电机与拖动教案首页（共8篇）
电机的定义
电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置，是电动机和发电机的统称。将电能转换为机械能的电机称为电动机。将机械能转换为电能的电机称为发电机；将机械能转换为电能的电机称为发电机。
工作原理
电磁感应定律、电磁力定律及电流的磁效应。
构造的一般原则
用适当的导磁和导电材料构成能互相进行电磁感应的电路和磁路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到能量转换的目的。
电机分类
旋转电机：动力电机：交流电机
感应电机：感应发电机
感应电动机
同步电机：同步电动机
同步发电机
同步补偿机
直流电机
直流发电机
直流电动机
微特电机：伺服电动机、步进电动机、测速发电机
变压器：电力变压器
升压变压器、降压变压器
特种变压器
自耦、三绕组、互感器
第一章 直流电机
直流电机优缺点：
优点：启动性能和调速性能好，过载能力大。
缺点：存在电流换向问题，结构工艺复杂，使用有色金属多，价格昂贵，运行可靠性差
直流电机发展形势
随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整流装置取代。但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍将在许多场合继续发挥作用
一、直流电机的工作原理
直流发电机的工作原理：简单分析
一台电机原则上既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，只是外界的条件不同而已。如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作
为直流电源，可输送电能，电动机将机械能变换成电能而成为发电机；如在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入，电机即可拖动生产机械，将电能变换成机械能而成为电动机。一台电机，即可作为发电机运行，又可作为电动机运行，这是直流电机的可逆原理
二、直流电机的结构
由两个主要部分组成：静止部分（称为定子），主要用来产生磁场
转动部分（称为转子）是机电能量转换的枢纽
在定转子之间，有一定的气隙称为气隙
三、直流电机的铭牌：额定值
四、直流电机的磁场
1、直流电机的空载磁场
2、直流电机负载时的磁场及电枢反应
3、直流电机的换向
五、直流电机的感应电势和电磁转矩
1、感应电势 Ea=Ce Φn 电机的电枢电动势Ea与每级磁通Φ成正比，与电枢转速n成正比
2、电磁转矩 T=CTΦIa
电磁转矩与每级磁通和电枢电流的乘积成正比
六、直流电机的工作特性
1、电压平衡方程式
2、转矩平衡方程式
3、功率平衡方程式
第二章、直流电动机的电力拖动
一、电力拖动系统的运动方程 T-TL=GD2/375 dn/dt 可确定系统的状态
方程式中各量正负号确定的规则
二、生产机械的负载转矩特性 恒转矩负载特性 ：TL的大小不变 恒功率负载特性： TL与转速n成反比
风机泵类负载特性： TL与转速的平方成正比
三、他励直流电动机的机械特性
1、机械特性的一般表达式
2、固有机械特性
条件：当U=UN，Φ=ΦN, R=0时的机械特性
特点：硬特性
3、人为机械特性
电枢串电阻的人为特性
特点：1）n0不变
2）β变大，稳定性能变差 降低电压的人为特性
特点：1）n0与电源电压成正比
2）β不变 弱磁的人为特性
特点：1）n0变大
2）β变大
四、他励直流电动机的启动
电动机的启动要求：启动转矩足够大
启动电流不可太大
他励直流电动机的启动主要是设法减小启动电流
电动机的启动方式分为直接启动、降压启动、电枢回路串电阻启动 直流电动机一般不能直接启动
他励直流电动机的启动方法有电枢串电阻启动和降低电压启动
五、他励直流电动机的调速
1、调速的基本概念
2、调速指标
3、他励直流电动机的调速方法
1）电枢串电阻调速
特点：向下调速，有级调速，稳定性能变差，损耗大
2）降低电枢电压调速
特点：向下调速、无级调速，稳定性能不变，效率高
3）弱磁调速
特点：向上调速，有级调速，稳定性能变差，损耗大，受换向限制
六、他励直流电动机的制动
制动的特征是电磁转矩T与转速n的方向相反 制动的作用：
1、减速
2、匀速下放重物
他励直流电动机的制动方法有：能耗制动、反接制动、回馈制动
第三章 变压器
一、变压器的构造
变压器是一种利用电磁感应工作的静止的装置，其主要功能是将交变电压变为同一频率的另一种或几种交流电压。
1、铁芯：提供磁路
1）铁芯结构：分为心式结构和壳式结构两种
2）叠片形式：硅钢片裁成条状，采用交错叠片的方式叠装而成，接缝互相错开，为了减小气隙和磁阻
2、绕组：建立磁场
按高低压绕组在铁芯上放置方式的不同，绕组有同心式和交叠式
按电压高低分为一次绕组，二次绕组
3、附件
油箱：散热，绝缘，保护铁芯和绕组不受外力和潮气侵蚀 油枕：储油，减少油箱内油和空气的接触 气体继电器：瓦斯保护 绝缘套管：引出线 分接开关：调整变压比
二、变压器的基本工作原理
1、相关名称：
一次绕组，匝数N1：二次绕组，匝数N2
2、工作条件： 一次侧要加交变电压
3、磁场分布：
主磁通：大部分经过磁阻很小的铁芯闭合，与一次，二次绕组同时交链
漏磁通
很少一部分磁通经过磁阻很大的油或空气闭合
4、工作原理：
一次绕组通电，产生变化磁通，交链到二次侧，在二次侧感应出电势
4、特点：
A、变压器只能传递交流电能，而不能产生电能； B、它只能改变交流电压或电流的大小，不改变频率； C、而在传递过程中几乎不改变电压和电流大小的乘积（功率）
三、变压器的铭牌数据
四、变压器的运行原理
1、变压器的空载运行
空载运行时的物理情况
（1）二次侧空载，所以I2=0，U2=E2
（2）一次侧电流I0叫空载电流（或励磁电流）
（3）输出功率P2=0，所以输入功率P1几乎为0，P1=U1*I0,所以I0很小
空载运行时的电磁关系和平衡方程 磁场由励磁电流I0建立 经推导得 E1=4.44N1fΦm
E2=4.44N2fΦm 所以E1/E2=N1/N2=K（匝数比）
因为空载电流很小，所以I0Z1比E1小的多，数值上近似为 U1=E1 二次：U2=E2 所以
U1/U2=E1/E2=N1/N2=K
2、变压器的负载运行 一次侧：
U1=-E1+I1Z1 二次侧：
U2=E2+I2Z2
负载上的电压： U2=ILZL
3、变压器参数的测定（1）空载试验
试验目的： 测定空载电流I0，空载损耗（铁损）P0，计算励磁阻抗，变压比K 试验方法： 将低压侧绕组接额定电源，高压侧开路 计算变压器参数：
（2）短路试验
试验目的：测定短路阻抗ZK，铜损 试验方法： 计算变压器参数
五、变压器的运行特性
1、电压变化率
电压变化率： 反映二次侧端电压随负载变化的程度 电压变化率与三个因素有关： 变压器负载电流大小
负载的性质
变压器的阻抗参数
2、变压器的外特性
变压器的外特性：当一次侧端电压与功率因素均为常数，变压器二次侧绕组的端电压随负载电流的变化关系，即U2=f(I2)
3、变压器的效率和效率特性
变压器的效率：输出功率与输入功率之比的百分数
效率特性： 效率开始时随负载的增加而增加，在PCU=PFE时，效率最大，当负载过大时，效率开始下降 六、三相变压器
1、三相变压器的磁路
三相变压器组
三相变压器组可以看成是由三个相同的单项变压器组成的
磁路系统：若外加电压时三相对称的，则三相磁通一定是对称的
电路系统：高低压绕组分离，高低压绕组按要求连接（如△/△, Y/y连接）
三相心式变压器 结构：
优点：用材量少，重量轻，价格便宜
缺点：任何一相发生故障时，整个变压器都要拆换，备用容量是三相变压器的三倍，因此适用于中、小容量的电力系统
2、变压器的联结组
绕组的标记和极性：
三相变压器的连接组：
时钟法
3、变压器的并联运行（1）为什么要并联运行？
检修时备用，增加供电的可靠性
负载变化时刻调整台数
并联可满足大容量变压器的需求（2）并联的基本要求是什么？
空载时每一台变压器二次电流都为0，与单独空载运行一样，个变压器间无环流
负载运行时各变压器分担的负载电流应与它们的容量成正比
各变压器电流同相位，保证承担电流最大
（4）并联条件的技术条件有哪些？
各变压器的电压比相等（防止形成环流）
各变压器的联结组别应相同
（防止相位不同形成环流）
各变压器的短路阻抗角相等
（保证承担电流最大）
短路电压相等（保证负载电流应与容量成正比）
七、特殊变压器
1、自耦变压器
基本关系：电压关系 U1/U2=K
电流关系 I1=I2/K
自耦变压器的功率
S2=U2I2=U1I1 特点：
一、二次共用一个绕组 一、二次绕组既有磁耦合，又有电联系
二次功率部分通过磁耦合关系得到，一部分直接从电源得到
2、仪用互感器
电流互感器：
使用场合：测量大电流
基本结构：利用变压器原理，一次侧与被测电路串联，二次侧接安培表，相当于二次侧短路 注意几点：A为了降低被测电流，一次侧的匝数N1少，二次侧的匝数N2多
B二次侧电流决定于一次侧电流，因此可以短路，但绝不能开路。否则二次侧会产生很高的电压带来危险
C 二次侧绕组的一端和铁芯必须牢固接地，以免当互感器绝缘损坏时一次高压进入二次侧发生危险
电压互感器
使用场合：测量高电压
基本结构：利用变压器原理，一次侧与被测电路并联，二次侧接伏特表，相当于二次侧断路 注意事项：A 为了降低被测电压，一次侧的匝数N1多，二次侧的匝数N2少（相当于降压变压器）
B 二次侧绝不能短路
C二次侧绕组的一端和铁芯必须牢固接地，以保证安全
