電機及拖動課程綜述

《課程名稱》綜述報告

專業(yè)及班級

姓名______________________________________學號______________________________________授課老師______________________________________完成時間______________________________________

《電機及拖動基礎》綜述報告

摘要：本課程包括“電機學”及“電力拖動基礎”兩門課的主要內容，是工科特別是自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，主要研究電機與電力拖動系統(tǒng)的基本理論問題，同時也聯(lián)系到科學實驗與生產(chǎn)實際的內容，是十分重要的一門理論與實踐課程。

關鍵詞：課程內容學習總結

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)目標及教學概要

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。

本課程主要研究電機與電力拖動系統(tǒng)的基本理論問題，同時也聯(lián)系到科學實驗與生產(chǎn)實際的內容，具有原“電機學”及“電力拖動基礎”的基本內容。在學完本課程后，應達到下列要求：

1)了解常用鐵磁材料的特性，掌握磁路基本定律及計算方法。

2)熟悉常用交、直流電機及變壓器的基本結構和工作原理，對交、直流電機繞

組的基本形式及其連接規(guī)律要有一定的認識。

3)掌握交、直流電機及變壓器穩(wěn)態(tài)運行時的基本理論、運行性能及其分析方法。4)熟練運用等效電路計算變壓器和三相異步電動機的性能。5)掌握控制電機的工作原理、特性及用途。

6)掌握分析電動機機械特性及各種運行狀態(tài)（起動、反接制動、能耗制動、回

饋制動）的基本理論。

7)掌握電力拖動機械過渡過程的基本特征及其主要的分析方法，了解機械慣性

和電磁慣性同時作用時對直流電力拖動過渡過程的影響。

8)掌握電力拖動系統(tǒng)中電動機參數(shù)調速方法的基本原理和技術經(jīng)濟指標。9)掌握選擇電機的原理與方法。

10)掌握電機與電力拖動系統(tǒng)的基本實驗方法與技能，本具有熟練的運算能力。11)了解電機與電力拖動系統(tǒng)今后發(fā)展的方向。

二、課程主要內容

本課程包括“電機學”及“電力拖動基礎”兩門課的主要內容，分為上、下兩冊。上冊主要為電機部分，以電動機為切入點，內容順序為：磁路，直流電機，變壓器，異步電機，同步電機，控制電機等。下冊為電力拖動部分，內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。具體內容如下：

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相互作用的基礎上的，應注意的是，無論在直流電動機還是直流發(fā)電機中，電機外電路中的電壓、電流及電動勢都是直流性質的，但電機內每個元件中的電壓、電流及電動勢都是交變性質的。直流電動機屬于雙邊勵磁系統(tǒng)。

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三相異步電動機空載、負載運行時，由于電源電壓為額定電壓，定子繞組中漏阻抗壓降很小，所以氣隙磁場基本不變，屬于“單邊勵磁”的電機。

單相異步電動機的工作原理建立在分解的兩個轉向相反的兩個旋轉磁動勢理論基礎之上�？刹捎迷鰪娬�向旋轉磁動勢，削弱反向旋轉磁動勢的方法解決不能自行起動的問題。

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速

異步電動機的調速方法主要有變極、變頻及調節(jié)轉差能耗等三種。在調節(jié)轉差能耗的調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、串級調速及脈沖調速等。

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、學習總結

在本學期我們學習了《電機及拖動基礎》上下兩冊的內容。學習的內容很多，任務較重。因為課程比較抽象，涉及到數(shù)學，物理和電路等知識的運用，再加上知識點較多且較為繁瑣，所以學習起來較為困難，對所學知識點不能較為透徹的理解而且不能很好的把知識點連貫起來。課程雖然結束了，但是我們的學習還沒有結束，作為自動化專業(yè)的學生在今后的工作中難免會接觸到電機及拖動技術，所以我們在平常的學習工作中仍要不斷的學習這門課。

