电机与拖动课程设计

一直流电机的简介及结构（一）直流电机简介直流电机是生产和使用直流电能的机电能量转换装置。

将机械能转换为直流电能的，称为直流发电机；将电能追安环为机械能的，称为直流电动机。

直流电动机具有调速性能好、启动和制动转矩大、过载能力强等优点，因此广泛应用于启动和调速要求较高的机械上。

例如：轧钢机、机床、电车、电器轨道牵引、挖掘机械、纺织机械等。

直流发电机可以作为各种直流电源。

例如直流电动机的电源、同步电机的励磁电源、以及化学工业方面用于电解电镀的抵押大电流直流电源等。

在本次设计中只介绍和说明直流电动机，不介绍直流发电机。

与交流电机相比，直流电机的主要缺点是换向问题，它限制了直流电机的极限容量，又使得直流电机的结构复杂，消耗较多的有色金属，维护比较麻烦，致使直流电机的应用受到一定的限制。

不过，虽然如此，可是随着电子技术的发展，可控硅整流电源在生产上的应用越来越广泛，虽然使直流发电机的受到威胁，可是却会使直流电动机在应用中更为广泛。

（二）直流电机的结构直流电机由静止的钉子和旋转的转子两大部分组成。

定转子之间有一定的空隙，称为气隙。

定子的作用是产生磁场和对电机的机械支撑，主要由主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置等部件组成。

转子的作用是产生电枢感应电动势或电磁转矩，主要由电磁铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等部件组成。

如下图1-2所示：图1-1 直流电机装配结构图1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极 6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心1 定子部分①主磁极（简称主极）主磁极用来产生气隙磁场并且在电枢表面外的气隙空间里产生一定形状分布的气息磁密。

主磁极由主机铁芯和励磁线圈组成，主极铁芯和由1—1.5mm厚的低碳钢板冲成一定形状，然后叠压用铆钉铆在一起，上面套上是实现绕制好的励磁线圈，整个磁极用螺钉固定在机座内表面上。

为了减小气隙中的有效磁通的磁阻，改善气隙磁密的分布，磁极分为两部分，较宽的部分成为极靴，较窄的部分称为极身，这样还可以时励磁绕组牢固的套在磁极上，如图1-2所示。

电机与拖动课程设计报告电机与拖动课程设计报告一、引言电机与拖动课程是电气工程专业的一门重要课程，主要涉及电机的基本原理、结构和控制方法，以及电机在工程实际中的应用。

本次课程设计旨在通过模拟实验的方式，加深对电机与拖动的理论知识的理解，提高实践操作能力。

二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个电机拖动系统，其中包括电机驱动电路的设计、传感器采集电路的设计和控制系统的设计。

