电机及电力拖动

《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。

（≡）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.掌握继电器一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。

一、实习目的本次实习旨在通过实际操作，进一步加深对电机及电力拖动理论知识的理解，提高动手能力，培养实际操作技能，为今后从事相关工作打下坚实基础。

二、实习时间及地点实习时间：2021年X月X日至2021年X月X日实习地点：XX电机厂三、实习内容1. 电机基本结构及工作原理实习期间，我们首先学习了电机的种类、基本结构、工作原理等理论知识。

通过参观电机生产车间，我们对各类电机有了直观的认识，了解了电机的主要部件及其功能。

2. 电机测试与维护在实习过程中，我们学习了电机测试的方法和步骤，包括绝缘电阻测试、空载试验、负载试验等。

同时，我们还了解了电机维护的基本知识和技能，如电机拆卸、清洗、润滑等。

3. 电力拖动系统设计我们学习了电力拖动系统设计的基本原理，包括电机选型、拖动系统控制、电气控制柜设计等。

通过实际操作，我们掌握了拖动系统设计的基本流程和技能。

4. 电力拖动系统安装与调试在实习过程中，我们参与了电力拖动系统的安装与调试工作。

通过实际操作，我们掌握了拖动系统安装、接线、调试等技能。

四、实习过程及心得1. 实习过程实习期间，我们按照实习计划，认真学习了电机及电力拖动相关理论知识，并积极参与实践操作。

在实习过程中，我们遇到了一些困难，但在老师和同学的指导下，我们克服了这些困难，取得了良好的实习效果。

2. 实习心得（1）理论知识与实践相结合的重要性。

通过本次实习，我们深刻体会到理论知识与实践相结合的重要性。

只有在掌握了理论知识的基础上，才能更好地进行实践操作。

（2）动手能力的提高。

在实习过程中，我们学会了电机测试、维护、安装、调试等技能，动手能力得到了很大提高。

（3）团队合作的重要性。

在实习过程中，我们学会了与他人合作，共同完成任务。

这为我们今后在工作中更好地与他人沟通、协作打下了基础。

（4）对电机及电力拖动行业的认识。

通过本次实习，我们对电机及电力拖动行业有了更深入的了解，为今后从事相关工作积累了宝贵经验。

电机分类及电力拖动系统组成一、电机分类嘿，小伙伴们，咱们来聊聊电机分类哈。

电机呢，其实有好多种。

就说直流电机吧，它可算是电机家族里的老大哥了呢。

直流电机又可以根据不同的结构和工作原理，分成永磁直流电机和电磁直流电机。

永磁直流电机靠着永久磁铁来产生磁场，就像有个永远不会累的小助手一样，这种电机在一些小功率的设备里可常见了，比如说咱们的电动玩具呀。

电磁直流电机呢，是靠电磁来产生磁场的，这种电机的力量可不小，在一些大型的机械里面会用到它呢。

再说说交流电机，交流电机那也是相当厉害的。

其中异步电机是最常见的一种，它的工作原理有点像两个人跑步，一个快一个慢，不过最后还是能协调起来一起工作的。

异步电机又分为鼠笼式和绕线式，鼠笼式的结构简单，成本低，就像那种很实惠又好用的小物件，在很多工业和民用设备里都有它的身影。

绕线式的异步电机呢，它的性能可以调整，在一些对电机性能要求比较高的地方就会用到它。

还有同步电机，同步电机就像是一群训练有素的士兵，它的转速和电源频率是严格同步的，这种电机在一些需要精确控制转速的场合就派上用场了，像发电厂里就经常能看到它呢。

二、电力拖动系统组成电力拖动系统就像是一个小团队一样，有好几个重要的成员呢。

首先就是电动机啦，电动机就像是这个团队里的大力士，它负责把电能转化为机械能，是整个系统的动力来源。

没有电动机，这个系统就动不起来啦。

然后就是传动机构，传动机构就像是一个协调员，它负责把电动机的动力传递给工作机械，并且可以根据需要改变速度和转矩。

比如说皮带传动、齿轮传动这些都属于传动机构。

不同的传动机构有不同的特点，皮带传动比较平稳，但是传递的功率有限；齿轮传动就比较有力，可以传递较大的功率，不过可能会有点噪音。

还有工作机械，这就是电力拖动系统的目标啦，是要被拖动的对象。

比如说机床、起重机这些都是工作机械。

工作机械的种类那可太多了，不同的工作机械对电力拖动系统的要求也不一样。

有的需要精确的速度控制，有的需要很大的转矩，所以要根据工作机械的特点来设计电力拖动系统。

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。

直流电机及其电力拖动工作原理直流电机是实现直流电能和机械能相互转换的一种旋转电机，分为直流发电机和直流电动机。

如果作为发电机，必须由原动机拖动，把机械能转换为直流电能，以满足生产的需要，如直流电动机的电源、同步发电机的励磁电源（称为励磁机）、电镀和电解用的低压电源；如果作为电动机，将电能转变成机械能来拖动各种生产机械，以满足用户的各种要求。

