電機及拖動基礎綜述報告

HefeiUniversity

《電機及拖動基礎》

綜述報告

專業(yè)及班級______09級自動化(1)班______姓名_______________________學號_________0905072025__________授課老師__________孫強_____________完成時間_________201*525____________

課程綜述評分表

一二三四五1得分23六合計注：課程綜述評分標準可參見《學生課程綜述應包含的內(nèi)容及評分標準》

摘要：

電機及拖動基礎對于我們自動化專業(yè)的學生來說是一門非常重要的專業(yè)基礎課，我們學習的大部分專業(yè)課都與它有著緊密的聯(lián)系，而且在我們將來工作以后如果在工廠工作，所接觸的主要對象也是電機，所以可以說電機及拖動基礎這門課不僅僅對于我們學習專業(yè)課有著重要意義，對于我們將來的工作也很重要。通過本課程的學習，可以掌握電機與拖動的基本理論、基本分析方法和基本實驗技能，為學習后續(xù)課程和從事專業(yè)工作打下堅實的基礎。并且使自己能應用已有的數(shù)學知識對電力拖動自動控制系統(tǒng)進行定量計算和定性分析，培養(yǎng)了自正己分析問題和解決問題的能力。

關鍵字：磁路、變壓器、機械特性、直流電機異步電機、運轉狀態(tài)、同步電機正文：

一、課程簡介

1、課程專業(yè)地位

本課程是自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。

2、課程的培養(yǎng)目標

本課程的培養(yǎng)目標是使學生掌握常用交流電機、直流電機、控制電機及變壓器等的基本結構與工作原理以及電力拖動系統(tǒng)的運行性能、分析計算、電機選擇與實驗方法，為學習“電力拖動自動控制系統(tǒng)（運動控制系統(tǒng)）”、“反饋控制理論”及“計算機控制技術”等課程準備必要的基礎知識。

3、時間安排

學習時間長16周，每周4個課時，共計64個課時；課程實驗課4周，每周4個課時，總共16課時。

二、課程主要內(nèi)容

本課程包括“電機學”及“電力拖動基礎”兩門課的主要內(nèi)容，分為上、下兩冊。上冊主要為電機部分，下冊為電力拖動部分,具體內(nèi)容如下：第一章磁路

本章復習了磁路有關常用量，建立起磁路的概念。在分析磁路時，應注意鐵磁材料構成的磁路是非線性的問題，其磁阻不是常數(shù)，而是隨著磁路飽和程度大小而變化的。第二章直流電機

直流電機的工作原理建立在電和磁互相作用的基礎上，為此，必須熟練地運用在電路理論中所學習過的基本電磁定律，結合換向器和電刷的作用一起去理解。第三章變壓器

變壓器的基本功能是改變電能或信號的電壓或電流。變壓器歸屬于電機，其工作原理是建立在電磁感應和磁動勢平衡這兩個關系基礎之上的。第四章異步電機（一）三相異步電動機的基本原理

三相異步電動機的工作原理是定子上對稱三相繞組中通過對稱三相交流電流時產(chǎn)生旋轉磁動勢及相應的旋轉磁場。這種旋轉磁場以同步轉速切割轉子繞組，則在轉子繞組中感應出電動勢及電流，轉子電流與旋轉磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉矩，使轉子旋轉。

第五章異步電機（二）三相異步電動機的運行原理及單相異步電動機異步電動機與變壓器極為相似。異步電動機的定、轉子和變壓器額一次、二次電壓、電流都是交流的，兩者之間的關系都是感應關系，它們都以磁動勢平衡、電動勢平衡、電磁感應和全電流定律為理論基礎。第六章同步電機

三相同步電機的轉子電流的轉差頻率等于零，電機的轉速始終是同步轉速，它是三相異步電動機的一種特殊情況，其與直流電動機都屬于雙邊勵磁的電機，負載時存在電樞反應現(xiàn)象。第七章控制電機

控制電機的主要任務是完成控制信號的傳遞和轉換。根據(jù)功能要求不同，分為伺服電動機、測速發(fā)電機、自整角機、旋轉變壓器和力矩電動機等。第八章電力拖動系統(tǒng)動力學基礎

電力拖動系統(tǒng)主要研究電動機和生產(chǎn)機械之間的關系，具體表現(xiàn)在電磁轉矩T與負載轉矩TZ的關系上。

第九章直流電動機的電力拖動

電動和制動的機械特性可用統(tǒng)一的方程表示。電動狀態(tài)對應的機械特性位于第一象限（正轉）及第三象限（反轉）中；制動狀態(tài)對應的機械特性處于第二、第四象限中。

第十章三相異步電動機的機械特性及各種運行狀態(tài)

