电机学课程设计报告(打印版)
关于电机学的课程设计
关于电机学的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电机的基本概念，掌握电机的工作原理；2. 学习并掌握不同类型电机的特点、结构及应用场景；3. 了解电机与电源、负载之间的关系，掌握基本的电机选型方法。
技能目标：1. 能够分析电机电路，并进行简单的电机控制；2. 学会使用相关工具和仪器对电机进行检测和调试；3. 能够运用所学知识解决实际电机应用中的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机学学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作精神，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，关注电机在节能环保方面的应用。
课程性质：电机学课程旨在让学生掌握电机的基本理论、技能和应用，培养实际操作和解决问题的能力。
学生特点：本课程面向高中年级学生，他们在物理、数学等领域已有一定基础，具备初步的分析和解决问题的能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新思维能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面发展。
二、教学内容1. 电机的基本概念与分类：介绍电机的基础知识，包括电机的工作原理、类型及特点。
关联课本第一章内容。
- 交流电机- 直流电机- 步进电机- 无刷电机2. 电机结构与原理：分析各类电机的结构组成、工作原理及性能。
关联课本第二章内容。
- 电机磁路- 电机的电路模型- 电机的转矩与效率3. 电机控制技术：学习电机控制的基本原理和电路，掌握常见的电机控制方法。
关联课本第三章内容。
- 电机启动、制动与调速- 电机驱动电路- 电机控制策略4. 电机选型与应用：介绍电机选型原则，分析不同应用场景下的电机选型实例。
关联课本第四章内容。
- 电机与负载匹配- 电机选型依据- 电机应用案例分析5. 电机检测与维护：学习电机检测方法、维护技巧，提高实际操作能力。
关联课本第五章内容。
电机学课程设计报告
释放弹簧
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
动画
连杆装置
衔铁释放
自动空气断路器原理图
继电接触控制线路由一些基本控制环节组成， 下面介绍继电接触控制线路的绘制。 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图， 它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原 理。 电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法： 1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。 2. 控制线路由主电路(被控制负载所在电路) 和控制电路 (控制主电路状态)组成。 3. 属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和 触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中，但必须标注相同的文字符号。
2. 中间继电器
通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可 直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。 中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控 制线路。 KA 线圈 常开触头
KA
常闭触头 KA (b) 符号
中间继电器外形与符号
(a) 外形
3. 时间继电器
是从得到输入信号(线圈 通电或断电)起，经过一段时 间延时后才动作的继电器。 适用于定时控制 (1)直流电磁式 时间继电器 衔铁
桥式静触头
常开静触头 外壳
动画
号
名 称 常闭按钮 (停止按钮) 常开按钮 (起动按钮)
SB
复合按钮
4.1.3 接触器
用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
(a) 外形
(b) 结构
交流接触器的外形与结构
4. 1.3 接触器
用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
弹簧
~
电源
常开
常闭
线圈
铁心
衔铁
常开触头 延时闭合
电机设计课程设计报告毕业资料
