[課程名稱]

本科課程教學大綱（理工醫類/電氣學院）

主 審:
一、課程描述及課程目標

（一）課程描述

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

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

本課程教學主要采用實際案例驅動一體化及增量式的教學方法，將具體的實際案例貫穿至整個教學過程，讓學生在學習該課程的同時，學會以工程意識就電機學與拖動基礎相關的領域提出問題、分析問題、解決問題，學習如何將相關電機與拖動基礎技術應用至實際工程，從而引導學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、課程內容

（一） 緒論

主要知識點:

0.1 電機與電力拖動的發展簡況

0.2 本課程的性質、任務和學習方法

0.3 電機理論中的基本電磁定律

教學要求:通過本章的學習，使學生了解電機及電力拖動的定義、發展軌跡及基本應用領域和范圍。

重點:電機及電力拖動的定義及應用領域。

難點:電機及電力拖動的定義。

采用的教學方法: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）。

講授學時:3學時

（二）第1章 直流電機原理

主要知識點:

1.1直流電機的用途、結構及基本工作原理

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

1.5直流電機的電樞電動勢與電磁轉矩

1.6直流發電機

1.7直流電動機

1.8直流電機換向簡介

教學要求:通過本章的學習，使學生了解本部分教學案例:直流電機的組成、結構、原理及運行特點，學習電機電磁能量轉換機理，理解本課程案例驅動一體化的教學模式。

重點:案例驅動方法。

難點:分析實際問題。

采用的教學方法:案例演示、理論知識及應用講解。

參考案例:具體一臺直流電機說明。

講授學時:6學時

講解習題:3學時

（三）第2章 電力拖動系統的動力學基礎

主要知識點:

2.1 典型生產機械的運動形式及轉矩

2.2電力拖動系統的運動方程式

2.3多軸電力拖動系統轉矩及飛輪力矩的折算

2.4負載的機械特性

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

重點:案例項目驅動方法、電力拖動控制系統。

難點:電力拖動系統的系統分析方法。

采用的教學方法: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。

講授學時:3學時

（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

3. 他勵直流電動機的調速

4. 他勵直流電動機的制動

5. 電力拖動系統的過渡過程

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

   重點:案例驅動方法、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。

   講授學時:6學時

   （五）第4章 變壓器

   主要知識點:

6. 變壓器的用途、工作原理及結構

7. 變壓器的空載運行

8. 變壓器的負載運行

9. 變壓器參數的試驗測定

10. 變壓器的運行特性

11. 三相變壓器

12. 特殊變壓器

    教學要求:通過本章實際案例變壓器工作原理學習，使學生掌握變壓器運行機理、特征及應用領域。

    重點:案例驅動方法、分析方法。

    難點:知識點的靈活運用（變壓器是靜止的電機，電機是旋轉的變壓器）。

    采用的教學方法: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。

    講授學時:6學時

    講解習題:3學時

    （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、結構及基本原理

14. 交流電機的繞組和它的感應電動勢

15. 交流繞組的磁動勢

16. 轉子不轉時的異步電動機

17. 轉子轉時的異步電動機

18. 異步電動機的功率傳遞與轉矩平衡

19. 單相異步電動機

20. 異步電動機的工作特性

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

    重點:案例驅動方法、異步電機磁路和電路工作原理及電磁能量轉換。

    難點:旋轉磁場與脈動磁場。

    采用的教學方法: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計運行分析。

    講授學時:9學時

    講解習題: 3學時

    （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. 繞線轉子異步電動機的起動

24. 三相異步電動機的調速

25. 三相異步電動機的各種運行狀態

26. 異步電動機拖動系統的機械過渡過程及能量損耗

    教學要求:通過本章實際案例異步電機基本拖動系統學習，利用MATLAB仿真軟件輔助分析說明，使學生理解異步電機拖動特性及應用實際狀態。

    重點:案例驅動方法、異步電機驅動原理。

    難點:知識點的靈活運用。

    采用的教學方法: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。

    講授學時:6學時

    （八）第9章 電力拖動系統中電動機的選擇

    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

   教學要求:通過本章實際案例某車床主軸電機選型的系統學習，使學生初步了解及可以實際進行電機的選型工作。

   重點:案例驅動方法、電機如何選型。

   難點:知識點的靈活運用。

   采用的教學方法: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。

   講授學時:3學時

   （九）總復習

   主要知識點:

   基本技能:電機基本結構原理，基本運行特征，變壓器基本原理及運行，電力拖動基礎，電機選型等

   教學要求:通過本課程系統性總復習，使學生能對所學知識具有系統性的認識和總結。

   重點:核心知識點總結

   難點:知識點的物理意義及靈活運用。

   采用的教學方法:圖表文字說明。

   講授學時:3學時

三、課程的預期學習成果

在本門課程結束時，學生應該能夠:

1、掌握變壓器基本工作原理，基本電磁轉換過程，原副邊基本定量關系 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換過程的分析能力

3、熟練掌握拖動基礎基本理論，拖動動力學方程，電機電磁關系方程，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，選型規則 了解拖動系統中電機選型原則，能進行電機的基本選型計算工作。

四、課程要求

（一）出勤

學生應積極參與課堂教學并完成相關的作業、實驗內容。

（二）閱讀資料

學生應認真進行課前預習，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、應用；對應實踐課根據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、課堂隨機互動、課堂隨機考試為主。另外，利用所建立QQ學習群，進行互動學習及平時加分考核。

（七）學術誠信

按中山大學南方學院相關規定執行。

（八）剽竊的定義以及相應的懲罰

剽竊是嚴重違反學校規章制度的行為。一經發現，將上報相關部門，并受到包 括開除學籍在內的嚴厲處罰。

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.電機與拖動基礎及MATLAB仿真，機械工業出版社，2013年8月.

2、洪乃剛.電機運動控制系統，機械工業出版社，2015年2月.

（三）文章-必讀

1、西莫電機論壇，http://bbs.simol.cn/。

2、電機技術網，http://www.immotor.cn/ DC-AC。

3、matlab學習網站，http://www.ilovematlab.cn/。

（四）文章-強烈推薦

1、電機與控制學報（期刊）。

2、電氣傳動（期刊）。

（五）其他參考資料

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

2、唐海源，張曉江.電機及拖動基礎習題解答與學習指導（第2版）[M].北京:機械工業出版社，2010.

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

六、教學活動以及對于預期學習成果的評估

（一）教學活動

1、個人預習

2、課堂講授

3、課堂問答

4、習題講解

5、案例討論

6、課后實驗

7、小型實驗項目

8、期末考試

（二）對預期學習成果的考察

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: 20%

4、課堂實驗: 無

5、期末考試: 50%

（二）課程的教學目標與評估方式的對應關系

（三）評分標準及要求

八、教學進度與學時分配表

注:此表一式三份，于開學兩周內填好，一份送教務與科研部，一份開課單位留存，一份自留。