电机与拖动 教案 孙瑞娟 - 第4-6章

《电机与拖动》课程教案系（部）机电工程系教研室电气教研室课程代码学分3课程性质通用基础（）专业基础（）专业方向（√）院级选修（）任课教师职称授课专业电气工程及其自动化授课班级授课学期第二学期考核方式考试

《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十一次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第四章三相异步电动机（4.1,4.2）教学目的与要求：通过本次课的学习，要了解异步电机的基本结构及分类；理解旋转磁场的产生，掌握异步电机的工作原理，知道异步电机的名牌和其额定值，重点掌握异步电机的转差以及转差率。掌握交流绕组的有关术语，并掌握三相单层绕组以及三相双层绕组。教学重点及难点：本章的重点是：异步电机的工作原理，转差、转差率，交流绕组的有关术语本章的难点是：旋转磁场的产生，三相单层绕组以及三相双层绕组。作业、讨论题、思考题： 什么是异步电机的转差率？如何根据转差率来判断异步电机的运行状态？课后小结：下节课预习重点：交流电机绕组的感应电动势参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页

教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：异步电机的基本结构、原理。二、导入新课（5分钟）同学们，从这次课开始我们将要对异步电机进行全面的学习，异步电机的结构是怎样的呢？这次课我们来学习异步电机的基本结构以及基本原理。三、异步电机的基本结构与原理（40分钟）步电机是交流电机，主要运行方式是电动机运行。1.定子定子铁心：定子冲片（圆形冲片，扇形冲片），径向通风沟（风道），槽，槽型。定子绕组：成型线圈，散嵌线圈，单层，双层，绕组联结方法。其他部件：机座，端盖，风罩，铭牌等。2.转子转子铁心：转子冲片。转子绕组：鼠笼式(squirrelcage)绕组)铸铝转子绕线式绕组其他部件：轴，风扇等3.气隙定转子之间的间隙，很小，0.2-1mm.对电机的性能影响很大。4.按结构分类：鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固耐用，制造容易，成本低廉；启动、运行性能不如绕线式。绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的启动、调速等性能。师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容看图讨论三相异步电机为什么会旋转？怎样改变它的转向？异步电机的空气隙为什么要做的很小？试说明原因第2页

教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授5、异步电机的运行状态和磁场旋转磁场：极性和大小不变且以一定转速旋转的磁场。旋转磁场的产生：对称三相绕组流过对称三相电流，产生圆形旋转磁通势和旋转磁场。三相对称绕组：三套数据相同，空间（沿定子内圆）互差120度电角度。由于电流变化一个周期，磁场转过一对磁极，所以旋转磁场的转速：称为同步转速。6.工作原理（1）m相电流通入m相绕组在电机内部可自动产生一个以n1为转速的旋转磁场；（2）转子导体在旋转磁场中被磁力线切割将产生感应电势e=Blv（e方向用右手定则判断）（3）自成闭路的转子导体在磁场中将有电流流过，载流的转子导体在旋转磁场中受到电磁力f=Bli的作用（f的方向用左手定则判断）。（4）电磁力作用于转子将产生电磁转矩T，T驱动转子以转速n旋转。7.异步电机的名牌和额定值铭牌：型号、额定值、绕组联结方式及生产厂家等。8.额定值：正常运行时的主要数据指标。绕组联结方式：△接法或者Y接法。额定电压:UN(V)，额定运行时，规定加在定子绕组上的线电压；额定电流：IN(A),额定运行时，规定加在定子绕组上的线电流；额定功率:PN(W；kW),额定运行时，电动机的输出功率；额定转速:nN(r/min),额定运行时，电动机的转子转速；额定频率:fN(Hz)，规定的电源频率(我国用工频50Hz)；额定效率ηN，额定功率因数:cosφN。师生共同进行公式推导，并画出波形思考+讨论+提问异步电动机“异步”的含义是什么？异步电机为什么又称为感应电动机？第3页

教学手段教学内容师生互动讲授举例说明Ppt+板书讲授设疑提问9.转差、转差率切割磁力线是产生转子感生电流和电磁转矩的必要条件。转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。旋转磁场的转速n1为同步转速；转子的实际转速n简称转子转速。两者在电机运行时有差别，即转差Δn=n1-n转差率s=(n1-n)/n1启动瞬间，即堵转时：n=0,s=1理想空载时：n=n1,s=0电动机运行时,s在0～1之间。转差率一般很小：sN=0.015～0.06制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s>1发电机运行时，n高于同步转速n1,s<0.四、绕组的感应电动势（35分钟）旋转磁场是交流电机工作的基础。(1)机械旋转磁场:通过原动机拖动磁极旋转(2)电磁旋转磁场:三相绕组通入三相对称交流电熟记转差率公式及其意义举例讨论思考+讨论+提问绘出三相单层同心式绕组展开图第4页