異步電動機的機械特性可導出三種形式的表達式，即物理表達式、參數(shù)表達式和實用表達式。機械特性三種表達式可用以表示異步電動機的固有機械特性，也可用以表示改變各種參數(shù)時的人為機械特性，根據(jù)不同的目的，可有起動、調(diào)速及各種制動狀態(tài)的人為機械特性。第十一章三相異步電動機的起動及起動設備的計算

本章介紹了三相籠型及繞線轉子異步電動機的各種起動方法及起動電阻與起動設備的計算方法。標志異步電動機起動性能的主要指標是起動轉矩倍數(shù)和起動電流倍數(shù)。

第十二章三相異步電動機的調(diào)速

異步電動機的調(diào)速方法主要有變極、變頻及調(diào)節(jié)轉差能耗等三種。在調(diào)節(jié)轉差能耗的調(diào)速方法中主要討論了轉子電路串聯(lián)電阻、改變定子電壓、滑差電動機、串級調(diào)速及脈沖調(diào)速等。第十三章多電動機拖動系統(tǒng)

本章介紹了多電動機拖動系統(tǒng)中的兩個問題：硬軸聯(lián)接的雙電動機拖動系統(tǒng)和電軸系統(tǒng)。

第十四章電力拖動系統(tǒng)電動機的選擇

電動機的選擇包括功率、電流種類、形式、額定電壓及額定轉速的選擇。根據(jù)電動機不同的工作制，按不同的機械負載圖，預選電動機的功率，在繪制電動機負載圖的基礎上進行發(fā)熱、過載能力及起動能力的校驗。

三、課程學習總結四、1、個人總結

通過一個學期的學習，使我對電機及其構成的工作系統(tǒng)等知識有了一個全新的認識。首先，最主要的是了解到變壓器是包含在電機范疇里的，這在

人們一般的認識當中是沒有這個概念的。由于變壓器的工作原理主要也是建立在電磁感應和磁動勢平衡這兩個關系的基礎之上的，所以變壓器雖不同于旋轉電機，但也歸屬于電機的范疇之中。

在學習的過程中感覺這門課程很難學，主要是感覺好多東西太抽象很難理解而且很多內(nèi)容前后有很大關系，自己認為這門可的學習不僅僅是背定理背公式，更重要的是理解，要學會運用所學的內(nèi)容。所以必須有一套適合自己的學習方法，根據(jù)《電機及拖動基礎》的課程特色，我的學習思路為：課前做好預習，上課注重，課后及時復習，理論聯(lián)系實踐。在學習該課程的過程中，注重對基本概念和基本方法的理解，掌握常用交流電動機、直流電機、控制電機及變壓器等的基本結構與工作原理以及電力拖動系統(tǒng)的運行性能、分析計算、電機選擇與試驗方法。在理論推導中引出工程應用的概念，在實例分析中強化理論概念。另外要養(yǎng)成做筆記的習慣，但是做筆記不是抄老師上課的課件，而是記錄自己學習時的收獲，一點一滴地累積，可以是一道做錯的題目，或者一道做對的難題。

孫老師在本課程的授課過程中，通過大量的圖形和例子來啟發(fā)我們的學習；通過細致詳細的講解為我們解惑，沒講完一部分知識點都會很細心的問我們是否明白，有時遇見重點難點時總是不厭其煩的多講解幾遍。老師的教學方法還是很有特點的，比較喜歡。每次課后都會留些問題并表明下堂課會提問，這樣我們在課下復習時有了重點，主要圍繞老師提出的問題著重復習，而在第二次課老師提出問題時，我們也會在底下討論答案，就這樣加深了我們對學習重點的理解。但是，我還是希望老師能夠將上課的氣氛變得更加活躍一些，雖然您的PPT做的非常棒，但是由于知識難于理解，而多媒體教學時PPT總是一頁一頁就翻過去了，一堂課教授的內(nèi)容實在太多，課下也難以完全消化和吸收。

最后，要感謝孫老師這學期以來的悉心教導和諄諄教誨！

2、舉例-同步電機

2.1特點

穩(wěn)態(tài)運行時，轉子的轉速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關系n=ns=60f/p，ns成為同步轉速。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時同步電機的轉速恒為常數(shù)而與

負載的大小無關。

2.2工作原理

主磁場的建立：勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。

載流導體：三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。

切割運動：原動機拖動轉子旋轉〔給電機輸入機械能〕，極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組〔相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場〕。