x x x x《Y系列三相异步电动机电磁设计》课程设计学生姓名：x x x学号：xx专业班级：班指导教师：x x x年xx月xx日目录1.课程设计目的 (2)2.课程设计题目和要求 (2)3.课程设计报告内容 (2)4.课程设计问题分析 (13)5.课程设计心得体会 (14)6.附录 (15)1.课程设计目的1本课程设计是《电机设计》的实践课程，要正确掌握电机设计的原理与计算过程；2综合运用所学过的电机学、电路和电机设计等课程知识；3培养工科学生的综合工程素质。
2.课程设计题目和要求2.1课设题目该课程设计，要求按照所给的数据（见附录）进行电机设计，计算过程详细，步骤清晰。
课程设计主要有以下的计算过程：1）额定数据及主要尺寸2）磁路计算3）参数计算4）工作性能计算2.2设计要求1．按题目要求，认真完成《电机设计》学习，熟练掌握电机设计的计算步骤。
2．要求按照所给的数据进行电机设计，计算过程详细，步骤清晰。
每一位学生应独立完成设计全过程。
撰写设计报告，报告按照设计过程、设计总结、设计体会来进行书写。
3.课程设计报告内容3.1额定数据和主要尺寸1.输出功率：kWP N 2.2=2.外施相电压：VV U U N N 2203/3803/===Φ（Y 接）3.功电流：AA U m P I N N kW 33.32203102.231=⨯⨯==Φ4.效率：800.0'=η5.功率因素：75.0cos '=ϕ6.极对数：3=p 7.定转子槽数361=Z 332=Z 并采用转子斜槽每相每极槽数取整数22/111==pm Z q 8.定转子每极槽数6636211===p Z Z p 5.5633222===p Z Z p 9．定转子冲片尺寸（见附录）10．极距mp Di 0628.0612.021=⨯==ππτ11．定子齿距mZ D t i 0105.03612.0111=⨯==ππ。
《电机学》教学设计
电机学 教 学设 计
◆李 延 频
摘要 ： 《 电机 学 》是 一 门与 实践联 系紧密的专业基础课 ，其教 学有 自 身特有 的规律 。本 文在联 系专业相 关专业方向的基 础上 ，对 《 电机 学 》的 教 学 环 节 、教 学 目 、教 学 内容 和 教 学方 法 的设 计 做 了 系统探 讨 。 标 关 键 词 ：电机 学 ；教 学设 计 ；课 堂教 学 ；实践 教 学 ；考试
２３语 言 设 计 ．
学 生 通 过 课 后 的作 业 ，可 以增 强 对 课 堂 教 学 内 容
的理解 ，巩固所学知识 ，同时 ，作业也是利用课堂知识 解决问题的一种很好的锻炼 ，所 以作业设计对课程的学
在课堂教学 中 ，教师使 用最多 的教 学工具就是 语
习至关重要。作业设计包括作业类型设计和作业 内容设
教 育 的创 新 可 能 就 是 一个 新 方 法 ，一个 新 思 路 ，一 个新 技 巧 ，只要 不 守 旧 ，只要 有 突 破 就是 创 新 ，但 这是 学生
其研究对象具有实用性 与普遍性 ，讲述的内容不仅是后
续 专业 课 的理 论 基 础 ，而且 是 电气 工 程 领域 实践 问题 的
能使学生在轻松愉快 的氛围中汲取知识 ，培养能力 ，提 高专业 素质 ，获得 良好的教学效果 和关 键参数等要板 书的 内容要合理 布 局 ，通盘考虑 。二是版 面设计 ，要对板 书板式 ，图形和 擦 留等有一个规划 ，主板书最好不擦掉 ，用以指导新课
科学思维和创新能力 的培养 。
二 、课 堂教 学设计
２１内容 规 划 ．
磁学的基础专业课程 ，其 内容 比较抽象 ，所 以，在教学 过程 中还应该尽量使用一些相关的趣味性语言 ，但请注 意语言要生动 ，比喻要恰当 ，可以讲一些学生感兴趣而
电机学课程设计报告(打印版)
cos wt
cos νθ
4π 3
cos
wt
4π 3
F
cosνθcoswt sinνθsinwt
F cos wt νθ
表明三相合成磁动势的ν 6k 1次谐波转速为 n ，转向与基波相反。
9
2. 仿真分析
1) 谐波数值分析 利用 matlab 进行相关参数计算，生产表格如下，可以看出谐波成分特别 是高次谐波成分相比基波来说要小很多。
2
一、课程设计题目及要求
题目：三相异步电动机绕组设计及磁动势计算 时间：大三上 15‐16 周 要求： 1. 设计交流绕组 2. 编程计算单相和三相磁动势基波和各次谐波（谐波次数要求计算到 100 次以
上）。 1) 编程语言不限 2) 将计算结果列表
ν
k
k
k
F
F ⁄F
…… 3. 根据单相和三相磁动势的表达式，画出磁动势曲线（用计算机绘图）。 4. 设计参数：三相异步电动机，Y 接，双层绕组，频率 50Hz
0.078578 0.25
‐0.88476 0.884765
‐0.25 ‐0.07858 ‐0.14557
0.25 ‐0.04825 0.048248
‐0.25 0.145566 0.078578
