电机及拖动课程综述报告
《电机及拖动基础》
综述报告
专业及班级09级自动化（）班姓名学号授课老师_孙强完成时间_201*年5月25日
课程综述评分表
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》一、课程简介
1、课程的培养目标及教学概要
本课程是自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课。
本课程的任务就是使学生掌握常用交流电机、直流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法。
本课程主要研究电机与电力拖动系统的基本理论问题，同时也联系到科学实验与生产实际的内容，具有原“电机学”及“电力拖动基础”的基本内容。在学完本课程后，应达到下列要求：
1)了解常用铁磁材料的特性，掌握磁路基本定律及计算方法。
2)熟悉常用交、直流电机及变压器的基本结构和工作原理，对交、直流电机绕组的基本形式及其连接规律要有一定的认识。3)掌握交、直流电机及变压器稳态运行时的基本理论、运行性能及其分析方法。4)熟练运用等效电路计算变压器和三相异步电动机的性能。5)掌握控制电机的工作原理、特性及用途。
6)掌握分析电动机机械特性及各种运行状态（起动、反接制动、能耗制动、回馈制动）的基本理论。
7)掌握电力拖动机械过渡过程的基本特征及其主要的分析方法，了解机械惯性和电磁惯性同时作用时对直流电力拖动过渡过程的影响。
8)掌握电力拖动系统中电动机参数调速方法的基本原理和技术经济指标。9)掌握选择电机的原理与方法。
2、学习时间分布
本课程的学习时间从大三第二学期第1周到第11周，每周6个学时，共64个学时，学习课本理论知识；第11周到第15周进行实验课学习，每周4个学时，共20个学时一共84个学时。
二、课程主要内容
这门课程主要介绍了各种不同类型的电机的基本原理及其构造、介绍了变压器的一些基本的原理及其构造同时也介绍了绍了电机的拖动技术。第一章磁路
介绍了磁路的基本知识和基本定律，也介绍了铁磁物质的分类及其磁化特性。
第二章直流电机
直流电机的工作原理建立在电和磁相互作用的基础上的，分析了直流电机的工作原理、结构及其磁场；介绍了其运行原理，感应电动势及电磁转矩的计算。第三章变压器
变压器是传递电能或传输信号一种器件。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参数测定。同时本章的最后也介绍了自耦变压器和互感器的一些原理。
第四章异步电机（一）三相异步电动机的基本原理
三相异步电动机的工作原理是定子上对称三相绕组中通过对称三相交流电流时产生旋转磁动势及相应的旋转磁场。这种旋转磁场以同步转速切割转子绕组，则在转子绕组中感应出电动势及电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子旋转。
第五章异步电机（二）三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机
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
三相同步电机的转子电流的转差频率等于零，电机的转速始终是同步转速，它是三相异步电动机的一种特殊情况.本章主要介绍同步电机的工作原理、基本结构以及其运行特性。第七章控制电机
主要介绍了几种常用控制电机（伺服电机、同步电机等）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
主要介绍了电力拖动的机械特性和过渡过程有关的理论知识，第九章直流电动机的电力拖动
本章主要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；晶闸管-直流电机系统的机械特性和调速性能；他励直流电机的能量损耗及其减小方法。
第十章三相异步电动机的机械特性及各种运行状态
本章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；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。第十一章三相异步电动机的起动及起动设备的计算
本章介绍了三相笼型及绕线转子异步电动机的各种起动方法及起动电阻与起动设备的计算方法。
第十二章三相异步电动机的调速
本章介绍了笼型异步电机改变极对数的调速方法；变频调速的基本原理及特性（主要用于笼型异步电机）；几种调节转差能耗的的调速方法。第十三章多电动机拖动系统
本章介绍了多电动机拖动系统中的：硬轴联接的双电动机拖动系统和电轴系统。
第十四章电力拖动系统电动机的选择
电动机的选择包括功率、电流种类、形式、额定电压及额定转速的选择。
三、学习总结