第四章 异步电动机 一、三相异步电动机的工作原理
1、旋转磁场的产生
产生的条件：一是空间对称的三相定子绕组，二是通入三相对称电流
2、旋转磁场的转向
3、旋转磁场的转速
4、工作原理
异步电动机是通过载流的转子绕组在磁场中受力而使电动机旋转的，而转子绕组中的电流由电磁感应产生，并非外部输入，故异步电动机又叫感应电动机
5、转差率
转差率S是异步电动机运行时的一个基本变量，负载变化时，S随之改变。空载时，S《0.005，满载时，S《0.06 二、三相异步电动机的基本结构
1、三相异步电动机的结构
（1）定子
定子铁芯：嵌放绕组，提供磁路
定子绕组：产生旋转磁场
（2）转子
转子铁芯：嵌放绕组，提供磁路
转子绕组：感应出电势、电流
（笼型和绕线型）（3）机壳气隙等 三、三相异步电动机的铭牌数据
1、额定容量 PN(单位：千瓦)：指转轴上输出的机械功率
2、额定电压UN（单位：V）：加在定子绕组上的线电压
3、额定电流IN
（单位：A）：输入定子绕组的线电流
4、接线方式：定子绕组有Y和△两种接法 四、三相异步电动机的定子绕组
1、定子绕组的基本知识2、3、定子绕组的磁势和电势 单相绕组的磁势
空间上：呈矩形波分布
时间上：矩形波的幅值随时间做正弦规律变化
其轴线在空间上保持固定位置的磁势----------脉振磁势 三相交流绕组的磁势 空间上：呈正弦波分布 性质：旋转磁势
绕组的电势
定子绕组电动势
E1=4.44N1F1Φm 转子绕组电动势
E2=4.44N2F2Φm
转子绕组电动势与切割速度，即相对转速成正比（频率与转差率正比）这一点与直流电动机不同 五、三相异步电动机的运行分析
（一）关系情况
1、空载
n≈n1, s很小，I2、E2s很小，定子I0产生磁势，称励磁电流或空载电流
2、负载
N 3、启动时 （n≈0）s最大，I2、E2s很大 所以负载通过转速变化影响电磁平衡关系 （二）电压平衡关系 1、方程 定子电压平衡方程式： U1=-E1+I0Z1≈-E1 代数式：U1=E1=4.44F1NIΦm 转子电压平衡方程式 F2=sf1 E2s=SE20 2、磁势 F1+F2=F0 说明：三相异步电动机带负载时定子绕组的磁势和转子磁势的合成等于励磁磁势 六、异步电动机的功率和转矩 1、功率平衡关系 2、转矩平衡关系（与直流电动机相同） 七、异步电动机参数的测定 第五章、三相异步电动机的电力拖动 作为机电设备和电器元件的使用者，内部原理你可以简单了解但其外特性你必须掌握，否则你将无法正确选择和使用这些设备和元件，三相电动机的机械特性和直流电机的定义是一致的，但是其特性方程和特性曲线有着较大的差别 一、三相异步电动机的机械特性 （一）机械特性方程 1）物理表达式：T=CTΦmI2COSΦ2 (T是电磁作用的结果)2）参数表达式： 3）、工程表达式： U1-----------外施电源电压 F1-----------电源频率 R1,X1-------电机定子绕组参数 （二）固有机械特性曲线 1、形状（根据工程表达式来说明） AB段（S较大）：为双曲线，T与S成反比 BO段（S很小）：为执行，T与S成正比 2、启动点A，n=0.s=1 启动转矩倍数KT=TS/TN 一般取0.8～1.8 3、临界点B，s=sm，T=TM 过载能力λT=Tm/TN 4、同步点C，n=n1，s=0，T=0 （三）人为机械特性 1、降低定子电压的人为机械特性 2、转子回路串接对称电阻时的人为机械特性 二、三相异步电动机的启动 启动电流大而启动转矩小，是普通三相异步电动机固有机械特性的一对矛盾 对鼠笼异步电动机而言，主要是用降低定子端电压的方法来限制启动电流；而对绕线式异步电动机而言，主要使用转子回路串电阻启动，既可以限制启动电流，又可以增大启动转矩 笼型异步电动机： 1、电网容量允许，应尽量采用全压启动，使启动转矩不受损失而能满载启动 2、电网容量不够大时，应采用减压启动，以减小启动电流。 方法有定子回路串电阻或电抗、采用自藕变压器、星-三角换接等减压启动 但减压启动后，启动转矩与电压平方成比例下降，一般适用于轻载启动 绕线式异步电动机：有转子串电阻和串频敏变阻器两种方法启动 启动时，启动电阻最大，限制了启动电流并增大了启动转矩，改善了启动性能 三、三相异步电动机的调速 异步电动机有三种基本调速方法： 1、变电源频率f1调速 2、变定子磁极对数p调速 3、变转差率s调速 其中：变频调速是电力电子变流技术在电力拖动系统中的应用，代表现代交流调速技术的发展方向，可实现无级调速，适用于恒转矩和恒功率负载 变级调速是通过改变定子绕组接线方式来改变电机级数，从而实现电机转速的变化。变级调速属于有级调速 变转差率调速包括绕线式异步电动机的转子串电阻调速、串级调速和定子减压调速 四、三相异步电动机的制动 《电机与拖动基础》(以下简称：电机学)是本三院校电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课，其教学效果直接影响到后续课程的学习。由于这门课程具有较强的理论性、系统性和实践性，且课程内容多、教学课时少、学习难度大，长期以来在教与学两方面都存在着较大的困难。 二、改革方向 考虑到本三院校学生的基础问题，以及应用型本科教育的特点———同普通本科相比，更强调的是实践性、应用性和技术性;同专科相比，要求学生具有较宽广的理论基础和可供广泛迁移的知识平台，要使学生具备较强的终身学习能力，有进一步发展的后劲，就有必要探索出一条适合这个层次学生的教学路子。具体措施如下： 1. 降低理论难度 电机学的概念抽象且推导繁琐，公式和结论众多。其中，最为枯燥的莫过于绕组和磁路两个方面：前者要求学生具有很强的空间想象能力和良好的几何基础;后者是整个电机学的理论基础，它要求学生具有很好的数学分析能力、逻辑思考能力，以及较好的物理基础。学生在学习这两个方面内容的时候，往往会感到十分困难，继而大大减少乃至丧失继续学习的动力。 为此，笔者认为既然本三院校更强调知识的应用性，也就是要求学生学会电机和拖动在实践中的应用，而不是去设计、制造电机，那么就很有必要掌握好电机学的理论深度、难度———既能满足电气专业要求，又不至于过深、过难;既能使学生掌握好电机基本理论，又尽量贴近电机应用的实际要求。在教学时，一些与实践联系较紧密的知识点可详细讲解，而对某些枯燥难懂的理论可只引出概念，不做详细论证。例如，在讲述直流电机的换向概念时，会涉及电磁场，非常抽象，这时可以仅对换向的电磁过程进行简单分析，把重点放在火花对电机运行危害和如何改善换向等内容上;在讲述直流电机绕组这个知识点时，可以以比较简单的4线圈绕组为例，不深究单叠、单波等绕组的连接规律，只要求记忆这两种绕组形式下的支路对数与磁极间的关系式即可;在讲述直流电机的电枢反应时，可把重点放在利用气隙磁密曲线分析电枢反应对主磁场的影响上[2]。这样处理所带来的好处就是既降低了理论分析的深度，又建立了必要的知识框架;既减轻了学生的学习负担，又突出了电机的应用特点。 2. 补充实际应用知识 前文已经提到，“应用型”的教育特点决定了教师在组织教学时应加强实用性知识的传授，而实用性强正是本课程的一大特点，为此，笔者认为在课堂上应该补充大量的生产实际中必需的基本知识。比如，电动机的选择原则是什么，它有哪些种类、形式，额定电压与额定转速的选择标准又是什么，额定功率的选择又和哪些因素有关，等等。在讲述这几个方面的内容时，可以以同学们比较感兴趣的三峡水电站或其它大型项目为例。又如，对电动机在运行时必然会出现的各种各样的问题与故障，教师可以简要讲述处理这些问题的大致方案。比如，对于电动机在运行时有异声的问题，教师可以讲述产生这个问题的原因及其相应的解决办法———如果是因为定子转子相擦，那就检查轴承、转子是否变形;如果是因为电动机两相运行，那就检查相应的接线处以及故障点等。这样，就大大开拓了学生的知识面，从而为其将来的工作打下良好的基础。 3. 加强实验课教学 就本课程而言，增强实验环节的意义是毋庸置疑的。笔者认为，实验不能仅限于连连线、读读仪表，而应该根据课程内容[3]，增开实训项目，作为课堂知识的又一补充。具体来讲： 其一，增开电机拆装实训内容。学校可以专门聘请来自生产一线的具有丰富现场经验的技师或者由经过培训的任课教师担任指导教师，人手或者一个小组一台电机，从常用工具的使用开始，逐步介绍电机的拆装步骤、工艺等，通过边演示边练习的形式，对碰到的问题采用个别指正与集中讲解相结合的方式。如此，学生一方面加深了对课堂上所学知识的理解，另一方面锻炼了自己的动手能力特别是解决实际问题能力，更重要的是可以大大提高学生的学习积极性。 其二，增加或改革实验环节。电机实验教学是理论教学的深化和补充，通过实验教学不仅能进一步巩固和加深课堂所学理论知识，而且能提高学生动手、分析问题和解决问题的能力，从而为进一步提高学生多方面的综合能力奠定基础。传统的实验课总是在理论课之后，例如，在上完直流电机及直流电机的电力拖动后安排认识电机和直流发电机、直流电动机的实验，测试直流电机的工作特性和机械特性，以及电机的调速特性、能耗制动等;在上完变压器一章后安排单相变压器、三相变压器的相关实验等。这样做的好处在于，通过实验增加了学生对理论知识的理解，促进了学生对理论知识的吸收。但这样并不能解决问题，即教师在讲述电机工作原理时，学生会因没有感性的认识而存在很大的理解困难，为此，可以尝试改变某些实验教学的次序，比如在讲解电动机的结构、绕组等各部分组成前，可以先让学生进实验室看看实际的电机，并由实验教师负责讲解一下其物理结构，然后，回归课堂讲述原理。这样就避免了学生被动盲目地接受理论的现象，使抽象的理论变得直观易懂。在讲完理论之后，可以让学生再进实验室进行深层次的实验。