[課程名稱]

本科課程教學(xué)大綱（理工醫(yī)類/電氣學(xué)院）

主 審:
一、課程描述及課程目標

（一）課程描述

本課程將《電機學(xué)》和《電力拖動基礎(chǔ)》中的電機特性融為一體，既壓縮了學(xué)時又保證了該專業(yè)基礎(chǔ)相關(guān)知識的主要內(nèi)容和基本要求不被削弱。主要研究電機與電力拖動系統(tǒng)的基本理論問題，具有很強的理論性和專業(yè)性。內(nèi)容由淺入深，重點突出，重點內(nèi)容配有例題及足夠數(shù)量的思考題與習(xí)題。

本課程是電氣專業(yè)的一門專業(yè)必修課，該課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握直流電機、變壓器、交流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及電力拖動系統(tǒng)的機械特性，啟動、制動及調(diào)速等運行性能、分析計算、電機選擇及試驗方法。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決實際應(yīng)用問題的能力，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)《電力拖動控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程及從事電氣工程及其自動化專業(yè)的實際工作準備必要的基礎(chǔ)知識。本課程對先修課的要求是“高等數(shù)學(xué)”與“大學(xué)物理”（或高中物理），電路基礎(chǔ)。

本課程教學(xué)主要采用實際案例驅(qū)動一體化及增量式的教學(xué)方法，將具體的實際案例貫穿至整個教學(xué)過程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的同時，學(xué)會以工程意識就電機學(xué)與拖動基礎(chǔ)相關(guān)的領(lǐng)域提出問題、分析問題、解決問題，學(xué)習(xí)如何將相關(guān)電機與拖動基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用至實際工程，從而引導(dǎo)學(xué)生提高分析和解決問題的能力、以及綜合實踐的能力。

（二）課程目標

二、課程內(nèi)容

（一） 緒論

主要知識點:

0.1 電機與電力拖動的發(fā)展簡況

0.2 本課程的性質(zhì)、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法

0.3 電機理論中的基本電磁定律

教學(xué)要求:通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解電機及電力拖動的定義、發(fā)展軌跡及基本應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。

重點:電機及電力拖動的定義及應(yīng)用領(lǐng)域。

難點:電機及電力拖動的定義。

采用的教學(xué)方法:案例演示、知識點講解。

參考案例:電機及電力拖動定義（以電機名牌為案例）。

講授學(xué)時:3學(xué)時

（二）第1章 直流電機原理

主要知識點:

1.1直流電機的用途、結(jié)構(gòu)及基本工作原理

1.2直流電機的空載磁場

1.3直流電機的電樞繞組

1.4直流電機的電樞反應(yīng)

1.5直流電機的電樞電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩

1.6直流發(fā)電機

1.7直流電動機

1.8直流電機換向簡介

教學(xué)要求:通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解本部分教學(xué)案例:直流電機的組成、結(jié)構(gòu)、原理及運行特點，學(xué)習(xí)電機電磁能量轉(zhuǎn)換機理，理解本課程案例驅(qū)動一體化的教學(xué)模式。

重點:案例驅(qū)動方法。

難點:分析實際問題。

采用的教學(xué)方法:案例演示、理論知識及應(yīng)用講解。

參考案例:具體一臺直流電機說明。

講授學(xué)時:6學(xué)時

講解習(xí)題:3學(xué)時

（三）第2章 電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)

主要知識點:

2.1 典型生產(chǎn)機械的運動形式及轉(zhuǎn)矩

2.2電力拖動系統(tǒng)的運動方程式

2.3多軸電力拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩及飛輪力矩的折算

2.4負載的機械特性

教學(xué)要求:通過本章實際案例機床或者機器人運動的分析與講解，使學(xué)生掌握電力拖動系統(tǒng)的基本分析方法。

重點:案例項目驅(qū)動方法、電力拖動控制系統(tǒng)。

難點:電力拖動系統(tǒng)的系統(tǒng)分析方法。

采用的教學(xué)方法:案例演示、知識點講解、小組討論、仿真分析。

參考案例:通用機床運行或者機器人運行。

講授學(xué)時:3學(xué)時

（四）第3章 直流電動機的電力拖動

主要知識點:

1. 他勵直流電動機的機械特性

2. 他勵直流電動機的起動和反轉(zhuǎn)