0.25 ‐0.88476 0.884765
‐0.25 ‐0.07858
2) 单相和三相合成磁动势波形仿真
槽电动势星形图如下：
4
图 1 60°相带槽电动势星形图 3) 绘制绕组展开接线图
题中给出 a=4，由以上的线圈分配表及槽电动势星行展开图可画出 A 相 绕组线圈接线图 2 所示，A 相绕组展开接线图如图 3 所示，完整的三相 展开接线图如图 4 所示。
电机学的课程设计
电机学的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握电机的基本结构、工作原理及分类。
2. 学生能够描述并解释电机在不同应用领域的功能及作用。
3. 学生能够掌握电机的主要性能参数，并运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 学生能够运用电机学知识，分析并解决实际电路中电机相关问题。
2. 学生能够正确使用实验仪器，进行电机性能测试，并处理实验数据。
3. 学生能够设计简单的电机控制系统，实现电机的启动、停止和调速。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电机学，培养对物理学科的热爱和兴趣，增强探究精神。
2. 学生能够认识到电机在日常生活和国家发展中的重要作用，提高社会责任感和使命感。
3. 学生通过合作学习，培养团队协作能力和沟通交流能力，形成积极向上、互帮互助的学习氛围。
课程性质：本课程为电机学基础知识课程，旨在帮助学生建立电机学的基本概念，提高解决实际问题的能力。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：结合学生特点，采用讲解、实验、讨论等多种教学方法，注重理论联系实际，提高学生的知识运用能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的学习积极性。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电机的基本概念：介绍电机的定义、分类及用途，重点讲解电机在日常生活和工业中的应用。
教材章节：第一章 电机概述2. 电机的工作原理：详细讲解电机的工作原理，包括电磁感应、电磁力等基本概念。
教材章节：第二章 电机的工作原理3. 电机结构及参数：介绍电机的主要结构，如定子、转子、绕组等，以及电机的主要性能参数。
教材章节：第三章 电机结构及参数4. 电机启动、运行和调速：讲解电机的启动方法、运行特性及调速原理。
教材章节：第四章 电机启动、运行与调速5. 电机应用实例：分析电机在不同领域的应用，如家用电器、工业生产等。
电机课设
电机课程设计报告书课题：30kw三相异步电动机星三角起动电气控制系统设计院（系）：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导老师：题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发2014 年12 月15 日前言实训主要内容：设计型号为Y200L-4额定功率为30kw的三相异步电动机星三角起动电气控制系统主线路、控制线路，要求控制方案安全、可靠、规范、合理、简洁、清楚，在此基础上要求经济投入尽可能的少。
首先查阅型号为Y200L-4额定功率为30kw的三相异步电动机的各种参数，根据各种参数计算验证电机的额定电流，计算结果应与查得的额定电流相符。
电流验证无误后，再设计并绘制电气控制系统原理图，并根据电机额定电流计算电机带上额定负载时电路各处的电流值，计算各种电器(如交流接触器、热继电器、熔断器、自动空气开关、时间继电器、电缆线等)的相关参数，然后选择电器具体的型号，并绘制电器元件明细表。
最后，绘制电气安装接线图，并再实验台上进行接线、通电、调试、运行。
工作过程简介：小组成员通过网络收集电机的各项参数，再由课本上具体了解电机起动、星型-三角形（Ｙ－△）起动的控制过程和原理。
收集到的资料和电机的各项参数后，根据三相异步电动机的各项参数计算公式和方法验证所设计控制方法的可行性。
最后根据比较的结果选择合理的控制方法和对应的各种器件。
对应设计的控制电路图连接电器，调试直到系统稳定运行。
