电机与电力拖动基础

电机与电力拖动基础（精选10篇）

电机与电力拖动基础 篇1

作为人类目前所使用的最重要、最主要、最便利的能源—电能, 其生产、传输、使用中, 所产生的电量之间、电量与机械量之间的变换, 基于电磁感应原理和电磁力定律, 实现机电能量转换或电能特性变换的电磁机械装置, 电机都是其中主要的关键设备。通过本课程的学习, 学生将获得有关电机与拖动的基础理论、基础知识和实验技能, 为进一步学习后续专业课作好准备。

本课程的主要特色是理论与实际相结合较紧密, 既需要严谨的理论知识, 又需要与各种实际电机相结合, 而且其理论部分较为抽象深奥, 对初学者来说不易理解, 历来都是难教难学的课程之一, 它是后续专业课程的瓶颈。另外, 自动化系统的被控对象, 很多情况都是由电机来驱动的, 所以《电机与电力拖动基础》课程对自动化专业、电气工程及其自动化专业的学生来说是非常重要的, 随着教育改革的推进, 近几年来《电机与电力拖动基础》课程的学时数越来越少, 如何让学生在规定的学时内掌握应有的知识, 又如何教好这门课程给教师提出了新的难题。

所以根据以上问题, 我们课程组在多年积累的教学经验基础上, 根据我校的专业培养目标的需要, 从2006年对该课程从以下几个方面进行了全方位的改革与建设, 确定了建设目标和步骤, 取得了显著的效果。

一、课程指导思想及定位

1. 课程指导思想

本课程属于“自动化”和“电气工程及其自动化”专业的技术基础课。从专业的培养目标出发, 本课程的教学目的是使学生掌握常用电机的基本结构、工作原理、运行性能、电力拖动系统基础等知识, 重点在于电机的应用。既为运动控制系统、电气控制技术、交流调速等多门后续课程奠定专业理论基础, 又为学生以后从事电气工程及其它相关领域的工作打下技术基础。

2. 课程定位

经过24年轮次的本科教学实践, 我们对该课程有了明确的定位—面向电气信息类和各相关专业本科学生的专业技术基础领域课程, 其教学目的是使学生了解电机与拖动工程专业技术基础理论, 明确其应用领域, 展望其前沿新技术和新方法, 扎实基础, 开阔眼界。

二、课程建设目标与步骤

1. 课程建设目标

使《电机与电力拖动基础》课程建设在师资队伍、教学内容和实践教学改革、教学方法和手段创新、教材和教学资源库建设以及教学管理、教学条件等方面质量优良, 起到辐射示范作用。

(1) 将本课程建设成为教学内容先进, 教学方法新颖的专业技术基础课程。

(2) 将本课程内容与电气工程实际相结合, 培养出具有创新意识、实践能力和创业精神的适应电气工程自动化发展的应用型人才, 特别是在智能楼宇自动化、商业自动化、运动控制系统专业方向上的体现。

(3) 不断更新教学观念和教学手段, 使课程生动有趣;采取科学的教学体系, 以适应电气工程自动化发展的需要。

(4) 使青年教师尽快成长, 培养出更多受学生欢迎的教师。

2. 课程建设步骤

(1) 抓好师资队伍建设。使《电机与电力拖动基础》课程教学队伍的知识结构、学术水平和教学水平整体提升, 教学梯队健康发展, 青年教师全面成长, 涌现校级以上教学名师。

(2) 汇聚提炼、推广应用先进的教学方法。探索传统教学方式与现代教学方式的有机结合, 力求现代教育技术手段在《电机与电力拖动基础》课程得到最佳运用, 形成经验性的成果, 进一步深入推动教学改革。

(3) 丰富教学资源库。发挥课程网站在教学和交流环节中的作用, 扩充完善课程资源及网上课程资源库。

(4) 全面推进教学改革。通过教学改革项目研究, 逐步形成“提高本科生的实践能力、创新能力和综合素质”为目标的教学体系。

三、教学内容

本课程组在教学内容的设计中非常重视强化三种观念:即把教学对象放在首位的观念;传授知识与培养能力相统一的观念;能力培养与素质教育相统一的观念。

1. 知识的基础性

《电机与电力拖动基础》是电气信息类的各学科的基础课程, 是国民生产生活电气化的工业基础知识, 直接为工农业生产服务, 也是从事该类领域技术和研究的重要基础。主要介绍直流电机的原理与运行、变压器、交流异步电动机原理与运行、交流电机调速、微控电机;讨论它们的基本结构、基本工作原理、运行特性;通过分析它们内部的电磁物理过程, 推出表达电磁关系的基本方程式、等值电路和相量图以及功率平衡关系式、交流和直流电机的转矩平衡方程式、各个功率和转矩之间的相互关系。

2. 前沿性和时代性

《电机与电力拖动基础》是迅速发展的信息技术前沿基础研究领域, 由于信息、微电子技术的飞速发展, 使得电机控制技术有了很大发展, 20多年来新的研究成果不断涌现, 应用领域日益扩大和深化, 尤其是微小电机、特种电机等, 在解决各行各业的难题中显示出巨大的潜力, 取得了丰硕的成果。本课程在24年的授课过程中, 始终注意不断将该领域的新成果加以体现, 使教学内容始终保持前沿性和时代性, 也体现了能力培养与素质教育相统一的观念。

3. 教学与科研结合的成效

在教学过程中, 不断加强科研与教学的紧密结合, 使教学内容及时反映本学科领域的最新科技成果, 在该领域的长期科研积累, 使得该课程的讲授内容丰富, 生动有力, 教学质量优良。该课程组的老师们长期从事关于电机理论及应用方面的教学和研究课题, 在该课程的教学工作中得心应手, 教学效果好。同时该课程组加强实验室建设和实验指导工作, 曾多次获部级先进实验室称号, 发表多篇关于实验室建设的教学研究论文, 为该课程的实验设计和实验效果提供了保障, 使整个课程达到了优良的教学效果。

