电气专业《电机学》课程设计指导书

1、.课程设计指点书：.；第 PAGE 5 页 共 NUMPAGES 6 页课程设计指点书 适用专业： 电气工程及自动化适用年级： 2021级指点教师： 张新闻 冯翼北方民族大学电信学院 二一年九月课程设计指点书课程设计的目的和作用 课程设计是培育和锻炼在校学生综合运用所学实际知识处理实践问题才干、进展工程实训的重要教学环节，它具有动手、动脑，实际联络实践的特点，是培育在校工科大学生实际联络实践、敢于动手、擅长动手和独立自主处理设计实际中遇到的各种问题才干的一种较好方法。是电气工程及自动化专业的一门专业根底课，具有运用性、实际性较强的特点，忽视了实际环节，学生不能很好的了解所学内容。经过设计，使学

2、生系统、深化了解各种电机的任务原理和笼统出来的数学模型，对这门课程的认识和了解提高到一个新的程度。 经过设计实际，培育学生查阅专业资料、工具书或参考书，掌握现代设计手段和软件工具，并能以仿真程序及仿真结果表达其设计思想的才干。经过设计，不但要培育和提高学生学习和运用专业知识的才干，而且要在实际过程中锻炼培育正确的设计思想，培育良好的设计习惯，结实树立现实求是和严肃仔细的科学任务态度。电机学课程设计是电机学课程学习的最后一个环节，经过设计不仅可以使学生更结实的掌握所学知识，同时也可以为后续课程的学习打下扎实的实际根底。设计标题与义务 设计标题的拟定原那么：结合课堂实际教学的内容，针对课程设计的目

3、的，在规定的时间内，选择符合教学、符合学生程度、符合实验室条件的课题。本次参与课程设计的是08电气工程及自动化的学生共有60人。设计标题课题标题见表一共13个。经过2周的设计时间，在指点教师的指点下应独立完成规定的设计义务。三、设计指点及要求本次课程设计是在指点指点教师指点下由学生独立完成。指点指点教师的主导作用主要在于指明设计思绪，启发学生独立思索，解答疑问问题和按设计进度进展阶段审查。学生必需发扬本身学习的自动性和能动性，自动思索问题、分析问题和处理问题，而不应处处被动地依赖指点指点教师查资料、给数据、定答案。同组同窗要发扬团队协作精神，创新精神，积极自动的提出问题、处理问题，使大家在设计

4、中实现知识和友谊的双丰收。本次课程设计是学生第一次较全面的设计训练，它对以后的毕业设计、专业设计任务打下良好根底具有重要意义。学生在设计的全过程中必需仔细，刻苦研讨，一丝不苟，精益求精，才干在设计思想、方法和技艺各方面都获得较好的锻炼和提高。设计中要正确处置参考己有资料与创新的关系。设计是一项复杂、细致的劳动，任何设计都不能够是由设计者脱离前人长期阅历积累的资料而凭空想象出来。熟识和利用已有的资料，既可防止许多反复任务，加快设计进程，同时也是提高设计质量的重要保证。擅长掌握和运用各种资料，如参考和分析现有的软、硬件构造方案并合理地消化援用，合理选用已有的阅历设计数据，也是表达设计任务才干的重要

5、方面。然而任何新的设计义务总是有其特定的讲计要求和详细任务条件，因此又不能盲目地、机械地抄袭资料，而必需详细分析，发明性地进展设计，使设计质量和设计才干都获得提高。四、进度安排1周分散，1周集中从本学期第10周开场，将学生分组，分配义务；指点查阅课程设计的相关资料。学生利用第10周至第16周的业余时间确定设计方案，完成参数计算，熟练掌握MATLAB/SIMULINK模块和PSCAD/EMTDC软件的运用。 本学期第17周学生在学院机房集中编写程序，搭建模型，进展仿真，并撰写论文，完成课程设计论文争辩。 五、课程设计要求本课程设计一切标题均需设计出正确的方案，计算出相关参数，运用MATLAB/S

6、IMULINK或PSCAD/EMTDC做出正确的仿真结果，最后整理图表、数据，完成课程设计报告的书写。六、考核方法设计成果根据平常考勤，仿真调试，争辩，设计阐明书最后验收多个环节综合评定。争辩普通为1015分钟时间，每个学生单独进展，提问为4-5个问题，争辩指点指点教师为两人，成果以100分计，分为2040分；5060分；6070分；7080分；8090分；90100分六个档。总分100分,其中论文成果：40% ； 争辩成果：40% ；平常考勤：20%。表一：设计标题设计标题内容设计要求人数及分工1、变压器运转特性计算与仿真变压器空载；变压器负载运转；变压器空载合闸；变压器副边忽然短路。要求：