教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问内容总结布置作业板书设计2.高次谐波电动势的影响危害：使发电机电动势波形变坏，从而降低供电质量，并使损耗增加；高次谐波电流产生的电磁场会干扰邻近的正常通讯。3高次谐波电动势的消弱（1）改善磁极极靴外形或励磁绕组的分布情况（2）三相对称绕组可消除3的倍数次谐波3、9、15（3）采用短距绕组（4）采用分布绕组五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：异步电机的感应电动势。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P203:4.1-4.5七、板书设计一、异步电机的基本结构与原理1、基本结构：定子、转子、空气隙2、基本原理（1）m相电流通入m相绕组在电机内部可自动产生一个以n1为转速的旋转磁场；（2）转子导体在旋转磁场中被磁力线切割将产生感应电势e=Blv（e方向用右手定则判断）（3）自成闭路的转子导体在磁场中将有电流流过，载流的转子导体在旋转磁场中受到电磁力f=Bli的作用（f的方向用左手定则判断）。（4）电磁力作用于转子将产生电磁转矩T，T驱动转子以转速n旋转。思考+讨论+提问削弱电动势高次谐波的措施有哪些？师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。第5页

教学手段教学内容师生互动板书设计3、转差、转差率转差Δn=n1-n转差率s=(n1-n)/n1启动瞬间，即堵转时：n=0,s=1理想空载时：n=n1,s=0电动机运行时,s在0～1之间。二、绕组的感应电动势板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第6页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十二次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第四章三相异步电动机（4.3,4.4）教学目的与要求：通过本次课的学习，要了解交流电机绕组感应电动势的推导过程，并能够利用结果进行工程运用。并掌握感应电动势中的谐波的分析及其危害以及消除措施。了解电机类别不同电机磁场的建立方式和特性也不同，气隙磁场对电机的机电能量转换和运行特性具有重要影响，并对单相绕组的磁动势进行分析。教学重点及难点：本章的重点是：单相绕组的磁动势、电动势计算本章的难点是：三相绕组电动势、磁动势的性质、大小和分布情况作业、讨论题、思考题： 试述短距系数和分布系数的物理意义。课后小结：下节课预习重点：三相异步电动机的空载运行参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页

教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：异步电机的磁动势。二、导入新课（5分钟）在交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，将产生磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。本次课讨论单相绕组和三相绕组磁动势的性质、大小和分布情况。三、绕组的感应电动势（35分钟）旋转磁场是交流电机工作的基础。(1)机械旋转磁场:通过原动机拖动磁极旋转(2)电磁旋转磁场:三相绕组通入三相对称交流电1、导体感应电势：e=Blv整距线圈的感应电动势两圈边磁场极性相反，感应电动势大小相同、相位差1800整距线圈的感应电动势。短距线圈的感应电动势两圈边跨距为y1，短距角为β，其感应电动势相位差是（180-β）电角度线圈组的感应电动势每相每对极下有q个线圈线圈组感应电动势由该组所有导体电动势矢量和师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问想绕组基波感应电动势的大小及计算过程？基波短距系数、基波分布系数及其物理意义是什么？第2页

教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授2.高次谐波电动势的影响危害：使发电机电动势波形变坏，从而降低供电质量，并使损耗增加；高次谐波电流产生的电磁场会干扰邻近的正常通讯。3高次谐波电动势的消弱（1）改善磁极极靴外形或励磁绕组的分布情况（2）三相对称绕组可消除3的倍数次谐波3、9、15（3）采用短距绕组（4）采用分布绕组四．单相绕组的磁动势（40分钟）单个线圈的磁动势1整距线圈的磁动势整距线圈产生的磁动势是脉振磁动势基波幅值：思考+讨论+提问简述高次谐波电动势的影响及其消除措施。思考+讨论+提问交流电机单相绕组基波磁动势的幅值大小、位置和脉动频率与哪些因素有关？第3页

教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问磁动势特点小结2线圈组的磁动势每个矩形波可分解为基波和一系列高次谐波：基波在空间相差α电角度ν次谐波在空间相差να电角度短距线圈组磁动势磁动势幅值取决于槽内导体电流的大小和方向，与线圈连接次序无关，所以短距线圈组可等效为整距线圈组磁动势，幅值相等，仅空间相位差β电角度3单相绕组磁动势小结单相分布绕组的磁动势呈阶梯波分布，幅值随时间按正弦规律变化—脉动磁动势(是时间和空间的函数)主要分量是基波，谐波次数越高、幅值越小，绕组分布和适当的短距有利于改善磁动势波形（正弦度）基波和谐波有相同的脉动频率(等于电流频率）：fν=f1各对极磁动势只与槽导体电流有关，但把不同空间的磁动势进行合并是没有物理意义的思考+讨论+提问交流电机三相绕组合成基波圆形旋转磁场的幅值大小、空间位置、转速和转向各与哪些因素有关？其中哪些因素是由构造决定的？哪些是由运行条件决定的？第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：异步电机的空载运行。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2044.12-4.13七、板书设计一、绕组的感应电动势1、旋转磁场是交流电机工作的基础。(1)机械旋转磁场:通过原动机拖动磁极旋转(2)电磁旋转磁场:三相绕组通入三相对称交流电导体感应电势：e=Blv整距线圈的感应电动势短距线圈的感应电动势2、高次谐波电动势的影响3、消除高次谐波电动势的措施二、单相绕组的磁动势单个线圈的磁动势1整距线圈的磁动势2线圈组的磁动势基波在空间相差α电角度ν次谐波在空间相差να电角度3单相绕组磁动势师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第5页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十三次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第四章三相异步电动机（4.5,4.6）教学目的与要求：通过本次课的学习，要了解三相异步电机空载运行时的电磁关系，掌握并会应用空载运行时的电压平衡方程和等效电路；了解三相异步电机负载运行时的电磁关系，转子绕组各电磁量，掌握并会应用负载运行时的电压平衡方程。教学重点及难点：本章的重点是：空载、负载运行时的电压平衡方程和空载运行等效电路本章的难点是：空载、负载运行时的电压平衡方程和空载运行等效电路的应用作业、讨论题、思考题： 根据磁通路径和性质不同，异步电动机的磁通分为主磁通和漏磁通区别是什么？课后小结：下节课预习重点：三相异步电动机的等效电路和相量图参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页