也就是说，完全可以形成一个从实验到理论再到实验的过程。 4. 完善课堂教学 课堂教学是整个教学系统中最为重要的环节，因而如何使课堂更为精彩、更有效率是个值得研究的课题，结合本课程的特点，笔者认为以下两个方面是很有必要强调的： 其一，充分利用“对比教学法”。“对比法”是教师在讲授众多课程时常用的手段之一。由于本课程的内容前后联系较多，教师在讲授时多采用“对比法”，多注重前后、上下知识的对比，往往会取得事半功倍的效果。如变压器与异步电动机的对比，两者都是以电磁感应为原理进行工作的，主要区别在于前者是静止的，而后者是转动的，且完全可看作是一台有气隙的工作在旋转状态下的变压器，二者的理论有很大的相似性，变压器的分析方法如等效电路、相量图、方程式几乎都可以不加改变地推论到异步电机中;直流电机与异步电机的对比，直流电机实质是一台装换向器的交流电机，只是结构比异步电机复杂，使用、维护也较难;异步电动机与同步机对比，两者的定子相同，都是三相对称绕组，产生旋转磁场，只是转子有闭合线圈与电磁装置之区别。通过大量的对比，学生可以在轻松复习旧知识的同时掌握新知识，可谓一举两得。 其二，用好课件。多媒体课件具有形象生动、易于理解、直观效果好、条理清晰的特点，把它引入到《电机与拖动基础》教学之中可以有效地解决部分教学难题[1]。例如，三相异步电动机旋转磁场的产生，是电机学中的重点与难点，对于如何确定通入三相电流产生的磁场方向、定子与转子之间的关系，以及导体如何切割磁力线产生电磁转矩旋转等这些问题，如果一味用文字描述，学生常常难以理解。如果根据它的特点制作出相应的多媒体课件，使之能通过动画的形式形象地表示出线圈中通入电流产生的磁场方向、转子电磁转矩的旋转变化，从而使学生感觉很抽象的感应电势变化的关系非常清晰地体现出来，学生就能够很快地掌握电机的工作原理，并且印象深刻。此外，课件里面可以插入大量的图片，例如，在讲变压器结构原理时，如果教师只在课堂上讲铁心、绕组、附件，学生就很难想象里面的结构形式，根本达不到很好的教学效果，而如果先让学生看看变压器的外形、结构等相关图片，再对着图片来讲解各部分的结构、功能等，学生就会很直观地对变压器各部分产生很直接的认识，从而达到良好的教学效果。总而言之，可以通过多媒体手段，使学生在眼动、口动、脑动，以及合作、交流、讨论等愉快的情境中完成整个教学内容，这样会大大提高学生的学习兴趣和教学效率。 三、结语 通过以上的教学改革的讨论并将其付诸实践，在本课程的教学方面产生了不错的效果，不仅增强了学生的学习兴趣，提高了学习效率，而且实际动手能力也得到了很大锻炼。当然，《电机与拖动基础》的教学是个长期的、细致的、综合性的系统工程，只有不断改进、不断总结，才能不断完善，最终达到良好的教学效果。 参考文献 [1]赵真.浅谈《电机与变压器》的多媒体教学.职业教育研究, 2006.3. [2]吕玫.高职《电机与拖动》课程改革的实践.机械职业教育, 2006.3. 一、《电机与拖动基础》教学改革的必要性 1.教学目的和培养目标的需求 《电机与拖动基础》是电气工程专业的基础课程,该课程围绕着电气专业的理论和实际应用而全面展开,而面对电气技术在生产中更快的变化,需要更为“实用性、技能性、应用性”的新职业性的人才,这就对该课程的教学目标提出了更高的要求:要以教师为主导,学生为主体,以國民经济发展需要为培养目标,集“理论学习”和“技能训练”为一体,培养体系要从初级到高级、从理论到实践、再从实践到理论进一步升华。 2.全面协调课时比例 一般的《电机与拖动基础》课程将在一个学期内结束,大概在140～160个课时之间,怎样协调好课时的分配,在该课程中也极大地制约着学生对课程的理解,由于要培养学生理论实践相互发展,理论为实践做基础,实践又要升华为理论,因而更好地根据学生的基础水平,全面协调好理论课程和实践课程的比例关系,更好地推动实用性人才的培养。 二、理论课改革的措施 1.现阶段理论课堂上的不足 在实际教学过程中发现,学生学习该课程时比较吃力,教师授课难度也大,教学效果不理想。究其原因:一是职业技术院校学生基础知识较差;二是学生获取知识的途径单一,遏制了学生学习的主动性;三是教学内容繁杂、理论性较强,学生缺乏学习兴趣;四是专业实验室投资大,利用效率低。 2.提高课堂教学的生动性,激发学生兴趣 将单纯的教师讲课,学生听课的单一模式多样化,使课堂教学不再是书本知识的简单板书和叙述,而是充分利用多媒体设备,将理论、实验、实训等教学内容一体化设置。如《电机与拖动基础》课程中直流电机的结构部分相对抽象,学生对主磁极、换向极、电刷、换向器等没有充分认识,教师很难解释清楚、学生也很难想象其具体的形状,此时采用多媒体设备,将直流电机分解,学生就能了然于胸。教室、实验室与实训场地等教学条件一体化配置,让学生在课堂上边学习,边实践。通过实验、实训教学牢固树立起“实践先于理论,实践检验理论,理论源于实践”的思想。如在讲解他励直流电动机的调速过程中,可以要求学生根据他励直流电动机的机械特性进行分析,得出调速的方法,然后让学生直接进行试验,用实验验证理论,判断得出的结论是否正确,以此激发学生的学习兴趣。 3.改革教材,结合实际,发展课程特点 学生学习的主要途径是教材,而现在大多数教材内容繁杂,注重理论,缺少实践,这也是学生认为专业课难学、缺乏学习兴趣的主要原因之一。笔者认为,编写一本适合职业院校学生的教材必不可少。教材应注重实践,以“必需、够用”为原则,删减部分理论性强,较抽象的内容,加强针对性和实用性,改变原来的实践教学过分依附、服务于理论教学的状况,探索建立相对完善的教学体系,使理论教学和实践教学变成一个整体,相互渗透,有机结合。尽量减少课程中一些公式的推导,增加一些实际应用的例题,如一些实践性较强的小课题、小制作,让学生可以自己动手,以此提高学生的学习兴趣。面对企业设备的不断更新,教材还要结合企业需求,树立以人为本的教育观和课程观,按照培养适应社会经济发展要求的高素质人才的标准,设计职业技术教育中《电机与拖动基础》课程教学体系,教材不仅要注重传统技术,更要接触现代先进技术,以适应社会科学技术的迅猛发展。要正确处理好课程与企业新设备需求之间的关系,不断创新,让学生从课本中也能接触社会、了解社会,毕业后,能尽早融入社会。 三、实验课程教学改革措施 1.正确引导,培养学生自主学习的能力 一个高素质应用型人才不仅要具有扎实的理论功底,娴熟的技术应用能力,而且要具有较强的学习能力和技术创新的能力。现在许多职业技术院校培养的毕业生,普遍存在着理论功底相对较差,缺乏自我学习能力和技术创新能力。因此,我们在教学中,必须更新理念,要在培养学生自主学习的能力方面下功夫,对学生不能局限于“授之以鱼”,更重要的是“授之以渔”,使学生掌握正确的学习方法和思维方式。在教学内容上,适当压缩传统教学内容,提高教学内容的适应性。同时要强调对概念的理解,在课堂上要着重讲清重点、难点、思路、方法,有计划地安排适当内容由学生自学,写出自学总结。教师应结合本课程,给出相应的实际任务,课后让学生自由设计、自主完成。如介绍直流电机的原理后,可以让学生自己动手制作简单的发电机、电动机模型,这样不仅能使学生较好地掌握课程内容,还能培养学生创新思维和解决问题的能力,更能激发学生自主学习的兴趣。学习源于生活.所以应该引导学生在日常生活中仔细观察,观察这个时代和社会的新技术、新工艺、新材料、新产品及发展方向,多留心当前的先进设备,进一步引导学生开拓思路,拓展思维,拓宽视野,并将这些不具体却宝贵的东西应用于自己的实际之中加以实现。 2.加强素质教育,提高自身修养 教学改革是一项复杂的系统工程,改革成功与否不仅涉及教师和课程本身教学设计、教材教法,而且还涉及学生。教师的言行举止对学生起潜移默化的作用,学生创新能力的形成和提高,要靠教师的启发和引导,一个自身素质不高、创新意识不强的教师是无法启发和培养学生创新能力的。这就要求教师不仅具备较强的理论功底,还要有较强的实际动手能力,要不断拓宽和深化自身的专业基础知识,及时调整思维方法,增强创新意识,经常深入企业,了解企业动态,保持不断进行科学研究的活力,才能推动教学工作的常教常新。 职业技术教育本身是培养面向生产、服务、管理第一线的高素质的应用型技能人才。这就要求在提高教师自身文化修养的同时,提高学生综合素质,要把以知识教育为主转变到以素质教育为主上来,只有这样,才能适应社会经济发展的需要。 总之,随着社会的进步和经济的飞速发展,电机在企业设备更新中的不断应用,教育工作者必须努力跟上新时代的步伐,在教学实践中,以提高教学质量为中心,转变教育思想,更新教育观念,不断总结经验,不断探索,不断创新,为培养高素质人才而努力。 试题类型 一、填空题 二、选择题 四、简答题 五、计算题 第一章 直流电机原理 1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a等于极对数np。 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。☆ 直流电机的励磁方式：☆ ☆7直流电机的电枢电压方程和电动势： 直流电机电磁转矩 直流电动机功率方程 9直流电机工作特性☆ 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开☆ 一旦励磁电流 If = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。 