目录正文 --------------------------------------------------------- 1 1．系统概述 ------------------------------------------------ 1 2．系统各部分设计、计算及选择----------------------------------- 2 2.1 三相异步电动机工作原理------------------------------------ 2 2.2 Y200L-4/30kw三相异步电动机各参数------------------------- 2 2.3 电动机额定电流与转矩的的计算------------------------------ 2 2.4 电路各处电流值的计算及元器件的选择------------------------ 32.4.1 断路器QF的选择------------------------------------------------- 3 2.4.2 交流接触器KM的选择--------------------------------------------- 3 2.4.3 熔断器FU的选择------------------------------------------------- 3 2.4.4 热继电器FR的选择----------------------------------------------- 3 2.4.5 时间继电器KT的选择--------------------------------------------- 4 2.4.6 电缆的选择------------------------------------------------------ 42.5 电气控制工作原理及其原理图-------------------------------- 4 2.5.1 电路的工作原理 ------------------------------------------------ 4 2.5.2 电机控制原理图------------------------------------------------- 53．设计方案的安装调试或验证 -------------------------------------- 5 4．结束语-----------------------------------------------------------6 5.鸣谢-------------------------------------------------------------6 参考文献-----------------------------------------------------------6 元器件明细表-------------------------------------------------------7 附图表----------------------------------------------------------- 8正文1.系统概述三相笼型异步电动机的起动方法有三种，分别是：直接起动、减压起动和软起动。
电机学课程设计
电气学科大类_______级课程设计电机学学号：___________姓名：___________班级：___________日期：___________目录1、课程设计目的 (2)2、课程设计题目及分析 (2)题目及要求 (2)题目分析 (3)3、设计过程 (3)P2 =0时的V型曲线 (3)3.1.1 计算过程 (3)3.1.2列点举例 (4)3.1.3 V型曲线 (4)P2 =22500kW时的V型曲线 (5)3.2.1 计算过程 (5)3.2.2列点举例 (6)3.2.3 V型曲线 (6)P2 =52500kW时的V型曲线 (7)3.3.1 计算过程 (7)3.3.2 列点举例 (8)3.3.3 V型曲线 (8)P2 =62500kW时的V型曲线 (9)3.4.1 计算过程 (9)3.4.2 列点举例 (10)3.4.3 V型曲线 (10)总的V型曲线 (11)4、分析与小结..................................................................12 5、参考文献 (12)1、课程设计目的本次课程设计旨在考查同学们对同步电机相关特性的理解和掌握。
通过求解不同输出功率下的水轮发电机的V 型曲线，进一步了解凸极同步电机的特点和相关特性，熟悉不同类型的同步电机的相量图的区别，掌握不同参数之间的关系。
同时借此课程设计巩固课堂上的理论知识并加深理解，学习和掌握分析问题、解决问题的方法和能力。
2、课程设计题目及分析题目及要求一台50000kW 、13800V （Y 联接）、额定功率因数cos 0.8N ϕ=(滞后)的水轮发电机并联于一无穷大电网上，其参数为0, 1.15,0.7a q d R X X **≈==，并假定其空载特性为一直线，试求：1) 输出功率为0时的V 型曲线；2) 输出功率为22500kW 时的V 型曲线； 3) 输出功率为52500kW 时的V 型曲线； 4) 输出功率为62500kW 时的V 型曲线。
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参考文献：
