电机与电力拖动
《电机与电力拖动》课程标准
《电机与电力拖动》课程标准课程名称：电机与电力拖动课程类别：专业核心课程课程制定依据：《城市轨道交通车辆运用与检修专业人才培养方案》建议课时数：64学时适用专业：城市轨道交通车辆运用与检修专业一、课程性质与任务（一）课程性质本课程是中等职业学校“城市轨道交通车辆类”专业的一门专业核心课程，是本专业学生必修的技术基础课程。
（二）课程任务本课程的任务是使学生掌握电机的原理及其运行特性，电动机的起动、制动和调速方法，学会采用低压电器组成基本控制线路对电动机进行控制，为后续顶岗实习打下基础；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
（三）设计思路本课程的设计思路是结合相关国家职业标准，并以中等职业教育国家规划教材《电机与电力拖动教程》作为蓝本，课程标准设计突出实用性，贴近生产实际。
根据学生毕业后就业顶岗的现实需要，在满足基本理论需求的基础上，加强技能训练的力度，模拟生产环境进行教学活动，增强学生学习的兴趣和课堂教学效果。
在教学组织形式上采用模块化教学，对教材内容进行有机整合，使学生学习能够融会贯通，举一反三，提高学习效率。
课堂教学采用一体化教学模式，将理论教学与技能训练有机结合起来，避免了教学与生产实际脱节的现象，实现理论与实践无缝对接。
二、课程目标通过本课程的学习，使学生具备以下知识-能力-素质。
（一）知识目标1.了解三相异步电机的基本结构及工作原理。
2.掌握电动机常用的起动、制动、调速方法及工作特点。
3.掌握低压电器的作用、结构、主要参数、使用方法，了解各种新型低压电器。
4.掌握检测维护维修常用低压电器的方法。
5.掌握继电器—接触器控制典型电路的工作原理及线路分析方法，能够按图连接电路。
（二）技能目标1.会查阅相关技术手册，能合理选择、使用电动机与常用低压电器。
2.会阅读并分析常用生产机械电气原理图。
3.能够检测维护维修常用低压电器。
电机与拖动 第3章 直流电机的电力拖动
B、他励直流电动机的常用的起动方法
为了获得足够大的起动转矩的同时降低起动电流，起动时一般应按照如下 步骤进行：（1）首先在励磁绕组中加入额定励磁电流，以建立满载主磁场；（2） 待主磁场建立之后再加入电枢电压。
电枢回路串电阻起动
直流电机的 起动方法
降压起动
a、电枢回路串电阻起动
3.18 直流电动机人工起动器的电气原理图
B、电力拖动系统的稳定运行条件
定义： 对于稳态运行的电力拖动系统，若受到外部扰动（如电网电 压的波动，负载转矩的变化等）后系统偏离原来的稳态运行点。一 旦干扰消除，系统能够恢复到原来的稳态运行点，则称系统是稳定 的；否则，系统是不稳定的。
图3.13 电力拖动系统的稳定运行分析
电力拖动系统稳定运行的条件为：
B、多轴电力拖动系统的折算
a、折算的概念
图3.3 多轴电力拖动系统的简化
折算的原则是：确保折算前后系统所传递的功率或系统储存的动能 不变。
b、折算的方法
1) 机械机构的转矩折算
折算时需考虑电动机和生产机械的工作状态。现分析如下： （1）当电动机驱动机械负载时，传动机构的损耗是由电动机承担的。于是有：
TL TL Lt
根据上式，折算后的负载转矩为：
TL
TLt TLt j ( ) L
（3-5）
2）直线作用力的折算
折算时同样应考虑功率的流向问题。 图3.4给出了电机拖动起重机负载实现升降运动的示意图。
图3.4 电机带动起重机负载的示意图 （1）当重物提升时，传动机构的损耗自然由电动机承担。于是有： 又
Tem n
nA
TL n
（3-15）
nA
上述结论可以通过系统的动力学方程式或上图的分析求得。其 物理意义是：当在A点处于稳定运行系统受到外部扰动使得转速增 加时，负载转矩的增加应大于电磁转矩的增加，系统才能够减速， 回到原来的运行点。此时，系统在A点处是稳定运行的。
电机与电力拖动
填空题1.电力拖动系统是采用以电机为原动机拖动生产机械完成加工任务。
2.电力拖动系统的基本拖动方程式：T-T fz=GD2 dn/375 dt .3.直流电机的基本结构由：定子、转子和附属构件三部分组成。
4.直流电动机按励磁方式分为：他励电动机和自励电动机。
