正版电机课程综述.doc

电机拖动基础综述报告 专业及班级： 12级自动化（1）班 姓 名： 彭树园 学 号： 1205031025 授课 老师 ： 孙强 完成 时间 ： 2015年1月4日 一:课程简介 电机拖动基础包括“电机学”及“电力拖动基础”两门课的主要内容，合并为电机及拖动基础。全书分上、下两册，下册为电力拖动部分，内容包括电力拖动系统的动力学基础、交流和直流电动机的电力拖动、多电动机拖动系统与拖动系统电动机的选择等。重点介绍电力拖动系统的运行性能与分析计算。学习时间长16周，每周4个课时，共64个课时，实验课4周，每周4个课时，共16课时。由于电机学习的知识内容比较多，而教学时间安排的也比较紧，所以在课堂上老师主要讲解了重点知识点，对于一些较为次要的，往往一带而过，所以这就要求我们在课余时间里花费大量时间去仔细学习，在课后学习中复习并加强相关的知识。1.课程专业地位本课程是自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课。对自动化和电气工程都是很重要的,拖动系统中的主要元件交直流电机的研究。2.培养目标及教学概要本课程的培养目标是使学生掌握常用交流电机、直流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法，为学习“电力拖动自动控制系统（运动控制系统）”、“反馈控制理论”及“计算机控制技术”等课程准备必要的基础知识。本课程主要研究电机与电力拖动系统的基本理论问题，同时也联系到科学实验与生产实际的内容，具有原“电机学”及“电力拖动基础”的基本内容。在学完本课程后，应达到下列要求：1)了解常用铁磁材料的特性，掌握磁路基本定律及计算方法。2)熟悉常用交、直流电机及变压器的基本结构和工作原理，对交、直流电机绕组的基本形式及其连接规律要有一定的认识。3)掌握交、直流电机及变压器稳态运行时的基本理论、运行性能及其分析方法。4)熟练运用等效电路计算变压器和三相异步电动机的性能。5)掌握控制电机的工作原理、特性及用途。6)掌握分析电动机机械特性及各种运行状态（起动、反接制动、能耗制动、回馈制动）的基本理论。7)掌握电力拖动机械过渡过程的基本特征及其主要的分析方法，了解机械惯性和电磁惯性同时作用时对直流电力拖动过渡过程的影响。8)掌握电力拖动系统中电动机参数调速方法的基本原理和技术经济指标。9)掌握选择电机的原理与方法。10)掌握电机与电力拖动系统的基本实验方法与技能，本具有熟练的运算能力。11)了解电机与电力拖动系统今后发展的方向。二课程内容及学习要点第一章主要介绍出路的基本知识和定理，并且对无分支磁路和有分支磁路的计算方法做简要说明。另外，还介绍了铁磁物质的分类机器磁化特性。学习过程中要熟悉磁路的相关定理结合高中物理的一些知识进行理论的学习。分析磁路时要注意到铁磁路材料构成的磁路时非线性的问题。其磁阻不是常数。第二章以直流电动机为讨论对象，分析直流电机的工作原理，结构，电路，磁路运行原理及换向等问题，为电力拖动系统提供元件的性能知识。学习过程中既要运用在电路课程中所学习过的基本电磁规律，又要注意到直流电动机时拖动系统的元件，以及在其中进行的机电能量转换的物理现象。学习中要注意旋转电机的概念问题，发电机的原理及其与电动机在工作方式的区别。第三章主要介绍普通双绕组电力变压器为主要研究对象，在阐明变压器的工作原理之后，介绍变压器的分类及主要结构，并且着重叙述单相变压器的基本原理及运行特性。对于三相变压器仅对其特点加以讨论。最后概略的介绍自耦变压器和交流互感器的工作原理及结构特点。学习中要注重原理的理解，单相变压器的相关计算及其等效电路图的绘制，和参数的确定。第四章先介绍三相异步电机的工作原理及基本结构，从中引出旋转磁场的建立的问题，以旋转磁场的建立为前提，讨论异步电动机的主要电路（定子绕组），磁动势（定子绕组的磁动势），磁场及电动势等问题。学习本章时要着重理解三相异步电机的基本原理及电机的结构问题，为后续的学习做好铺垫。第五章在第四章的基础上分析异步电机负载运行时的电磁过程，然后将电磁过程用基本方程式加以综合。和变压器一样，可以从这些方程式导出等效电路和相应的相量图，并且等效电路与相量图去分析功率与转矩，从而得出异步电机的工作特性，并且说明工作特性的测取方法，为交流拖动系统的分析奠定基础。最后阐述了单相异步电机的基本原理。学习中要理解异步电机的工作特性。第六章阐述另一类的交流电机，即同步电机的工作原理，运行特性等问题。