教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：异步电机的空载运行。二、导入新课（5分钟）三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电源上，转子轴上不带负载时的运行，为空载运行。本次课讨论三相异步电动机的空载、负载运行的性质、电磁关系以及等效电路。三、三相异步电动机的空载运行（35分钟）1、空载运行时的电磁关系主磁通同时交链定、转子绕组，其路径为：定子铁心→气隙→转子铁心→气隙→定子铁心。主磁通起传递能量的作用。2、空载电流和空载磁动势异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流。4、空载运行时的电压平衡方程1）感应电动势与变压器一样,主、漏磁通在定子绕组上感应的电动势5、电压平衡方程与等效电路与变压器一样，根据基尔霍夫电压定律，可列出空载时定子每相电压方程式：师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问异步电动机空载运行时的电磁关系是什么？异步电动机空载电流由哪两部分组成？分别表示什么物理意义？第2页

教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授根据上两式，可以作出空载时等效电路。尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似，但它们之间还是有差别的：11）主磁场性质不同：异步电动机为旋转磁场，变压器为脉动磁场.4）由于存在气隙,异步电动机漏抗较变压器的大.5)异步电动机通常采用短距和分布绕组,计算时需考虑绕组系数,变压器则为整距集中绕组,可认为绕组系数为1.四．三相异步电动机的负载运行（40分钟）思考+讨论+提问空载等效电路中的个量的物理含义分别是什么？思考+讨论+提问尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似，但它们之间还是有差别的，其区别是什么？第3页

教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授1、转子绕组各电磁量感应电动势的频率正比于导体与磁场的相对切割速度,故转子电动势的频率为:2、转子绕组的感应电动势3、转子绕组的漏阻抗4、转子绕组的电流5、磁动势平衡方程6、电动势平衡方程思考+讨论+提问感应电动势的频率正比于导体与磁场的相对切割速度,故转子电动势的频率是多少？转子绕组的电流表达式是什么？定子旋转磁动势包括哪两个分量，其物理意义是什么？第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：异步电机的等效电路和相量图。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2044.22-4.24七、板书设计一、三相异步电动机的空载运行1、空载运行时的电磁关系主磁通同时交链定、转子绕组，其路径为：定子铁心→气隙→转子铁心→气隙→定子铁心。主磁通起传递能量的作用。2、空载电流和空载磁动势3、空载运行时的电压平衡方程4、电压平衡方程与等效电路二、三相异步电动机的负载运行1、感应电动势2、磁动势师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第5页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十四次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第四章三相异步电动机（4.7,4.8）教学目的与要求：通过本次课的学习，要了解三相异步电机等效电路图与相量图的形成过程，掌握三相异步电机等效电路图与相量图的应用；理解并会应用三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和其工作特性的特点与意义。教学重点及难点：本章的重点是：三相异步电机等效电路图，功率平衡、转矩平衡本章的难点是：三相异步电动机的相量图，工作特性作业、讨论题、思考题： 异步电机和变压器具有相同的等效电路形式，但两者之间存在显著差异，其区别在哪里？课后小结：下节课预习重点：三相异步电动机的机械特性参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页

教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：异步电机的等效电路。二、导入新课（5分钟）在折算的过程中，电机的电磁效应不变，因而有两个条件：一个是保持转子磁动势不变；二是转子回路的功率不变。本次课讨论三相异步电动机的等效电路、相量图、机械特性。三、三相异步电动机的等效电路图和相量图（40分钟）等效电路法是分析异步电动机的重要手段。在异步电动机中，作出等效电路需要进行两个折算：(1)转子电路的频率折算；(2)与定子方面具有同样相数、匝数、绕组系数的转子绕组折算。1.频率折算1)在什么情况下转子电路频率等于定子电路频率?转子旋转时,转差率为s，转子电路频率：f2=sf1转子堵转时s=1，f2=sf1=f1,E2s=E2,X2σs=X2σ故：转子堵转时f2=f12）如何使转子电路的频率等于定子电路的频率?频率折算后，希望磁势平衡不变，即转子电流不变I2=sE2/(R2+jsX2σ)不变师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问异步电动机频率折算的原则是什么？异步电动机如何使转子电路的频率等于定子电路的频率?第2页