5.通过改变它励直流电动机的电压、定子所串电阻和减小磁通量可以改变他的人为机械特性。
6.他励直流电动机的启动方法：减压启动和电枢回路串电阻两种。
7.变压器的主要部分是：绕组和铁心，它们组成变压器的器身。
8.交流电机包括交流发电机和交流电动机两类。
9.三相交流异步电动机的定子槽有三种形式：开口槽、半开口槽和半闭口槽。
10.同步电机的转子转速与定子旋转磁场的转速相同。
选择题1.电力拖动系统中传动机构的作用是将（B）转化成所需要的运动形式，并进行传递与分配。
A电能B机械能C旋转运动D直线运动2.直流电动机的定子包括机座、主磁极、（B）、端盖、电刷和轴承。
A换向器B换向磁极C电枢铁心D风扇3.他励直流电动机固有机械特性的表达式是(A).A. n=U n/C eΦN– R a T/C e C TΦ2NB. n=U n/C eΦN– (R a+R)T/C e C TΦ2NC. n=U n/C eΦN– R a T/C e C TΦ2D. n=U/C eΦN– R a T/C e C TΦ2N4.变压器的额定容量用（C）表示。
A有功功率B无功功率C视在功率D机械功率5.变压器的运行特性有（A）和效率特性。
A外特性B输入特性C输出特性D负载特性6.三相单层绕组按绕组端接部分的形状分有同心式、交叉式和（C）绕组。
A波B叠C交叉式链形D双层7.三相异步电动机旋转磁场的转速与（B）有关。
A电压、频率B频率、磁极数C电流、电压D匝数、结构8.三相异步电动机机械特性反应的是（A）A.n=f(T)B.U2=f(I2)C.U1=f(I2)D.η=f(I2)9.同步电动机按用途分为（A）调相机。
电机与电力拖动基础课程设计
电机与电力拖动基础课程设计1. 课程概述本课程涉及电机和电力拖动的基础理论和应用。
学员将学习电机的原理、种类、特性及其控制方法，以及电力拖动的原理、组成、应用和调试技巧。
2. 课程内容2.1 电机基础电机原理，电机种类及其特性，电机控制方法，电机选型。
2.2 电力拖动电力拖动系统的组成及原理，应用案例和调试技巧。
2.3 实践操作学员将进行以下实践操作：1.设计并组装一个小型直流电机控制电路，控制电机的转速和方向。
2.设计并安装一个电力拖动系统，完成一个有趣的小项目。
3. 教学安排3.1 课程时间本课程共计36学时，分为理论教学和实践操作两部分。
3.2 授课方式本课程采用课堂授课和实验操作相结合的方式进行。
课程将分为以下几个部分：章节授课时间授课方式电机基础8学时理论授课电力拖动8学时理论授课实践操作1设计直流电机控制电路10学时实验操作实践操作2设计电力拖动系统10学时实验操作3.3 考核方式本课程的考核方式包括以下几种：1.课堂笔试：约占总成绩的30%。
2.实验考核：约占总成绩的40%。
3.课程总结报告：约占总成绩的30%。
4. 教学资源本课程所需的教学资源包括以下方面：4.1 教材本课程的推荐教材包括：1.《电机与电力拖动基础》（第2版），刘丽珍著，机械工业出版社，2015年2.《电机控制技术基础》，李舟著，机械工业出版社，2012年4.2 实验器材本课程的实验器材包括以下设备：1.直流电机2.控制电路板3.电力拖动设备4.示波器5.信号发生器4.3 其他资源本课程所需的其他资源包括：1.PPT课件、教学视频等。
5. 教学效果学生在学习本课程后，将掌握以下知识和技能：1.了解电机的基本原理、种类及其特性。
2.掌握电机的控制方法。
3.掌握电力拖动系统的组成原理及其应用案例。
4.能够设计控制电路并完成一个小型电机控制系统。
5.能够设计并安装一个电力拖动系统。
6. 总结本课程是一门工程类的实践性课程，将实用性教学和理论课程相结合，旨在让学生掌握电机及电力拖动方面的知识和技能。
电机与电力拖动
5.5三相异步电动机的功率平衡和转矩特性
5.5.1功率关系 5.5.2转矩关系
6.1三相异步电动 机的机械特性
学习目标
6.2三相异步电动 机的启动
01
6.3绕线式 三相异步电 动机的启动
02
6.4三相异 步电动机的 调速
03
6.5三相异 步电动机的 制动
04
本章小结
06
自测题六
05
思考题与习 题六
8.4步进电动机