7、察看激磁涌流与合闸初相角的关系；察看忽然短路电流的大小与合闸初相角的关系，察看忽然短路冲击电流 1、用SIMULK设计空载和负载(包括纯阻性、感性、容性负载)仿真模型，测出原副边电流电压波形。2、在给定单相变压器：Sn=100Kva,U1n/U2n=380/220V,r1=0.14, r2=0.035, x1=0.22, x2=0.055, rm=30, r2=310,副边负载阻抗Zl=4+3j.用Matlab编写程序计算原副边电流、功率要素、励磁电流、铁损和铜损。3、用SIMULK设计变压器空载合闸仿真模型，测出变压器铁心主磁通和励磁电流的变化过程。4、变压器副边忽然短路：用SIMULK设计

8、变压器副边短路仿真模型，测出原、副边电流的变化过程。2人，每人担任设计内容中的两项。2、三相变压器并联运转分析检查并联条件，对满足、不满足并联条件时的负荷分配情况仿真计算。用SIMULK设计变压器并联运转的仿真模型并进展仿真。计算满足和不满足并联条件时的负荷分配。对仿真结果和计算结果进展分析。2人，两人分别对满足和不满足并联条件仿真和计算3、三相变压器Yyn0带不对称负荷的运转分析三相变压器Yyn0带不对称负荷的中性点位移情况。1、用SIMULK设计变压器带对称和不对称负荷运转的仿真模型并仿真。2、计算带对称和不对称负荷运转时中性点电压和电流。2人，两人分别对对称和不对称负荷运转仿真和计算4、

9、三相三绕组变压器两个副绕组采用yy,y接法的仿真与分析分析原边与两个副边以及副边与副边绕组的电压的大小、相位在副绕组采用不同接法的不同。1、用SIMULK设计三绕组变压器的副绕组采用不同接法的仿真模型并仿真。2、分析各绕组在不同接法的电压大小及相位的变化。2人，两人分别对副绕组不同的接法进展仿真和分析5、直流电动机启动计算与仿真2、一台他励直流电动机，知某直流电动机稳定运转，其参数如：Un=110V,Ra=20, IN =1A, nN =1500r/min。试求：3、一台他励直流电动机，知数据为： PN=1.75 KW，UN=110V ,IN=20.1 A，nN=1450 r/min，试求：采

10、用分级起动，起动电流最大值不超越2IN，试求各段电阻值，并求切除电阻时的瞬时转速和电动势，并做出机械特性图。2、试设计一个串电阻的分级启动系统，并采用SIMULK设计仿真模型进展仿真，观测电压、转速和电流等物理量的变化过程并对其进展分析。3、电机以1000 r/min的转速拖动额定负载，选择设计内容中的调速方式，计算其参数并分析过度过程中能量的损耗，画出机械特性图。4、试采用SIMULK选择设计内容中的调速方式，设计仿真模型进展仿真，观测电压、转速和电流等物理量的变化过程并对其进展分析。注：要求两组人员选择不同的启动调速方式。4人，分别完成设计要求中1、2、3、4小项的内容4人，分别完成设计要

11、求中1、2、3、4小项的内容6、直流电动机调速计算与仿真4、一台他励直流电动机，知某直流电动机稳定运转，其参数如：PN=10Kw,UN=110V, Ra=0.084, IN=107.6A, nN=1500r/min。试求：5、一台他励直流电动机，知数据为： PN=13 KW，UN=220V,Ra=0.17,IN=68.7 A，nN=1500 r/min，试求：1、电动机以1000r/min的转速拖动负载时，选择设计内容中的调速方式，计算其参数并分析过度过程中能量的损耗，画出机械特性图。2、试采用SIMULK选择设计内容中的调速方式设计仿真模型进展仿真，观测电压、转速和电流等物理量的变化过程并对

12、其进展分析。3、试采用SIMULK设计一个转速闭环控制的直流调速系统，并进展仿真。观测电压、转速和电流等物理量的变化过程并对其进展分析。4、试采用SIMULK设计一个电流闭环控制的直流调速系统，并进展仿真。观测电压、转速和电流等物理量的变化过程并对其进展分析。要求两组人员选择不同的调速方式。注：要求两组人员选择不同的启动调速方式。4人，分别完成设计要求中1、2、3、4小项的内容。4人，分别完成设计要求中1、2、3、4小项的内容。7、直流电动机制动计算与仿真6、一台他励直流电动机，知某直流电动机稳定运转，其参数如：UN=220V, Ra=0.5, IN=40A, nN=1000r/min。试求：