同时, 广泛吸收先进的教学经验, 积极开展教学内容与教学方法的改革, 整合优秀教改成果, 不断提高教学质量。

四、教学方式

该课程的教学方式由课堂讲授、习题课、实验课和专题讲座等多种形式构成。

1. 课堂讲授

课堂讲授与多媒体相结合, 充分利用录像、动画、图片效果及网络资源, 使课堂教学变得生动有趣, 特别是对电机的复杂结构易于理解, 通过剖析电机的结构, 动画展现电机运行的物理现象, 变抽象为直观, 使得学生比较容易理解电机的运行原理, 通过现场录像, 使学生将课堂知识和实际联系起来, 这些教学方法的有机结合, 收到了良好教学效果。在教学中采取启发式、讨论式、提问式等多种方法, 提高学生在学习中的积极主动性, 注重培养学生思考、理解和提出问题的能力。

2. 习题课

习题课可帮助学生对所学内容充分消化, 通过大量的思考题, 并注重通过典型例题的解析, 培养学生举一反三的能力。

3. 专题讲座

以电机和拖动领域的研究前沿和新的应用为背景, 介绍其重要应用成果和热点研究问题, 以启发思路、开阔眼界、提高学生的学习兴趣。

4. 实验课

实验教学是本课程的重要组成部分, 通过对直流电机、变压器、交流电机等设备的直观认识, 培养学生理论联系实际的能力和动手能力。除了教师按照教学计划安排的实验外, 并设立一些设计性实验作为选作项目, 鼓励学生自己提出实验内容, 或对思考题中和专题讲座中提出或涉及的问题进行实验验证。

五、教学条件

除具有常规的指定教材、参考书, 实验指导书、习题、作业与解答、辅导外;另外本课程教学充分运用现代信息技术等手段, 使用网络进行教学和管理, 包括教学大纲、习题、实验指导、参考文献目录、多媒体课件、授课录像等上网开放, 实现了优质资源共享。精心编写《电机与拖动基础》课程的电子教案, 组织演示内容, 做到图文并茂, 提纲挈领。通过动画和视频演示电机的结构、工作原理、空间旋转磁场的概念、相量图的绘制等较为复杂和抽象的概念, 帮助学生更深的理解和掌握。

1982年建立了电机实验室, 一直承担“电机与拖动基础”课程的实验工作。1989-1990年度电机实验室被评为先进实验室。目前300平方米的电气传动实验室具备开设电机与拖动基础课程实验的各种设备。实验教材一直选用自编教材, 根据教学内容的调整和新的实验设备的引进, 不断修订实验教材, 保证了该课程验证性实验和设计性实验的开出。

六、课程特色

1. 实际性

该课程虽是基础课, 却具有专业性质, 讲授的内容是电机与拖动方面非常具体、实际的问题。处处体现是从事电气工程自动化技术及机电一体化工作和科学研究的基础知识。

2. 复杂性

在实际运行着的电机中, 电、磁、力、热等物理定律同时起作用, 互相制约, 分析解决这种过程是个复杂问题, 又具有很强的抽象性。该课程理论联系实际, 特别注意方法、技术和应用实例相结合。以便学生学习如何进行分析、设计, 解决实际应用问题。

3. 工程性

具有一定的工程性, 分析解决电机与拖动系统中的复杂问题时, 需忽略一些次要因素, 抓住主要矛盾加以解决, 许多结论来自于工程经验, 区别于以前所学课程中解决问题理想化、单一化方法, 与实际结合密切, 因此要从实际应用实例中介绍电机的复杂性。

4. 新颖性

采用现代教育技术进行教学, 构建电机与拖动的现代教学模式, 是本课程的主要特点之一。课程教学方式新颖, 充分利用录像、动画等多媒体手段, 变抽象为直观, 避免烦琐枯燥的数学推导和直白的说明, 将直观的物理现象和电机工作原理的数学表达有机地结合起来, 既有了直观的感性认识, 又加强了原理特性的论述。追求由表及里, 深入浅出, 重点突出, 生动活泼的教学方式。

5. 创新性

课程从实际出发, 设置创新和开放实验。开设变压器电压调整率及联接组、他励直流电动机机械特性与调速、三相鼠笼异步电动机机械特性及起动、三相绕线式异步电动机的起动及调速、同步电动机功率因数调节实验, 重点培养本科生科研实践和学术研究能力。

七、结束语

《电机与电力拖动基础》是电气工程与自动化类专业学生的重要的技术基础课, 经过多年的实践教学, 对课程进行了卓有成效的改革, 课程体系建设、教材建设、教改效果等都取得了丰硕的成果。课程改革成果丰富, 重点突出, 多媒体课件很生动, 效果很好, 是一门很有特色的优秀课程。

电机与电力拖动基础 篇2

1-1 答：电路中的电阻公式为：Rll，磁路中的磁阻公式为：Rm sA从上面两个公式可以看出电阻与材料长度成正比，而与材料电导率和材料横截面积成反比；磁阻与材料长度成正比，而与材料磁导率和材料横截面积成反比。

1-2 答：磁路中的磁阻公式为：Rml，磁阻除了与磁路材料的的结构和尺寸有关外，A还与材料的磁导率成反比。因此，磁路的结构和尺寸确定不变，磁路材料的磁导率变化时，磁阻仍然变化，磁导率越大，磁阻越小，反之，磁导率越小，磁阻越大。

1-3 答：

（1）直流磁路中磁通恒定，励磁绕组中无感应电动势；而交流磁路中磁通随时间交变，因而会在励磁绕组中产生感应电动势。

（2）直流磁路中无铁芯损耗，而交流磁路中有铁芯损耗。

（3）交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变；而直流磁路中不会产生。

1-4 答：电机和变压器中的磁路材料常用软磁材料，如硅钢片，热轧硅钢片和冷轧硅钢片。软磁材料的特点是其磁导率较高，矫顽力、剩磁和最大磁能积较小，容易退磁。

1-5 答：交流电不仅用于灯管或灯泡照明，还用于含有线圈的变压器和电机。在照明系统中，交流电的频率低于50赫兹时，灯管或灯泡就开始比较明显地闪烁，对眼睛刺激较大，长时间处于这种环境中，眼睛会被损害，但变压器和电机铁损耗会明显降低；当交流电的频率高于50赫兹较多时，变压器和电机损耗明显增大，传输线的电阻也明显增大，但照明系统中灯管或灯泡闪烁不明显。鉴于以上情况，既要兼顾照明系统还要兼顾交流电传输系统、变压器和电机，我国交流电系统频率定为50赫兹，日本和欧美国家交流电系统频率定为60赫兹。