以前对电机的认识知识停留在对它的使用上，只知道我们给它通电它就会旋转，至于通的是交流电还是直流电完全不知道。对电机的分类一点也不清楚。通过这一个学期的学习我对电机有了一个全面的了解，知道了电机的原理和电机是怎么工作的，电机有哪些不同的种类等一切关于电机的知识。个人觉得这门课是一门比较难学的课程首先这门课的理论性是相当的强，可以说在学习的过程中是相当的枯燥和无味的，都是一些理论知识都是固定的死知识，学起来是相当的无趣。但我感觉作为自动化的学生不学电机就不是一个全面的自动化学生，学自动化就是我们要去控制机器，让它们按照我们的意愿去做事，而我们控制的绝大部分电器就是电机，所以说电机在我们将来的工作中扮演着非常重要的作用。一般在一个完整的自动控制系统中，信号电机、功率电动机和控制电动机都会有自己的用武之地。通常控制电动机是很“精确”的电动机，在控制系统中充当“核心执行装置”；而功率电动机是比较“强壮”的大功率电动机，常用来拖动现场的机器设备；信号电机则在控制系统中担任“通讯员”的角色，本质上就是“电机传感器”。当然，并不是所有的自动控制系统中都具备这三种电机，在一般的自动化领域，例如运动控制和过程控制，尤其是在运动控制中，控制电动机是必不可少的“核心器件”，所以控制电动机在自动化领域中的地位是举足轻重的，这也是人们对控制电动机研究最多的原因之一，所以电机的学习在自动化中是比较重要的专业基础课，学好电机是非常有必要的。在现代生活中我们是离不开电机的，在工业生产中那是更离不开电机，一个好的产品不仅取决于它的设计也还取决于它的加工工艺。数控机床能加工出很精密的产品，就在于数控机床可以很好的被控制。数控机床进给伺服系统能接受来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随指令脉冲运动，并保证动作的快速和准确，这就要求是高质量的速度和位置伺服。数控机床中用的伺服电机大部分是步进电机。
步进电机是一种将电子数字脉冲信号转变为机械运动的电磁增量运动器件。典型的电机绕组固定在定子上，而转子则由硬磁或软磁材料组成。当控制系统将一个电脉冲信号经功率装置加到定子绕组中，电机便会沿一定的方向旋转一步。脉冲的频率决定电机的转速。电机转动的角度与所输入的电脉冲个数成正比；因此，只要简单地改变输入脉冲的数目，就能控制步进电机的转子运行角度，从而达到位置控制的目的。主要性能指标
相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。
拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。
步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度/（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。通过上面的分析可以知道我们用单片机或PLC就可以很好的控制步进电机的进给脚步，可以让其做出很精密的动作。
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《电机及拖动基础》
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专业及班级姓名__________________________学号__________________授课老师_________________________完成时间_____________________
课程综述得分表
一二三四五1得分
六23合计注：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》
摘要：
《电机及拖动基础》是普通高校自动化专业的一门重要的主干专业课程。本课程是工业自动化专业的一门专业技术基础课。具有十分重要的地位。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；同时要求掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。后续课程交一直流调速系统打下一个良好的理论基础。
关键词：电机及拖动基础直流电机电力拖动
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。
《电机及拖动基础》是一门实践性和综合性很强的课程，是在学生学习完《电力电子技术》、《自动控制原理》等课程的基础上开设的一门专业基础课，也是培养合格自动化专业人才的关键课程之一。本课程的重点内容分为二大部分。第一部分介绍电机部分，以电动机为切入点，介绍磁路，直流电机，变压器，异步电机，同步电机，控制电机。第二部分为电力拖动部分，内容包括电力拖动系统动力学基础，交流和直流电动机电力拖动，多电动机拖动系统以及拖动系统电动机的选择等，重点介绍电力拖动系统的运行性能与分析计算。实践教学是本课程重要环节，是将知识转化为能力的重要步骤。学校从实验教学入手，开设了《电机及拖动基础》实验课，为学生的实践性教学创造了良好条件。基于本课程实践教学的设计理念，将实践教学内容分为验证型实验、综合型实验、开放型实验，通过实验，提高了我们学生的基础能力和自主创新能力。