自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件☆☆ （1）电机必须有剩磁，如果没有须事先进行充磁； （2）励磁绕组的极性必须正确，也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确； （3）励磁回路的电阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/If 不能太陡，否则如果伏安特性的斜率太陡，与发电机空载特性交点很低或无交点，就无法建立空载电压。总之，自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压，然后才能带负载运行。 12他励直流发电机的外特性☆ 随着电流的增大，其输出电压下降。这是因为：① 随着发电机的负载增加，其电枢反应的去磁效应增强，使每极磁通量减小，导致电枢电动势下降。② 电枢回路电阻上的电压将随着电流上升而增大，使发电机的输出电压下降。 13效率 他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流 Ia的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。当负载较小时，Ia 也较小，此时发电机的损耗是以不变损耗为主，但因输出功率小而效率低；随着负载增加，P2增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。☆ 第二章 变压器 1变压器的基本原理与结构 变压器的主要组成是铁心和绕组 变压器的额定参数 额定电压U1N 和U2N 额定电流I1N 和I2N 额定容量 SN 单相变压器 三相变压器 一次、二次绕组感应电动势 变压器负载时的基本方程式和等效电路☆ 5绕组折算和“T”型等效电路 ☆将变压器二次绕组折算到一次绕组时，电动势和电压的折算值等于实际值乘以电压比k，电流的折算值等于实际值除以k，而电阻、漏电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以 k2。这样，二次绕组经过折算后，变压器的基本方程式变为 分析变压器内部的电磁关系可采用三种方法：基本方程式、等效电路和相量图☆。 变压器带负载时的相量图 变压器的参数测定 (1) 空载试验 调压器TC加上工频的正弦交流电源，调节调压器的输出电压使其等于额定电压U1N，然后测量U1、I0、U20 及空载损耗P0 由于空载电流 I0 很小，绕组损耗 I02R 很小，所以认为变压器空载时的输入功率P0 完全用来平衡变压器的铁心损耗，即 P0 ≈ ΔpFe 。☆ 励磁阻抗 励磁电阻 励磁电抗 电压比 (2) 短路试验 短路试验时，用调压器TC 使一次侧电流从零升到额定电流 I1N，分别测量其短路电压 Ush、短路电流 Ish 和短路损耗Psh，并记录试验时的室温θ（℃）。 由于短路试验时外加电压很低，主磁通很小，所以铁耗和励磁电流均可忽略不计，这时输入的功率（短路损耗）Psh 可认为完全消耗在绕组的电阻损耗上，即 Psh ≈ΔpCu 。由简化等效电路，根据测量结果，取 Ish ＝ I1N 时的数据计算室温下的短路参数。☆ 短路阻抗 短路电阻 短路电抗 变压器的外特性和电压变化率 电压变化率的实用计算公式 变压器的负载系数 9变压器的效率特性 变压器的总损耗为 短路损耗（铜损耗）Psh 空载损耗 P0 变压器效率的实用计算公式 当可变损耗与不变损耗相等时，效率达最大值，由此可得到产生变压器最大效率时的负载系数bm为 三相变压器绕组的联结法 11三相变压器联结组的判断方法☆ 三相变压器的并联运行 三相变压器的并联运行 变压器并联运行时有很多的优点：☆ 1）提高供电的可靠性。 2）提高运行的经济性。 3）可以减小总的备用容量。 变压器并联运行的理想情况是：☆☆ 1）空载时并联运行的各台变压器之间没有环流； 2）负载运行时，各台变压器所分担的负载电流按其容量的大小成比例分配，使各台变压器能同时达到满载状态，使并联运行的各台变压器的容量得到充分利用； 3）负载运行时，各台变压器二次侧电流同相位，这样当总的负载电流一定时，各台变压器所分担的电流最小；如果各台变压器的二次侧电流一定，则承担的负载电流最大。 为达到上述理想的并联运行，需要满足下列三个条件：☆☆ 1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等； 2）并联运行的各台变压器的联结组号必须相同； 3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值要相等。 第三章 交流电机的理论 交流电机包括:（1）异步电机（2）和同步电机 单相电枢绕组的磁动势 旋转磁场的基本特点 (1)三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成磁动势是一个旋转行波； (2)旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相，改变三相绕组的相序即可改变旋转磁场的方向； ☆ (3)旋转磁场的转速n1与电源频率f1、电机极对数np之间保持严格的关系，即 ☆ 异步电机原理 异步电动机的优缺点 异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高。 异步电动机的缺点：功率因数较差，异步电动机运行时，必须从电网里吸收滞后性的无功功率，它的功率因数总是小于1。 异步电动机的分类 按定子相数分：单相异步电动机；三相异步电动机。 按转子结构分：绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动机，其中又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机 异步电动机的转差率： 异步电机的运行方式☆ 异步电动机的电压方程 (1)定子电压方程 (2)转子电压方程 异步电动机的电磁关系 三相异步电动机单相等效电路 7等效电路和相量图 虚拟电阻的损耗，实质上表征了异步电动机的机械功率 异步电动机的功率 9异步电动机的电磁转矩☆ 与每极磁通和转子电流有功分量的乘积成正比 异步电动机的工作特性 ☆ l 异步电动机的转速特性为一条稍向下倾斜的曲线 l 随着负载的增大，转子转速下降，转子电流增大，定子电流及磁动势也随之增大，抵消转子电流产生的磁动势，以保持磁动势的平衡。定子电流几乎随 P2 按正比例增加。 l 当负载增加时，转子电流的有功分量增加，定子电流的有功分量也随之增加，即可使功率因数提高。在接近额定负载时，功率因数达到最大。 l 异步电动机的负载不超过额定值时，角速度w 变化很小。而空载转矩T0 又可认为基本上不变，所以电磁转矩特性近似为一条斜率为 1/ w的直线。 l 异步电动机中的损耗也可分为不变损耗和可变损耗两部分。当输出功率P2 增加时，可变损耗增加较慢，所以效率上升很快。当可变损耗等于不变损耗时异步电动机的效率达到最大值。随着负载继续增加，可变损耗增加很快，效率就要降低。 第六章 直流电机拖动基础 1他励直流电动机的机械特性☆ 2人为机械特性☆ （1）改变电枢电压 一组平行曲线 （2）减小每极气隙磁通 特性曲线倾斜度增加，电动机的转速较原来有所提高，整个特性曲线均在固有机械特性之上 （3）电枢回路串接电阻 n0=Const ；R越大，曲线越倾斜 他励直流电动机的起动☆ 一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是： 1)限制Ist（Ist ≤l IN，l 为电机的过载倍数）； 2) Tst ≥（1.1～1.2）TN； 3) 起动设备简单、可靠。 （1）电枢回路串电阻起动 （2）减压起动 他励直他励直流电动机的调速 ☆调速范围、静差率、平滑性 （1）串电阻调速 特点：☆☆ 1）实现简单，操作方便； 2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差； 3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D ≤ 2； 4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差； 5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。 （2） 调电压调速 特点是：☆☆ 1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速； 2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好； 3）在基速以下调速，调速范围较宽，D可达10~20； 4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好； 5）需要一套可控的直流电源。 （3） 弱磁调速 特点：☆☆ 1）由于励磁电流I f << Ia，因而控制方便，能量损耗小； 2）可连续调节电阻值，以实现无级调速； 3）在基速以上调速，由于受电机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，一般约为（1.2~1.5）nN，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（3~4）nN，因而调速范围窄。 他励直流电动机的制动 常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。 （1）能耗制动 A 能耗制动过程 B能耗制动运行状态 (2)反接制动 A电枢反接制动 B 倒拉反接制动☆ (3)回馈制动 A 正向回馈制动 在调压调速系统中，电压降低的幅度稍大时，会出现电动机经过第二象限的减速过程 电动车下坡时，将出现正向回馈制动运行 B 反向回馈制动运行 他励直流电动机的四象限运行☆ 第七章 交流电机拖动基础 机械特性的三种表达式 （1）物理表达式 （2）参数表达式 （3）实用表达式 最大电磁转矩与电压的平方成正比，与漏电抗成反比；临界转差率与转子电阻成正比，与电压大小无关。 异步电动机机械特性的三种表达式，其应用场合各有不同。一般物理表达式适用于定性地分析 Te 与 及 间的关系；参数表达式多用于分析各参数变化对电动机运行性能的影响；实用表达式最适用于进行机械特性的工程计算。☆ 机械特性 机械特性的直线部分他机械特性的曲线部分 起动转矩 稳定运行问题： （1）降低定子端电压的人为机械特性☆特点： 1）固有特性的同步转速不变。 2）最大转矩随电压的降低而 按二次方规律减小。 ３）最大转矩对应的转差率保持不变． （2）定子回路串三相对称电阻的人为机械特性 定子回路串入电阻并不影响同步转速，但是最大电磁转矩、起动转矩和临界转差率都随着定子回路电阻值的增大而减小。 （3）定子回路串三相对称电抗的人为机械特性 （4）转子回路串三相对称电阻的人为机械特性 特点：（１）同步转速n1、最大电磁转矩Tem不变。 （２）临界转差率sm增大。 （３）起动转矩增大． 当所串入的电阻满足 起动转矩为最大电磁转矩 异步电动机的起动☆☆☆ 起动要求： （１）足够大的起动转矩。起动电流倍数KI=Ist / IN （２）不要太大的起动电流。起动转矩倍数KT=Tst /TN。 l 普通的异步电动机 如果不采取任何措施 而直接接入电网起动时，往往起动电流Ist 很大，而起动转矩Tst 不足。 在起动初始，n = 0，转差率s = 1，转子电流的频率f2=sf1 ≈ 50Hz，转子绕组的电动势sEr0=Er0，比正常运行时（s = 0.01～0.05）的电动势值大20倍，则此时转子电流Ir很大，定子电流的负载分量也随之急剧增大，使得定子电流（即起动电流）很大； 转子漏磁sXr0>>Rr，使得转子内的功率因数cosφ2很小，所以尽管起动时转子电流Ir 很大，但其有功分量Ircosφ2并不大。而且，由于起动电流很大，定子绕组的漏阻抗压降增大，使得感应电势Es和与之成正比的主磁通Fm减小，因此起动转矩Tst并不大。 异步电动机在起动时存在以下两种矛盾： 1）起动电流大，而电网承受冲击电流的能力有限； 2）起动转矩小，而负载又要求有足够的转矩才能起动。 （1）小容量电动机的轻载起动——直接起动 直接起动也称为全压起动。（７.5kW） 优点：操作简便、起动设备简单； 缺点：起动电流大，会引起电网电压波动。 （2）中、大容量电动机轻载起动——降压起动 （A）星形-三角形（Y-Δ）换接起动☆ （B）自耦降压起动 电动机端电压: Us=U2 = 定子电流: Is=I2= 从电网上吸取的电流: I1 =Ist 起动转矩与起动电流降低同样的倍数。 （C）串电阻（抗）起动方法 优点:起动电流冲击小，运行可靠，起动设备构造简单； 缺点:起动时电能损耗较多。 （D）延边三角形起动方法☆ 优点：体积小、质量轻、允许经常起动等。 缺点：电动机内部接线较为复杂。 （3）小容量电动机重载起动——笼型异步电动机的特殊形式 主要矛盾：起动转矩不足。解决方法有： （１）按起动要求选择容量大一号或更大些的电动机； （２）选用起动转矩较高的特殊形式的笼型电动机。 (A) 深槽式异步电动机 (B)双笼型异步电动机 (4)中、大容量电动机重载起动——绕线转子异步电动机的起动☆ 起动的两种矛盾（起动转矩小，起动电流大）同时起作用。 如果上述特殊形式的笼型电动机还不能适应，则只能采用绕线转子异步电动机了。在绕线转子异步电动机的转子上串接电阻时，如果阻值选择合适，可以既增大起动转矩，又减小起动电流，两种矛盾都能得到解决。 （A） 转子串接电阻起动方法 在起动时，在转子绕组中串接适当的起动电阻，以减小起动电流，增加起动转矩。 待转速基本稳定时，将起动电阻从转子电路中切除，进入正常运行。 （B）转子串接频敏变阻器起动方法 频敏变阻器的特点是其电阻值随转速的上升而自动减小 R1为绕组的电阻，Xm为带铁心绕组的电抗，Rm是反映铁耗的等效电阻。 电动机刚起动时，转子频率较高,频敏变阻器内的与频率平方成正比的涡流损耗较大，其等效电阻也因之较大，可以限制电动机的起动电流，并增大起动转矩。 异步电动机的调速 从定子传入转子的电磁功率Pem可分成两部分：一部分为拖动负载的有效功率 ；另一部分是转差功率，与转差率成正比。 把异步电动机的调速方法分为三类： 1）转差功率消耗型 — 全部转差功率转换成热能消耗掉。效率最低。 2）转差功率回馈型 —☆ 转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网，其效率比功率消耗型高。 3）转差功率不变型 —转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。 (1)转差功率消耗型异步电动机调速方法 (A) 改变定子电压调速 (B)转子电路串接电阻调速 (2)转差功率回馈型异步电动机调速方法——串级调速 1.串级调速的基本原理☆ 2.串级调速的控制方式 (1) 次同步调速方式 (2) 超同步调速方式 3.串级调速的机械特性 (3) 转差功率不变型异步电动机调速方法 （A）变极调速——多速异步电动机☆ （B）变频调速 1） 基频以下调速 2）基频以上调速 异步电动机的制动 （1）异步电动机的能耗制动☆☆ （2）异步电动机的反接制动 （A） 转速反向的反接制动 （B）定子两相对调反接制动 ☆两种反接制动电动机的转差率都大于1 能量：从电网吸收电能；从旋转系统获得动能（定子两相对调反接制动）或势能（转速反向反接制动）转化为电能。这些能量都消耗在转子回路中。 （3）异步电动机的回馈制动 ☆两种回馈制动电动机的转差率都小于0 能量：从旋转系统获得势能转化为电能，并回馈给电网。 异步电动机运行状态小结 第四章 同步电机原理 同步电机的结构和运行方式 同步电机静止的转子和旋转的定子组成同步电机的转子有两种结构形式：凸极式、隐极式 同步电动机的磁动势 同步电动机的功率方程和功角特性 同步电动机的电磁转矩与矩角特性 同步电动机的稳定运行 隐极同步电动机:当电动机拖动负载运行在q = 0°～90°的范围内，电动机能够稳定运行；当电动机拖动负载运行在q = 90°～180°的范围内，电动机不能够稳定运行。 同步电动机的电压方程和相量图 直轴同步电抗 交轴同步电抗 同步电动机的功率因数及Ｖ形曲线 l 当改变同步电动机的励磁电流时，能够改变同步电动机的功率因数。☆ l 当改变励磁电流时，同步电动机功率因数变化的规律可以分为三种情况，即正常励磁状态、欠励状态（”）和过励状态(’)。☆ l 同步电动机拖动负载运行时，一般要过励，至少运行在正常励磁状态，不要让它运行在欠励状态。 l 在线的左边是欠励区，右边是过励区 l 当同步电动机带一定负载时，若减小励磁电流，电动势、电磁功率减小。当电磁功率减小到一定程度，θ超过90°，电动机就失去同步，如图8-16中虚线所示的不稳定区。从这个角度来看，同步电动机最好也不运行于欠励状态。☆ 第十章 电力拖动系统电动机的选择 1如何根据电机的铭牌进行定子的接线： 如果电动机定子绕组有六根引出线，并已知其首、末端，分两种情况讨论： 1) 铭牌上标明“电压380/220V，接法Y/Δ” 2) 铭牌上标明“电压380V，接法Δ”,在起动过程中，可接成Y型，接在380V电源上，起动完毕，恢复Δ接法。☆ 确定电动机额定功率考虑因素☆ 1）电动机的发热及温升； 2）电动机的短时过载能力； 3）笼型异步电动机还应考虑起动能力。 连续工作制电动机额定功率的选择 1.恒定负载 计算出负载所需功率PL，选择一台额定功率PN 略大于PL的连续工作制电动机，不必进行发热校核。 对起动比较困难（静阻转矩大或带有较大的飞轮力矩），采用笼型异步电动机或同步电动机，应校验起动能力。 2.周期性变化负载 电动机的额定功率按下面几种等效法选择：等效电流法、等效转矩法、等效功率法 电动机类型的选择 原则：在满足生产机械对过载能力、起动能力、调速性能指标及运行状态等各方面要求的前提下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。 1）对起动、制动及调速无特殊要求的一般生产机械，如机床、水泵、风机等，应选用笼型异步电动机。 2）对需要分级调速的生产机械，如某些机床、电梯等，可选用多速异步电动机。 3）对起动、制动比较频繁，要求起动、制动转矩大，但对调速性能要求不高，调速范围不宽的生产机械，可选用绕线转子异步电动机。 4）当生产机械的功率较大又不需要调速时，多采用同步电动机。 5）对要求调速范围宽、调速平滑、对拖动系统过渡过程有特殊要求的生产机械，可选用他励直流电动机 电动机额定转速的选择 （1）对连续运转的生产机械，可从设备初投资，占地面积和运行维护费用等方面考虑，确定几个不同的额定转速，进行比较，最后选定合适的传动比和电动机的额定转速。 （2）经常起动、制动和反转，但过渡过程时间对生产率影响不大的生产机械，主要根据过渡过程能量最小的条件来选择电动机的额定转速。☆ （3）经常起动，制动和反转，且过渡过程持续时间对生产率影响较大，则主要根据过渡过程时间最短的条件来选择电 动机的额定转速。 绪论 1．按电机供电电源的不同，可以分为直流电机和交流电机两大类。 2．把穿过某一截面S的磁力线根数被称为磁通量F。在均匀磁场中，把单位面积内的磁通量称为磁通密度B。 3．