1-6 答：在磁路系统中，将材料的磁导换成电抗，实际是将磁路计算换成了电路计算，因为磁路计算比较困难，大多数磁路问题需要进行数值计算，而电路计算比较简单，可以求出解析解。因此，在本科阶段一般都是将磁路换算成电路进行计算，在研究生阶段，可以直接进行数值计算。

1-7 答：电力拖动系统是以电动机为动力带动不同机械系统进行运转，从而拖动负载运行，它通常包括电动机、工作机构、传动机构、控制设备和电源五部分。电力拖动系统如机床、电动汽车、电梯、轧钢机、纺织机等。

1-8 答：负载机械特性与电动机机械特性的交点是电动机的工作点。

1-9 答：根据运动方程式：TeTLJd，系统的运动状态由电磁转矩和负载转矩共同决dt定，当TeTL时，系统处于稳定或静止状态；当TeTL时，系统处于加速运行状态；当TeTL时，系统处于减速运行状态。

1-10 解：根据磁路欧姆定律：FNiHlBll，可计算所需要的磁动势为： AFNi622Al0.250.005A4000410722104

需要的电流为：

i F6221.244A N5001-11 解：铁芯段的磁阻Rm1为：

Rm1l0.250.0021.234105A/Wb 74A40004102210空气气隙段的磁阻Rm2为：

Rm2l0.002539.810A/Wb 74A4102210铁芯段的磁压为：

Rm10.0051.234105617A

空气气隙段的磁压为：

Rm20.00539.810519900A

需要总的磁动势为

FH1l1H2l2Rm1Rm26171990020517A需要的电流为

iF2051741.034A N500从上述计算结果可知，尽管空气气隙很小，但分得的磁压比较大，主要是因为铁芯的磁导率是空气磁导率的4000倍造成的。

1-12 解：磁路中总磁动势为：

F500402001018000A 磁路中的磁场强度H为：

H500402001090000A/m

0.2磁路总磁阻为

Rml0.239.81A/Wb 7A4000410通过磁路的磁通为：

F18000452.15Wb Rm39.81左边磁路的磁压为

50040900000.0524500A

右边磁路的磁压为

20010900000.056500A

1-13 解：额定转矩为：

TN

PNP7.010009.55N9.552nNnN1450

6046.10Nm起动转矩为：

起动瞬间加速度为：

TstkstTN1.546.1069.15Nm

d11(TstTL)(69.1546.10)dtJ1200.192rad/s2

1-14 解：假定电车为恒转矩负载，电车正常行驶时，负载为制动性质，负载转矩特性在第一象限；下坡时，负载为拖动性质，负载转矩特性在第二象限。其负载转矩特性如图1-1所示。

图7-1电车正常行驶和下坡时的转矩特性

1-15 解：各级速比为：

j1n8503.04 n1280

j2n12804.31 ng65总速比为：jj1j23.044.3113.10 折算到电动机轴上的等效飞轮矩为：

2222GDGDGDGD4g22223GD2GDdGDLGDdGD1222j1j

790.56280.629851106.14Nm3.04213.102

1-16 解：根据他励直流电动机的性质及其调速特性可知：

nmaxnN1950r/min

maxn

电机与电力拖动基础 篇3

关键词：电机与电力拖动；交互式课堂教学模式；MATLAB仿真；虚拟实验；

中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：10054634（2015）05007004

《电机与电力拖动》作为电气、机电及自动化类专业的一门专业课程，涉及电学、磁学、电磁学、动力学、热学及机械等学科知识，公式推导繁琐，与工程实践联系紧密，教师的讲解和学生的学习都存在一定的困难。实验教学在于化抽象为具体，将课堂上靠语言、公式描述的抽象概念转化为实物及其各种运行状态。传统灌输式实验教学虽然完成了教学任务，培养了学生最基本的实验技能，但无法达到实验课的要求，没有发挥学生的主观能动性，不能开拓学生的创造性思维，起不到提高动手能力和运用理论知识去分析、解决问题的能力。虚拟实验技术应运而生，即利用计算机技术及其图形功能，用虚拟模型来仿真实际的物理实验过程以达到实验目的的应用系统。作为一种全新的教学手段，虚拟实验的仿真系统可以根据实验者的操作给出和真实环境中完全一样的实验响应，给实验者身临其境的逼真感，突破了时空限制，具有开放性和经济实用性等特点，而且可以弥补传统实验存在的空白，比如电机的过载和堵转。本课程的虚拟实验室建设已成为国内外研究的热点。

文章进行基于MATLAB仿真的《电机与电力拖动》交互式课堂教学模式的研究，在课堂教学中实时穿插虚拟实验，将理论与实践相联系；采用教师讲授与学生主动参与实验操作的交互式课堂教学模式，从而加深学生对所学内容的认识与理解，提高学生学习的主观能动性、创造性及动手能力。

1交互式课堂教学模式设计

基于MATLAB仿真的《电机与电力拖动》课程交互式课堂教学模式的研究，依据课程教学大纲要求，结合电机拖动基础的课程特点，通过MATLAB/Simulink仿真软件建立典型对象（变压器、交直流电机及其拖动系统等）的M文件及仿真模型库，每个实验配有详细的说明，实验结果包括关键参数的实时监测、实验数据和曲线显示及动态变化过程的观察，形象而直观；然后，将建立的M文件和仿真模型合理超链接到理论教学的PPT中，教师在进行理论讲解的过程中，实时调入虚拟实验或者演示或者让学生上台操作，理论紧密联系实践，使理论得以及时消化，同时调动了学生学习的兴趣，达到事半功倍的效果；最后，将构建的习题仿真模型库和教学PPT一起共享给学生，让大家自行学习实践，从而更好地理解和掌握所学知识，实现学中做和做中学，提高动手能力和创新能力。

