电机拖动课程综述
《电机及拖动基础》
综述报告
专业及班级_______09自动化1班姓名___________王杰_____________学号__________0905072038__________________授课老师_________孙强__________________完成时间_________201*年5月25日_____________
课程综述得分表
一二三四五1得分
六合计23注：课程综述评分标准可参见《学生课程综述应包含的内容及评分标准》《电机及拖动基础》综述报告
摘要：
自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课。通过学习，掌握常用交、直流电机、变压器的基本结构和工作原理，电力拖动系统的基本理论，计算方法；为学习“电力拖动自动控制系统（运动控制系统）”、“反馈控制系统”、及“计算机控制技术”等课程准备必要的基础知识。关键词：电机及拖动基础直流电机异步电机变压器
一、课程简介
本课程分为上下册，上册“电机”部分以所谓传统四大电机加控制电机作为
总体安排，以交、直流电机为主要分析对象。下册“电力拖动”部分，在上册的基础上注重电机在实际应用中的研究学习，主要围绕三相异步电动机，介绍拖动原理。
1.1专业中的地位
《电机及拖动基础》是一门实践性和综合性很强的课程，理论性很强的课程。也是培养合格自动化专业人才的关键课程之一。“电机及拖动基础”是电气工程及其自动化专业的必修课，专业教学中占有极为重要的地位，主要使学生将知识学明白、学扎实，并具有一定的实践能力和研究能力。本课程是专业性、实践性很强的课程。
1.2学习的时间分布
《电机及拖动基础》64课时；课程实验16课时。
1.3课程的培养目标
本课程的任务是使学生掌握常用交流单机、直流电机、控制电机及变压器
等的基本结构域工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与试验方法，为学习“电力拖动自动控制系统”、“反馈控制理论”及“计算机控制技术”等课程准备必要的基础知识。
二、课程内容
上册：第一章：磁路
本章主要复习了磁路的有关知识。分析物质磁化过程及铁磁材料基本磁化曲线。阐述磁路中的欧姆定律、基尔霍夫定律。通过磁路与电路的比较，建立起比较清晰的磁路概念。第二章：直流电机
本章以直流电机为讨论对象，分析直流电机的结构、工作原理、磁路运行及换向问题。直流电机作为拖动系统的元件，为拖动系统提供元件的性能知识。第三章：变压器
以普通双绕组电力变压器为主要研究对象，叙述了变压器的工作原理及主要结构，并重点介绍了变压器的基本原理及运行特性。第四章：异步电机（一）
先介绍了三相异步电机的工作原理及基本结构，从中引出了旋转磁场的建立，并以旋转磁场为基础重点介绍了异步电机的定子绕组、磁动势磁场及电动势的相关问题
第五章：异步电机（二）
首先分析了异步电机负载运行时的电磁过程，然后将其与相关公式相结合，推导出等效电路及向量图，据此详细介绍了异步电机的工作特性及其参数测定，最后介绍了单向异步电机的基本原理。第六章：同步电机
主要介绍同步电动机得工作原理，运行特性等问题。此外重点讲解了步进电机运行基本知识。第七章：控制电机
在了解一般旋转电机的工作原理基础上。主要介绍了几种常用控制电机（伺服电机、测速发电机等）的工作原理、基本结构以及其机械特性，以便在电力拖动系统使用这些器件。下册：
第八章：电力拖动系统动力学基础
电力拖动系统主要研究电动机和生产机械之间的关系具体表现在电磁转矩与负载转矩之间的关系。第九章：直流电动机的电力拖动第十章：三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
介绍三相异步电动机的机械特性及各种运行状态下的机械特的计算方法、机械特性三种表达式的建立及人为机械特性的分析和综合方法。第十一章：三相异步电机的起动及起动设备计算
全面的介绍了三相异步电机的各种起动方法及起动电阻与起动设备的计算方法；笼型异步电机定子对称起动电阻及起动自耦变压器的计算；绕线型异步电机转子对称起动电阻的计算。第十二章：三相异步电机的调速
主要介绍异步电动机的各种调速方法的基本原理方法与特性。第十三章：多电动机拖动系统
主要介绍了硬轴连接的双电机拖动系统及同步旋转系统。第十四章：电力拖动系统电动机的选择
主要介绍三相异步电动机的选型及注意事项，介绍了电动机的发热与温升；电动机的额定功率；电动机额定功率的选择；掌握电动机的选择方法。