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。

一般地，在一個完整的自動控制系統(tǒng)中，信號電機、功率電動機和控制電動機都會有自己的用武之地。通�？刂齐妱訖C是很“精確”的電動機，在

控制系統(tǒng)中充當“核心執(zhí)行裝置”；而功率電動機是比較“強壯”的大功率電動機，常用來拖動現(xiàn)場的機器設備；信號電機則在控制系統(tǒng)中擔任“通訊員”的角色，本質上就是“電機傳感器”。

在現(xiàn)代社會中，電機的應用可以說是無處不在的。例如，在交通運輸業(yè)中，如城市交通運輸和電氣化的鐵道，需要各種具有良好啟動和調速性能的牽引電機；在航運和航空事業(yè)中又需要各種特殊的電機；在農(nóng)業(yè)中，如電力排灌、脫粒、輾米、榨油等農(nóng)業(yè)機械業(yè)廣泛的采用電動機拖動；在現(xiàn)代家庭生活中，如洗衣機、電冰箱、空調、電風扇等家用電器，需要各種小型電動機來拖動；在自動控制技術中，各種各樣的微型控制電機廣泛地作為檢測、放大和執(zhí)行元件

隨著科學技術水平的提高，電力工業(yè)不斷發(fā)展，發(fā)電機和變壓器的電機容量不斷增大，中、小型電動機的應用范圍也不斷擴大，電機性能指標和經(jīng)濟效益不斷提高，這是電機工業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

學習本課程不僅在理論上是使我對電機方面的知識有了一個較新、較全面的認識，而且在日常的實踐訓練中也已有了一定的幫助。例如在參加飛思卡爾智能車比賽時，為了提升小車的速度，獲得最短的單圈時間，除了在軟件方面對小車進行優(yōu)化處理，還可以在硬件功能上使小車有所提升。例如在小車起動階段，采用分級起動時使每一級的轉矩大小取得大小一致，可以使電動機有較均勻的加速度，并能改善電動機的換向情況，緩和轉矩對傳動機構與工作機械的有害沖擊。雖然只是一點不大的改動，但對差距盡在毫厘之間的智能車比賽來說可能就是關鍵所在了。

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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___________________________

《電機及拖動基礎》綜述報告

摘要：本課程包括“電機學”及“電力拖動基礎”兩門課的主要內容，是工科特別是自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，主要研究電機與電力拖動系統(tǒng)的基本理論問題，同時也聯(lián)系到科學實驗與生產(chǎn)實際的內容，是十分重要的一門理論與實踐課程。

關鍵詞：課程內容學習總結

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)目標及教學概要

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。

本課程主要研究電機與電力拖動系統(tǒng)的基本理論問題，同時也聯(lián)系到科學實驗與生產(chǎn)實際的內容，具有原“電機學”及“電力拖動基礎”的基本內容。在學完本課程后，應達到下列要求：

1)了解常用鐵磁材料的特性，掌握磁路基本定律及計算方法。

2)熟悉常用交、直流電機及變壓器的基本結構和工作原理，對交、直流電機繞

組的基本形式及其連接規(guī)律要有一定的認識。

3)掌握交、直流電機及變壓器穩(wěn)態(tài)運行時的基本理論、運行性能及其分析方法。4)熟練運用等效電路計算變壓器和三相異步電動機的性能。5)掌握控制電機的工作原理、特性及用途。

6)掌握分析電動機機械特性及各種運行狀態(tài)（起動、反接制動、能耗制動、回

饋制動）的基本理論。

7)掌握電力拖動機械過渡過程的基本特征及其主要的分析方法，了解機械慣性

和電磁慣性同時作用時對直流電力拖動過渡過程的影響。

8)掌握電力拖動系統(tǒng)中電動機參數(shù)調速方法的基本原理和技術經(jīng)濟指標。9)掌握選擇電機的原理與方法。

10)掌握電機與電力拖動系統(tǒng)的基本實驗方法與技能，本具有熟練的運算能力。11)了解電機與電力拖動系統(tǒng)今后發(fā)展的方向。

3、學習時間分布

本課程的學習時間從大三第二學期第1周到第16周，每周4個學時，共64個學時，學習課本理論知識；第10周到第17周進行實驗課學習，每周兩個學時，共16個學時，培養(yǎng)動手實踐能力。該課程共80個學時。