教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授I2=E2/(R2/s+jX2σ),此式就相当于转子堵转时的情况，而转子电阻为R2/s=（1-s)R2/s+R2结论：用一个堵转着的等效转子来代替一个以s为转差率实际旋转着的转子，这时只需要将异步电动机的转子电阻增加到R2/s即可，这就是频率折算的过程。堵转的转子中多了一个附加电阻，而电流确没有变化，相当于多了一个电阻功率。分析证明：附加电阻上消耗的电功率等于电机的总机械功率PΩ四、异步电机的功率平衡式和转矩平衡式、工作特性（35分钟）1.功率平衡方程及效率电磁功率：转子铜耗：总机械功率：机械损耗和附加损耗;PΩ思考+讨论+提问用一个堵转着的等效转子来代替一个以s为转差率实际旋转着的转子，这时只需要将异步电动机的转子电阻增加到R2/s，其物理意义是什么？思考+讨论+提问异步电动机机电能量转换关系如何？第3页

教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授异步电动机的功率平衡方程式为:功率流程图：2.稳态时转矩平衡方程电磁转矩由机械功率产生:转矩平衡方程为:3、工作特性（1）转速特性n=f(P2)空载时，T2＝0，T＝T0，n0接近n1，s很小。随着负载增大P2↑→T↑=TL↑+T0→s↑(很小，如SN=0.01～0.05）→n↓（很小）→硬特性（2）转差率特性s=f(P2)（3）电流特性（4）转矩特性T2=f(P2)（5）效率特性（6）功率因数特性cosφ1=f(P2)如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率成正比），从而引起功率因数下降。思考+讨论+提问异步电动机流程图中包括哪些参量？每个参量表示的物理意义是什么？异步电动机机电能量转换各参量之间的关系是什么？第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：异步电机的机械特性。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2054.34-4.35七、板书设计一、三相异步电动机的等效电路图和相量图两个折算：(1)转子电路的频率折算；(2)与定子方面具有同样相数、匝数、绕组系数的转子绕组折算。1.频率折算1)转子旋转时,转差率为s，转子电路频率：f2=sf1转子堵转时s=1，f2=sf1=f1,E2s=E2,X2σs=X2σ2）频率折算后，希望磁势平衡不变，即转子电流不变I2=sE2/(R2+jsX2σ)二、异步电机的功率平衡式和转矩平衡式、工作特性工作特性1）转速特性n=f(P2)空载时，T2＝0，T＝T0，n0接近n1，s很小。随着负载增大P2↑→T↑=TL↑+T0→s↑(很小，如SN=0.01～0.05）→n↓（很小）→硬特性2）转差率特性s=f(P2)3）电流特性4）转矩特性T2=f(P2)5）效率特性6）功率因数特性cosφ1=f(P2)师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第5页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十五次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第五章三相异步电动机的电力拖动（5.1,5.2）教学目的与要求：通过本次课的学习，熟练掌握三相异步电动机降低定子电压的人为机械特性和绕线转子异步电动机转子串联对称电阻的人为机械特性,其最大转矩、起动转矩和临界转差率与固有特性比较的变化情况。掌握三相绕线转子异步电动机的转子串电阻起动方法及其起动电阻的计算。教学重点及难点：本次课的重点是：固有机械特性和人为机械特性及其有关计算；直接起动、间接起动特点本次课的难点是：三相异步电动机的机械特性的三种表达式的理解和掌握以及实用公式的应用；相异步电动机星形-三角形降压起动和自耦变压器降压起动的有关计算。作业、讨论题、思考题： 何谓三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性？课后小结：下节课预习重点：三相异步电动机的制动参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：异步电机的机械特性。二、导入新课（5分钟）与直流电动机相比，异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低、维护方便等一系列优点，因此异步电动机被广泛应用在电力拖动系统中。本次课讨论三相异步电动机的机械特性与起动。三、三相异步电动机的机械特性（40分钟）1.电磁转矩的物理表达式（8分钟）公式表明：电磁转矩是由主磁通和转子中的电流的有功分量相互作用产成的。2.参数表达式（8分钟）说明电磁转矩与电源参数、结构参数、运行参数有关。1）最大转矩Tm对应的转差率称为临界转差率sm2）转速为零时的转矩为起动转矩 3.实用表达式（8分钟），，师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问参数表达式中哪些是电源参数？哪些是结构参数？哪些是运行参数？学生配合教师进行思考设疑：实用表达式的意义在哪里？第2页

教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授4.三相异步电动机的固有机械特性（10分钟）三相异步电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定频率下，按规定的接线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。三相异步电动机的固有机械特性上的几个特殊点：起动点：最大转矩点：额定运行点：同步运行点：5.三相异步电动机的人为机械特性（6分钟）1）.降压时的人为机械特性降压后，同步速不变，最大转矩、起动转矩均下降，过载能力、起动转矩倍数降低，但临界转差率不变。2）.转子回路串对称电阻时的人为机械特性线性段斜率变大，特性变软。同步速不变，最大转矩不变，但临界转差率增大。四、三相异步电机的起动（35分钟）直接起动直接起动一般只在小容量电动机中使用，如果电网容量很大，可允许容量较大的电动机直接起动。直接起动的条件：起动电流倍数2.降压起动1）降压起动只适用于正常运行时定子绕组为三角形联结的电动机。起动时Y形接，运行时△接。起动电流关系：起动转矩关系：降压起动多用于空载或轻载起动。思考+讨论+提问什么是三相异步电动机的固有机械特性？注意：与他励直流电动机的固有特性相比较。思考+讨论+提问为什么三相异步电动机起动电流大，而起动转矩不大？提问或讨论：降压起动时电流关系和转矩关系。第3页