主要实现以下功能：1. 实现电机的正、反转控制，可以通过开关或按键控制电机的运行方向。

2. 实现电机的调速控制，可以通过旋钮或模拟信号输入控制电机的转速。

3. 实现电机位置的闭环控制，可以通过编码器或位置传感器获取电机的位置反馈信号，并控制电机按照指定位置运行。

三、系统设计1. 电机驱动电路设计电机驱动电路采用H桥电路，可以实现电机的正、反转控制。

根据电机的额定电流和电源电压确定H桥电路的功率。

并根据电机的类型（直流电机还是交流电机）选择相应的调速控制方法。

2. 传感器采集电路设计传感器采集电路主要包括电机的转速传感器和位置传感器。

转速传感器可以采用光电编码器或霍尔传感器，用于测量电机的转速。

位置传感器可以采用位移传感器或光电编码器，用于测量电机的位置。

3. 控制系统设计控制系统采用微处理器或单片机作为核心控制器，实现对电机的控制。

根据输入的控制信号，经过处理后输出控制信号给电机驱动电路，实现电机的正、反转、调速和位置控制。

四、实验步骤1. 搭建电机驱动电路，连接电机和电源，测试电机的正、反转控制功能。

2. 设计传感器采集电路，将传感器连接到微处理器或单片机上，测试传感器的采集功能。

3. 设计控制系统，编写控制程序，实现电机的正、反转、调速和位置控制。

4. 进行系统调试和性能测试，验证设计的功能是否符合要求。

五、实验设备1. 直流电机或交流电机2. 电源3. H桥电路4. 光电编码器或霍尔传感器5. 位移传感器或光电编码器6. 微处理器或单片机七、总结通过本次课程设计，我对电机与拖动的原理和实际应用有了更深入的理解。

电机及拖动基础课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握电机及拖动基础的基本概念、原理和应用，培养学生具备电机的设计、制造、维护和故障诊断的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解电机的基本原理、结构和工作特点；（2）掌握电机的分类、性能和参数；（3）熟悉电机拖动系统的运行原理和控制方法；（4）了解电机及拖动技术在工程中的应用。

2.技能目标：（1）能够运用电机及拖动基础理论分析实际问题；（2）具备电机选型、安装和调试的基本技能；（3）掌握电机运行维护和故障诊断的方法。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电机及拖动技术的兴趣和热情；（2）增强学生的工程意识，提高创新能力和团队合作精神；（3）培养学生遵守纪律、严谨治学的学术态度。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括电机的基本原理、结构和工作特点，电机的分类、性能和参数，电机拖动系统的运行原理和控制方法，以及电机及拖动技术在工程中的应用。

具体安排如下：1.电机的基本原理、结构和工作特点；2.电机的分类、性能和参数；3.电机拖动系统的运行原理和控制方法；4.电机及拖动技术在工程中的应用；5.电机的设计、制造、维护和故障诊断。

三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握电机及拖动基础的基本概念、原理和应用；2.讨论法：引导学生分组讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解电机及拖动技术在工程中的应用；4.实验法：进行电机实验，培养学生的动手能力和实践能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《电机及拖动基础》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：配备齐全的实验设备，为学生提供动手实践的机会。

电机与拖动课程设计背景本篇文档将介绍一个针对电机和拖动的课程设计，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生加深对于电机和拖动系统的理解，以及培养其解决问题的能力。

目标通过本次课程设计，学生将能够：1.掌握电机的基础知识，包括工作原理、类型、参数等；2.熟悉拖动系统的组成和原理；3.锻炼学生应用所学知识解决问题的能力；4.提高学生的实验设计和实验技能。

设计内容电机理论部分1.介绍电机的分类和工作原理；2.详细介绍直流电机和交流电机的特点和差异；3.解析电机参数，如电压、电流、功率、效率等；4.简述电机的控制方法，如调速和保护策略。

拖动部分1.介绍拖动的基本组成结构；2.分析各种拖动系统的构成和工作原理；3.讲解拖动系统的性能参数和变量；4.简述拖动系统的控制方法，如速度和力矩控制。

实验设计部分在理论学习的基础上，设计以下实验，让学生通过实践了解并理解所学知识：1.用万用表测试直流电机的电压、电流和转速，进而得出电机的性能参数；2.测试不同直流电压对直流电机的转速的影响；3.构建一个简单的拖动系统，测量系统的性能参数，如速度、功率、效率等；4.让学生自己设计一个拖动系统，测量系统的性能参数，运用所学知识进行调节和控制。

教学方法本课程设计既有理论学习，也有实验操作。

在理论部分，推荐使用PPT，讲解电机和拖动系统的基础知识，让学生熟悉系统的组成和工作原理。

在实验操作中，老师可以带领学生完成实验设计和操作，提高学生的实验技能。

考核方式本课程设计是一个综合性的项目，考核方式主要包括以下环节：1.课堂参与和出席率（10%）；2.实验报告（20%），要求学生在报告中详细说明实验的目的、方法、结果和分析；3.仿真设计报告（30%），要求学生自己设计一个拖动系统，并利用仿真软件进行仿真设计和模拟；4.大作业（40%），要求学生在实验室或者工厂的场景中，自主设计控制电机和拖动系统的方案，并实现控制效果。