电机与电力拖动基础 篇4

在教学改革的实践中，选择最有效的教学方法是教学过程优化和提高质量的核心问题。教学方法有许多，它们都既有优点又有缺点和局限性。有的教学法在某种教学条件下可能是成功的、有效的，而在另一些条件下则很可能是不适用的。因此，在实际教学过程中，只采用单一教学法、以“不变应万变”是不妥的。为了实现最优化教学，本文根据“电机及电力拖动基础”课程的教学目标，针对不同的教学内容，将启发式教学、对比式教学、演示实验式教学、研究式教学有机结合，对该课程进行教学改革与实践。

1、启发式教学

启发式教学，就是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，运用各种教学手段，采用启发诱导办法传授知识、培养能力，也就是提出问题-解决问题-发现问题的过程，使学生积极主动地学习，以促进身心发展[2]。

在启发式教学过程中，通过一些贴近实际生活的问题来启发诱导学生思考，培养学生的学习积极性。例如：讲到直流电机的三种调速方法时，可以用现在生活中应用广泛的电瓶车为例，先启发提问“电瓶车是如何调节速度的？”，很多学生都骑过电瓶车，也会调节车速，却不清楚速度是如何控制的，这样一来学生就会很好奇，很想知道为什么，这时教师就可以引导学生推导直流电机的速度公式，逐步对直流电机的机械特性进行分析，自然水到渠成，学生很容易明白了可以通过调节直流电机的电压、改变电枢回路的电阻或者调节励磁磁通来改变直流电机的运行速度。这样使学生不仅对生活实际问题得到解释，同时对直流电机的机械特性和三种调速方法得到很好的理解，有效地调动学生的学习积极性和主动性。

2、对比式教学

对比式教学法是指在教学活动中将两个或两个以上的认识对象放在一定的条件下，按照统一标准进行对照比较，从而确定认识对象属性的同异、地位的主次、作用的大小、性能的优劣、以达到辨识、了解和把握认识对象的目的的方法[3]。

《电机及电力拖动基础》这门课程涉及电学、磁学及力学等多学科知识，具有概念多，公式多的特点，但该课程的知识间相互关联，可以采用对比式教学法，进行知识点间归纳，总结，对比，这样学生比较容易掌握。例如变压器的运行原理和感应电机的运行原理，就有很多类似的地方，两者都是基于电磁感应的基本原理，变压器相当于一台静止的感应电机，两者的电压方程，等效电路图都可以进行对比；直流发电机和直流电动机的电动势平衡方程、功率平衡方程及转矩平衡方程都可以就能行对比；直流电机和交流电机在机械特性、工作特性、启动、制动、调速方面也可以进行对比。

3、演示实验式教学

演示实验式教学是指教师利用课堂时间为学生演示操作，同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种教学方法，将它应用到“电机及电力拖动基础”课程中，不仅能创设生动的学习情境，激发学生的学习兴趣和求知欲望，帮助学生建立物理概念和认识规律，还能进一步发展学生的观察思维能力，培养学生的科学创新能力。演示实验式教学可分三种教学模式：多媒体演示实验，实物演示实验，仿真演示实验[4]。

第一种模式：多媒体演示实验。多媒体教学是把图、文、声、像高度集成于教学之中, 明显提高了信息传授的效率和品质, 增强了教学内容的表现力, 使学生运用多种感官参与教学活动，以实现教学优化，提高学生观察及分析问题的能力。例如交流电机的磁场问题，可以通过制作FLASH动画进行演示，让学生清楚地观察到2极或4极圆形旋转磁场的运动，改变电流相序时，磁场反向旋转，改变输入交流电频率时，磁场运行速度跟着变化；这样可以把看不见摸不着的抽象知识形象化，有助于学生理解和掌握，同时提高学生的学习兴趣。

第二种模式：实物演示实验。有许多优秀的演示实验所用的仪器和设备很简单，价格低廉，却由于设计思想的巧妙而取得很好的教学效果，能给学生一个真实和直观的感觉。根据教学内容，教师可以灵活购买或自制实验教具。例如讲到电机定转子结构时，教师可以拿几个小功率永磁直流电机，并在课堂上将它拆开，把内部的定子，转子，换向器，电刷等一一展示给学生。讲到直流电机正反转和调速的内容时，教师可以自制一块电路板，能演示电机正反转，并通过调节电枢电压实现调速，最好利用学生已学过的模拟电子技术和数字电子技术的知识来制作，这样不仅很直观，而且能激发学生思考如何设计电路实现电机拖动，同时还可以鼓励学生自学微机数字控制电机拖动系统。

第三种模式：仿真演示实验。仿真实验可逼真的模拟出学生进行实验操作的整个过程，可避免仪器的损坏，同时克服了实验室购买贵重仪器的实际困难。例如讲到直流电机的直接启动问题，教师可以事先利用M A T L A B软件的电力系统模块进行系统建模，课堂上可以直接演示电机直接启动、降压启动、及串电阻分级启动几种运行工况，把相应的电流波形通过示波器模块输出，这种方法可以实时显示测量结果，可以实现更灵活的操作，但是，虚拟的仿真演示实验在各方面都有着一般实物实验难以达到的效果，是实物演示实验的现代化补充。

4、研究式教学

研究式教学是以学生的学识积累为基础，通过教师的启发性教育方式，逐步培养起学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。在研究型教学中学生是主体，教师起主导作用，研究式教学可以鼓励学生在实践中发现问题，并在教师的指导下解决问题，加深理论理解，不仅达到了教学相长的目的，而且为理论发展奠定实践基础，具有重要的意义。

研究式教学整个研究过程一般包括五个阶段[5]: (1) .提出问题； (2) .初步分析原因； (3) .理论分析； (4) .引申讨论； (5) .实验验证或仿真验证。例如在讲到他励直流电动机弱磁调速时：

(1）.教师提出“如果他励直流电动机的励磁回路突然断线，可能会出现什么现象？”问题；

(2) .学生根据已学知识初步分析原因，可知，当励磁回路突然断线时，磁通大小由电机的剩磁决定，相对正常运行工况，断线后磁通肯定变小，根据弱磁升速的原理，电机很可能出现高速运行，甚至“飞车”现象；