教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授2）自耦变压器降压起动 3）举例说明怎样选用降压起动方法例题：省略按直接起动公式计算，不满足起动电流要求。按公式计算，不满足起动转矩要求。选抽头比为73%的自耦变压器降压起动方式，既能满足起动转矩要求，也能满足起动电流要求。A、三相绕线形异步电动机的起动1.转子回路串电阻起动在转子回路串入适当的电阻，既能限制起动电流，又能增大起动转矩。一般取最大加速转矩切换转矩起动电阻的计算步骤：2.转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。它相当于一种无触点的变阻器。起动瞬间，，转子电流频率(最大)，频敏变阻器铁损很大，相当于转子回路串入较大的电阻，随着n的上升，s减小，逐渐减小，相当于在起动过程中逐渐切除转子回路串入的电阻。思考+讨论+提问为什么在采用自耦变压器降压后起动电流和起动转矩都减小到原来的？提问并讨论：采用什么起动方式才能满足题中的要求?引导学生回顾他励直流电机电枢回路串电阻起动的方法，并作比较。第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：异步电机的制动。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2435.5-5.10七、板书设计一、三相异步电动机的机械特性1、三相异步电动机的固有机械特性1）起动点：2）最大转矩点：3）额定运行点：4）同步运行点：2、三相异步电动机的人为机械特性1）降压时的人为机械特性2）转子回路串对称电阻时的人为机械特性二、三相异步电机的起动1、直接起动2、降压起动1）星——三角起动2）自耦变压器降压起动3、三相绕线形异步电动机的起动1.转子回路串电阻起动一般取最大加速转矩切换转矩起动电阻的计算步骤：2.转子串频敏变阻器起动思考：怎样选用降压起动方法？师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第5页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十六次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第五章三相异步电动机的电力拖动（5.3,5.4）教学目的与要求：通过本次课的学习，掌握能耗制动的方法，了解能耗制动机械特性曲线的形状。掌握电源两相反接制动和倒拉反转反接制动的方法，掌握变极调速的原理、三种常用的变极接线方式；掌握恒转矩变频调速和恒功率变频调速时的电压调节规律，机械特性变化的情况。了解变频器装置。熟练掌握绕线转子异步电动机转子串电阻调速方法及有关计算。教学重点及难点：本次课的重点是：三相异步电机制动与调速的方法本次课的难点是：各种制动、调速过程中工作点变化情况和能量关系。作业、讨论题、思考题： 何谓三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性？课后小结：下节课预习重点：同步电机的基本原理与结构参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：异步电机的制动。二、导入新课（5分钟）三相异步电动机除了运行于电动状态外，还时常运行于制动状态。本次课讨论三相异步电动机的制动与调速。三、三相异步电动机的制动（40分钟）1.能耗制动1）三相异步电动机能耗制动的原理制动时，定子三相绕组断开电源后，将其中两相接入直流电源，以便产生一个恒定的磁场。与直流电机的能耗制动一样，靠转子的惯性转动切割磁场产生制动转矩。制动过程中，转子的动能转变为电能消耗在转子回路的电阻上。（1）对于笼型异步电机，可以增大励磁电流来增大初始制动转矩。（2）对于绕线型异步电机，可以增大转子回路电阻来增大初始制动转矩。2.三相异步电动机机的反接制动1）.电源两相反接的反接制动将接入电源的三相定子绕组的任意两相对调后重新接入电源，可实现反接制动。绕线型异步电机,在定子两相反接的同时，可以在转子回路串接制动电阻来限制制动电流，增大制动转矩。2）.倒拉反转的反接制动条件：仅适应绕线型异步电机带位能性负载。方法：在转子回路串接适当大的制动电阻。3）.反接制动时的能量关系反接制动时，定子磁场的转向和转子的转向相反，即转差率，所以机械功率为 ，说明电机从轴上输入机械功率。电磁功率为，说明电机从电源输入电功率，表明轴上输入的机械功率转变成电功率后，连同定子传递给转子的功率一起消耗在转子回路的电阻上。 师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问引导学生回顾他励直流电动机的能耗制动方法，采用对比的方法找出三相异步电动机能耗制动的特点。学生配合教师进行思考设疑：他励直流电动机的电压反接制动和倒拉反转的反接制动方法，采用对比的方法找出三相异步电动机反接制动的特点。他励直流电动机的电压反接制动和倒拉反转的反接制动的能量关系，采用对比的方法讲解。第2页教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授3.回馈制动实现：电动机在外力的作用下，使。回馈制动实际上就是将轴上的机械能转变为电能并回馈给电网的异步发电机状态。1.下放重物时的回馈制动，制动运行工作点在第四象限。2.变极或变频调速过程中的回馈制动，制动运行工作点在第二象限。四、三相异步电机的调速（35分钟）三相异步电动机有三种基本的调速方法由异步电动机的转速公式 可知,异步电动机有三种基本调速方法改变定子极对数P调速。