8.4.1矩角特性及稳定平衡点 8.4.2步进运行状态 8.4.3连续运行状态 8.4.4通电方式和电机转速
学习目标
9.1电动机选择的主 要内容
9.2电动机的发热、 冷却与工作制
9.3电动机额定功率 的选择
思考题与习题九
本章小结
自测题九
9.1电动机选择的主要内容
9.1.1电动机种类的选择 9.1.2电动机结构类型的选择 9.1.3电动机额定参数的选择
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5.3三相异步电动机 的空载运行
01
5.4三相异 步电动机的 负载运行
02
5.5三相异 步电动机的 功率平衡和 转矩特性
03
5.6三相异 步电动机的 工作特性
04
本章小结
06
自测题五
05
思考题与习 题五
5.1三相异步电动机的基本结构和基本工作原理
5.1.1异步电动机的主要用途与分类 5.1.2基本结构 5.1.3三相异步电动机的基本工作原理 5.1.4三相异步电动机的型号和额定值
电机与拖动技术完整版课件全套ppt教学教程
第1章 绪论
1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标
（2）课程目标 本课程是一门用电磁理论解决复杂的、具体的、综合的实际问题的课程 。在电机运行中，电机内同时存在电、磁、力的相互作用。因此本课程的目 标是使学生牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性，学会结合电机的具体 结构、应用电机基本理论分析电机及拖动的实际问题，应掌握一定的电磁计 算方法，培养学生运算能力。 要求学生重视在教学过程中安排的实验、实 习，包括参观电机厂等实践教学环节。 具体要求是：
我国的电机工业，从新中国成立以来的50多年间，建立了独立自主的完整 体系。早在1958年我国就研制成功当时世界上第一台1.2万kW双水内冷汽轮 发电机，显示了我国电机工业的迅速掘起。近些年来，随着对电机新材料的研 究以及计算机技术在电机设计、制造工艺中的应用，普通电机的性能得到提高 ，而控制电机的高可靠性、高精度、快速响应使控制系统完成各种人工无法完 成的快速复杂的精巧工作。
从20世纪20年代起，开始采用由一台电动机拖动一台生产机械的系 统，称为单电动机拖动系统。与成组拖动相比，它省去了大量的中间传动 机构，使机械结构大大简化，提高了传动效率，增强了灵活性。由于电机 与生产机械在结构上配合密切，因而可以更好地满足生产机械的要求。
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配 、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不 开电机。电机就是一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置。因此，电 机一般有两种应用形式。第一种是把机械能转换为电能，称之为发电机，它 通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后再把机械能转 换为电能，最后经输电、配电网络送往城市各工矿企业、家庭等各种用电场 合。第二种是把电能转换为机械能，称之为电动机，它用来驱动各种用途的 生产机械和其他装置，以满足不同的要求。电机是利用电磁感应原理工作， 它应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多。常见的分类方法为： 按功能用途分，可分为常规电机和控制电机两大类。按照电机的结构或转速 分类，可分为变压器和旋转电机。根据电源的不同，旋转电机又分为直流电 机和交流电机两大类。交流电机又分为同步电机和异步电机两类。
电机学与电力拖动基础课程设计
电机学与电力拖动基础课程设计1. 课程简介本课程是一门涉及电机学和电力拖动基础理论的课程设计，重点介绍电机学的基本概念和定理，以及电力拖动的基本原理和应用，同时也将探讨电机控制的基本方法。
该课程适用于电气工程、机械工程、能源工程和自动化等相关专业的本科生和研究生。
