1、電機(jī)與拖動(dòng)課程教學(xué)大綱Electric Machine and driving課程編號(hào)：學(xué)時(shí)數(shù)：64（理論56學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）學(xué)分?jǐn)?shù)：3課程類型：專業(yè)核心課開(kāi)課（系）院：汽車學(xué)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1課程的性質(zhì)：自動(dòng)化本科及電氣自動(dòng)化技術(shù)?？茖I(yè)的一門重要專業(yè)核心課程。2課程的教學(xué)目的：本課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生具備電機(jī)的扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇运季S能力，培養(yǎng)學(xué)生具備必要的電機(jī)實(shí)踐運(yùn)用技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。在理論知識(shí)訓(xùn)練方面，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確直流電機(jī)、變壓器、交流異步電動(dòng)機(jī)、交流同步電動(dòng)機(jī)、控制電機(jī)等的結(jié)構(gòu)，掌握重要概念和

2、變壓器及各種電機(jī)的工作原理，掌握交直流電機(jī)的運(yùn)行特性及工程中的啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速方法及參數(shù)設(shè)計(jì)，掌握變壓器作為電力系統(tǒng)主要電壓變換設(shè)備的基本數(shù)學(xué)模型和分析、使用方法。在實(shí)踐能力培養(yǎng)方面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和工程技能訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和腳踏實(shí)地解決工程問(wèn)題的基本素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生具備一定的工程實(shí)踐技能。學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)是一項(xiàng)綜合性工程，在具備扎實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上，注重學(xué)生良好的習(xí)慣和綜合能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。二、課時(shí)分配建議教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 時(shí)緒論2第一章 直流電機(jī)10第二章 直流電機(jī)的電力拖動(dòng)6第三章 變壓器 12第四章 三相異步電動(dòng)機(jī) 8第五章 三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)8第六章 同步電機(jī)2

3、第七章 控制電機(jī)4第八章 電機(jī)的選擇課外自主學(xué)習(xí)常用電機(jī)故障及維修課外自主學(xué)習(xí)工程師技能、學(xué)科前沿專題講座4實(shí)驗(yàn)8合計(jì)64三、教學(xué)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(biāo)要求，結(jié)合專業(yè)工程認(rèn)證對(duì)人才培養(yǎng)的要求，電機(jī)與拖動(dòng)課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是基于將課程作為運(yùn)動(dòng)控制課程群（包括電機(jī)與拖動(dòng)和自動(dòng)控制原理、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、電力電子技術(shù)以及單片機(jī)原理與應(yīng)用、PLC電氣控制等課程）中的一個(gè)有機(jī)組成部分而不是作為一個(gè)獨(dú)立個(gè)體而進(jìn)行設(shè)計(jì)。將本課程的課程體內(nèi)容劃分為知識(shí)儲(chǔ)備、能力訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練三個(gè)模塊。知識(shí)儲(chǔ)備體系主要是各類電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理與運(yùn)行特性，包括直流電機(jī)模塊、變壓器模塊、交流異步電動(dòng)機(jī)模塊、

4、同步電機(jī)模塊和控制電機(jī)模塊。以掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)為培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)習(xí)題、測(cè)試等方式進(jìn)一步深化。模塊1 知識(shí)儲(chǔ)備模塊主要內(nèi)容包括0緒論 0.1教學(xué)內(nèi)容： （1）本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)和工程實(shí)際應(yīng)用中的定位與作用，學(xué)習(xí)本課程的意義及學(xué)習(xí)方法；（2）電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用；（3）我國(guó)電機(jī)工業(yè)發(fā)展概況。0.2.教學(xué)要求（1）理解把握本門課的特點(diǎn)、難點(diǎn)。（2）掌握本門課的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。（3）了解本課程與其它課程的聯(lián)系，電機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的提高和應(yīng)用范圍的擴(kuò)展對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。0.3重難點(diǎn)（1）重點(diǎn)是：掌握本課程的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。（2）難點(diǎn)是：及時(shí)了解電機(jī)的新產(chǎn)品、采用的新技術(shù)