非导磁材料，比如：铜、橡胶和空气等，具有与真空相近的导磁率，因此在这些材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系是线性的。在导磁材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系不是线性的。☆ 4．磁通与电压之间存在如下关系： 1）如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势；☆ 2）感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。 5．电机作为一种机电能量转换装置能够将电能转换为机械能，也能将机械能转换为电能。由于机械系统和电气系统是两种不同的系统，其能量转换必须有一个中间媒介，这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。☆ 6铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和为铁心损耗。☆ 电力拖动系统动力学基础 1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。 ☆2．电力拖动运动方程的实用形式为 由电动机的电磁转矩Te与生产机械的负载转矩TL的关系： 1）当Te = TL 时，dn/dt = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若Te ＞TL 时，dn/dt ＞0，系统处于加速状态； 3）若Te＜TL 时，dn/dt ＜0，系统处于减速状态。 也就是一旦 dn/dt ≠ 0，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。 ☆3．生产机械的负载转矩特性： ☆4．拖动系统稳定运行的充分必要条件: Te=TL且 电动机工作在电动状态飞轮矩的折算 ☆ 课程名称：电机学与电力拖动基础 课程性质：学科基础必修课 先修课程：《工程数学》、《大学物理》、《电路理论》 总学时：54 学分：3 适用专业：自动化 一、课程的目的与性质： 电动机是电能转换为机械能的一种装置，在电力多动控制系统中，它是一个最为重要的装置，变压器是一种静止电机，在电力电子变流中，在电力多动控制系统中必须使用电力变压器，微控电机作为信号的测量和对参数的自动控制起着非常重要的作用。该课程是自动化、测控技术与仪器仪表、机械工程及自动化专业学生重要的技术基础课，从工程应用出发，主要研究电动机的运行特性、电动机的参数。根据运动控制要求选择电机。 二、课程的基本要求： 掌握电动机的结构、工作原理、运行（起动、调速、制动等）特性；变压器结构、工作原理，绕组的连接方式，变压器的运行特性；微控电机的工作原理等。学会电动机的选择。达到自动化专业应具备有关电机及拖动基础知识、基本技能的要求。 三、教学内容、要求及学时分配： 第一章 绪论（2学时）内容：常用的物理概念和定律 重点：电磁感应 难点：方向 第二章 电力拖动系统动力学（4学时） 内容：电力拖动系统转动方程式，多轴电力拖动系统的简化，负载的转矩阵特性与电力拖动系统稳定运行的条件。重点：转矩计算 难点：负载的转矩特性。 第三章 直流电机原理（8学时） 内容：直流电机结构、工作原理、电枢绕组，电枢电动势与电磁转矩，直流电动机运行原理，机械特性，直流电机换向。 重点：电枢绕组、换向，电磁转矩，机械特性，运行原理。难点：换向、机械特性。 第四章 他励直流电动机的运行（6学时） 内容：他励直流电动机的起动、调速、制动。电力拖动系统的过渡过程。重点：起动、调速。 难点：电力拖动系统的过渡过程 第五章 变压器（10学时） 内容：变压器参数的测定，变压器的运行，变压器的联接组别，变压器并联运行。自耦变压器，仪用互感器，电焊变压器。 重点：变压器空载运行，负载运行，联接组别，变比。难点：变压器的运行。 第六章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势（4学时）内容：交流电机电枢绕组的电动势、磁通势。重点：电动势，磁通势 难点：电枢绕组产生的电动势，磁通势 第七章 异步电动机的原理（6学时） 内容：异步电动机结构、额定数据与工作原理，转子绕组的电磁关系，三相异步电动机的功率与转矩，机械特性。重点：电磁关系，机械特性 难点：转子绕组的电磁关系 第八章 三相异步电动机的起动与制动（4学时） 内容：直接起动，降压起动，绕线式三相异步电动机的起动，运行状态 重点：起动，制动 难点：起动 第九章 同步电动机（4学时）内容： 同步电动机的电磁关系，功率关系与矩角关系，功率因数的调节，同步电动机的起动。 重点：电磁关系，功率关系，功率因数。难点：功率关系与矩角特性。 第十章 三相交流电动机调速（4学时） 内容：降电压调速，绕线式异步电动机转子回路串电阻调速，变极调速，变频调速，电磁转差离合器，电动机双馈调速及串级调速原理。重点：降电压调速，变极调速，变频调速，双馈调速及串级调速。难点：变极调速，双馈调速。第十一章 电动机的选择（2学时）内容： 发热与温升，额定功率。重点：额定功率选择。难点：发热与温升。 五、考试考核办法： 平时成绩40%，期末闭卷考试60%。 六、教材及参考书：(一)教材： 电机与拖动基础 李发海 王岩 编著(二)参考书： 1.电机与拖动基础 任礼维 林瑞光 编著 2．电机学 汤蕴璆 史 乃编著 理实一体化教学模式起源于德国的“双元制”教学，所用的理论教学设备和实训设备都不如新加坡南洋理工大学的“校中厂、厂中校”先进，但这种模式符合目前中国国情下的高职教育特色，适用于高职院校培养技能应用型人才的目标，是当今高职院校教学中大力倡导的创新型教学模式。这种模式集教、学、做于一体，理论与实践相互融合，以培养学生综合职业能力为目的，是目前职教界公认的高职院校专业课堂教学最佳模式之一。 在机电一体化专业课程体系中，电机与拖动课程承上启下，是机电一体化专业的主干课程，实践应用性很强，具备推行理实一体化教学的充分条件。本文以电机与拖动课程为例，结合本人实际的教学经验，对传统教学模式与理实一体化教学模式进行比较分析，详细阐述理实一体化教学模式在电机与拖动教学中的实施过程及效果，归纳出了该理实一体化教学模式在机电一体化专业其他课程上的推广思路，并设计出推广流程图。 一、传统教学模式存在的问题 1.学生学不会，没兴趣 目前，由于大学教育的普及，高职院校录取的学生基础知识薄弱，无形中限制了其接受能力，“越不会、越不想学”的心理使他们普遍缺乏求知欲，几乎没有自主学习能力，尤其像《电机与拖动》这样的课程，理论难度系数高、专业性强，需要抽象思维能力和空间想象能力。以异步电动机的工作原理为例，旋转磁场的产生以及转子速度与旋转磁场速度有差异，很多学生想不明白是怎么回事，积少成多，以至于厌倦课程，对理论学习失去兴趣。理论教学没有“获取学生的芳心”，想用实验课再“诱惑”学生很难，由于不理解理论内容，实验也仅仅是比葫芦画瓢，根本谈不上培养什么技能。长此以往，学生就有了厌学情绪，教学效果甚差。 2.理论与实践脱节 高职院校的主要目标是培养高技能应用型人才，在传统的教学模式下，教师按照教学计划先进行理论授课，再介绍实验内容、安排学生做实验，理论和实践脱节，导致学生在做实验时，没有理论支撑，无从下手，不得不重新查找理论知识，甚至有时候为了得出实验数据或验证正确结论，任课教师不得不再把理论知识再重新讲解一遍。有些院校承担教学的理论教师和实验教师分开，各自为完成教学目标而脱离了高职教育的培养目标。以他励直流电动机工作特性的测定为例，理论课上讲了转速特性、转矩特性和效率特性，在做实验时，学生早就忘得一干二净，何况有的学生课堂上根本就没有理解，为了完成实验教学目标，学生在实验课上突击学习理论，占用了一部分实际操作时间，导致学生实操时间短，没有通过实验操作消化并吸收所学的理论知识，为实验结果而实验，到头来理论和实验都是囫囵吞枣，更何谈掌握技能。 二、理实一体化教学模式在《电机与拖动》教学中的优势 1.以学生为主角，变被动为主动 高职院校的学生基础知识薄弱，适应机电一体化专业的课程异常吃力，学会《电机与拖动》这门抽象的专业课更难。引入采用理实一体化教学模式后，教师可以先从生活实际应用或工业实践入手，利用学生对未知事物的好奇心，引导其动手参与，再进行理实结合，以实践检验理论，使抽象的理论知识形象化、具体化。以异步电机的调速为例，学生对日常生活中使用的风扇只知道不同的档对应不同的风速，即不同的转速，但到底是改变什么来实现风速大小的变换不清楚，而现场异步电机的调速实验便可以帮助同学们答疑。这样学生就会因为好奇，不由自主地去探究转速变化的缘由，进而主动去动脑思考、动手调试电动机，直至弄明白为止，从而顺利实现教学目标。 可见，理实一体化教学模式既不是理论课上的纸上谈兵，也不是实训课上的无从下手，而是以学生自主探究为主，以教师讲解理论为辅，学生边学、边做、边训，或者即学即做，教师只指导或仅做答疑、考核评价。整个过程理论和实践融为一体，知识目标和技能目标融为一体。 2.提高教学效率，节省教学时间和教学资源 在《电机与拖动》教学中采用理实一体化教学模式，教室和实训室合二为一，既节省了实际教学时间，又合理利用了教学资源，方便了实际教学。以直流电动的拆装为例，学生先自行阅读拆装步骤及注意事项，然后教师和学生一起跟着PPT上的视频进行拆卸。学生对照拆下每个部件，查阅资料，弄清其所用的材料、功能，最后教师进行答疑、提问和评价。