三、学习小结
3.1小结
通过本课程的学习，我掌握了交、直流电动机的基本原理、结构和调速方法。学校开设这门课程的目的，也是为了让我们在自动化领域上有个初级的入门，便于后续知识的学习，为以后的学习打下良好的基础。
孙强老师上课很认真，批改作业也很负责，如果上课时再多一点板书就更完美，过多的PPT多媒体教学实际的教学效果并非那么好，第一、由于学校的硬件设施问题，投影出的影像不是很清楚；第二PPT课件的质量，字体小了，让人看了更加的着急。本来就是很枯燥的理论课程，如果遇上上面的情况的，很多同学干脆就不听了！所以希望学校和老师能针对这些问题有所改善。值得肯定的是，孙强老师的认真负责的态度让我们的实验课程显得更加有意义，通过实验加深的理论知识的理解。
通过学习该课程的和《计算机控制技术》对我参加飞思卡尔比赛也是有帮助的，虽然智能车上的小电机控制起来要好办的多。
3.2举例步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛主要特性
1步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。
2三相步进电机的步进角度为7.5度，一圈360度，需要48个脉冲完成。3步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。4改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。
因此，目前打印机，绘图仪，机器人，等等设备都以步进电机为动力核心。
扩展阅读：电机拖动课程综述
HefeiUniversity
电机及拖动基础
综述报告
专业及班级_____09级自动化(1)班______姓名______________________学号__________________授课老师___________孙强_____________完成时间__________201*-5-19____________
课程综述评分表
一二三四五1得分六23合计《电机及拖动基础》综述报告
一、课程简介
1.1课程专业地位
电能是现代大量应用的一种能量形式，而电能的生产、变换、传输、使用和控制等都必须利用电机作为能量转换或信号变换的机电装置。
电机拖动实现了电能与机械能之间的能量变换，而电机拖动自动控制系统的任务是通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。
“电机及拖动基础”是电气工程及其自动化专业的必修课，专业教学中占有极为重要的地位，主要使学生将知识学明白、学扎实，并具有一定的实践能力和研究能力。本课程是专业性、实践性很强的课程。
1.2学习时间
电机及拖动基础课时：64课时（1～11周）课程实验课：16课时
1.3课程主要内容
“电机及拖动基础”这门课程的内容包括磁路的基本定律、直流电机的工作原理及结构、变压器的工作原理及结构、异步电机的工作原理及结构、同步电机、控制电机、电力拖动系统基础、直流电机的电力拖动、三相异步电机的机械特性及运转状态、三相异步电机的启动及其调速、电力拖动系统的电机选择。
根据不同内容本课程分为上下册，共14章，本课程的分为上下两册。上册是以“电机”为控制对象，主要介绍直流动机运行原理。在学习过程中主要掌握常用直流电机、交流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法。下册是以“电力拖动”部分。主要围绕三相异步电动机，介绍拖动原理。通过本学期对本门课程的学习，
为今后走上工作岗位，从事自动控制工作打下坚实的基础。
具体内容如下：
第一章：磁路
介绍了磁路的基本知识和基本定律，并说明了有分支及无分支磁路的计算方法，另外还有铁磁物质的分类及其磁化特性。分析物质磁化过程及铁磁材料基本磁化曲线。阐述磁路中的欧姆定律、基尔霍夫定律。
第二章：直流电机
以直流电机为主要对象，分析了直流电机的工作原理、结构、电路、磁路，介绍了其运行原理，感应电动势及电磁转矩的计算，最后分析了直流电机的换向问题。
第三章：变压器
以普通双绕组电力变压器为主要研究对象，叙述了变压器的工作原理及主要结构，并重点介绍了变压器的基本原理及运行特性，最后介绍了三相变压器的特点、自耦变压器、电流电压互感器的工作原理及结构特点。
第四章：异步电机（一）
先介绍了三相异步电机的工作原理及基本结构，从中引出了旋转磁场的建立问题，并以旋转磁场的建立为前提介绍了异步电机的定子绕组、磁动势、磁场及电动势的相关问题。