1.2学习的时间
学习时间长11周，每周6个课时，共计64个课时；课程实验课5周，每周4个课时，总共20课时。
1.3课程的培养目标及其纲要
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。
二、课程内容
“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，具体内容如下：
第一章介绍了磁路的基本知识和基本定律，并对无分支磁路和有分支磁路的计算方法作简要说明。另外，还介绍了铁磁物质的分类及其磁化特性。了解常用铁磁材料的特性，掌握磁路基本定律及计算方法。
第二章以直流电动机为讨论的主要内容，分析直流电机的工作原理、结构、电路、磁路、运行原理及换向等问题，为电力拖动系统提供原件的性能知识。
第三章以普通双绕组电力变压器为主要研究对象，在阐明变压器的工作原理之后，介绍变压器的分类及主要结构，并着重叙述单相变压器的基本原理及运行特性。对于三相变压器，仅就其特点加以探讨。最后概略的介绍自耦变压器、电压互感器和电流互感器的工作原理及结构特点。
第四章是先阐明三相异步电动机的工作原理及基本结构，从中引出旋转磁场建
立的问题；以旋转磁场的建立为前提，讨论异步电动机的主要电路、磁动势、磁场及电动势等问题。
第五章是在了解异步电动机的概貌，阐明了磁动势和磁场以及电动势等这些参与电磁过程的基本物理量以后，本章首先分析异步电动机负载运行时的电磁过程，然后将电磁过程使用基本方程式加以综合。和变压器一样，可以从这些方程式导出等效电路与相应的相量图，并用等效电路与相应的相量图去分析功率与转矩，从而得出异步电动机的工作特性，并说明工作特性侧取的方法，为交流拖动系统的分析奠定基础，最后阐述了单相异步电动机的基本原理。
第六章主要介绍另一大类交流电机，即同步电机的工作原理、运行特性等问题。此外，简介几种从机理上考虑可归属于同步电机范畴的电机：自控式同步电机、磁阻式同步电机、永磁同步电机以及步进电机等。这几种电动机都是电力拖动系统和控制系统中常用的。
第七章实在熟悉一般旋转电机基本理论的基础上，简要的介绍几种常用控制电机的工作原理和基本结构，以便在电力拖动系统中正确使用这些作控制用的电磁元件。
第八章研究电力拖动系统动力学的目的是为介绍电力拖动的机械特性与过渡过程等内容准备必要的理论基础。第一节及第二节分析运动方程式，对方程式中个参数的折算方法进行分析研究；第三节介绍了电动机和工作机构间速比可变系统的有关问题；第四节中讨论考虑传动机构损耗的简化折算方法与较准确的折算方法；最后，在第五节中介绍几种典型生产机械的负载转矩特性。
第九章的重点是他励直流电动机的机械特性及各种运转状态。第一节至第四节分析他励直流电动机各种运转状态的物理概念、使用条件和四象限的固有机械特性及人为机械特性，介绍其启动、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动机的机械特性与调速性能；第六节分析他励直流电动机过渡过程的能量损耗以及减小这一损耗的方法；第七节中分析串励直流电动机机械特性与运转状态的特点，并简单介绍复励直流电动机的机械特性。
第十章主要研究三相异步电动机的机械特性及在各种运转状态下机械特性的计算。介绍机械特性三种表达式的建立、固有机械特性与人为机械特性的分析及绘制方法；分析三相异步电动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；异步电动机参数的工程计算方法、电动机调速与制动电阻的计算方法。
第十一章较全面的介绍三相异步电动机的各种启动方法以及启动电阻与启动设备的计算方法。
第十二章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，不介绍实现各种调速方法的线路。
第十四章阐明如何为生产机械正确的选择电动机。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。
三、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。
在进行理论教学过程中，孙老师首先大力提倡“互动式”教学方法，以学生为主体，充分调动学生的主观能动性，让学生积极参与到教学过程中。达到较好的效果。充分利用现代化教学手段(如多媒体教学等)，不仅可以进一步增加学生的感性认识，同时还可以使课堂教学更生动、更形象、更充实，使学生能透彻理解教学内容，提高学习效率。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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