13、7、一台他励直流电动机，知数据为： PN=13 KW，UN=220V,Ra=0.17,IN=68.7 A，nN=1500 r/min，试求：1、电机拖动对抗性恒转矩负载运转，试选择分别选择能耗(6)和反接(7)制动方式并求出制动初始时和转速为0r/min时各物理量的数值并分析制动过程中能量的损耗，做出机械特性图。2、试采用SIMULK设计仿真模型进展制动，观测电压、转速和电流等物理量的变化过程并对其进展分析。升额定负载运转，分别选择能耗和反接制动方式，3、并求出制动初始时和到达新的稳态的电流、电压等参数，做出机械特性图。 4、试采用SIMULK选择，设计设计仿真模型进展制动方式的仿真，观测电压

14、、转速和电流等物理量的变化过程并对其进展分析。5、电机以500 r/min下放额定负载时的调速方式计算其参数并分析制动过程中能量的损耗，做出机械特性图，采用SIMULK进展仿真。4人， 4人分别完成设计要求中1、2、3、4小项内容。4人， 4人分别完成设计要求中1、2、4、5小项内容。8、异步电动机启动仿真一台绕线8、一台绕线式异步电动机，Y/y接法。知数据为：Un=380V,nN=1460 r/min，R1= R2=0.02,X1=X2=0.06,KI= Ke=0.02。试求：9、一台绕线式异步电动机，知数据为：PN=44 KW，I2N=110 A，nN=1435 r/min，E2N=243

15、 V，KT=1.5，负载转矩为0.8TN。试求：1、假设要求启动电流是Xst=2.5IN，求最大的串界电阻并设计其起动级数并计算每级的电阻值。2、最大允许的起动转矩T1=1.8Tn，起动切换转矩T2=TN，试设计其起动级数并设计其起动级数并计算每级的电阻值。3、用SIMULK设计串电抗器直接启动仿真模型，测出定/转子电流、转速和转矩的变化过程。4、用SIMULK设计变压器启动仿真模型，测出定/转子电流、转速和转矩的变化过程。5、用SIMULK设计转子串电阻启动仿真模型，测出定/转子电流、转速和转矩的变化过程。6、试用SIMULK设计Y-启动的仿真模型，将启动的定/转子电流、转速和转矩的变化过程

16、与直接启动的参数变化作对比分析4人， 每人完成设计要求中的1、2、3、4一个小项内容。4人， 每人分别完成设计要求中1、2、4、5、6小项内容。9、异步电动机调速仿真10、一台绕线式异步电动机，知数据为：f=50Hz,2p=2,Un=380V,nN=2500r/min,R2=0.02。试求：11、一台绕线式异步电动机，知数据为：f=50Hz,2p=4,Un=380V,nN=0r/min,R2=0.02。试求： 1、假设维持转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速下降到2000r/min ，采用调压调速方式并计算其参数，做出机械特性图，分析能量的传送。用SIMULK设计调压调速仿真模型。 2、假设维持

17、转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速下降到1000r/min ，采用变频调速方式并计算其参数，做出机械特性图，分析能量的传送。用SIMULK设计调压调速仿真模型。 3、假设维持转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速下降到500r/min ，要求最大转矩不超越1.5 TN，采用转子绕组串电阻调速，计算其级数及其它参数，做出机械特性图，分析能量的传送。用SIMULK设计调压调速仿真模型。4、设计一个闭环控制的调速系统。4人， 2人一组，分别完成设计要求中1、3小项内容。4人， 2人一组，分别完成设计要求中1、3小项内容。10、异步电动机制动仿真12、一台绕线式异步电动机，知数据为：f=50Hz,2p=4

18、,Un=380V,nN=1475r/min,R2=0.02。试求：1、转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速下降到0r/min ,采用能耗制动方式。计算其参数并做出机械特性图，分析能量的传送。用SIMULK设计制动仿真模型，测出定/转子电流、转矩和转速的变化。2、转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速下降到0r/min ，采用反接制动方式,计算其参数并做出机械特性图,分析能量的传送。用SIMULK设计制动仿真模型，测出定/转子电流、转矩和转速的变化。4人，2人一组，分别完成设计要求中1、2小项内容。11、同步发电机空载和短路的仿真与计算求同步发电机空载、短路的稳态参数1、用SIMULK设计同步发电机空载短路并仿真。2、分析计算稳态时相关的参数。2人，分别对发电机的不同参数进展仿真计算12、同步发电机并联运转在满足并联条件、不满足并联条件时对发电机和系统的电流冲击情况 1、用SIM