电机及拖动教案

广州汽车学院教案2007～2008学年第二学期课程名称：电机与拖动课程性质：专业理论课学时数：48授课班级：06级自动化1、2开课系(部)：电子信息工程教研室(实验室)：华工自动化实验教学中心主讲教师：赖玉斌职称：讲师广州汽车学院教务处制教案首页课程名称电机及拖动基础总计：64学时课程类别专业理论课学分讲课：48学时实验：16学时上机：0学时任课教师赖玉斌职称讲师授课对象专业班级：06级自动化1、2共2个班基本参考资料和教材《电机及拖动基础》吴玉香主编化学工业出版社2008电机及拖动基础》(第3版)李发海等编清华大学出版社2005《电机及拖动基础》詹跃东主编重庆出版社2002《电机与电力拖动》朱耀忠主编北京航空航天大学出版社2005教学目的任务《电机及拖动基础》是电气工程、工业自动化、机电一体化等非电机专业的一门技术基础课，是电机原理和电力拖动两门课程的有机结合，既强调理论性，又强调实际应用。本课程的任务：使学生或相关技术人员掌握交直流电机、微控电机的基本原理和结构，电力拖动系统的运行性能、分析计算与控制以及电机容量选择等内容，为后续课程的学习和今后工作准备必要的基础知识。考核方式闭卷（√）；开卷（）；课程论文（）实践操作（）；多种形式结合（）内容课时分配章内容学时数绪论课程简介、电机及拖动系统发展概况、电磁学基本理论3一直流电机原理6二直流电机的运行特性6三直流电动机的电力拖动6四变压器6五三相异步电动机的基本原理6六三相异步电动机的电力拖动9七同步电动机1八控制电机1九电动机的选择1十电机及拖动的计算机仿真机动（复习、答疑）3注：课程类别：公共基础课、专业基础课、专业课、集中实践环节、实验课、通选课。电机及拖动课程教案授课时间第1周，星期三，第5-7节；第1次课章节名称绪论授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解教学目的与要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握电机中常用的基本定律、电机中铁磁材料的特点；2、熟悉电机的应用与分类；3、了解本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法。教学基本内容纲要第1节电机的应用与分类第2节本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法第3节电机中常用的基本定律第4节电机中铁磁材料的特点教学重点与难点重点：电机中铁磁材料难点：铁磁材料教学过程设计图片—理论；从感性到理性。电机的发展史、电机的应用与分类；本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法；电机中常用的基本定律；电机中铁磁磁化曲线、磁滞回线、交流磁路中的铁心损耗等。作业、讨论及辅导课后小结掌握电机中常用的基本定律、电机中铁磁材料的特点；熟悉电机的应用与分类；了解本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法。授课时间第2周，星期三，第5-7节；第2次课章节名称第一章直流电机原理授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段教师主讲、实物讲解、播放直流电机资料片教学目的与要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握直流电机的空载磁场、负载磁场及电枢反应2、熟悉直流电机的用途、结构及基本工作原理3、了解直流电机的电枢绕组教学基本内容纲要直流电机的用途、结构、铭牌数据、主要系列及基本工作原理；直流电机的电枢绕组；直流电机的空载磁场和负载磁场、直流电机的电枢反应等教学重点与难点重点：直流电机基本工作原理、电枢反应难点：电枢反应教学过程设计利用多媒体课件简单介绍直流电机的用途、结构、铭牌数据及主要系列。利用动画片演示直流电机基本工作原理；分析介绍直流电机的电枢绕组的形式及特点；介绍直流电机的空载磁场和负载磁场在气隙中的分布、直流电机的电枢反应有什么作用等。作业、讨论及辅导思考题：P251-11-21-31-41-51-61-7作业题：1-111-12课后小结1、掌握直流电机的空载磁场、负载磁场及电枢反应2、熟悉直流电机的用途、结构及基本工作原理3、了解直流电机的电枢绕组授课时间第3周，星期三，第5-7节；第3次课章节名称第一章直流电机原理授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解教师主讲、实物讲解、播放直流电机资料片教学目的与要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握直流电机的感应电动势和电磁转矩；熟悉直流电机的换向。教学基本内容纲要1、直流电机的感应电动势和电磁转矩；2、直流电机的换向。教学重点与难点重点：直流电机的感应电动势和电磁转矩推导与计算难点：直流电机的换向教学过程设计直流电机的电枢电动势与电磁转矩的推导与计算、直流电机的换向过程；直线换向、延迟换向、超越换向；改善换向的方法；火花、环火及补偿绕组。第一章小结；习题课，讲解例题等。作业、讨论及辅导思考题：P251-81-91-10作业题：1-141-15课后小结直流电机是电机的主要类型之一。直流电动机以其良好的启动性和调速性能著称，直流发电机供电质量较好，常常作为励磁电源。与交流电机相比直流电机的结构较复杂，成本较高，可靠性较差，使它的应用受到限制。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值。本章先介绍直流电机的工作原理和基本结构，接着说明电机的磁动势和磁场，导出电机的电动势和电磁转矩公式。授课时间第4周，星期三，第5-7节；第4次课章节名称第二章直流电机的运行特性授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解教学目的与要求（分掌握、熟悉、三个层次）：1、掌握直流发电机和直流电动机的基本方程式和功率流程图；2、熟悉直流发电机和直流电动机的各种运行特性及并励直流发电机自励过程；3、了解电机可逆原理。教学基本内容纲要1.直流发电机的运行原理直流发电机的电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图、空载特性、外特性、并励直流发电机自励条件等等2.