二、課程主要內容

本課程包括“電機學”及“電力拖動基礎”兩門課的主要內容，分為上、下兩冊。上冊主要為電機部分，以電動機為切入點，內容順序為：磁路，直流電機，變壓器，異步電機，同步電機，控制電機等。下冊為電力拖動部分，內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。具體內容如下：

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相互作用的基礎上的，應注意的是，無論在直流電動機還是直流發(fā)電機中，電機外電路中的電壓、電流及電動勢都是直流性質的，但電機內每個元件中的電壓、電流及電動勢都是交變性質的。直流電動機屬于雙邊勵磁系統(tǒng)。

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三相異步電動機空載、負載運行時，由于電源電壓為額定電壓，定子繞組中漏阻抗壓降很小，所以氣隙磁場基本不變，屬于“單邊勵磁”的電機。

單相異步電動機的工作原理建立在分解的兩個轉向相反的兩個旋轉磁動勢理論基礎之上�？刹捎迷鰪娬�向旋轉磁動勢，削弱反向旋轉磁動勢的方法解決不能自行起動的問題。

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速

異步電動機的調速方法主要有變極、變頻及調節(jié)轉差能耗等三種。在調節(jié)轉差能耗的調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、串級調速及脈沖調速等。

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、學習總結

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。

一般地，在一個完整的自動控制系統(tǒng)中，信號電機、功率電動機和控制電動機都會有自己的用武之地。通�？刂齐妱訖C是很“精確”的電動機，在控制系統(tǒng)中充當“核心執(zhí)行裝置”；而功率電動機是比較“強壯”的大功率電動機，常用來拖動現(xiàn)場的機器設備；信號電機則在控制系統(tǒng)中擔任“通訊

員”的角色，本質上就是“電機傳感器”。

當然，并不是所有的自動控制系統(tǒng)中都具備這三種電機，在一般的自動化領域，例如運動控制和過程控制，尤其是在運動控制中，控制電動機是必不可少的“核心器件”，所以控制電動機在自動化領域中的地位是舉足輕重的，這也是人們對控制電動機研究最多的原因之一。

在現(xiàn)代社會中，電機的應用可以說是無處不在的。例如，在交通運輸業(yè)中，如城市交通運輸和電氣化的鐵道，需要各種具有良好啟動和調速性能的牽引電機；在航運和航空事業(yè)中又需要各種特殊的電機；在農(nóng)業(yè)中，如電力排灌、脫粒、輾米、榨油等農(nóng)業(yè)機械業(yè)廣泛的采用電動機拖動；在現(xiàn)代家庭生活中，如洗衣機、電冰箱、空調、電風扇等家用電器，需要各種小型電動機來拖動；在自動控制技術中，各種各樣的微型控制電機廣泛地作為檢測、放大和執(zhí)行元件

隨著科學技術水平的提高，電力工業(yè)不斷發(fā)展，發(fā)電機和變壓器的電機容量不斷增大，中、小型電動機的應用范圍也不斷擴大，電機性能指標和經(jīng)濟效益不斷提高，這是電機工業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

實際上，隨著電機制造技術的不斷發(fā)展和相互融合，各種旋轉電機的性能都逐漸“交叉化”和“特殊化”。對各種旋轉電機進行極其詳細地分類是不可能的，因為許多新型旋轉電機都是許多電機工作原理和許多電機制造技術高度統(tǒng)一的有機體，而電機及其拖動技術也已成為一門多元化的技術。

學習本課程不僅在理論上是使我對電機方面的知識有了一個較新、較全面的認識，而且在日常的實踐訓練中也已有了一定的幫助。例如在參加飛思卡爾智能車比賽時，為了提升小車的速度，獲得最短的單圈時間，除了在軟件方面對小車進行優(yōu)化處理，還可以在硬件功能上使小車有所提升。例如在小車起動階段，采用分級起動時使每一級的轉矩大小取得大小一致，可以使電動機有較均勻的加速度，并能改善電動機的換向情況，緩和轉矩對傳動機構與工作機械的有害沖擊。雖然只是一點不大的改動，但對差距盡在毫厘之間的智能車比賽來說可能就是關鍵所在了。

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