，通过考核的办法促进学生网络学习的动力以及通过课外电力拖动基础应用仿真可以提高学生应用能力，因此，本课程将考核分为四部分，分别为课程试卷考核（占60%）、网络讨论质量评价（占10%）、网络讨论与提交作业质量（15%）以及实验评价（占15%）。这种考核设置可以充分调动学生的学习自主性。

四、结论

本文针对本课程理论复杂、学时少的特点，将传统的课堂教学与网络教学相结合，课堂教学注重理论知识讲解，网络教学强调学生自学能力，从教学录像、动画演示视频中学习，开阔学生知识视野。实践教学中增加实物实验的教学视频指导以及引入基于MATLAB的电力拖动应用仿真，强化对课堂教学的理解。另外，从课程实际出发，提供学生的动手实践解决实际问题的思路和方法，给学生创造更好的学习平台和更多的独立思考空间，营造良好学习氛围，经过2个教学周期的试验，教学效果与之前的填鸭式课堂教学有较大提高。

参考文献：

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