总结本次课程设计旨在帮助学生加深对于电机和拖动系统的理解，培养其应用所学知识解决问题的能力。

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。

电机与拖动课程设计1.前言电机与拖动是一门理论性和实践性都较强的课程，是自动化专业必修的核心课程，电机与拖动课程理论讲授完后，结合专业特点和现有设备条件开展该课程的课程设计，增强学生对课程理论知识的理解和实践运用，加强学生电机与拖动课程综合性工程训练。

2. 异步电动机的起制动和调速设计关于异步电动机的起制动和调速设计，其主要根据电机与拖动实验中的继电器（接触器，时间继电器）控制知识，完成电路图的绘制，实现对异步电动机起动、调速、制动、停止等功能。

异步电动机控制动作流程：低速启动→高速正转运行→运行一段时间→减速运行→运行一段时间→反转低速运行→运行一段时间→反转高速运行→运行一段时间→能耗制动→停止。

此设计题目要求对异步电机的起动、调速、制动方法的设计，以确定异步电机的最佳起、制动和调速方案，且达到最优配合。

2.1 异步电动机的起动2.1.1 电机起动方法的介绍电机在起动时应使启动转矩足够大，确保生产机械正常起动；起动电流足够小，避免因起动对电网造成的冲击；起动时间你尽量短；启动设备简单，操作方便；起动过程中能耗消耗少，经济适用。

通过综合考虑，一般选择起动电流I st=(4~7)I N，而起动转矩T st=T N。

本次课程设计中电机为鼠笼式异步电机，其主要起动方法有直接起动，定子串电阻或电抗的降压起动，自耦变压器的降压起动，星-三角降压起动，软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动。

2.1.2 起动方法的比较在上述这几种起动方法中，每一种方法都有各自的优点与缺点以及各自的适用范围。

对于直接起动方案：需要电机满足自身容量不大或者轻载情况，亦或者满足特殊要求的情况；对于定子串电阻或电抗的降压起动这种方法：这种方法相当于降低定子绕组的外加电压，而由上面公式可知，起动电流正比于定子绕组上的电压，因而在一定程度上，这种定子串电阻或电抗的降压起动方法可以到达降低起动电流的目的，但因为起动转矩与定子绕组电压的平方成正比，起动转矩将会降低更多，因此这种方法仅适合轻载起动；对于自耦变压器的降压起动方法：与直接起动方法相比较，采用自耦变压器的降压起动时，电压降低（N2/N1）倍，但电网所承担的起动电流和起动转矩均降低【（N2/N1）*（N2/N1）】倍，可以拖动较大的负载，但同时设备体积庞大、价格高；对于星-三角降压起动方法：电机采用星-三角降压起动时，电网所承担的起动电流只有三角起动时的1/3,而起动转矩也将为三角起动的1/3，相当于自耦变压器的降压起动抽头为（1/）的情况，而与自耦变压器的降压起动相比，星-三角降压起动方法简单，只需要星-三角转换开关，价格便宜、重量轻；对于软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动都具有一定的特殊性，更适合与一些特殊场合，因而在本次课程中不适用。

《电机与拖动》课程设计课程名称：电机与拖动学时数：80学时开课对象：矿山机电专业开课单位：矿山机电教研室二〇一六年八月二十日修订一、课程性质本课程为矿山机电专业学生必修的专业基础课。

它以《电工电子技术》为基础，教学的目的使学生掌握各种电机的基本结构与工作原理，独立分析电力拖动系统各种运行状态和电机控制方法，掌握有关计算方法，合理地选择和使用电动机，为后续矿山电力拖动自动控制系统等专业课打下坚实基础，为从事矿山专业技术工作做好基本培养和锻炼。