5、及在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用。1 直流電機(jī)及其電力拖動(dòng) 1.1教學(xué)內(nèi)容（1）直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)（2）直流電樞繞組（3）空載和負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁場(chǎng) (4) 直流電機(jī)的換向（5）直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩（6）直流電機(jī)的基本方程（7）直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性（8）直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性（9）電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式和負(fù)載特性（8）直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)1.2教學(xué)要求（1）理解：直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁分析、基本方程、運(yùn)行特性；（2）掌握：直流電機(jī)的基本方程、運(yùn)行特性、啟動(dòng)制動(dòng)及調(diào)速方法；（3）了解：直流電機(jī)的換向。1.3重難點(diǎn)（1）重點(diǎn)是：基本方程、運(yùn)行特性、啟動(dòng)制動(dòng)及調(diào)速方法。（

6、2）難點(diǎn)是：電磁分析。2 變壓器2.1教學(xué)內(nèi)容（1）變壓器的基本結(jié)構(gòu)和額定值（2）變壓器的空載運(yùn)行（3）變壓器的負(fù)載運(yùn)行（4）變壓器的基本方程式和等效電路（5）等效電路參數(shù)的測(cè)定（6）三相變壓器（7）標(biāo)幺值（8）變壓器的運(yùn)行性能（9）變壓器的并聯(lián)運(yùn)行（10）自耦變壓器和儀用互感器2.2教學(xué)要求（1）理解：變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁分析。（2）掌握：變壓器的電磁分析、電壓方程、等效電路、參數(shù)計(jì)算、短路試驗(yàn)、開(kāi)路試驗(yàn)、標(biāo)幺值計(jì)算。（3）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。2.3重難點(diǎn)（1）重點(diǎn)是：電壓方程、參數(shù)計(jì)算、短路、開(kāi)路參數(shù)測(cè)量，標(biāo)

7、幺值計(jì)算。（2）難點(diǎn)是：電磁分析。3 三相異步電動(dòng)機(jī)及其電力拖動(dòng)3.1教學(xué)內(nèi)容 （1）三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理（2）交流電機(jī)的繞組（3）交流電機(jī)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（4）交流電機(jī)繞組的磁動(dòng)勢(shì)（5）三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行（6）三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行，頻率及繞著折算，電勢(shì)平衡方程式、等效電路和向量圖（7）三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩（8）三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定*（9）三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（10）三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)（11）三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)（12）三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速3.2教學(xué)要求（1）理解:電機(jī)的工作原理，電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)、功率、轉(zhuǎn)矩等重要概念。（2）掌握：三相異步電動(dòng)機(jī)空載及負(fù)載運(yùn)行

8、的特性，負(fù)載運(yùn)行時(shí)頻率及繞著折算、電勢(shì)平衡方程式、等效電路和向量圖，三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)制動(dòng)和調(diào)速的原理及參數(shù)設(shè)計(jì)。（3）了解：基波磁動(dòng)勢(shì)及高次諧波磁動(dòng)勢(shì)。3.3重難點(diǎn)（1）重點(diǎn)是：三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行，三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)制動(dòng)和調(diào)速的原理及參數(shù)設(shè)計(jì)。（2）難點(diǎn)是：繞組中電動(dòng)勢(shì)及磁動(dòng)勢(shì)分析。4 同步電機(jī) 4.1教學(xué)內(nèi)容（1）同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理（2）同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電勢(shì)平衡方程式、等值電路和相量圖。4.2教學(xué)要求（1）理解：同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)。（2）掌握：同步電機(jī)的電磁分析、基本方程、等效電路、運(yùn)行特性。（3）了解：同步

9、發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行。4.3重難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：基本方程、等效電路、相量圖。（2）難點(diǎn)：凸極式同步電機(jī)的基本方程、等效電路、相量圖。5驅(qū)動(dòng)和控制微電機(jī)5.1教學(xué)內(nèi)容（1）單相異步電動(dòng)機(jī)（2）伺服電動(dòng)機(jī)（3）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)5.2教學(xué)要求（1）了解這幾類電機(jī)的工作原理；（2）掌握各種控制電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。3.重難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：伺服電動(dòng)機(jī)和測(cè)速發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。（2）難點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的工作原理6電機(jī)的選擇6.1教學(xué)內(nèi)容（1）電機(jī)的發(fā)熱和冷卻（2）電機(jī)工作制分類（3）電機(jī)容量選擇（4）電動(dòng)機(jī)種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇2.教學(xué)要求（1）了解：電機(jī)的冷卻方式和電機(jī)的工作制分類（2）掌握： 電機(jī)