直流电动机的运行原理电机可逆原理直流电动机的电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图、转速特性、转矩特性、效率特性等。教学重点与难点重点：直流机电枢电动势与电磁转矩、直流发电机基本方程式和工作特性。电机可逆原理、直流电动机基本方程式、工作特性难点：并励直流发电机自励过程、功率流程教学过程设计直流发电机惯例--基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）--运行特性（空载特性、外特性、并励直流发电机自励条件）。电机可逆原理--直流电动机惯例--基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）--运行特性（转速特性、转矩特性、效率特性）。作业、讨论及辅导思考题：P41-422-1、2、3、4、5作业题：2-112-13课后小结本节分析了直流发电机的基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）和运行特性（空载特性、外特性、并励直流发电机自励条件）及直流电动机的基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）和运行特性（转速特性、转矩特性、效率特性）。授课时间第5周，星期三，第5-7节；第5次课章节名称第一章直流电机的运行特性授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解教学目的与要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握直流电动机的机械特性的一般表达方式固有机械特性的特点；2、熟悉直流电动机的人为机械特性；3、了解串励和复励直流电动机机械特性。教学基本内容纲要1.直流电动机的机械特性2.串励和复励直流电动机教学重点与难点重点：电动机的固有机械特性和根据电机的铭牌数据估算机械特性；难点：根据电机的铭牌数据估算机械特性。教学过程设计什么是直流电动机的机械特性--一般表达方式--固有机械特性的特点--人为机械特性（电枢回路串电阻、降低电枢电压、减弱磁通）--根据电机的铭牌数据估算机械特性（例2-5）—简单介绍串励和复励直流电动机机械特性。第二章小结；习题课，讲解例题等。作业、讨论及辅导思考题：P422-6、7、8、9、10作业题：2-122-142-15课后小结本节主要分析了直流电动机的机械特性，学会根据电机的铭牌数据估算机械特性；了解了串励和复励直流电动机机械特性。授课时间第6周，星期三，第5-7节；第6次课章节名称第三章直流电动机的电力拖动授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解教学目的与要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握1.电力拖动系统的运动方程式2.负载的转矩特性及电力拖动系统稳定运行条件3.他励直流电动机的启动教学基本内容纲要1.电力拖动系统的运动方程式；2.负载的转矩特性（位能性、恒功率、风机水泵类）及电力拖动系统稳定运行条件；3.他励直流电动机的启动（要求、方法）。教学重点与难点重点：运动方程式、负载机械特性。电力系统的稳定运行和他励直流电动机的启动。难点：运动方程式、电力系统的稳定运行教学过程设计什么是电力拖动系统？--运动方程式--负载机械特性--电力拖动系统稳定运行条件--他励直流电动机的启动作业、讨论及辅导思考题：P813-1、2、3、4、53-12作业题：3-11课后小结本节主要分析电力拖动系统运动方程式；负载的机械特性；电力拖动系统稳定运行条件及他励直流电动机的启动的要求和方法。都要求掌握。授课时间第7周，星期三，第5-7节；第7次课章节名称第三章直流电动机的电力拖动授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解教学目的与要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握（1）他励直流电动机的调速方法、调速的性能指标、电动机调速时允许输出的转矩和功率、制动的一般概念；（2）直流电机的能耗制动过程和能耗制动运行、电压反接制动、电动势反接制动、回馈制动的基本概念、降低电源电压的回馈制动、为能负载下放重物时的回馈制动。2、熟悉直流电动机调速和制动的基本概念；3、了解其他直流电动机的电力拖动。教学基本内容纲要1.他励直流电动机的调速直流电动机调速的基本概念、他励直流电动机的调速方法、调速的性能指标、电动机调速时允许输出的转矩和功率、制动的一般概念。2.他励直流电动机的制动制动的一般概念、直流电机的能耗制动过程和能耗制动运行、电压反接制动、电动势反接制动、回馈制动的基本概念、降低电源电压的回馈制动、为能负载下放重物时的回馈制动等。3、其他直流电动机的电力拖动教学重点与难点重点：直流电动机的调速方法和直流电动机的制动。难点：调速方法与负载类型的匹配问题教学过程设计调速的基本概念--他励直流电动机的调速方法--调速的性能指标--调速方式与负载负载类型的匹配—例3-6--制动的一般概念--能耗制动--反接制动--回馈制动--他励直流电动机的四象限运行—例3-8第三章小结；习题课，讲解例题等。作业、讨论及辅导思考题：P813-6、7、8、9、103-133-143-15作业题：3-163-173-183-19课后小结本节主要学习直流电动机调速和制动的基本概念、方法等。至此直流电机部分已学完，下次从第四章变压器讲起。授课时间第8周，星期三，第5-7节；第8次课章节名称第四章变压器授课方式课堂讲授（★）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数3授课方法和手段教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解教学目的与要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握变压器的空载和负载运行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方程式、等值电路及相量图等；2、熟悉变压器的简单工作原理、分类、基本结构、额定值；3、了