2. 课程目标本课程旨在使学生掌握电机学和电力拖动的基本知识和技能，深入了解电力拖动控制的基本思想和实现方法，培养学生的工程实践能力。
3. 课程内容3.1 电机学基础理论•电机结构和分类•电机电路及其等效电路•电机转矩方程和动态方程•电机效率和功率因数•电机的启动和制动控制3.2 交流电机的基本原理•交流电机的三相定子电动势和磁动势•交流电机的旋转磁场和转速•交流电机的定子和转子电路•交流电机的绕组相位序列和相序态•交流电机的转速控制3.3 直流电机的基本原理•直流电机的励磁和电枢电路•直流电机的电磁转矩和机械转矩•直流电机的调速和制动控制•直流电机的串、并联、混合极连接及特性3.4 电力拖动的控制•电力拖动的基本概念和分类•电力拖动的传动系统和控制系统•电力拖动的控制模型和控制器•电力拖动的常用控制策略4. 课程设计4.1 设计要求学生将要完成的课程设计要求他们基于课程中所学的理论知识，自行选择一种电机和其相关的驱动电路，并进行设计和实现，对电机控制系统进行建模和仿真，最终实现电机的速度控制。
学生需要准确描述设计、仿真和实验结果，进行数据分析和结果讨论，得出结论并汇报。
4.2 设计内容学生将要完成的设计包括以下内容：4.2.1 电机选型和参数计算学生需要通过相关资料和样本电机实验数据，选择一台合适的电机及其参数，对这个电机进行建模和仿真，以保证整个系统的安全稳定运行。
4.2.2 驱动电路设计学生需要设计和实现一个合适的驱动电路，以给电机提供一个合适的电压、电流和功率，使其可以满足一定的加速度和转速要求。
学生需要处理好电路的热问题和电磁兼容问题，保证电路的可靠性和稳定性。
电机及电力拖动课程《教案》
电机及电力拖动课程《教案》第一章：电机的基本概念与分类1.1 电机的定义与作用解释电机的概念阐述电机在电力系统中的重要性1.2 电机的分类交流电机和直流电机的区别同步电机、异步电机、变压器等的主要特点1.3 电机的基本原理电磁感应原理电机的能量转换过程1.4 电机的主要性能参数功率、电压、电流、转速等参数的定义及计算效率、转矩、功率因数等性能指标的含义第二章：直流电机2.1 直流电机的基本结构与工作原理分析直流电机的主要组成部分解释直流电机的工作原理2.2 直流电机的类型及特点直流发电机、直流电动机的区别与联系串励直流电机、并励直流电机、复励直流电机的特点2.3 直流电机的换向与实现方法换向的概念及换向过程换向装置的类型及作用2.4 直流电机的调速方法串电阻调速、电枢电流调速、脉冲宽度调速等方法的原理及特点第三章：交流电机3.1 交流电机的基本结构与工作原理分析交流电机的主要组成部分解释交流电机的工作原理3.2 交流电机的类型及特点异步电机、同步电机、变压器等的主要特点及应用领域3.3 交流电机的运行特性启动、制动、调速等运行特性的定义及分类交流电机在不同运行状态下的性能表现3.4 交流电机的控制方法磁场控制、电压控制、频率控制等方法的原理及应用第四章：电力拖动系统4.1 电力拖动系统的组成及分类电动机、传动装置、控制器等组成部分的作用电动机拖动系统、液压拖动系统、气压拖动系统的特点4.2 电动机的基本控制电路启动、制动、调速等基本控制电路的原理及应用4.3 电力拖动系统的设计与选择电动机选型、传动装置选型、控制器选型的依据及方法4.4 电力拖动系统的运行与维护系统运行中的监测与故障诊断系统维护与保养的重要性及方法第五章：电机及电力拖动的保护与节能5.1 电机保护的原理与措施过载保护、短路保护、过电压保护等保护方式的原理及应用5.2 电机故障诊断与维修故障诊断的方法及步骤维修技术及注意事项5.3 电力拖动系统的节能措施优化控制策略、改进传动装置、提高电动机效率等节能方法5.4 电机及电力拖动技术的最新发展趋势高效节能电机、智能电机、电动汽车等领域的研发动态第六章：电机及电力拖动的应用案例分析6.1 电机在工业生产中的应用案例电机在机械制造、冶金、化工等行业中的应用实例6.2 电机在交通运输领域的应用案例电机在汽车、电车、船舶等交通工具中的应用实例6.3 电机在生活中的应用案例电机在家用电器、医疗器械等日常用品中的应用实例6.4 电机在新能源领域的应用案例电机在风力发电、太阳能发电、电动汽车等新能源领域的应用实例第七章：电机及电力拖动的试验与检测7.1 