由于直流电动机具有良好的起动特性，能在宽广的范围内平滑而经济地调速，所以它广泛地用于对起动和调速性能要求较高的生产机械上，如轧钢机、高炉卷扬设备、大型精密机床等。

小容量直流电机广泛作为测量、执行元件使用。

一、直流电机的基本原理和结构直流电机主要由定子和转子组成，定子由主磁极（产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成）、换向磁极（改善换向）、电刷装置（与换向片配合，完成直流与交流的互换）、机座和端盖（起支承和固定作用）组成；转子由电枢铁心（主磁路的一部分，放置电枢绕组）、电枢绕组（由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分）、换向器（与电刷装置配合，完成直流与交流的互换）、转轴、轴承组成。

直流电机是根据电磁感应定律和电磁率定律实现机械能与直流电能转换的电器设备。

按照转换方向不同可分为直流发电机（机械能转换为电能）和直流电动机（电能转换为机械能）。

二、直流电机的电力拖动原理由直流电机作为原动机的拖动系统称为直流电力拖动系统。

其优点是：系统的起动转矩大，在较大范围内能平滑地进行速度调节，控制简便。

然而，由于直流电机具有换向器和电刷，给使用带来了不少限制，如不能使用在易燃、易爆的场合；另外，换向器还限制了电机向高速、大容量方面发展。

尽管如此，直流电机在电力拖动系统的调速和起动方面的优势，使其至今仍在各个工业传动中发挥着重要的作用，特别是小型直流控制电机。

不同类型、励磁方式的电机特性各不相同，它们分别适用于不同类型的生产机械和工艺要求，本节以应用最为广泛的他励直流电机拖动系统为典型，研究他励直流电机的机械特性、起动、制动、调速运行及电力拖动系统稳定运行的条件。

《电机及电力拖动》课程教学大纲一课程简介课程编号：课程名称：电机及电力拖动力英文名称：Fundamental of Electrical Machines and Drives 课程类型：本课程是高等工科院校电类专业的一门专业基础课程。

学时数：68（理论58+实验10）学分数：开课对象：10电气工程及自动化先修课程：物理、电路参考教材：唐介电机与拖动高等教育出版社2007.12二、课程的性质、任务和目的本课程主要介绍交直流电机、变压器和控制电机的基本结构和工作原理和特性，以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择及实验方法，通过该课程的学习，使学生能够掌握交直流电机的基本原理及控制方法，为后续课程“电力拖动自动控制系统”、“变频调速”等专业课程准备必要的基础知识，同时也培养学生在电机及电力拖动方面分析和解决问题的能力。

三、教学课程基本内容和要求第1章变压器的原理及特性理解变压器的主要结构、工作原理，掌握变压器的空载运行特性、负载运行特性的分析与计算，了解三相变压器的电路系统、磁路系统及其对电动势波形的影响。

了解自耦变压器与互感器的基本概念。

变压器的等效电路及相量图。

第2章三相异步电动机的理论基础理解三相异步电动机有关概念及工作原理，了解三相异步电动机的基本结构，掌握三相异步电动机的运动方程式和等效电路分析法，会计算其功率和转矩，理解三相异步电动机的各种机械特性。

第3章三相异步电动机的电力拖动理解对三相异步电动机的启、制动要求，掌握三相异步电动机各种启、制动方法和优缺点及其能量传输关系，掌握三相异步电动机的各种调速方法和特点。

了解三相异步电动机的各种运行状态。

第4章同步电动机的基本理论了解三相同步电动机、发电机的基本原理及结构，理解同步电机的物理模型和电枢反应，理解三相同步电动机的运行特性、功率及转矩。

理解同步电机的基本应用。

第5章同步电动机的电力拖动了解同步电机的启动及调速方法。

第6章直流电动机的基本理论掌握直流电机基本工作原理，会分析其电路系统和磁路系统，掌握单叠绕组的基本分布规律，正确理解电刷、换向器在直流电机中的作用，会计算直流电机的感应电动势和电磁转矩。