3. 他勵直流電動機的調(diào)速

4. 他勵直流電動機的制動

5. 電力拖動系統(tǒng)的過渡過程

   教學(xué)要求:通過本章實際案例他勵直流電動機的工作原理學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握他勵直流電動機調(diào)速特性，以及理解什么是“他勵”。

   重點:案例驅(qū)動方法、他勵直流電動機等效電路分析。

   難點:電樞與勵磁的相互獨立性。

   采用的教學(xué)方法:案例演示、知識點講解、小組討論、仿真分析。

   參考案例:典型他勵直流電動機實際拖動實例。

   講授學(xué)時:6學(xué)時

   （五）第4章 變壓器

   主要知識點:

6. 變壓器的用途、工作原理及結(jié)構(gòu)

7. 變壓器的空載運行

8. 變壓器的負載運行

9. 變壓器參數(shù)的試驗測定

10. 變壓器的運行特性

11. 三相變壓器

12. 特殊變壓器

    教學(xué)要求:通過本章實際案例變壓器工作原理學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握變壓器運行機理、特征及應(yīng)用領(lǐng)域。

    重點:案例驅(qū)動方法、分析方法。

    難點:知識點的靈活運用（變壓器是靜止的電機，電機是旋轉(zhuǎn)的變壓器）。

    采用的教學(xué)方法:案例演示、知識點講解、小組討論、仿真分析。

    參考案例:電力變壓器工作原理。

    講授學(xué)時:6學(xué)時

    講解習(xí)題:3學(xué)時

    （六）第5章 異步電動機原理

    主要知識點:

13. 異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理

14. 交流電機的繞組和它的感應(yīng)電動勢

15. 交流繞組的磁動勢

16. 轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的異步電動機

17. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)時的異步電動機

18. 異步電動機的功率傳遞與轉(zhuǎn)矩平衡

19. 單相異步電動機

20. 異步電動機的工作特性

    教學(xué)要求:通過本章實際案例異步電動機等效電路學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握異步電動機的基本工作原理及特性。

    重點:案例驅(qū)動方法、異步電機磁路和電路工作原理及電磁能量轉(zhuǎn)換。

    難點:旋轉(zhuǎn)磁場與脈動磁場。

    采用的教學(xué)方法:案例演示、知識點講解、小組討論、仿真分析。

    參考案例:異步電機等效電路及設(shè)計運行分析。

    講授學(xué)時:9學(xué)時

    講解習(xí)題: 3學(xué)時

    （七）第6章 三相異步電動機的電力拖動

    主要知識點:

21. 三相異步電動機的機械特性

22. 籠型異步電動機的起動

23. 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動

24. 三相異步電動機的調(diào)速

25. 三相異步電動機的各種運行狀態(tài)

26. 異步電動機拖動系統(tǒng)的機械過渡過程及能量損耗

    教學(xué)要求:通過本章實際案例異步電機基本拖動系統(tǒng)學(xué)習(xí)，利用MATLAB仿真軟件輔助分析說明，使學(xué)生理解異步電機拖動特性及應(yīng)用實際狀態(tài)。

    重點:案例驅(qū)動方法、異步電機驅(qū)動原理。

    難點:知識點的靈活運用。

    采用的教學(xué)方法:案例演示、知識點講解、小組討論、仿真分析。

    參考案例:異步電機拖動實例。

    講授學(xué)時:6學(xué)時

    （八）第9章 電力拖動系統(tǒng)中電動機的選擇

    主要知識點:

1. 基本技能:電動機選擇的一般概念、發(fā)熱、冷卻、工作制、額定功率選擇、容量及其他選擇條件

2. 案例:某車床主軸電機選型

   教學(xué)要求:通過本章實際案例某車床主軸電機選型的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步了解及可以實際進行電機的選型工作。

   重點:案例驅(qū)動方法、電機如何選型。

   難點:知識點的靈活運用。

   采用的教學(xué)方法:案例演示、知識點講解、小組討論、仿真分析。

   參考案例:某車床主軸電機選型。

   講授學(xué)時:3學(xué)時

   （九）總復(fù)習(xí)

   主要知識點:

   基本技能:電機基本結(jié)構(gòu)原理，基本運行特征，變壓器基本原理及運行，電力拖動基礎(chǔ)，電機選型等

   教學(xué)要求:通過本課程系統(tǒng)性總復(fù)習(xí)，使學(xué)生能對所學(xué)知識具有系統(tǒng)性的認識和總結(jié)。

   重點:核心知識點總結(jié)