电机试验的目的与方法阐述电机试验的重要性介绍电机试验的常用方法及设备7.2 电机性能检测功率、效率、转速等性能指标的检测方法及设备7.3 电机故障检测与诊断介绍电机故障检测与诊断的方法及设备7.4 电力拖动系统的试验与检测电力拖动系统的性能试验、适应性试验等方法及设备第八章：电机及电力拖动的仿真与优化8.1 电机及电力拖动仿真的意义与方法解释电机及电力拖动仿真的作用介绍电机及电力拖动仿真的常用方法及软件8.2 电机参数的优化与设计优化电机参数的方法及目的8.3 电力拖动系统的优化与控制优化电力拖动系统控制策略的方法及目的8.4 电机及电力拖动系统的计算机辅助设计介绍计算机辅助设计在电机及电力拖动领域的应用第九章：电机及电力拖动的实训操作9.1 电机的基本操作与维护电机的安装、调试、运行、停机等基本操作电机维护与保养的方法及注意事项9.2 电力拖动系统的实训操作电力拖动系统的接线、调试、运行等实训操作9.3 电机及电力拖动的故障排除与维修分析电机及电力拖动系统的常见故障介绍故障排除与维修的方法及技巧9.4 电机及电力拖动的实训项目案例分析电机及电力拖动实训项目案例，提高实际操作能力第十章：电机及电力拖动的评价与展望10.1 电机及电力拖动的评价指标阐述评价电机及电力拖动性能的指标及方法10.2 电机及电力拖动技术的展望分析电机及电力拖动技术的发展趋势10.3 电机及电力拖动技术的市场前景分析电机及电力拖动技术在各个领域的市场需求10.4 电机及电力拖动教育的改革与发展探讨电机及电力拖动教育在人才培养、课程设置等方面的改革与发展方向重点和难点解析一、电机的基本概念与分类：理解电机的工作原理和电机分类是学习电机及电力拖动的基础。
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电机与电力拖动
1. 引言
电机是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个
领域中。
电力拖动则指的是利用电动机驱动机械设备或系统进行运动或操作的过程。
本文将介绍电机的基本原理以及电力拖动的应用。
2. 电机的基本原理
电机是通过电磁感应原理将电能转化为机械能的设备。
其
基本原理为根据施加在导体上的电流产生的磁场与外部磁场之间的相互作用，进而产生力或转矩。
电机根据其工作原理的不同可以分为直流电机和交流电机。
直流电机是利用直流电源供电，通过直流电源的正反极性变化来产生旋转运动。
交流电机则是利用交流电源供电，通过交流电源的频率来产生旋转运动。
电机的主要构成部分包括定子和转子。
定子是固定不动的
部分，其中包含了产生磁场的线圈。
转子则是可以转动的部分，通过与定子的磁场相互作用来产生力或转矩。
3. 电力拖动的应用
电力拖动广泛应用于各个领域，例如工业自动化、交通运输以及家用电器等。
以下列举了几个常见的电力拖动应用：
3.1 工业自动化
在工业自动化中，电力拖动被广泛应用于各种生产设备和机械系统。
通过电动机驱动，可以实现自动化生产线的运行，提高生产效率和质量。
例如，自动化生产线中的输送带系统就是通过电动机驱动的。
电动机的转动产生的转矩传递给输送带，使其能够带动物料或产品在生产线上移动。
3.2 交通运输
电力拖动在交通运输领域中起到了重要作用。
例如，电动汽车就是利用电动机作为动力源来驱动车辆运行。
电动汽车相比传统的内燃机汽车具有环保、高效等优势。
此外，电力拖动还被应用于电动火车、电动船舶等交通工具中，实现了对传统燃油动力的替代。
3.3 家用电器
家用电器中的电机和电力拖动也是不可或缺的。
例如，洗衣机、空调、冰箱等家电产品都需要电机来驱动其工作。
电机驱动使得家用电器能够实现自动化、智能化的功能，提高生活质量和舒适度。
4. 总结
电机作为将电能转化为机械能的设备，通过电磁感应原理实现了这一转化过程。
电力拖动则是利用电动机驱动机械设备或系统进行运动或操作的过程。
电力拖动在工业自动化、交通运输以及家用电器等领域中有着广泛的应用。
其应用不仅提高了生产效率和质量，还推动了环境保护和可持续发展的进程。
电机和电力拖动的研究和应用仍在不断发展之中，随着科技的进步，相信电机和电力拖动将会在更多领域中创造出更多的应用和发展机会。