(3) .教师引导学生利用电机人为机械特性对该问题进行分析，可知，判断电机在断线瞬间加速还是减速，需要判断断线瞬间电磁转矩 (T) 和负载转矩 (TL) 的大小关系，如果T>TL，则系统加速将出现高速“飞车”现象，如果T<TL, 则系统减速将出现停机过流现象；

(4) .针对以上分析的故障问题，引申讨论解决方法，教师可引导学生讨论如何做好系统保护，例如设计电机限速保护、过流保护及过热保护等；

(5) .为验证理论分析的正确性，教师可以鼓励学生设计实验进行验证，也可以利用M A T L A B软件进行仿真验证。

5、结论

笔者在近5年的教学工作中，积极将启发式教学、对比式教学、演示实验式教学、研究式教学等多种教学方法有机地结合起来对“电机及电力拖动基础”课程进行教学改革与实践，取得了显著的教学效果，实践表明教学改革是成功的。

参考文献

[1]李发海, 王岩.电机与拖动基础[M].北京:清华大学出版社.2005

[2]李建, 孙健, 何胡龙.谈启发式教学在军事飞行教育中的应用[J].价值工程.2011; (3) :196

[3]张丽, 王振.电机与拖动课程的启发式教学[J].中国电力教育.2010; (1) :63-64

[4]王英连.大学物理演示实验教学的分析与思考[J].科技信息.2010; (2) :387

电机与电力拖动基础 篇5

一、填空题：

1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。

2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。

3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。

4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。

5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。

6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。

7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。

二、判断题

1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）

2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（）

3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。

4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）

三、选择题

1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。

（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组

2、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）（1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。

3、如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（）。（1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。

四、简答题

1、直流发电机的励磁方式有哪几种？

2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？

3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同？并说明影响曲线形状的因素。

4、一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电动机状态工作，此时电磁转矩方向是否变？旋转方向是否改变？

（电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。）

五、计算题

1、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:PN=3.5kW，UN=220V，I N=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，△Ub=1V，励磁回路电阻R1=440Ω，空载实验：当U=220V,n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流I a=10A时,电机的效率（不计杂散损耗）。

2、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗为Pmec=61W，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。

3、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。

第二部分 直流电动机的电力拖动

一、填空题：

1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。

2、直流电动机的起动方法有____ ___。

3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。

4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。

5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。

二、判断题

1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（）

2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（）

3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（）

4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（）

5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（）

三、选择题

1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：

（1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。

2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：

（1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。

3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：

（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。

4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。

5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那么：

（1）I1I2。

四、简答题：

1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

2、何谓电动机的充分利用？

五、计算题：

一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，I N=79.84A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=U N，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？

电机与拖动基础教学改革探析 篇6

一、创新教学模式完善平台建设

(一)实施“翻转课堂”教学模式

“翻转课堂”(Flipped Classroom,也译为“颠倒课堂”、“反转课堂”)是在信息化环境下,课程教师提供以教学视频为主要形式的学习资源,学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习,师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型的教学模式[3]。围绕这一教学模式,我们开展了“翻转课堂”教学设计,大力推进精品课网络视频平台建设,按照“慕课”的模式将每章节的重难点内容以微课的形式展现,最终采用二微码扫描的方式链接播放,学生预习章节内容时,采用PBL教学法[2],以问题为基础的学习,遇到问题时观看微课,如无法解决问题则通过课堂平台解决和微信群发布求助信息。

美国富兰克林学院Robert Talbert教授经过多年反转教学实践总结出目前大家比较认可的翻转课堂模型[4],以此流程为基础,在教学实践中根据课程性质和教学需要摸索了一套反转教学组织流程图。该教学流程分为个人自主学习—平台探究学习—课堂问题探究—学习成果汇报—总结反馈五个阶段。以此课堂平台主要是教师为组织者,学生带着问题上课,教师收集共性问题归纳总结后给出研讨内容,总结课程的重难点,在课上师生讨论分析,并帮助学生解决理论与实践的问题。

实践平台主要依托省级实验示范中心和大学生创新实践平台,授课教师带领学生做大纲规定的实验,实验内容与实验的仪器设备是以视频的形式出现,学生要提前观看相关仪器的使用说明,教师根据实验结果给出成绩;实践环节分为课内和课外实践,课内实践统一在省级实验示范中心进行,在电机学课程上完后进行。课外实践则由任课教师组织利用大学生创新实践平台在业余时间开展科研活动,最终在课程结束时考核。学生在实践过程中遇到问题可以上精品课网络视频平台查找资料,平台提供了电机应用的参考文献、成熟的电路图及程序代码,学生登录去下载并参考设计,遇到问题时可以和群内教师交流,实现平台间互动的机制,图1所示为“翻转课堂”教学模式的资源和平台设计。

(二)注重多种教学手段的综合运用

以往课堂教学中教师上课利用一个PPT,从头读到尾,无法吸引学生的眼球,无法满足学生对知识运用的要求,学生普遍不会运用仿真分析,无法适应社会对复合型人才的需求;为此要求课程组教师教学中大量使用MATLAB、PSIM和虚拟等仿真软件,通过仿真可以直观地为学生分析特性曲线,还可以为学生展示建模的方法,例如他励直流电动机电枢串电阻起动分析,可以搭建仿真模型讲解起动过程机械特性、速度和电流变化过程,这样既能深入地探讨研究又能很好地引导学生利用MATLAB工具解决问题,如搭建他励直流电动机电枢串电阻起动模型,可以观测电机起动的机械特性曲线。

(三)改革考核手段

“电机与拖动基础”课程作为本专业的专业核心课程,多年以来采用期末考试一张卷作为学生成绩的唯一标准,已经不能适应学生能力的培养,我们综合考虑理论课、实验课与实践课,理论课占总分的60%,实验课占20%,实践课占20%,理论课考核包括预习笔记的成绩和期末考试的成绩,分别为30%和70%的比例。实验课考核学生完成课内实验的情况,由任课教师指导完成;实践课考核学生完成课外科技活动的情况,围绕电机方面的实际应用设计,要求学生用实际作品演示,根据结果给出总成绩,三人一个小组,内部组员决定各自得到的分值。