改变电源频率调速。改变转差率s调速。(一)变极调速变极原理变极调速只用于笼型异步电动机。以4极变2极为例。U相两个线圈顺向串联，定子绕组产生4极磁场；反向串联和反向并联,定子绕组产生2极磁场。2.三种常用变极接线方式1)(反并)，2）(反串)，3），注意：当改变定子绕组接线时，必须同时改变定子绕组的相序。（二）变频调速1.电压随频率调节的规律频率的改变将会影响磁路的饱和程度、励磁电流、功率因数、铁损以及过载能力的大小。为了保持调速前、后过载能力不变有以下几种变频调速方式：恒转矩变频率调速对恒转矩负载，电机的主磁通和过载能力都不变。思考+讨论+提问如果只改变定子绕组相序，异步电动机的运行状态会发生什么变化？讨论并提问：什么是容许输出？思考+讨论+提问变极调速时的机械特性发生了什么变化？第3页教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授2)恒功率变频调速对于恒功率负载常数电机的过载能力不变，但主磁通发生变化。（三）调压调速当定子电压降低时，电动机的同步速、临界转差率都不变，但最大转矩、起动转矩随电压平方关系减小。调压调速既非恒转矩调速，也非恒功率调速，最适应转矩随转速降低而减小的负载（如通风机），最不适应于恒功率负载。现代降压调速通常用于具有高转差率的异步电机，并采用速度反馈闭环控制，以提高机械特性的硬度，从而获得较宽的调速范围。（四）电磁调速异步电动机电磁调速异步电动机是一种交流恒转矩无级调速电动机，它由笼型异步电动机、电磁滑差离合器、测速发电机和控制装置组成。电动机的转速与负载转速之间存在一个转差，这是由电磁滑差离合器决定的。电磁调速异步电动机的优点是：调速范围广、可实现无级调速、结构简单、运行可靠。因此得到了广泛的应用。（五）变频器简介现有的交流供电电源都是恒压恒频的，而异步电动机的变频调速必须有能够同时改变电压和频率的供电电源。变频器就是变压变频电源。1.间接变频装置(交-直-交变频装置)1）可控整流（调压）—逆变（调频）调压调频在两个环节进行。2）不控整流—斩波器（调压）—逆变（调频）增加斩波器进行脉宽调压。3）不控整流—PWM逆变器（调压调频）脉宽调制逆变器同时实现变压变频。2.直接变频装置（交-交变频装置）它只用一个环节将恒压恒频的交流电源变换成变压变频电源。思考+讨论+提问恒功率变频调速特点是什么？提问并讨论：三相异步电机降低电压的人为机械特性是什么？思考+讨论+提问二极管整流电路、晶闸管可控整流电路、斩波器电路、晶闸管组成的三相六拍逆变器电路。第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：同步电机的基本结构与原理。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2445.27-5.28七、板书设计一、三相异步电动机的制动1、（1）对于笼型异步电机，可以增大励磁电流来增大初始制动转矩。（2）对于绕线型异步电机，可以增大转子回路电阻来增大初始制动转矩。2.三相异步电动机机的反接制动1）.电源两相反接的反接制动2）.倒拉反转的反接制动3、回馈制动实现：电动机在外力的作用下，使。二、三相异步电动机的调速1、调速方法由异步电动机的转速公式 可知,异步电动机有三种基本调速方法1）改变定子极对数P调速。2）改变电源频率调速。3）改变转差率s调速。2、调压调速3、变频器师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第5页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十七次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第六章同步电机及同步电动机的电力拖动（6.1,6.2）教学目的与要求：通过本次课的学习，掌握同步电机的运行原理和同步电机的基本结构型式，重点掌握同步电机的构造特点以及隐极式和凸极式转子要重点把握，同时对同步电机的额定值应达到整体把握。在同步电机的空载运行中重点理解隐极式与凸极式的磁动势，并了解空载电动势相量及波形畸变。教学重点及难点：本次课的重点是：同步电机额定值，空载运行时隐极式与凸极式的磁动势。本次课的难点是：空载运行时隐极式与凸极式的磁动势。作业、讨论题、思考题： 为什么大容量同步电机都采用旋转磁极式结构？课后小结：下节课预习重点：同步电机的负载运行参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：同步电机的原理及结构。二、导入新课（5分钟）同步电机是交流旋转电机中的一种，因其转速恒等于同步转速而得名。同步电机主要用作发电机，也可用作电动机和调相机。本次课讨论同步电机的原理及结构。三、同步电机的基本工作原理与结构（40分钟）1、基本特点①根据电磁感应原理工作的交流旋转电机②转子转速固定为同步转速2、主要用途①主要作发电机②电动机（无需调速、低速大功率机械、改善功率因数）③补偿机（空转的同步电动机，向电网输送无功功率）3、同步电机的工作原理同步发电机：同步电动机：相绕组通入三相交流电→产生气隙旋转磁场磁极的励磁绕组通入直流电产生转子磁场定子、转子相互吸引，转子跟随定子旋转磁场旋转 师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问引导学生回顾异步电机的理论，采用对比的方法找出三相同步电机的特点。学生配合教师进行思考设疑：同步发电机与同步电动机的原理是什么？比较同步发电机与同步电动机的原理区别于结构区别。