二、教学目标1、直流电机能力通过对直流电机的学习，使学生能熟练的拆装一台直流电机，掌握其型号、结构、部件、绕组等，能对他励直流电机的运行特性进行初步的分析，并掌握直流电机故障分析基本能力。

2、小型变压器设计能力通过小型变压器设计，使学生能够熟练掌握各类变压器的结构、工作原理及运行特性等，并掌握三相变压器的接线、连接组别及并联使用等。

3、异步电机拆装维修能力通过异步电机拆装，使学生能够掌握异步电机的结构、型号、工作原理、绕组连接方式等。

通过异步电机维修，使学生能够掌握异步电机基本特性、起速、调速、制动的类型及方法，并掌握异步电机常见的故障类型。

4、分析常见电力控制系统能力通过电力控制系统学习，使学生能够掌握交流电机的启动、反转、调速、制动的接线和控制方法；熟悉常用接触器、继电器的结构与工作原理。

5、微电机能力通过微电机的学习，使学生掌握几种微电机的结构特点及用途，通过提升机的控制分析了解几种微电机的使用。

三、能力要求1、直流电机能力学生能在1小时内独立对一台小型直流电机进行拆装，并说明直流电机各结构部件名称及作用，并能对简单的故障进行处理。

2、小型变压器设计能力学生在一周时间内做出小型单相变压器的设计内容，包括容量的确定、铁芯尺寸的确定、绕组匝数及导线直径的确定等。

拥有三相变压器的接线、连接组别及并联使用能力。

3、异步电机拆装维护能力能在3小时（5人组）内完成对矿用隔爆电机的拆装与维护，包括：正确的拆装顺序、绕组图的绘制（一相）、电机轴承的鉴定与维护、绝缘电阻的测定、星形、三角形解法等。