交變電勢的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。

交變性與對稱性：由于旋轉磁場極性相間，使得感應電勢的極性交變；由于電樞繞組的對稱性，保證了感應電勢的三相對稱性。

2.3運行方式

同步電機的主要運行方式有三種，即作為發(fā)電機、電動機和補償機運行。作為發(fā)電機運行是同步電機最主要的運行方式，作為電動機運行是同步電機的另一種重要的運行方式。同步電動機的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在不要求調(diào)速的場合，應用大型同步電動機可以提高運行效率。近年來，小型同步電動機在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應用。同步電機還可以接于電網(wǎng)作為同步補償機。這時電機不帶任何機械負載，靠調(diào)節(jié)轉子中的勵磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或者容性無功功率，以達到改善電網(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目的。異步電動機又稱感應電動機,是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產(chǎn)生電磁轉矩,從而實現(xiàn)機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。異步電動機按照轉子結構分為兩種形式:有鼠籠式和繞線式異步電動機。

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《電機及拖動基礎》

綜述報告

專業(yè)及班級姓名__________________________學號__________________授課老師_________________________完成時間_____________________

課程綜述得分表

一二三四五1得分

六23合計注：課程綜述評分標準可參見《學生課程綜述應包含的內(nèi)容及評分標準》

摘要：

《電機及拖動基礎》是普通高校自動化專業(yè)的一門重要的主干專業(yè)課程。本課程是工業(yè)自動化專業(yè)的一門專業(yè)技術基礎課。具有十分重要的地位。通過學習，掌握常用交、直流電機、變壓器的基本結構和工作原理，電力拖動系統(tǒng)的基本理論，計算方法；同時要求掌握基本的實驗方法和操作技能以及常用電氣儀表（器）的使用。后續(xù)課程交一直流調(diào)速系統(tǒng)打下一個良好的理論基礎。

關鍵詞：電機及拖動基礎直流電機電力拖動

一、課程簡介

1.1課程專業(yè)地位

電能是現(xiàn)代大量應用的一種能量形式，而電能的生產(chǎn)、變換、傳輸、使用和控制等都必須利用電機作為能量轉換或信號變換的機電裝置。

《電機及拖動基礎》是一門實踐性和綜合性很強的課程，是在學生學習完《電力電子技術》、《自動控制原理》等課程的基礎上開設的一門專業(yè)基礎課，也是培養(yǎng)合格自動化專業(yè)人才的關鍵課程之一。本課程的重點內(nèi)容分為二大部分。第一部分介紹電機部分，以電動機為切入點，介紹磁路，直流電機，變壓器，異步電機，同步電機，控制電機。第二部分為電力拖動部分，內(nèi)容包括電力拖動系統(tǒng)動力學基礎，交流和直流電動機電力拖動，多電動機拖動系統(tǒng)以及拖動系統(tǒng)電動機的選擇等，重點介紹電力拖動系統(tǒng)的運行性能與分析計算。實踐教學是本課程重要環(huán)節(jié)，是將知識轉化為能力的重要步驟。學校從實驗教學入手，開設了《電機及拖動基礎》實驗課，為學生的實踐性教學創(chuàng)造了良好條件�；�于本課程實踐教學的設計理念，將實踐教學內(nèi)容分為驗證型實驗、綜合型實驗、開放型實驗，通過實驗，提高了我們學生的基礎能力和自主創(chuàng)新能力。

1.2學習的時間

學習時間長11周，每周6個課時，共計64個課時；課程實驗課5周，每周4個課時，總共20課時。

1.3課程的培養(yǎng)目標及其綱要

本課程的分為上下兩冊。上冊是以“電機”為控制對象，主要介紹直流動機運行原理。在學習過程中主要掌握常用直流電機、交流電機、控制電機及變壓器等的基本結構與工作原理及電力拖動系統(tǒng)的運行性能、分析計算、電機選擇與實驗方法。下冊是以“電力拖動”部分。主要圍繞三相異步電動機，介紹拖動原理。通過本學期對本門課程的學習，為今后走上工作崗位，從事自動控制工作打下堅實的基礎。

二、課程內(nèi)容

“電機及拖動基礎”這門課程的內(nèi)容包括磁路的基本定律、直流電機的工作

原理及結構、變壓器的工作原理及結構、異步電機的工作原理及結構、同步電機、控制電機、電力拖動系統(tǒng)基礎、直流電機的電力拖動、三相異步電機的機械特性及運轉狀態(tài)、三相異步電機的啟動及其調(diào)速、電力拖動系統(tǒng)的電機選擇。

根據(jù)不同內(nèi)容本課程分為上下冊，共14章，具體內(nèi)容如下：

第一章介紹了磁路的基本知識和基本定律，并對無分支磁路和有分支磁路的計算方法作簡要說明。另外，還介紹了鐵磁物質(zhì)的分類及其磁化特性。了解常用鐵磁材料的特性，掌握磁路基本定律及計算方法。