[1]辜承林，陈乔夫，熊永前. 电机学. 武汉：华中科技大学出版社，2010 年 [2]熊永前. 电机学习题解答. 武汉：华中科技大学出版社，2010 年 [3]刘保柱，苏彦华，张宏林. MATLAB7.0 从入门到精通.北京：人民邮电出版社，2006 年
0.078578 0.25
‐0.88476 0.884765
‐0.25 ‐0.07858 ‐0.14557
0.25 ‐0.04825 0.048248
‐0.25 0.145566 0.078578
0.25 ‐0.88476 0.884765
‐0.25 ‐0.07858
2) 单相和三相合成磁动势波形仿真
6
图 4 三相绕组展开接线图
7
三、单相和三相磁动势基波及谐波的分析
1、理论分析
1) 单相： 根据交流绕组理论知，相绕组磁动势为脉振磁动势，下面推导其相关表达式
定子电流 I √
短距系数 k
sin
sin
)
分布系数 k
绕组系数 k
kk
相绕组磁动势波的傅里叶级数展开式为
f t, θ
√ ∑ , , ,… k cosνθ coswt
表 2 谐波相关参数计算
ν
k
k
1 0.92388 0.957662 3 ‐0.38268 0.653281 5 ‐0.38268 0.205335 7 0.92388 ‐0.15756 9 ‐0.92388 ‐0.2706 11 0.382683 ‐0.12608 13 0.382683 0.126079 15 ‐0.92388 0.270598 17 0.92388 0.157559 19 ‐0.38268 ‐0.20533 21 ‐0.38268 ‐0.65328 23 0.92388 ‐0.95766 25 ‐0.92388 ‐0.95766 27 0.382683 ‐0.65328 29 0.382683 ‐0.20533 31 ‐0.92388 0.157559 33 0.92388 0.270598 35 ‐0.38268 0.126079 37 ‐0.38268 ‐0.12608 39 0.92388 ‐0.2706 41 ‐0.92388 ‐0.15756 43 0.382683 0.205335 45 0.382683 0.653281 47 ‐0.92388 0.957662 49 0.92388 0.957662 51 ‐0.38268 0.653281 53 ‐0.38268 0.205335 55 0.92388 ‐0.15756 57 ‐0.92388 ‐0.2706 59 0.382683 ‐0.12608 61 0.382683 0.126079 63 ‐0.92388 0.270598 65 0.92388 0.157559
P kW U V cosφ η
Z
N
45 380 0.88 92.3% 48 20
a
节距 n r⁄min
4
1‐10 1480
3
二 交流绕组设计
1. 交流绕组设计
1) 线圈节距
由n 1480 r⁄min知
n 1500 r⁄min，p
2，τ
题中给定势星形图
槽距电角α pα p
考虑ν 6k 3(k=1,2,3,…)次波形， f t, θ f f f
F cosνθcoswt cos νθ cos wt
cos νθ
π cos wt
4π 3
0
表明三相合成磁动势的ν 6k 3次谐波不存在。
考虑ν 6k 1(k=1,2,3,…)次波形，
f t, θ f f f
F cosνθcoswt cos νθ
‐4.1788 3.952924 ‐19.4319 10.76252 5.539533 16.84095 ‐57.0649
54.7357 ‐14.8597 ‐4.49434 ‐8.02297 13.29548 ‐2.47895 2.397675 ‐12.0292 6.788665
F ⁄F
1 ‐0.09419 ‐0.01776
3.555222 10.98323 ‐37.7753
36.7404 ‐10.1046 ‐3.09351 ‐5.58561 9.356082 ‐1.76215 1.720684 ‐8.71083 4.958014 2.617581 8.148846 ‐28.2321 27.64999 ‐7.65498 ‐2.35841
‐0.0235 0.031396 ‐0.00496 0.004195 ‐0.01884 0.009678 0.004674 0.013455 ‐0.04348
0.04 ‐0.01047 ‐0.00306 ‐0.00531 0.008562 ‐0.00156 0.001474 ‐0.00725 0.004013 0.002065 0.006279 ‐0.02128 0.020408 ‐0.00554 ‐0.00168 ‐0.00299 0.004957 ‐0.00092 0.000894 ‐0.00449 0.002531
0.25 ‐0.88476 0.884765
‐0.25 ‐0.07858 ‐0.14557