   難點:知識點的物理意義及靈活運用。

   采用的教學(xué)方法:圖表文字說明。

   講授學(xué)時:3學(xué)時

三、課程的預(yù)期學(xué)習(xí)成果

在本門課程結(jié)束時，學(xué)生應(yīng)該能夠:

1、掌握變壓器基本工作原理，基本電磁轉(zhuǎn)換過程，原副邊基本定量關(guān)系 熟悉變壓器基本工作原理及定量計算；

2、掌握直流電機基本原理，交流異步電機基本原理。握常用電機基本運行原理，具備電機基本電磁轉(zhuǎn)換過程的分析能力

3、熟練掌握拖動基礎(chǔ)基本理論，拖動動力學(xué)方程，電機電磁關(guān)系方程，電機拖動特性方程，定量計算及理論和實踐分析；

4、 了解拖動工程中電機選型原則 電機定額，工作制式，負載形式，選型規(guī)則 了解拖動系統(tǒng)中電機選型原則，能進行電機的基本選型計算工作。

四、課程要求

（一）出勤

學(xué)生應(yīng)積極參與課堂教學(xué)并完成相關(guān)的作業(yè)、實驗內(nèi)容。

（二）閱讀資料

學(xué)生應(yīng)認真進行課前預(yù)習(xí)，閱讀教材和指定參考書及重要的參考文獻。

（三）課堂展示

在實驗課，安排各小組進行實驗題目的討論，以及實驗效果演示。

（四）課外實踐

本課程是理論與實踐結(jié)合的課程，理論課通過案例的形式重點講方法、講知識點的原理、應(yīng)用；對應(yīng)實踐課根據(jù)課程進度安排專項實驗和綜合實驗。

（五）小考與期末考

安排課堂測驗、期末考試。

（六）課程論文

以平時作業(yè)、課堂隨機互動、課堂隨機考試為主。另外，利用所建立QQ學(xué)習(xí)群，進行互動學(xué)習(xí)及平時加分考核。

（七）學(xué)術(shù)誠信

按中山大學(xué)南方學(xué)院相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（八）剽竊的定義以及相應(yīng)的懲罰

剽竊是嚴重違反學(xué)校規(guī)章制度的行為。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將上報相關(guān)部門，并受到包 括開除學(xué)籍在內(nèi)的嚴厲處罰。

五、課程資料

（一）教科書-必讀

1、彭鴻才.電機原理及拖動，機械工業(yè)出版社（第3版），2016年12月.

（二）教科書-強烈推薦

1、陳亞愛.電機與拖動基礎(chǔ)及MATLAB仿真，機械工業(yè)出版社，2013年8月.

2、洪乃剛.電機運動控制系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，2015年2月.

（三）文章-必讀

1、西莫電機論壇，http://bbs.simol.cn/。

2、電機技術(shù)網(wǎng)，http://www.immotor.cn/ DC-AC。

3、matlab學(xué)習(xí)網(wǎng)站，http://www.ilovematlab.cn/。

（四）文章-強烈推薦

1、電機與控制學(xué)報（期刊）。

2、電氣傳動（期刊）。

（五）其他參考資料

1、Stephen J. Chapman. 電機學(xué)（第5版）[M]. 北京:電子工業(yè)出版社，2012.

2、唐海源，張曉江.電機及拖動基礎(chǔ)習(xí)題解答與學(xué)習(xí)指導(dǎo)（第2版）[M].北京:機械工業(yè)出版社，2010.

3、Stephen D. Umans. 電機學(xué)（第7版）[M]. 北京:電子工業(yè)出版社，2013.

六、教學(xué)活動以及對于預(yù)期學(xué)習(xí)成果的評估

（一）教學(xué)活動

1、個人預(yù)習(xí)

2、課堂講授

3、課堂問答

4、習(xí)題講解

5、案例討論

6、課后實驗

7、小型實驗項目

8、期末考試

（二）對預(yù)期學(xué)習(xí)成果的考察

七、評估的程序和方法

（一）評分體系

1、出勤率: 10%

2、課堂參與: 20%

3、課后作業(yè): 20%

4、課堂實驗: 無

5、期末考試: 50%

（二）課程的教學(xué)目標與評估方式的對應(yīng)關(guān)系

（三）評分標準及要求

八、教學(xué)進度與學(xué)時分配表

注:此表一式三份，于開學(xué)兩周內(nèi)填好，一份送教務(wù)與科研部，一份開課單位留存，一份自留。