学生既学会了拆装，又通过实物理解了电动机的结构，传统的教学要花4个学时，理实一体化教学时做得快的不到2个学时就可以完成，慢的3个小时也足够了，平均起来节省了近一半的教学时间，提高了教学效率。 理实一体化教学模式不仅仅将理论教学和实践环节有机融为一体，不仅在时间上并驾齐驱，以动手操作为主，以理论讲解为辅，相辅相成，节约了教学时间，提高了教师的教学效率，改善了学生的学习效果;在教学空间上紧密衔接，先进的理实一体化教室配备有现代多媒体技术和多功能实训设备及操作台，既具备传统理论教室的学习功能，又优化了实训室的实践功能，二者融为一体，充分利用了教学场地，合理节省了教学资源。 3.注重学习过程评价，考核结果更合理 传统教学上，学生学习成绩的.评价是一张试卷定乾坤、一个分数定终身，注重的是学习的结果;在用理实一体化教学模式下，教师更看重学生的学习过程。教师会通过观察学生的实践过程、听小组汇报，以及现场提问等方式把握学生对知识的掌握程度、技能的运用程度，从而给出合理的评价。提高日常学习的考核权重，以学习过程评价为主，考核结果更合理、更客观，突出了职业教育的特色。同时，学生也更愿意参与到教学活动中，大大遏制了不听课、逃课等现象。 三、理实一体化教学模式在《电机与拖动》教学中的实施及推广 1.教学过程设计 本文以《他励直流电动机的工作特性测定》为例，一节课100分钟。下面来介绍一下《电机与拖动》这门课实行理实一体化教学的过程: (1)教师介绍他励直流电动机工作特性的概念，测量方法(10分钟)。 (2)教师引导复习上次课内容，回顾各种仪器和仪表的使用方法，介绍测功机的使用、接线方法及实训注意事项(15分钟)。 (3)学生分工作台分组，按照测定他励直流电动机工作特性的电路图接好线(10分钟) (4)接线的同学不负责线路检查，小组内至少两个成员进行线路检查直至无误(15分钟)。 (5)检查好后，在教师的允许下通电、调试，小组内专人记录测量结果，负责数据处理(15分钟)。 (6)学生写出实训报告，每个小组选出一个人汇报实训结果，教师根据观察到的每个小组的运行结果及实训汇报情况，进行提问，现场给出评价(20分钟)。 (7)教师对各组操作过程中的问题及实训结果进行点评总结(10分钟)。 (8)实训仪器归位、实训室清理(5分钟)。 以上整个教学过程学生都在主动而忙碌做自己的工作，提前做完的小组主动帮助未完成小组检查线路，分析原因，寻找解决办法。 2.课堂实施效果 从开始，郑州广播电视大学在工科的各个专业逐步推进理实一体化教学模式，电机与拖动课程也进行理实一体化教学模式改革，受到本专业教师和大多数学生的好评，取得了较好的教学效果。主要体现在以下方面: (1)学生的学习兴趣和参与学习的积极性明显提高，理论知识学不会的同学通过硬性的动手操作训练，反而促进了对理论知识的理解，在边训边学中掌握了新知识，提升了专业操作技能。 (2)通过小组成员间的分工协调工作，每个学生在课堂上都觉得“有事做”，以往实验课上不想动手的同学也担心自己拖小组的后腿而强迫自己学习、动手，为了小组的考核评价，成绩好的学生也主动帮助别的学生，这无形中增强了学生的团队意识和敬业精神，缩小了学生与职场员工之间的业务距离和心理距离，提高了学生的适岗能力。 (3)理论教师与实训教师合二为一，教师既要懂传统的理论，又要会现代化的实训设备，提高了对该课程教学及实际应用的整体把握程度，教师在设置教学计划时能合理地安排课程的进度，在做教学设计时能根据实际操作的难易程度来分小组、设计实训项目、考核与评价办法，无形中增强了教师的许多业务技能，真正地做到了教学相长。 3.存在的问题及建议 在运用理实一体化教学模式进行电机与拖动课程的教学实践中，笔者也发现不少亟待解决的问题，比如实训场地有限，设备数量不足、长期缺乏维护;教师业务水平的增长跟不上理实一体化教学的发展;教学资源如配套教材不够全面，与实训设备不配套等。结合笔者的教学实践经验给出以下建议: (1)把现有的实训设备责任到人，定期维护、升级并有效利用;把传统的教室改建成实训室，适当增大实训场地;根据学生数量，增添适当数量的实训设备，至少通过合理分组能解决学生上理实一体化课“排队等待”的问题。 (2)加强双师型教师队伍建设，利用教师之间的传帮带、结对子、暑假顶岗实习或参加实训设备厂家的培训班等方式，提高其实训操作技能和理实一体化教学的综合业务能力，实现传统的理论教师向双师型教师的转换。 (3)根据本校的实际，开发合适的教学资源，建立课程教学资源库。 (4)教师要多去一些职业教育发达的地区进行实地考察、进修学习，比如，国内的广州、国外的新加坡等，不断完善教学理念，修订教学计划。学校要不断更新、增添实践教学器材，来保持理实一体化教学内容、教学实物的先进性。 (5)加强校企合作，积极引企业进校，引进有经验的企业师傅是实行理实一体化教学模式的关键。这样不但合理利用了企业资源，而且让学生真正走进了“实操”的课堂，还可以给教师提供现场培训机会。 4.理实一体化教学模式推广思路 理实一体化教学模式把课堂教学和实训操作合二为一，理论和实践相融合，将传授知识与培养技能有机结合，以技能培养为核心，以传授知识为支撑，注重培养学生的动手操作能力，充分体现了高职院校以技能培养为核心的职业教育特色。 三年来，郑州广播电视大学机电一体化专业一直在探索理实一体化教学模式，根据理实一体化教学模式在电机与拖动课程中的实际教学经验，进行归纳提炼，在加强校企合作的前提下，设计理实一体化教学模式推广流程简图。所推行的理实一体化教学就是在模拟企业运用环境或先进的理实一体化教室中，根据机电一体化专业应用型技能人才的培养要求，运用根据课程和设备专门开发的理实一体化教学资源，以学生为主体，由双师型教师进行指导，让学生主动参与到教学活动中，边学习理论知识边训练专业技能，以训练技能为主，以掌握理论为辅，甚至对于理论基础差的学生，可以完全抛开理论，只训练技能。整个过程中，师生双方边教、边学、边做，共同完成一个技能项目，通过评价该技能的指标对学生做出合理的评价，进而实现教学目标。 四、结语 《电机与拖动》课程是工业电气自动化等专业的专业基础必修课,它是将“电机学”和“电力拖动系统”有机结合的课程,有很强的理论性和实践性,可以使学生获得有关直流电机、变压器和交流电机的基本理论、基本运算方法和合理地选择和使用电动机等方面的知识,为自动控制系统等后续课程的学习打好必要的坚实的基础。教学方法是教师为完成教学任务所采用的手段。在确定了教学目的,有了相应的教学内容之后,就必须采用适当的教学方法,紧抓学生的思维,以期取得预期的教学效果。如何适应大众化高等教育改革和中国矿业大学具体的需求,把合适的教学方法应用到电机与拖动的课程教学中,提高电机与拖动课程的教学水平与质量,是该课程教学的一个重要问题[1,2]。 2、动画解析,重视直观教学 由于学生的实践知识和感性知识的缺乏,在教学中采用实物展示和动画等手段,来增强学生的感性认识,从而加深对理论知识的理解和掌握。如,讲解直流电机的结构和电枢绕组的分布规律时,可以拆开一台旧的直流电机给学生看,学生边观察教师边讲解。动画解析是建立在现代教育技术之上的教学方法,运用大量的动画来系统、细致地解析教学内容,包括抽象的概念、结构、原理、流程等,把以往的抽象、枯燥的说教变为形象生动的动态展示和讲解。如通过电生磁:三相对称绕组通入三相对称电流产生圆形旋转磁场;磁生电:旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流;电磁力:转子载流体在磁场作用下受电磁力作用,形成电磁转矩,驱动电动机旋转,将电能转化为机械能三步动画形象而生动的将三相交流异步电动机的转动原理展现在学生面前[3]。这些动画是在教师对讲授内容充分提炼、对要传递的信息精心设计和安排的基础上制作的,充分体现了教学意图和思路。在动画中,力图用最简练的语言、最有用的动画动作进行直观的讲解,而且把重点放在各知识点的关键点上。利用实物,再配上相关动画的直观教学,可以使抽象、难懂的教学内容变得直观、易懂,同时提高了教学效率,便于学生自主学习,收到事半功倍的教学效果[4]。 3、适当采用对比教学法 对比教学法也称比较教学法,是一种利用对比来找出各种电机的共性和特点,来加深对各种电机与拖动系统性能和原理的理解。该方法适用于利用相同的基本工作原理、有相似结构和类似的特性、有相同的分析方法和分析思路的内容部分。 如对比直流电机和交流电机的结构,都包含三个主要部分:定子、转子和气隙,都有电枢即能量交换的枢纽的概念,但是直流电机的电枢为转子绕组,交流电机的电枢为定子绕组。又如通过对比直流电机基本结构和工作原理,得到结论直流电机中的直流发电机和直流电动机的基本结构是相同的,并且在运行上具有可逆性,即直流电动机可用作直流电动机,直流电动机也可用作直流发电机。电枢感应电动势和电磁转矩是直流电机定量分析中的两个重要物理量,对于直流电动机和直流发电机两个物理量都存在,但是意义完全不同。要注意区别直流电动机和直流发电机的电压、功率和转矩平衡方程式表述如下: 方程虽然形似,但意义不同,如电磁转矩T在直流电动机中与转子旋转方向一致,为拖动性转矩,但是电磁转矩T在直流发电机中与转子旋转方向相反,为制动性转矩;输入功率P1在直流发电机中为原动机输入给发电机的机械功率,而在直流电动机中为从电源吸收的电功率[3,5]。 通过对比教学法能迅速找出各种电机的共性和差异,有助于学生对知识的消化和吸收,能激励学生加强复习,温故而知新,有助于对新知识的理解,收到较好的教学效果。 4、引导式和启发式的教学方法,激发学生的自主学习能力 推动学生学习的内在力量是兴趣,能够激发学生强烈的学习热情,注意多方引导,激发学生的学习兴趣。