第2页教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授同步电机的组成隐极式（b）凸极式4、额定值额定容量SN(或功率PN)：额定运行时的输出容量（或功率）额定电压UN——定子的线电压额定电流IN——定子的线电流额定功率因数cosθN——额定运行时电机的功率因数额定频率fN——我国标准工频50Hz额定转速nN——即为同步转速额定效率ηN 额定励磁电压UfN和额定励磁电流IfN四、同步电机的空载运行（35分钟）If=IfN，n=nN定子绕组开路的状态思考+讨论+提问隐极式和凸极式同步电机的结构有什么区别？其各自的磁通及感应电动势波形有什么区别？讨论并提问：什么是额定输出容量？思考+讨论+提问什么是同步电机的空载运行？第3页教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授空载电动势E0随时间变化规律与转子磁场沿空间分布规律相同隐极式同步电机的空载磁动势凸极式同步电机的空载磁动势思考+讨论+提问空载电动势波形是什么样子？提问并讨论：隐极式同步电机的空载磁动势波形。思考+讨论+提问凸极式同步电机的空载磁动势波形。第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：同步电机的负载运行。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2836.3-6.5七、板书设计6.1同步电机的结构与原理1、基本特点①根据电磁感应原理工作的交流旋转电机②转子转速固定为同步转速2、主要用途①主要作发电机②电动机（无需调速、低速大功率机械、改善功率因数）③补偿机（空转的同步电动机，向电网输送无功功率）3、原理相绕组通入三相交流电→产生气隙旋转磁场磁极的励磁绕组通入直流电产生转子磁场定子、转子相互吸引，转子跟随定子旋转磁场旋转4、额定值6.2同步电机的空载运行1、空载运行定义If=IfN，n=nN定子绕组开路的状态空载电动势E0随时间变化规律与转子磁场沿空间分布规律相同。2、时间相量和空间矢量师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第5页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十八次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第六章同步电机及同步电动机的电力拖动（6.3,6.4）教学目的与要求：通过本次课的学习，掌握同步电机负载运行时的电枢反应，包括负载电流和空载电势同相时的电枢反应以及负载电流滞后空载电势90度时的电枢反应，并了解一般情况下的电枢反应；重点掌握隐极同步发电机的分析方法。教学重点及难点：本次课的重点是：同步电机负载运行时的电枢反应本次课的难点是：同步电机的电枢反应分析，时-空矢量图分析作业、讨论题、思考题： 何谓同步电机的电枢反应？电枢反应与机电能量转换有何关系？课后小结：下节课预习重点：同步电机的并联运行参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：同步电机的电枢反应。二、导入新课（5分钟）在我们学习了同步电机的结构与工作原理的基础上，本次课我们来学习同步电机对称负载时的电枢反应。三、同步电机的电枢反应（40分钟）电机带负载后，电枢电流产生的磁场将使空载气隙磁场的分布发生变化，从而使绕组中的感应电动势发生变化，这种现象称为电枢反应。负载电流和空载电势同相时的电枢反应电枢磁势滞后励磁磁势时，处于发电机运行状态，仅输出有功功率电枢反应性质：电枢磁势滞后励磁磁势90度，作用在交轴，是交轴反应特点：以A相绕组轴线作为空间矢量和时间相量的参考轴，则在时空矢量图上，励磁磁通与励磁磁势同相，电枢磁势与电枢电流同相。负载电流滞后空载电势90度时的电枢反应 师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问同步电机的电枢反应？电枢反应与机电能量转换有何关系？学生配合教师进行思考设疑：电枢反应有何性质？其特点是什么？负载电流滞后空载电势90度时的电枢反应有何特点？第2页教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授励磁状态：当电枢反应起去磁作用时，为保持输出电压不变，必须增大励磁电流，增大励磁电流后的运行状态称为过励状态。结论：过励运行状态的同步电机将向电网输送感性无功功率。一般情况下的电枢反应四、同步电机的负载运行（35分钟）1.不计磁路饱和时思考+讨论+提问负载电流滞后空载电势90度时的电枢反应的励磁状态是什么？讨论并提问：电枢反应的概念？两磁场？三个角？四个轴？(重点)思考+讨论+提问任意角度电枢反应的分析（画负载时空矢量图）？第3页教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授电枢反应电抗和同步电抗的物理意义Xa是三相合成气隙旋转磁场对应的电抗，要比每相激磁电抗大3/2倍，更大于漏抗XσXσ很小，因此Xa与Xs在数值上相差不大与异步机的Xm相比较，数值上Xa小于Xm（同步机气隙较大）Xa与Xm（异步机）均为每相值，各相相等Xs为定子侧总电抗大小关系：Xs>Xa>Xσ思考+讨论+提问不计磁路饱和，同步电机负载运行时的磁路关系是什么？提问并讨论：隐极式同步电机的同步电抗的物理意义是什么？思考+讨论+提问同步电抗、漏电抗、励磁电抗之间的大小关系是什么？