[课程名称]

本科课程教学大纲（理工医类/电气学院）

主 审:
一、课程描述及课程目标

（一）课程描述

本课程将《电机学》和《电力拖动基础》中的电机特性融为一体，既压缩了学时又保证了该专业基础相关知识的主要内容和基本要求不被削弱。主要研究电机与电力拖动系统的基本理论问题，具有很强的理论性和专业性。内容由浅入深，重点突出，重点内容配有例题及足够数量的思考题与习题。

本课程是电气专业的一门专业必修课，该课程的任务是使学生掌握直流电机、变压器、交流电机的基本结构和工作原理，以及电力拖动系统的机械特性，启动、制动及调速等运行性能、分析计算、电机选择及试验方法。培养学生分析问题、解决实际应用问题的能力，为后续深入学习《电力拖动控制系统》等专业课程及从事电气工程及其自动化专业的实际工作准备必要的基础知识。本课程对先修课的要求是“高等数学”与“大学物理”（或高中物理），电路基础。

本课程教学主要采用实际案例驱动一体化及增量式的教学方法，将具体的实际案例贯穿至整个教学过程，让学生在学习该课程的同时，学会以工程意识就电机学与拖动基础相关的领域提出问题、分析问题、解决问题，学习如何将相关电机与拖动基础技术应用至实际工程，从而引导学生提高分析和解决问题的能力、以及综合实践的能力。

（二）课程目标

二、课程内容

（一） 绪论

主要知识点:

0.1 电机与电力拖动的发展简况

0.2 本课程的性质、任务和学习方法

0.3 电机理论中的基本电磁定律

教学要求:通过本章的学习，使学生了解电机及电力拖动的定义、发展轨迹及基本应用领域和范围。

重点:电机及电力拖动的定义及应用领域。

难点:电机及电力拖动的定义。

采用的教学方法:案例演示、知识点讲解。

参考案例:电机及电力拖动定义（以电机名牌为案例）。

讲授学时:3学时

（二）第1章 直流电机原理

主要知识点:

1.1直流电机的用途、结构及基本工作原理

1.2直流电机的空载磁场

1.3直流电机的电枢绕组

1.4直流电机的电枢反应

1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩

1.6直流发电机

1.7直流电动机

1.8直流电机换向简介

教学要求:通过本章的学习，使学生了解本部分教学案例:直流电机的组成、结构、原理及运行特点，学习电机电磁能量转换机理，理解本课程案例驱动一体化的教学模式。

重点:案例驱动方法。

难点:分析实际问题。

采用的教学方法:案例演示、理论知识及应用讲解。

参考案例:具体一台直流电机说明。

讲授学时:6学时

讲解习题:3学时

（三）第2章 电力拖动系统的动力学基础

主要知识点:

2.1 典型生产机械的运动形式及转矩

2.2电力拖动系统的运动方程式

2.3多轴电力拖动系统转矩及飞轮力矩的折算

2.4负载的机械特性

教学要求:通过本章实际案例机床或者机器人运动的分析与讲解，使学生掌握电力拖动系统的基本分析方法。

重点:案例项目驱动方法、电力拖动控制系统。

难点:电力拖动系统的系统分析方法。

采用的教学方法:案例演示、知识点讲解、小组讨论、仿真分析。

参考案例:通用机床运行或者机器人运行。

讲授学时:3学时

（四）第3章 直流电动机的电力拖动

主要知识点:

1. 他励直流电动机的机械特性

2. 他励直流电动机的起动和反转

3. 他励直流电动机的调速

4. 他励直流电动机的制动

5. 电力拖动系统的过渡过程

   教学要求:通过本章实际案例他励直流电动机的工作原理学习，使学生掌握他励直流电动机调速特性，以及理解什么是“他励”。

   重点:案例驱动方法、他励直流电动机等效电路分析。

   难点:电枢与励磁的相互独立性。

   采用的教学方法:案例演示、知识点讲解、小组讨论、仿真分析。

   参考案例:典型他励直流电动机实际拖动实例。

   讲授学时:6学时

   （五）第4章 变压器

   主要知识点:

6. 变压器的用途、工作原理及结构

7. 变压器的空载运行

8. 变压器的负载运行

9. 变压器参数的试验测定

10. 变压器的运行特性

11. 三相变压器

12. 特殊变压器

    教学要求:通过本章实际案例变压器工作原理学习，使学生掌握变压器运行机理、特征及应用领域。

    重点:案例驱动方法、分析方法。

    难点:知识点的灵活运用（变压器是静止的电机，电机是旋转的变压器）。

    采用的教学方法:案例演示、知识点讲解、小组讨论、仿真分析。

    参考案例:电力变压器工作原理。

    讲授学时:6学时

    讲解习题:3学时

    （六）第5章 异步电动机原理

    主要知识点:

13. 异步电动机的用途、结构及基本原理

14. 交流电机的绕组和它的感应电动势

15. 交流绕组的磁动势

16. 转子不转时的异步电动机

17. 转子转时的异步电动机

18. 异步电动机的功率传递与转矩平衡

19. 单相异步电动机

20. 异步电动机的工作特性

    教学要求:通过本章实际案例异步电动机等效电路学习，使学生掌握异步电动机的基本工作原理及特性。

    重点:案例驱动方法、异步电机磁路和电路工作原理及电磁能量转换。

    难点:旋转磁场与脉动磁场。

    采用的教学方法:案例演示、知识点讲解、小组讨论、仿真分析。

    参考案例:异步电机等效电路及设计运行分析。

    讲授学时:9学时

    讲解习题: 3学时

    （七）第6章 三相异步电动机的电力拖动

    主要知识点:

21. 三相异步电动机的机械特性

22. 笼型异步电动机的起动

23. 绕线转子异步电动机的起动

24. 三相异步电动机的调速

25. 三相异步电动机的各种运行状态

26. 异步电动机拖动系统的机械过渡过程及能量损耗

    教学要求:通过本章实际案例异步电机基本拖动系统学习，利用MATLAB仿真软件辅助分析说明，使学生理解异步电机拖动特性及应用实际状态。

    重点:案例驱动方法、异步电机驱动原理。

    难点:知识点的灵活运用。

    采用的教学方法:案例演示、知识点讲解、小组讨论、仿真分析。

    参考案例:异步电机拖动实例。

    讲授学时:6学时

    （八）第9章 电力拖动系统中电动机的选择

    主要知识点:

1. 基本技能:电动机选择的一般概念、发热、冷却、工作制、额定功率选择、容量及其他选择条件

2. 案例:某车床主轴电机选型

   教学要求:通过本章实际案例某车床主轴电机选型的系统学习，使学生初步了解及可以实际进行电机的选型工作。

   重点:案例驱动方法、电机如何选型。

   难点:知识点的灵活运用。

   采用的教学方法:案例演示、知识点讲解、小组讨论、仿真分析。

   参考案例:某车床主轴电机选型。

   讲授学时:3学时

   （九）总复习

   主要知识点:

   基本技能:电机基本结构原理，基本运行特征，变压器基本原理及运行，电力拖动基础，电机选型等

   教学要求:通过本课程系统性总复习，使学生能对所学知识具有系统性的认识和总结。

   重点:核心知识点总结

   难点:知识点的物理意义及灵活运用。

   采用的教学方法:图表文字说明。

   讲授学时:3学时

三、课程的预期学习成果

在本门课程结束时，学生应该能够:

1、掌握变压器基本工作原理，基本电磁转换过程，原副边基本定量关系 熟悉变压器基本工作原理及定量计算；

2、掌握直流电机基本原理，交流异步电机基本原理。握常用电机基本运行原理，具备电机基本电磁转换过程的分析能力

3、熟练掌握拖动基础基本理论，拖动动力学方程，电机电磁关系方程，电机拖动特性方程，定量计算及理论和实践分析；

4、 了解拖动工程中电机选型原则 电机定额，工作制式，负载形式，选型规则 了解拖动系统中电机选型原则，能进行电机的基本选型计算工作。

四、课程要求

（一）出勤

学生应积极参与课堂教学并完成相关的作业、实验内容。

（二）阅读资料

学生应认真进行课前预习，阅读教材和指定参考书及重要的参考文献。

（三）课堂展示

在实验课，安排各小组进行实验题目的讨论，以及实验效果演示。

（四）课外实践

本课程是理论与实践结合的课程，理论课通过案例的形式重点讲方法、讲知识点的原理、应用；对应实践课根据课程进度安排专项实验和综合实验。

（五）小考与期末考

安排课堂测验、期末考试。

（六）课程论文

以平时作业、课堂随机互动、课堂随机考试为主。另外，利用所建立QQ学习群，进行互动学习及平时加分考核。

（七）学术诚信

按中山大学南方学院相关规定执行。

（八）剽窃的定义以及相应的惩罚

剽窃是严重违反学校规章制度的行为。一经发现，将上报相关部门，并受到包 括开除学籍在内的严厉处罚。

五、课程资料

（一）教科书-必读

1、彭鸿才.电机原理及拖动，机械工业出版社（第3版），2016年12月.

（二）教科书-强烈推荐

1、陈亚爱.电机与拖动基础及MATLAB仿真，机械工业出版社，2013年8月.

2、洪乃刚.电机运动控制系统，机械工业出版社，2015年2月.

（三）文章-必读

1、西莫电机论坛，http://bbs.simol.cn/。

2、电机技术网，http://www.immotor.cn/ DC-AC。

3、matlab学习网站，http://www.ilovematlab.cn/。

（四）文章-强烈推荐

1、电机与控制学报（期刊）。

2、电气传动（期刊）。

（五）其他参考资料

1、Stephen J. Chapman. 电机学（第5版）[M]. 北京:电子工业出版社，2012.

2、唐海源，张晓江.电机及拖动基础习题解答与学习指导（第2版）[M].北京:机械工业出版社，2010.

3、Stephen D. Umans. 电机学（第7版）[M]. 北京:电子工业出版社，2013.

六、教学活动以及对于预期学习成果的评估

（一）教学活动

1、个人预习

2、课堂讲授

3、课堂问答

4、习题讲解

5、案例讨论

6、课后实验

7、小型实验项目

8、期末考试

（二）对预期学习成果的考察

七、评估的程序和方法

（一）评分体系

1、出勤率: 10%

2、课堂参与: 20%

3、课后作业: 20%

4、课堂实验: 无

5、期末考试: 50%

（二）课程的教学目标与评估方式的对应关系

（三）评分标准及要求

八、教学进度与学时分配表

注:此表一式三份，于开学两周内填好，一份送教务与科研部，一份开课单位留存，一份自留。