双电机拖动

2024-09-29

双电机拖动（共4篇）

双电机拖动篇1

“电机与拖动”是自动化、电气工程及自动化等专业的重压专业基础课,该课程与这些专业的多门后续课程,如“电力电子技术”、“运动控制系统”等密切相关[1]。同时,该课程的教学内容也是这些专业的学生在今后的工作中从事各种自动控制的必备基础[2]。因此,本课程在这些专业的教学计划中具有非常重要的地位。

笔者在硕士阶段一直从事电机专业的学习和研究,毕业后又一直担任我校自动化专业的“电机与拖动”的课程教学工作, 对本课程的教学特点有一定的了解。以下是笔者就本课程的教学内容提出个人的思考和看法,希望能对本课程的教学起到一定的作用。

1手脑并用,做到“左右逢源”

“左”就是左手定则,“右”就是右手定则。所谓逢“源”就是用右手定则确定电源,即感应电动势的方向;用左手定则确定动力源,即电磁力和电磁转矩的方向。右手用于发电机,而左手用于电动机,分别如图1和图2所示[3]。

其产生的感应电动势和电磁力的大小分别为

左手定则和右手定则动作简单,但容易混淆,容易出错。对学生而言,动作要领是:手心正对N极。掌握了动作要领,学生在课堂上运用左手定则、右手定则时就会得心应手,真正做到“左右逢源”。具体应用实例如图3和图4所示,这也就是直流电动机和直流发电机的工作原理[4]。

学生在课程上听课用脑多,动手少,只在做笔记时偶尔动动手。左手定则和右手定则在课堂上给学生提供了动手的机会,老师可以根据教学需要,积极引导学生“一有机会就出手”。

2巧妙利用正弦波作纽带,把不同概念的机械角度、空间电角度、时间电角度有机地连为一体

机械角度是实实在在的角度,一个圆周360°。交流电机定子上有P对极,若磁场为正弦波,当极距为τ时,一对极的空间跨距为2τ,对应的机械角度为360°/P 。

磁场变化一对磁极,从正弦波来看,就是变化了一个周波, 一个周波是2π(360°),为了与机械角度相区别,称之为空间电角度,显然空间电角度等于P乘以机械角度。

当电机的正弦气隙磁场作旋转运动时,定子导体感应电动势亦作正弦变化,磁场转过一对磁极,导体中的感应电动势变化一个周波,即2π(360°),称为时间电角度。

当磁场的转速为n1(r/ min) ,其旋转的机械角速度为,其空间角速,也就是导体中感应电动势变化的角频率。经过时间t后,磁场扫过的空间电角度为 α = ω1t ,而对应的电动势相位角的变化为 φ= ω1t 。 α 和φ 是不同的概念,α 是空间电角度,是空间概念, 而 φ 是时间电角度,是时间概念,它们概念不同,但在数值上是相等的,即 α = φ = ω1t 。这样,用电角度将磁场的空间电角度和电动势的时间电角度联系在一起,可以做成时空相量图。

3面对复杂问题的短平快处理方法——折合算法

电机中既有电路问题,又有磁路问题,还有旋转运动,其内部电磁量之间的关系错综复杂。引用短平快的折合算法,有利于复杂问题的求解。折合算法中的“短”是指运算公式简短; “平”是指高次方是平方;“快”是指计算出结果快。在求变压器的等值电路中,交流异步电动机的等值电路中和多轴传动系统中,用的都是折合算法。用好折合算法的关键是“以不变应万变”,即保持一个量不变,其余的量都要变。

1) 在变压器的折合算法中,保持铁心中的主磁通φ不变,即磁动势始终等于空载磁动势I0/N1。可以是二次侧向一次侧折算,也可以是一次侧向二次侧折算。折算时先变匝数,使一次、二次侧匝数相等,它们的电动势相等,即E1=E2’,这样就可将没有电联结的一次、二次侧两个电路联在一起成为一个电路,如图5所示。

2) 在交流电机的折合算法中是保持转子磁动势不变,即转子电流不变,可以把旋转的转子转化为静止的转子,使转子频率f2=Sf1,在S=1时,转化为定子频率f1,频率折算公式见式(3)。

其转换过程如图6转换为图7所示[5]。

3) 在多轴传动系统中的折合算法是保持能量不变,将有关的飞轮矩、阻转矩、传动轴的传速都折算到电动机的轴上,如图8所示。

最后对电动机列写公式:

由式((44))确定拖动系统的运动状态是加速、减速,还是稳速运行。

4结束语

以上是笔者关于“电机与拖动”课程教学过程中几个问题的一些思考,当然,每个教师对这些问题的看法和处理方法可能不同。笔者认为,只要善于在教学工程中不断探索和改进,就能更好地处理这些问题,取得更好的教学效果。

双电机拖动篇2

b.在现代社会中，电机的应用可以说是无处不在的。例如，在交通运输业中，如城市交通运输和电气化的铁道，需要各种具有良好启动和调速性能的牵引电机；在航运和航空事业中又需要各种特殊的电机；在农业中，如电力排灌、脱粒、辗米、榨油等农业机械业广泛的采用电动机拖动；在现代家庭生活中，如洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等家用电器，需要各种小型电动机来拖动；在自动控制技术中，各种各样的微型控制电机广泛地作为检测、放大和执行元件„„

随着科学技术水平的提高，电力工业不断发展，发电机和变压器的电机容量不断增大，中、小型电动机的应用范围也不断扩大，电机性能指标和经济效益不断提高，这是电机工业发展的重要趋势。

电机及拖动基础对于我们机械专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课，我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系，所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义，对于我们将来的工作也很重要。通过本课程的学习，可以掌握电机与拖动的基本理论、基本分析方法和基本实验技能，为学习后续课程和工作打下坚实的基础。并且使自己能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养了自正己分析问题和解决问题的能力。

《电机与拖动基础》教学初步探讨篇3

《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.