第五章：异步电机（二）
首先分析了异步电机负载运行时的电磁过程，然后讲电磁过程用基本方程式加以综合，导出等效电路和向量图，分析功率与转矩，得出异步电机的工作特性。
第六章：同步电机
主要介绍了同步电机的工作原理、基本结构以及其运行特性，还叙述了无换向器电动机自控式同步电机的工作原理及其性能分析，简单分析了他同步电机。
第七章：控制电机
主要介绍了几种常用控制电机（伺服电机、测速发电机等）的工作原理、基本结构以及其机械特性。
第八章：电力拖动系统动力学基础
第一、二节主要介绍了如何分析运动方程式，对方程中各参数的折算方法进行分析，第三节介绍了点击和工作机构间速比可变系统的有关问题，第四节介绍传动机构损耗的折算方法与校准折算方法，第五节几种典型电机负载转矩特性。
第九章：直流电机的电力拖动
第一节到第四节分析了他励直流电机的各种运转状态的物理概念、使用条件和固有机械特性及认为机械特性，介绍了其启动、制动与调速的方法和特性以及他们的过渡过程，第五节介绍晶闸管-直流电机系统的机械特性和调速性能，第六节他励直流电机的能量损耗及其减小方法；最后分析了串励直流电机的机械特性与运转状态的特点。
第十章：三相异步电机的机械特性及各种运转状态
第一、二节介绍了三相异步电机机械特性的三种表达形式的建立及其应用范围，固有机械特性与人为机械特性的分析和绘制；第三节分析了三相异步电机各种运转状态的物理概念、实用条件及其四象限的固有机械特性与人为机械特性；第四节异步电机参数的工程计算、调速与制动电阻的计算。
第十一章：三相异步电机的起动及起动设备计算
第一节介绍笼型异步电机的直接、减压与软起动方法以及绕线转子异步电机串联变阻器的起动方法；第二节介绍改善性能的深巢与双笼型异步电机的工作原理及起动特性；第三节及第四节分别介绍笼型异步电机定子对称起动电阻及起动自耦变压器的计算；第五节介绍绕线型异步电机转子对称起动电阻的计算。
第六、七节为本章重点着重介绍了异步电机的空载起动过程、空载起动时间的计算、临界转差率的数值对启动时间的影响，分析了过渡过程的能量损耗及其减小方法。
第十二章：三相异步电机的调速
本章主要介绍异步电机的各种调速方法的基本原理、方法玉特性，第一节介绍了笼型异步电机改变极对数的调速方法；第二节介绍变频调速的基本原理及特性（主要用于笼型异步电机）；第三节介绍几种调节转差能耗的的调速方法，绕线转子异步电机电路串联电阻、串级调速，笼型异步电机改变定子电压及脉冲调速同时简单介绍了滑差电动机的结构和原理。
第十三章：多电机拖动系统
主要介绍了英轴连接的双电机拖动系统及同步旋转系统，前者着重分析了两台电机硬轴连接是轴上负载的合理分配问题，后者着重分析了以异步电机为辅助电机的点轴系统的工作原理及能量传送方向。
第十四章：主要介绍了如何为生产机械合理的选择电机
介绍了电动机的发热与温升；电动机的额定功率；电动机额定功率的选择；掌握电动机的选择方法。
二、课程学习总结
通过本课程的学习，我掌握了交、直流电动机的基本原理、结构、机械特性和调速方法。以及变压器的工作原理、分类、等效电路等。学校开设这门课程的目的，也是为了让我们在自动化领域上有个初级的入门，便于后续知识的学习，为以后的学习打下良好的基础。
在学习的过程中感觉这门课程很难学，主要是感觉好多东西太抽象很难理解而且很多内容前后有很大关系，自己认为这门可的学习不仅仅是背定理背公式，更重要的是理解，要学会运用所学的内容。如果书本上的结构图看不懂，我们可以在网上看一些电机结构的视频。这样可以更加直观更有利于我们理解，其次，我们要把电机的类型分清楚。这样助于理解与记忆。
在学习中，不仅要懂得珍惜时间，更要学会运筹时间，使自己在最短的时间内，得到最大的学习效果；必须分清主次，合理地分配自己的精力，从而使自己在繁重的学习中保持清醒的头脑，用有限的精力来帮助自己取得尽可能高的学习效率；来自外界和自身的一些干扰都会影响你的学习效率，你必须要学会排除和隔离这些学习中的消极因素，将它们的负面效应降到最低。
另外要养成做笔记的习惯，但是做笔记不是抄老师上课的课件，而是记录自己学习时的收获，自己学习的困惑以及解决方法。这样可以更好的温习回顾对所学知识可以连贯熟练的运用。
最后，要感谢孙强孙老师这学期以来的悉心教导，孙老师带了我们一学期的课程，我的印象就是严谨，认真，负责，有时候还有点幽默。
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