0.25 ‐0.04825 0.048248
‐0.25 0.145566
10
F
2682.049 ‐252.614
‐47.64 ‐63.0376 84.20474 ‐13.2962 11.25063 ‐50.5228 25.95666 12.53684 36.08774 ‐116.611 107.282 ‐28.0682 ‐8.21379 ‐14.2343 22.96493
67 ‐0.38268 ‐0.20533 69 ‐0.38268 ‐0.65328 71 0.92388 ‐0.95766 73 ‐0.92388 ‐0.95766 75 0.382683 ‐0.65328 77 0.382683 ‐0.20533 79 ‐0.92388 0.157559 81 0.92388 0.270598 83 ‐0.38268 0.126079 85 ‐0.38268 ‐0.12608 87 0.92388 ‐0.2706 89 ‐0.92388 ‐0.15756 91 0.382683 0.205335 93 0.382683 0.653281 95 ‐0.92388 0.957662 97 0.92388 0.957662 99 ‐0.38268 0.653281 101 ‐0.38268 0.205335
则三相合成基波磁动势
f t, θ f f f 考虑ν 6k 5(k=1,2,3,…)次波形， f t, θ f f f
3 2
F
cos wt θ
F cosνθcoswt cos νθ
cos wt
cos νθ
2π 3
cos
wt
4π 3
F
cosνθcoswt sinνθsinwt
F cos wt νθ
表明三相合成磁动势的ν 6k 5次谐波转速为 n ，转向与基波相同。
电气与电子工程学院
级
《电机学》课程设计报告
题目：三相异步电动机绕组设计及磁动势计算
姓名 学号 班级 日期
目录
一． 课程设计要求 …………………………………………………3 二． 交流绕组设计 …………………………………………………4 三． 单相和三相磁动势基波及谐波的分析 ………………………8
1. 理论分析 …………………………………………………………………8 2. 仿真分析 ………………………………………………………………10 四． 总结及感想 ……………………………………………………14 五． 参考文献及附录 ………………………………………………15
这次课程设计虽然时间比较短，但在两个星期的时间里对交流电机的绕组部 分有了更进一步的认识，特别是通过软件仿真直观地看到了理论分析结果。在课 程设计中，也遇到了一些困难，如在画交流绕组时虽然明白怎么画，但利用软件 绘制又遇到一些了困难，虽然之前学过，但很久不用就忘了，又花了一些时间进 行学习，同时利用仿真分析也再次学习了下 matlab 。本课程设计报告均由本人 独立完成，限于学识和近期时间原因，难免存在纰漏，还请老师予以指导更正。
0.001326 0.004095 ‐0.01408 0.013699 ‐0.00377 ‐0.00115 ‐0.00208 0.003488 ‐0.00066 0.000642 ‐0.00325 0.001849 0.000976 0.003038 ‐0.01053 0.010309 ‐0.00285 ‐0.00088
槽电动势星形图如下：
4
图 1 60°相带槽电动势星形图 3) 绘制绕组展开接线图
题中给出 a=4，由以上的线圈分配表及槽电动势星行展开图可画出 A 相 绕组线圈接线图 2 所示，A 相绕组展开接线图如图 3 所示，完整的三相 展开接线图如图 4 所示。
5
图 2 线圈联接示意图
图 3 A 相绕组展开接线图
图 8 为三相合成磁动势随空间角θ和时间 t 的三维波形，合成之后的波 形较好，在空间应为一幅值不变的圆形旋转波。
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图 5 单相绕组磁动势随θ的变化波形 图 6 单相绕组磁12动势随 t, θ的变化波形
图 7 三相合成磁动势随θ的变化波形
图 8 三相合成磁动势随 t, θ的变化波形
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四、总结及感想
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一、课程设计题目及要求
题目：三相异步电动机绕组设计及磁动势计算 时间：大三上 15‐16 周 要求： 1. 设计交流绕组 2. 编程计算单相和三相磁动势基波和各次谐波（谐波次数要求计算到 100 次以
上）。 1) 编程语言不限 2) 将计算结果列表
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