10、容量及種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇方法3.重難點(diǎn)（1）重點(diǎn)是：電機(jī)容量及種類、型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇方法。（2）難點(diǎn)是：電機(jī)容量選擇。模塊2 能力訓(xùn)練模塊能力訓(xùn)練體系包括知識(shí)應(yīng)用能力、學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的訓(xùn)練。知識(shí)應(yīng)用能力主要培養(yǎng)將電機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)計(jì)和使用能力，包括直流電機(jī)拖動(dòng)過(guò)程的參數(shù)計(jì)算和運(yùn)行控制、變壓器的參數(shù)測(cè)試、并聯(lián)運(yùn)行、交流電機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速設(shè)計(jì)與運(yùn)行等方面的內(nèi)容。學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)主要通過(guò)學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)過(guò)程培養(yǎng)。通過(guò)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、課堂展示、分組學(xué)習(xí)等形式進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練。模塊三 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練模塊創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練體系包括實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能、創(chuàng)新創(chuàng)

11、業(yè)技能與素養(yǎng)的培養(yǎng)與訓(xùn)練。主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐訓(xùn)練、技能大賽、工程師技能培訓(xùn)等環(huán)節(jié)綜合培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生接觸電機(jī)應(yīng)用的第一道門檻，要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、科學(xué)的方法和基本的技能。實(shí)踐訓(xùn)練和技能大賽主要是在學(xué)生具備相關(guān)課程的綜合知識(shí)后，指導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際中的問(wèn)題，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐水平，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能培養(yǎng)訓(xùn)練的是學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和人文素養(yǎng)。通過(guò)上述三個(gè)方面的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生作為工程技術(shù)人員的基本能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)。四、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)大綱五、課堂教學(xué)的基本要求1.了解各種典型電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握各種常用電機(jī)的工作原理、運(yùn)行特性、實(shí)驗(yàn)方法和

12、操作技能。2.掌握電機(jī)的分析方法，能正確建立電動(dòng)勢(shì)平衡方程式和轉(zhuǎn)矩方程式，明確電機(jī)中的能量傳遞關(guān)系，熟練地運(yùn)用復(fù)數(shù)運(yùn)算、等效電路、向量圖、諧波分析等分析方法。具有分析未學(xué)過(guò)的電機(jī)或新電機(jī)的能力。3.既掌握各種電機(jī)的個(gè)性和特點(diǎn)，又能認(rèn)識(shí)各種電機(jī)的共同點(diǎn)，從而對(duì)電機(jī)有一個(gè)比較系統(tǒng)和完整的認(rèn)識(shí)，能觸類旁通。靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。4.透徹理解各種電機(jī)主磁場(chǎng)的性質(zhì)、各種參數(shù)的物理概念以及各物理量的時(shí)間關(guān)系和空間關(guān)系。5.了解電機(jī)的工程問(wèn)題，如發(fā)熱、冷卻、絕緣等。6.教學(xué)方法與手段：理論與實(shí)踐相結(jié)合。7.作業(yè)要求：每?jī)纱握n布置一次作業(yè)，習(xí)題數(shù)與學(xué)時(shí)數(shù)約為1：2。六、與其它課程的關(guān)系先修課程：大學(xué)物理、電路、電

13、磁場(chǎng)；后續(xù)課程：電氣控制與PLC、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。關(guān)聯(lián)課程：自動(dòng)控制原理電力電子技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用七、考試考核1考核形式：采取閉卷考試；2學(xué)業(yè)成績(jī)的構(gòu)成：主卷成績(jī)60平時(shí)成績(jī)15實(shí)驗(yàn)成績(jī)（副卷）15+自主學(xué)習(xí)成績(jī)10%。八、推薦教材和參考書教材：電機(jī)與拖動(dòng)，許曉峰. 北京：高等教育出版社，2009.8。參考書：1 電機(jī)與拖動(dòng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，許曉峰. 北京：高等教育出版社，2010.3。2電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)，李發(fā)海，王巖.清華大學(xué)出版社，2010.10。3電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，楊耕，羅應(yīng)力.清華大學(xué)出版社，2014。4電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)（上，下）顧繩谷. 機(jī)械工業(yè)出版社，2014。5電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)，王秀麗, 化學(xué)工業(yè)出版社,2010。6 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)及M