二、完善人才培养方案,优化知识体系

(一)强化基础内容教学

电机学的原理从磁路入手,以介绍机电能量转换原理为基础,深入地阐述了变压器、直流电机、异步电机、同步电机和特种电机的原理,课程的侧重点为电机的物理本质和分析方法。由于学生没有开设电磁场课程,因此学生在学习电机学及拖动控制时,对于提到的概念和公式不理解,学习效果不好。通过在第四学期开设电磁场课程,在第五、六学期分两学期开设电机学与电力拖动基础,13级学生的知识体系趋于完善,相对于12级的学生,13级学生的基础扎实,成绩提高,且具有了学习该课程的兴趣,为后续课程的学习打下了坚实的基础。

本专业开设电机方面的课程,主要目的是让学生掌握电机原理基础上控制电机,为此,我们对电机学内容进行了难易点、重难点划分。我们主要从两个方面进行教学。一是重点讲授电机的工作原理、主要的电磁关系、工作特性及电机的等效电路等,对电机的绕组结构及磁动势等部分只做简要阐述;二是对直流电机的换向等难点进行重点讲授[3]。这样既降低了学习难度,减轻了学生的学习负担,也不会影响教学效果。

(二)加强理论与实际的紧密联系

随着电力电子技术的进步和新型材料的问世,一批新型电机相继出现并应用于实际,学生在科研活动中围绕步进电机、直流无刷电动机、开关磁阻电动机等开展科技活动,但我们教学内容的重点在直流有刷励磁电机、交流异步绕线电机等方面。由于资金等原因,学生在课外无法进行相关的综合实践活动,影响了学生的学习兴趣,为此,我们合理安排教学时数,在讲授传统电机内容的基础上增加特种电机理论,指导学生在课外开展相关的科技活动,使课上与课下的学习有机衔接,学生带着问题上课,感觉学习不再枯燥。

在电力拖动内容教学中将重点放在电机的机械特性、电机的起动、制动和调速过程分析,物理量的变化情况及动态特性的分析上。理论联系实际,采用案例教学与实际接轨,分析大功率直流提升系统(2800KW)应用于煤矿主井提升系统,分别对电枢串电阻起动和调压起动进行分析;大功率交流变频系统(540KW)应用于皮带运输系统,结合电力电子技术说明能耗制动时,变频器通过电阻消耗能量的实现方式,回馈制动采用前级PWM变换器将直流电变换为交流电的方式;围绕恒转矩负载特性,说明变频器基频以下恒转矩调速,基频以上恒功率调速;使学生对课程前后知识点的衔接以及体系内课程知识的融会贯通起到了催化剂的作用,为后续“自动控制系统”等课程的学习打下良好的基础。

三、加强课内外实践结合,注重创新实践能力培养

(一)创新实践教学内容

为了提高学生的实践动手能力,在第五学期学完电机学课程后,依托省级实验示范中心,安排了电机制作实践课程。在设定好异步电机设计要求后,给学生提供机械构件和相关材料后,由学生自主设计电机的参数,并动手制作绕组,完成绕组下线、绝缘铺设、电机安装、绝缘测试、空载试验、满载试验等测试。通过这样的实践,学生一方面提高了对电机结构和原理的认识;另一方面,学生的动手能力和综合设计能力得到了锻炼。这一实践活动,体现了翻转课堂的教学模式,真正实现了学生的自主学习。

(二)提高学生的综合应用能力

在综合运用能力的培养过程中,以基本的电力拖动控制理论和电力电子技术为基础,注重学生对实际的电力拖动系统的综合设计应用能力方面的培养[5]。以BUCK降压变换器为主电路,采用STM32单片机为控制核心实现直流他励电动机的定子串电阻起动控制系统;单片机控制的电机正反转控制器;鼠笼异步电动机的变极调速控制器;鼠笼异步电动机的Y-△起动控制器;设计了以DSP为控制器的异步电机的变频调速系统以及开关磁阻电机控制系统、直流无刷电机控制系统等特种电机控制系统。

信息化、网络化技术的成功应用,实现了“电机与拖动基础”教学模式的改革和实践,使本课程的教学水平有了很大的提高,学生们受益匪浅,理论课成绩提高12%,省级科研立项比例比前几年提高35%,电子设计大赛获奖率比前几年提高32%。该模式不但培养了学生自学的能力,而且提升了学生分析问题解决问题的实际应用能力,符合应用型本科大学培养的目标。同时该教学模式也促进了教师对“慕课”本土化的研究和实践,促进了教师内在自我教学水平的提升和对教学的反思,真正实现了翻转课堂的教学,提高了学生主动学习的意识。

参考文献

[1]陈迪.互动媒体支撑下的课堂教学研究[D].武汉:华中师范大学,2012.

[2]刘璐,古继宝.PBL教学方法的理论与实践探讨[J].教育与现代化,2004,(2).

[3]钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究,2013,(1).

[4]Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra Classroom[EB/OL].http://prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-classroom.

电机与电力拖动基础 篇7

电机与拖动基础是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课, 教学效果的好坏将会对学生学习后续专业课程如运动控制系统、变频技术产生重要的影响。然而, 由于这门课程不仅具有较强的理论性, 而且具有很广阔的工程背景, 加之电机的种类繁多, 各种新电机层出不穷, 课程内容很多, 教学课时却相对较少, 对本科学生尤其是本三院校学生的而言, 学好它并非易事。