此外简介几种从机理上考虑可归属于同步电机范畴的电机：自控式同步电动机，磁阻同步电动机，永磁同步电动机及步进电动机等，理解这几种电动机都是电力拖动系统好控制系统中常用的电机，在学习中要着重理解步进电动机的原理和工作方式。第七章在前几章的基础上熟悉一般旋转电动机基本原理，简要的介绍几种常用控制电机的工作原理和基本结构，以便在电力拖动系统中正确使用这些控制用的电磁元件。第八章电力拖动系统力学基础研究的目的是为介绍电力拖动的机械特性与过渡过程等内容准备必要的理论知识。学习过程中分析运动方程式，对方程中的歌参数的折算方法进行研究分析，期间明白转矩的计算公式嗯好传动过程中的能量损耗等问题。第九章重点是他励直流电动机的机械特性及各种运转状态。分析其物理状态，使用条件和四象限的固有机械特性及人为机械特性，介绍其起动制动与调速的方法和特性及它们的过渡过程。同时后续几节介绍了晶闸管直流电动机的机械特性和调速性能，分析了直流电动机的一些损耗问题和减少损耗的方法，最后介绍了串励直流电动机和复励电动机的机械特性与运转状态的特点。学习中要学会结合机械特性图表进行理解.学会绘制机械特性图。第十章异步电动机的机械特性可导出三种形式的表达式，即物理表达式、参数表达式和实用表达式。机械特性三种表达式可用以表示异步电动机的固有机械特性，也可用以表示改变各种参数时的人为机械特性，根据不同的目的，可有起动、调速及各种制动状态的人为机械特性。在学习中要掌握固有机械特性和人为机械特性的绘制方法。最后在第五节中介绍一部电机调速与制动电阻的计算方法。第十一章是三相异步电动机的起动及起动设备的计算。主要介绍笼型异步电机的直接起动，减压与软起动方法及绕线转子异步电机的转子串联变阻器与频敏变阻器的起动方法。同时介绍改善启动性能的深槽与双笼型异步电机的工作原理及其起动特性,学习本章需理解绕线型异步电动机转子对称电阻的计算,同时掌握替补电动机的空载起动过程计算空载起动的时间,分析临界转差率的数值对起动时间的影响.立即诶过渡过程的能量损耗并且分析减少损耗的方法.本章主要以笼型异步电动机为研究对象。第十二章主要介绍异步电动机的各种调速的方法基本原理，方法与特性，同时还介绍了滑差电动机的机构与原理。在学习过程中要掌握不同的调速方法以及机械特性的变化。理解绕线型异步电动机串电阻，串级调速等。第十三章以及十四章介绍了多电机的拖动系统以及电力拖动系统电机的选择方法十三章介绍硬轴连接的双电机拖动系统及同步旋转系统（电轴）。着重分析以异步电机作为辅助电机的电轴系统。重点掌握其工作原理及能量传送的方向。在最后一章中介绍不同拖动系统的电机选择的方法，学习中要掌握根据不同条件选择合适的电机，运用相关的电子知识设计电力拖动系统。完成相应的工程要求。学习小结在本学期我们学习了电机及拖动基础上下两册的内容。学习的内容较多。因为课程比较抽象，涉及到数学，物理和电路等知识的运用，再加上知识点较多且较为繁琐，所以学习起来较为困难，对所学知识点不能较为透彻的理解而且不能很好的把知识点连贯起来。但是通过一个学期的学习，使我对电机及其构成的工作系统等知识有了一个全新的认识。首先，最主要的是了解到变压器是包含在电机范畴里的，由于变压器的工作原理主要也是建立在电磁感应和磁动势平衡这两个关系的基础之上的，所以变压器虽不同于旋转电机，但也归属于电机的范畴之中。一般地，在一个完整的自动控制系统中，信号电机、功率电动机和控制电动机都会有自己的用武之地。通常控制电动机是很“精确”的电动机，在控制系统中充当“核心执行装置”；而功率电动机是比较“强壮”的大功率电动机，常用来拖动现场的机器设备；信号电机则在控制系统中担任“通讯员”的角色，本质上就是“电机传感器”。在现代社会中，电机的应用可以说是无处不在的。例如，在交通运输业中，如城市交通运输和电气化的铁道，需要各种具有良好启动和调速性能的牵引电机；在航运和航空事业中又需要各种特殊的电机；在农业中，如电力排灌、脱粒、辗米、榨油等农业机械业广泛的采用电动机拖动；在现代家庭生活中，如洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等家用电器，需要各种小型电动机来拖动；在自动控制技术中，各种各样的微型控制电机广泛地作为检测、放大和执行元件学习本课程不仅在理论上是使我对电机方面的知识有了一个较新、较全面的认识，而且在日常的实践训练中也已有了一定的帮助。如在参加飞思卡尔智能车比赛时，为了提升小车的速度，获得最短的单圈时间，除了在软件方面对小车进行优化处理，还可以在硬件功能上使小车有所提升。例如在小车起动阶段，采用分级起动时使每一级的转矩大小取得大小一致，可以使电动机有较均