电机原理与拖动基础课程设计一、绪论电机多种多样，应用范围广泛，无论是工业领域的生产线，还是家庭生活中的家电，都离不开电机。

电机是将电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域。

因此，学习电机原理和拖动基础是电气工程专业中至关重要的一门核心课程。

在电机原理和拖动基础课程中，我们将学习不同类型的电机，以及它们的原理、特性和应用。

我们还将了解电机驱动器和电机拖动系统的基础知识，包括传感器、编码器、电流调节器等。

二、主要内容2.1 电机原理学习电机原理是了解电机工作方式的基础。

我们将涉及常见的交流电机和直流电机，以及它们的工作原理。

我们还将学习电机中的元件和电路，以及它们与电机原理的关系；介绍电机的运动和扭矩特性，以及电机参数和性能测试方法。

2.2 电机类型和应用不同的电机类型具有不同的特点和应用，我们将介绍不同类型的电机，如普通电动机、步进电机和伺服电机。

我们还将探讨它们在不同应用领域中的应用，如机械制造、船舶、航空航天、电力和交通等领域。

2.3 电机传感器和编码器在电机控制中，传感器和编码器是非常重要的组成部分。

我们将介绍各种不同类型的传感器和编码器，包括霍尔传感器，磁编码器和光学编码器，以及它们在电机位置和速度控制中的应用。

2.4 电机驱动器和控制电机驱动器是控制电机的关键部件，我们将学习常见的电机驱动器，如直流电机的调速器，交流电机的调速器。

我们还将介绍电机控制系统的结构和特点，以及电机控制器和电机控制算法的原理和应用。

三、课程设计3.1 实验设计本课程将重点侧重于实验设计，学生将要完成电机控制系统的设计和调试，包括电机传感器的测试，电机驱动器的选取和控制器的设计。

实验将有以下步骤:1.配置实验设备，包括电机、传感器、编码器、电机驱动器和控制器等；2.编写控制程序；3.进行测试和调试。

4.改进和优化设计控制算法；3.2 大作业在本次课程设计中，学生将开展一个小组研究项目。

每个小组将研究并开发一个电机控制系统的应用案例，如机械手臂控制、机器人等。

电机与拖动基础课程设计课程概述该课程是针对电机及拖动基础的学生所设计的。

本课程将介绍电机的基本原理、类型及其工作原理，并介绍与电机相关的拖动技术及相关软件和工具。

本课程的目的是培养学生对电机的理解及掌握拖动技术，以应用到实际生产中。

课程教学目标1.掌握电机的基本原理及种类。

2.了解电机的工作原理及其在实际应用中的作用。

3.掌握各种拖动技术及其应用。

4.了解相关软件和工具。

课程内容第一章：电机基础1.1 电机介绍1.2 电机的基本原理1.3 电机的种类1.4 电机的工作原理第二章：电机的应用2.1 电机在实际应用中的作用2.2 电机控制系统2.3 电机相关的软件和工具第三章：拖动技术3.1 拖动系统的基本原理3.2 拖动技术的种类3.3 软件和工具的应用第四章：课程设计4.1 实验要求及目的4.2 实验内容及步骤4.3 实验结果分析课程教学方法该课程采取理论教学与实验相结合的方式。

理论教学主要通过教师讲解、课件演示、教材阅读等方式进行；实验教学主要通过实际操作、实验报告等方式进行。

教师将在课程结束前定期进行课程复习与知识点测试。

实验器材和材料1.电机控制器2.电机及驱动器3.拖动器材评分标准1.实验报告 40%2.期末考试 40%3.平时表现 20%总结该课程旨在使学生掌握电机及拖动技术的基本概念，以应用于实际的生产过程中。

在本课程中，我们将介绍电机的基本原理、种类及其应用。

拖动技术将在第三章中进行介绍，并在第四章中设置实验来进行实践操作。

我们期望学生在本课程中获得丰富的知识，掌握实践技巧，为未来的学习和工作奠定坚实的基础。

电机与拖动技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电机的基本工作原理，掌握电机的主要构造及功能；2. 掌握拖动技术的概念，了解常见的拖动方式及其优缺点；3. 学会分析电机与拖动系统在实际应用中的性能，能运用相关公式进行计算。

技能目标：1. 能够正确使用电机与拖动实验设备，进行基本的实验操作；2. 学会通过观察、分析实验数据，解决电机与拖动系统中的实际问题；3. 提高团队协作能力，通过小组讨论、共同完成实验任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机与拖动技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生的安全意识，使其在实验过程中能够遵循操作规程，确保人身和设备安全；3. 增强学生的环保意识，了解电机与拖动技术在节能减排方面的作用，培养其社会责任感。

本课程旨在帮助学生掌握电机与拖动技术的基本知识，培养其实践操作能力和团队协作能力。

针对学生年级特点，课程目标既注重理论知识的传授，又强调实践技能的培养。

通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际工作中，为我国电机与拖动技术的发展做出贡献。

二、教学内容1. 电机基本原理与构造：讲解电机的工作原理，包括电磁感应定律、洛伦兹力等；介绍电机的主要构造，如定子、转子、绕组等，并通过教材第1章进行学习。

2. 常见电机类型：学习直流电机、异步电机、同步电机等常见电机类型的特点及应用，参考教材第2章。

3. 拖动技术：介绍拖动系统的概念，讲解电气传动、液压传动、气压传动等拖动方式，学习教材第3章相关内容。

4. 电机与拖动系统的性能分析：学习电机与拖动系统性能参数，如效率、功率因数、启动转矩等，分析不同拖动方式对系统性能的影响，结合教材第4章进行学习。

5. 电机与拖动系统在实际应用：举例介绍电机与拖动系统在实际工程中的应用，如机床、电梯、电动汽车等，参考教材第5章。

6. 实验教学：安排学生进行电机与拖动实验，包括电机启动、制动、调速等实验操作，巩固理论知识，提高实践能力。