(二) 选好教材, 降低理论难度, 补充实用知识, 更新教学内容

教育部有关专家曾指出, 我国90%以上的高校应该以培养应用型人才为目标, 显然本三院校在此范围之内。所谓应用型本科教育就是指在培养学生具有较宽广的理论基础的前提下, 更注重对学生进行实践性、应用性和技术性等方面的培养, 以直接和市场接轨, 也即突出应用二字。为此, 就电机与拖动基础这门课程而言, 教师在组织教学时完全可以弱化理论深度, 而把重点放在教会学生如何应用电机上。其一, 教师在选择教材时, 不宜选择理论性非常强的教材, 而是应该选择那些具有一定的基本理论但更注重强调实际应用的教材, 直接就降低了理论深度, 强化了实际应用, 既方便教师教学, 又利于学生的学习和掌握。其二, 减少复杂理论的推导与讲授。比如, 绕组部分要求学生具有很强的空间想象能力以及良好的几何基础, 在讲述这个知识点时, 以比较简单的4线圈绕组为例, 而不再深究单叠、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;在讲述直流电机的换向时, 会涉及电磁场, 非常抽象, 那么, 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。既建立了必要的知识框架, 又降低了理论深度, 在一定程度上减轻了学生的学习负担。其三, 补充实际应用知识。比如补充电动机的选择原则、种类与形式, 突出额定电压、额定转速以及额定功率的选择标准;补充对电动机故障处理的相关知识, 如对于电动机在运行时有异声的问题, 教师可以讲述一下可能产生这个问题的原因以及相应的解决办法, 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等, 大大开拓了学生的知识面, 从而为将来的工作打下一个良好的基础。其四, 增加对新型电机的讲授。绝大多数教材都把重点放在了直流电机、交流电机以及变压器上, 即使提到了其他新型电机, 也是用了很少的篇幅。而事实上, 一些新型电机, 特别是控制电机的应用非常之广, 因此很有必要对常用的控制电机进行原理性的介绍。在课时有限的情况下, 可以重点讲述诸如伺服电机、步进电机、旋转变压器以及无刷直流电机等新型电机的基本工作原理与大体的应用范围。

(三) 用好多媒体, 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, 用好多媒体对教学效果的好坏起着至关重要的作用。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, 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。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等这些问题, 用文字描述, 学生常常难以理解, 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的体现出来, 那么, 通过这种直观的演示, 学生就能够很快的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, 教师只在课堂上讲铁心、绕组、附件, 学生很难想象到里面的结构形式, 根本达不到很好的教学效果, 如果先让学生看看变压器的外形、结构等相关图片, 然后再对图片来讲解各部分的结构、功能等等, 学生就会很直观的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。总之, 可以通过多媒体手段, 使学生在眼动、口动、脑动及合作、交流、讨论等愉快的情境中完成整个教学内容, 这样势必会大大提高学生的学习兴趣以及教学效率。

(四) 强化实验课教学

实验不能仅限于连连线, 读读仪表, 而应该根据课程内容, 增开实训项目, 作为课堂知识的又一补充。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, 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能力、分析问题和解决问题能力, 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等。这样做的好处在于, 通过实验增加了对理论知识的理解, 促进了学生对理论知识的吸收。然而, 教师在讲述电机工作原理时, 学生仍然会因没有一个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, 克服了学生以前被动盲目地接受理论的状态, 使抽象的理论变得直观易懂。在讲完理论之后, 就可以让学生再进实验室进行深层次的实验, 完全可以形成一个从实验到理论再到实验的过程。

(五) 改革考试内容

教师在出试卷时, 可以处处从实际的角度出发。比如, 如果要考察学生对三相异步电动机掌握的情况如何, 那么可以从几个方面出题:三相异步电动机的基本工作原理、起动瞬间, 转子电流是大是小、其原因是什么、星型-三角型起动的基本思路、有什么局限性、又有什么优点、有哪几种改变转速的方法、变频调速的基本思想以及基本分类等, 既考查了学生对这些最基本的核心概念的掌握情况, 又让学生在考试中对这些概念有了进一步的认识, 可以深化教学效果。

(六) 结束语

这样教学, 不仅增强了学生的学习兴趣, 提高了学习效率, 而且也使学生的实际动手能力得到了很大锻炼。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[J].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[J].机械职业教育, 2006, 3.

[3]钟耀军.电机实验教学的研究与探讨[J].吉林教育, 2007, 5.

电机与电力拖动基础 篇8

《电机与电力拖动》是高职院校电气类专业一门主干课程, 以《电工电子技术》、《电力电子技术》、《工厂供电》等课程为基础, 是一门集理论教学、实践教学与综合应用为一体的专业技术课程, 它不仅为学生实训和顶岗实习奠定理论和实践基础, 而且为机电类专业学生考取高级维修电工职业资格证书、职业能力培养做准备。作为突出实用、培养技术型、应用型人才的高等职业技术学院, 为了提高毕业生在就业市场上的竞争能力, 学生必须有扎实的专业基础和过硬的专业技能, 对学生的实践动手能力, 解决问题的能力、创新能力有了更高的要求。如何提高专业课课程教学质量, 使学生学有所用、学以致用, 也是对教师教学目标、教学质量的检验。为此, 笔者根据自己对《电机与电力拖动》课程的教学经验, 谈谈提高教学质量的几点做法和体会。

1 提高课程教学质量的探讨

1.1 精选教学内容, 做到有的放矢, 因材施教

对于高职学院来说, 课程教学应立足于培养基础理论够用, 知识面宽, 实践能力强的应用型人才。大部分高职院校学生, 文化基础知识相对薄弱, 深奥的理论知识对他们来说是难以接受的。因此, 我们首先要做到有的放矢, 因材施教, 应根据实际应用, 重新审视并优化调整课程内容及知识体系结构, 筛选必要的理论内容, 删减理论性太强、缺乏实践的内容, 甚至补充一些与本课程有关的专业知识, 以便学生更好理解与应用。例如:在《电机与电力拖动》课程中, 根据培养目标与教学大纲要求, 使学生掌握“适度、够用”的电机和电力拖动的基础理论知识, 熟悉各类电机工作原理, 结构特点和及其工作特性, 掌握各类电机的机械特性以及起动、制动和调速等基本操作技能。因此, 我们可以重点讲授常用低压元器件、电机工作原理、删除三相异步电机等效电路的推导, 加强电机的起动/制动、调速实验, 甚至可以扩充异步电机变频调速内容。通过这种调整, 使学生做到“一学二明三应用”, 实现了教学目的与教学内容的有机统一。