第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：同步电机的并网运行。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2836.7-6.9七、板书设计6.3同步电机的电枢反应一、电枢反应定义二、电枢反应分析1、内功率因数角为零时2、内功率因数角为90度时3、内功率因数角为180度时4、内功率因数角为-90度时三、一般情况下的电枢反应6.4同步电机的负载运行一、凸极同步电机的电动势方程二、凸极同步电机的磁链关系师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，并提示下节预习内容。板书设计注意事项：1、每块黑板分为2-3个板块进行书写；2、书写力度要大，字迹大小适中且要工整；3、序号标清楚；4、图形要画工整，公式书写要整齐；5、充分利用彩色粉笔，以便内容或难以程度上进行区分；6、总结时标出重点、难点，以便学生对本次课内容有整体认识和进行知识的系统巩固与夯实。第5页《电机与拖动》教案授课时间年月日课次第十九次课授课方式（请打√）理论课eq\o\ac(□,√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第六章同步电机及同步电动机的电力拖动（6.5,6.6）教学目的与要求：通过本次课的学习，同步发电机并联运行的优点以及多台同步发电机并联运行的条件，并介绍了并联运行的方法，重点掌握同步发电机并联运行的条件。根据隐极式同步发电机的电势平衡时以及相量图推导出功角特性，并根据功角特性判断电机的运行状态。教学重点及难点：本次课的重点是：同步发电机并联运行的条件，功角特性本次课的难点是：功角特性分析作业、讨论题、思考题： 同步发电机并联运行的条件有哪些？课后小结：下节课预习重点：同步电动机的电力拖动参考文献：[1]许晓峰.《电机与拖动》.第一版.中国电力出版社.2009.8[2]孙建忠、刘凤春.《电机与拖动》.第2版.机械工业出版社.2013.4[3]刘启新.《电机与拖动基础》.第三版.中国电力出版社.2012.2[4]刘翠玲、孙哓荣、于家斌.《电机与拖动》.北京理工大学出版社.2016.10第1页教学手段教学内容师生互动回顾抽检导入新课讲授Ppt+板书讲授设疑提问一、复习上节内容并引出新内容（10分钟）简单回顾上一节课所讲内容，以提问的方式检查学生的知识掌握情况，对学生的知识掌握情况做到心中有数。并引出本节所要讲解的新内容：同步电机的电枢反应。二、导入新课（5分钟）在学习了同步电机的结构、原理以及其特性之后，在电力系统当中，是采用几台同步发电机并联运行的，从本次课开始我们来学习同步发电机在大电网上的运行。三、同步电机的并联运行（40分钟）1.并联运行的优点：提高电网质量：U=const、f=const，无穷大电网或无穷大汇流排；减少电网储备容量，在电网内统一调度发电容量；可根据负荷变化改变并网发电机台数，提高发电厂运行经济性；可以提高电厂建设的效益，根据工农业的发展增加发电机台数；提高用电可靠性：单机运行方式、大容量负载、故障检修等情况对电网影响小。2.并联运行的条件发电机的相序应与电网一致发电机的频率应与电网相同发电机的电压应与电网电压大小相等，相位相同。3.并联运行的方法为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为整步过程整步方法：准确整步法和自整步法师生共同回顾上次课所学内容并抽检，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。思考+讨论+提问为什么同步电机要并联运行？同步发电机的并联运行优点是什么？学生配合教师进行思考设疑：同步发电机的并联运行的条件是什么？同步发电机的并联运行准确整步法的步骤是什么？在时刻并网合闸？第2页教学手段教学内容师生互动讲授Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授交叉接法准确整步法的优点：投入瞬间电网和电机没有冲击 缺点：整步过程比较复杂费时自整步法：原动机带至n≈n1不加If下电枢接入电网（此时励磁绕组通过电阻短接）加If，使发电机的转子牵入同步优点：简单、迅速缺点：合闸时冲击电流大四．隐极同步发电机的功角特性（35分钟）同步发电机功率流程如下图：思考+讨论+提问同步发电机准确整步的直接接法和交叉接法的接线图、并联步骤、合闸时刻？(重点)准确整步法和自整步法的优缺点分别是什么？讨论并提问：同步发电机的功率流程图中各功率与损耗的物理意义是什么？第3页教学手段教学内容师生互动Ppt+板书讲授设疑提问Ppt+板书讲授由相量图可知则有功角特性转矩特性：思考+讨论+提问功率与功角之间关系是什么？提问并讨论：什么是功角特性？思考+讨论+提问同步电机稳态运行的条件是什么？第4页

教学手段教学内容师生互动内容总结布置作业板书设计五、课堂小结（8分钟）教师结合学生听课情况，对本节课的教学过程进行小结，指正学生应注意的学习重点和难点，提醒学生在学好本章内容后预习下一节内容：同步电机的并网运行。六、课后作业（2分钟）结合课堂内容及学生掌握情况，给学生留若干课后习题。P2846.22七、板书设计6.5同步电机的并网运行一、并网运行的优点二、并网运行的条件1、发电机的相序应与电网一致2、发电机的频率应与电网相同3、发电机的电压应与电网电压大小相等，相位相同。三、并网运行的方法1、准确整步法及优缺点2、自整步法及优缺点6.6同步电机的功角特性一、功率关系二、功角特性师生共同回顾本次课内容，再次强调重点内容及难点内容。给学生布置作业，