电机与拖动课程难度较大,具有概念抽象、理论繁琐、公式和结论较多等特点,首先要加强学生的思想引导,消除学生对本课程的畏难和恐惧心理,同时趣味性教学引导学生的学习热情,如,在讲述“接触器联锁的正反转控制线路时”,可先在大屏幕上车工加工螺纹的录像,清晰的显示车床进刀时主轴正传,退刀时反转,学生看后奇怪惊叹,并且在问“为什么呢?怎么实现的?”,在这个浓厚的学习氛围中,再去给学生讲解接触器联锁的强大功能,即完成了教学任务,又提高了学生的思维能力,同时也激发了学生的好奇心和求知欲[1]。 课堂上避免教师一人讲到底的填鸭方式教学,有针对性地对重要知识点提出相关的讨论与思考,采用提出问题,思考问题和回答问题的提问和设问方法,观察学生的思考与反映状况,或是教师引导学生来回答,或者是教师自我解释。如,讲述异步电动机的工作原理和电磁关系的时候,可以先提问学生变压器的电磁关系,因为变压器是静止的交流电机,再引导和启发学生转子旋转与不转之间的区别就是定、转子各电量的频率的不同,所以除了绕组的折算外,还要有频率的折算,从而在变压器等值电路的基础上得到交流异步电动机的等值电路。无论哪种形式,学生都经过了独立的思考过程,对知识点的记忆会极其深刻。偶尔也可以在课堂结束前几分钟,给学生出一道题,测试一下学生对本堂课知识的掌握情况,等到下节课时把做题情况反馈给学生,做启发讲解。教师也可事先制定可选的专题分类,学生自主选题,然后组成研究学习小组,大家进行分工合作,利用各种参考资料和互联网络资源对所选专题开展自主学习和研究,并撰写报告。通过小组报告进行交流和讨论,最后由小组派代表进行全班报告和交流。这样可以培养学生的综合能力和进行项目研究的初步能力,提高学生的创新能力和合作能力,并使他们了解相关专题的最新研究。这样,经过学习、测试和再学习螺旋式上升的环节,学生可以较好的掌握所学知识[6,7]。 6、创新实践教学,提高教学效果 实践教学与理论教学同等重要、相辅相成。在基本实验的基础上增加课外实验。基本实验的目的主要是为了培养学生的动手能力,巩固已学理论知识。课外实验是根据学生的兴趣和能力组成兴趣小组在教师的引导下在课外完成,主要目的是调动学生的积极性和主动性,培养学生的创新精神和实践能力。实验内容、方法、步骤以及结果分析由学生自己设计完成,教师只是给予适当的指导和最后点评。如,对于三相交流异步电动机课内基本实验只是研究其机械特性,可以在课外组织学生完成三相交流异步电动机的启动、制动、调速以及参数测定等项目。开辟课外实验,不仅激发学生主动学习与之相关的课外知识,延伸了课堂教学,更重要的是学生的创新意识得到了培养,提高了教学效果[4,8]。 7、结束语 好的教学方法对增强学生的学习兴趣、培养学生的基本素质、提高教学质量起到积极的推动作用。本文从现代教学的思想出发,对《电机与拖动》课程的教学方法进行了探索,提出了利用动画进行直观教学、对比教学、引导式和启发式教学以及实践教学与理论教学相结合等多种教学方法,在过去的六年教学中进行了积极的探索并取得了较好的教学效果。 参考文献 [1]郭晓红.《电机与拖动》课程教学中的创新探讨[J].电力学报.2008(3):249-251 [2]张丽,王振翀,等.《电工与电子技术》课程教学设计的探讨[J].高教论坛.2009(7):79-81 [3]李发海,王岩.电机与拖动基础[M].北京:清华大学出版社.2008 [4]杨道驰,冯根生.对“电机及拖动基础”课程教学方法的探讨[J].沈阳电力高等专科学校学报.2004(1):36-38 [5]宋晓燕,王泳.《电机与拖动》课程教学改革的探索[J].中国科技信息.2008(10):235-236 [6]郭长江.探究式课堂教学:概念与特征[J].上海师范大学学报(基础教育版).2007(4):86-90 [7]Jackie Acree Walsh,Beth Dankert Sattes著;刘彦译.优质提问教学法[M].北京:中国轻工业出版社.2009:65-70 关键词：电机及拖动；教学改革 中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1671-864X（2015）12-0105-01 职高培养人才目标是培养适应于生产、建设、服务一线的高技术应用性专门人才和高技能人才。而作为高职院校《电机与拖动》课程，它是机电专业的一门重要的专业基础课，这门课程既具有较强的理论性又有很强的实践性。所以，该课程能否学好，对后续的课程如自动控制系统，计算机控制技术等学习以及学生的实践能力的培养都有着非常重要的影响。 一、创新教学方法和手段 近几年来由于多媒体课件的使用结束了多年来“一只粉笔，一块黑板”的历史，但教学方法和手段还须进一步的创新和改革，教学方法要多样化。除了应用多年来一直提倡的启发式教学法，还应用提问式教学法，即下课之前先介绍下次课的主要内容，作为作业让学生课外预习，提出若干问题，下次带着问题来上课，在课堂中教师就学生提出的问题给与解答，对于某些难理解、难想象的问题除了应用教学模型讲解、多媒体课件演示，还应采用学生分组讨论的形式，这样可以充分体现学习者独立自主的能力，充分体现了课堂教学的双向交流特点。由于电机学是我校的校级精品课程，学生还可以课后在网上进一步的学习，在网上不仅可以看到浓缩时空，动态展现的各种电机的多媒体课件，还可以在网上和教师进行互动答疑，并且在网上可以预习实验，浏览各种演示性实验。除了教学中安排的实验，对于自己感兴趣的实验，可以到实验室自己动手做，体验学习的快乐。由于学时有限，有些习题没有时间在课堂上多讲，学生可以通过电机学精品课程网站查阅相关的习题解答。总之，为了使学生学好这门课，应采用多种教学方法。一堂课里，教师应采用至少两种教学方法或手段，但不管采用怎样的方法和手段，教师是课堂的主角，每堂课教师至少要有三分之一的时间用板书进行讲解，这种教学法是应用最广泛，最基本的教学法，不能忽视。例如在学习三相异步电动机的工作原理时，先让学生预习、提问。学生一定会问旋转磁场是怎样产生的，为了回答学生的问题，先用板书讲解，再用多媒体课件演示，然后让学生进行分组讨论，即将几种教学法和现代化的教学手段有机结合起来，使教学变得既有知识性又有趣味性，充分激发学生的学习热情。使学习变成一种快乐学习，使课堂变成一种快乐课堂。 二、重视实践教学环节 电机与拖动课程的教学必须高度重视实验等实践性教学环节，鼓励学生自己（或在老师指导下）动手设计并完成相关实验内容。通过利用实验室设备教学，一方面将电机与拖动中难于理解、抽象的理论知识转化成容易接受、具体的实物认识，另一方面培养和提高学生的动手能力和创新能力。以三相交流异步电动机的教学为例。三相交流异步电动机与直流电动机相比，其调速性能较差，需从电网中吸收滞后无功，使电网的功率因数恶化，但其结构简单、制造方便、运行可靠以及价格低廉（直流电动机的/），因而交流异步电动机及其拖动系统大有取代由直流电动机组成的直流拖动系统的趋势。三相交流异步电动机教学的主要内容包括基本结构和定额、基本工作原理和三种运行状态、旋转磁场的概念、工作特性等，拖动部分内容包括起动、调速和制动方法及相应的机械特性。采用传统的理论教学方法来讲解其结构和原理，效果不佳。教学实践发现，采用实物讲解法，即走进实验室现场拆卸一台交流电机，将其组成部分逐一介绍，包括每个部分的制作材料、作用及空间位置等，能培养学生思考和探索的兴趣，教学效果较好。对于交流电动机原理中的难点，即旋转磁场概念的讲解，可采用图示法，即分析三相对称电流波形图和当ωt=、π/、π、π/、π时电机内合成磁场的示意图，进而得出旋转磁场的概念。对于交流电动机的电力拖动部分内容，需要理论联系实际，每个主要内容配备相应的实验操作，加强学生对电机的感性认识。还要通过多种途径的课外延伸辅助教学措施，鼓励学生参加多种形式的课外兴趣小组，给学生有展示才能的舞台。比如，创造条件让学生参与教师的科研项目，通过文献查阅、资料收集、调研分析、方案设计、实验研究、数据处理、报告撰写、结题答辩等环节，来锻炼学生动手能力和培养团结协作精神，既开阔视野，提高创新意识和创新能力，又培养严谨的工作作风，为今后走上工作岗位奠定良好的基础。 三、“电机及拖动”课程学习方法的探讨 本门课程在学习时，掌握基本理论的同时，还要注意培养实验操作技能，这是本课程的特点，也是学习的难点，因此，必须要有一个良好的学习方法，才能学好本课程，下面提一些看法供大家参考。 （一）本门课程开始学习之前，必须重新复习、掌握电和磁的基本概念和基本原理，熟悉电磁感应定律、左右手定则等重点。 （二）对于电机结构，要弄清各主要部件的组成和作用，做到心中有数、脑中有印象。对于公式，不要死记硬背，应该从物理的概念上，先理解，再记忆。 （三）由于本课程设计到的电机类型比较多，要注意比较每种电机的异同、每个概念的异同，经常应用总结对比法。 （四）注意理论联系实际，多看一些电机工作的视频、各行各业的应用，把电机的相关知识融入到职业资格鉴定中，提高实际操作技能和工作能力。 总之，在职高电机拖动教学中，可采用不同类型的教学方法，而优质的教学方法可以提高学生的积极性，培养学生的创新能力等综合素质，提高教学质量。此外，还需要我们的教师具有综合的职业素质；与之相配套的灵活实用的教材；完善的实验实训基地等，还需调整教学计划，更贴近企业，走进生活，达到培养应用创新人才的目标。 参考文献： [1]顾绳谷.电机及拖动基础[M]（第二版）.北京：机械工业出版社，1998. [2]杨道弛，等.对”电机及拖动基础”课程教学方法的探讨[J].电气电子教学学报，2004，26（1）.电机与拖动教案首页 篇2
《电机与拖动基础》教学改革初探 篇3
电机与拖动基础总复习 篇4
电机学与电力拖动基础教学大纲 篇5
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电机与拖动教案首页 篇8