第二章以直流電動機為討論的主要內(nèi)容，分析直流電機的工作原理、結構、電路、磁路、運行原理及換向等問題，為電力拖動系統(tǒng)提供原件的性能知識。

第三章以普通雙繞組電力變壓器為主要研究對象，在闡明變壓器的工作原理之后，介紹變壓器的分類及主要結構，并著重敘述單相變壓器的基本原理及運行特性。對于三相變壓器，僅就其特點加以探討。最后概略的介紹自耦變壓器、電壓互感器和電流互感器的工作原理及結構特點。

第四章是先闡明三相異步電動機的工作原理及基本結構，從中引出旋轉磁場建

立的問題；以旋轉磁場的建立為前提，討論異步電動機的主要電路、磁動勢、磁場及電動勢等問題。

第五章是在了解異步電動機的概貌，闡明了磁動勢和磁場以及電動勢等這些參與電磁過程的基本物理量以后，本章首先分析異步電動機負載運行時的電磁過程，然后將電磁過程使用基本方程式加以綜合。和變壓器一樣，可以從這些方程式導出等效電路與相應的相量圖，并用等效電路與相應的相量圖去分析功率與轉矩，從而得出異步電動機的工作特性，并說明工作特性側取的方法，為交流拖動系統(tǒng)的分析奠定基礎，最后闡述了單相異步電動機的基本原理。

第六章主要介紹另一大類交流電機，即同步電機的工作原理、運行特性等問題。此外，簡介幾種從機理上考慮可歸屬于同步電機范疇的電機：自控式同步電機、磁阻式同步電機、永磁同步電機以及步進電機等。這幾種電動機都是電力拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中常用的。

第七章實在熟悉一般旋轉電機基本理論的基礎上，簡要的介紹幾種常用控制電機的工作原理和基本結構，以便在電力拖動系統(tǒng)中正確使用這些作控制用的電磁元件。

第八章研究電力拖動系統(tǒng)動力學的目的是為介紹電力拖動的機械特性與過渡過程等內(nèi)容準備必要的理論基礎。第一節(jié)及第二節(jié)分析運動方程式，對方程式中個參數(shù)的折算方法進行分析研究；第三節(jié)介紹了電動機和工作機構間速比可變系統(tǒng)的有關問題；第四節(jié)中討論考慮傳動機構損耗的簡化折算方法與較準確的折算方法；最后，在第五節(jié)中介紹幾種典型生產(chǎn)機械的負載轉矩特性。

第九章的重點是他勵直流電動機的機械特性及各種運轉狀態(tài)。第一節(jié)至第四節(jié)分析他勵直流電動機各種運轉狀態(tài)的物理概念、使用條件和四象限的固有機械特性及人為機械特性，介紹其啟動、制動與調(diào)速的方法和特性以及他們的過渡過程；第五節(jié)介紹晶閘管直流電動機的機械特性與調(diào)速性能；第六節(jié)分析他勵直流電動機過渡過程的能量損耗以及減小這一損耗的方法；第七節(jié)中分析串勵直流電動機機械特性與運轉狀態(tài)的特點，并簡單介紹復勵直流電動機的機械特性。

第十章主要研究三相異步電動機的機械特性及在各種運轉狀態(tài)下機械特性的計算。介紹機械特性三種表達式的建立、固有機械特性與人為機械特性的分析及繪制方法；分析三相異步電動機各種運轉狀態(tài)的物理概念、實用條件及其四象限的固有

機械特性與人為機械特性；異步電動機參數(shù)的工程計算方法、電動機調(diào)速與制動電阻的計算方法。

第十一章較全面的介紹三相異步電動機的各種啟動方法以及啟動電阻與啟動設備的計算方法。

第十二章主要介紹異步電動機的各種調(diào)速方法的基本原理、方法與特性，不介紹實現(xiàn)各種調(diào)速方法的線路。

第十四章闡明如何為生產(chǎn)機械正確的選擇電動機。介紹了電動機的發(fā)熱與溫升；電動機的額定功率；電動機額定功率的選擇；掌握電動機的選擇方法。

三、學習總結

通過本課程的學習，我掌握了交、直流電動機的基本原理、結構和調(diào)速方法。學校開設這門課程的目的，也是為了讓我們在自動化領域上有個初級的入門，便于后續(xù)知識的學習，為以后的學習打下良好的基礎。

在進行理論教學過程中，孫老師首先大力提倡“互動式”教學方法，以學生為主體，充分調(diào)動學生的主觀能動性，讓學生積極參與到教學過程中。達到較好的效果。充分利用現(xiàn)代化教學手段(如多媒體教學等)，不僅可以進一步增加學生的感性認識，同時還可以使課堂教學更生動、更形象、更充實，使學生能透徹理解教學內(nèi)容，提高學習效率。帶了我們一學期的課程，我的印象就是嚴謹，認真，負責，有時候還有點幽默。

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