1.2 巩固相关知识平台, 树立学生学习的自信心

教师在讲授新知识时直接引入, 学生会感觉很茫然, 我们可以利用新旧知识间的联系提出需要解决的问题, 并通过设计一系列有针对性、启发性的问题作为铺垫, 然后让学生运用已经学过的专业知识看是否能解决问题。这样既复习和巩固原来的相关专业知识, 又引入了新的知识点, 并且解答了学生的疑惑, 使授课的新内容顺理成章, 水到渠成。例如在电机变频调速过程中, 我提出了这样几个问题:电机的调速方法有哪几种, 变频调速有可特点, 与其它几种调速的区别的在哪?通过这种提问解答的方式, 在教学中解决提出的问题, 达到良好的教学效果。在教学中, 鼓励学生大胆质疑, 给予学生发表意见的机会。其次, 是引导学生如何运用新学的知识点得到正确的解题思路, 这样做既可以调动学习积极性, 又可以使学生树立自信心。

1.3 充分发挥多媒体教学的作用, 让课堂“活”起

多媒体教学是融文字、图像、图形、动画、音频、视频于一体, 满足学生同时接受视觉和听觉感官的一种教学方式。在《电机与电力拖动》教学过程中, 可以利用多媒体课件模拟实物和实际操作的场景, 帮助学生理解理论知识, 同时活跃了课堂气氛, 让课堂“活”起来, 提高学生的注意力。例如在讲解低压元器件的结构时, 利用多媒体课件中的图片、动画、录像等素材对低压元器件进行拆装, 把抽象的内容形象化, 把学习过程趣味化。在课件制作中, 教师可以插入录音, 增强学生的亲切感, 帮助学生理解和消化教学内容, 提高教学效果。

1.4 加强实践教学, 提高学生的综合技能

教学内容要让学生理解透彻, 必须结合实践。陶知行先生说过“行是知之始, 始是行之成”。教师不仅要教学生掌握知识, 同时应教学生将知识转化为能力。在《电机与电力拖动》实验、实训教学中, 可采用任务驱动法、项目教学法、演示法、案例教学法等多种教学方法和手段。实训前, 提前告知学生实训目的、任务、实训内容和要求, 充分调动学生的积极性。在实训过程中, 要求学生不必担心调节失败, 实验结果的误差。鼓励他们在失败中去发现问题、解决问题, 培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。比如在三相异步电动机两地控制电路实验教学中, 可采用项目教学法, 要求学生明确实训项目的目的和要求、完成电路设计、根据设计方案各小组实施完成从元件选择、接线、调试、到通电试车及故障的排除、编写实验报告、最后通过小组自评和互评完成实训项目。以“教师”为中心转化为以“学生”为中心, 以“课堂”为中心转化为以“项目”为中心, 以“要我学”转化为“我要学”。通过这种教-学-做相结合的方式, 使每个学生都能学有所思、学有所得。

1.5 结合专业知识, 开展兴趣小组

美国心理学家布鲁纳曾说:“兴趣是认识事物和探求知识的心理倾向, 是求知的先导”。良好的兴趣能点燃智慧的火花, 学生兴趣的培养取决于教师的教学方法和艺术。在《电机与电力拖动》课程的教学中, 我鼓励学生结合课程的基本专业知识, 创建一些兴趣制作, 兴趣制作既能巩固学生的专业知识, 又能开拓学生的创新思维, 将知识融于趣味之中, 让学生在快乐中求学, 提高教学质量, 达到教学目的。比如:我在讲解电动机工作原理时, 指导学生利用小功率电机制作一个小风扇。两个星期后, 当学生们将多个漂亮的小风扇展现在我面前时, 我作为一名老师心中有一种满足感, 也为学生感到自豪。通过这种锻炼, 同时也提高了学生的实践动手能力。

1.6 注重知识的工程背景, 加强学生职业能力的培养

《电机与电力拖动》课程知识的综合运用就是把课堂教学内容与工厂、企业相关专业知识紧密地结合起来, 使学生具备工程意识与相应的职业能力。学生通过本课程的学习、实验与实训, 具备电气设备安装、设计、维护、调试等相关职业技能, 能够考取维修电工资格证、电工上岗证、电工电子产品流水线装配工等职业资格证书。因此, 注重知识的工程背景, 加强学生职业能力的培养也是提高课程教学质量的重要因素。在实际教学中, 我们采用工、学、企紧密结合, 联系校外工厂、企业, 使学生有机会到到校外实习基地参观实习, 了解课程专业知识的最新动态, 更好地激发学生学习的热情, 或聘请工程技术人员现场指导学生进行实际安装, 使学生掌握操作规程, 学习操作技巧, 增强课堂教学的吸引力, 进一步提高教学质量。

2 结束语

普通高等教育培养的是研究型、学术型人才, 而职业教育是专门从事技能型、应用型人才的培养, 培养的学生是直接进入各生产领域的社会劳动者。作为高职院校教师, 更应有与时俱进的思想, 把握本专业的最新技术、优化自已的课程教学内容, 根据学生特点, 不断调整、改善教学方法, 提高教学质量, 引导学生手脑并用, 学会过硬的专业技能, 成为具有综合技能和创新能力的有用人才。S

参考文献

[1]吴牮.高职院校“电力拖动”课程教学改革研究[J].重庆电子工程职业学院学报, 2012, 21 (4) :127-129.

[2]朱海忱, 穆宏慧, 王海燕等.对电机及拖动基础教学方法的进一步探讨[J].吉林省经济管理干部学院学报, 2013, 27 (1) :54-55.

[3]张宇平.《电机与电力拖动》课程教学改革与实践[J].石家庄铁路职业技术学院学报, 2012, 11 (4) :98-100.

[4]郭玉红.项目教学法在电力拖动课中的应用[J].教学园地, 2010, 8 (23) :83.

电机与电力拖动基础 篇9

关键词：电机与拖动,教学情景,教学评价

“电机与拖动”课程是电气自动化类和机电类专业的主干课程, 是一门重要的专业基础课, 具有理论性强、实践性强的特点。对于高职院校更要突出以应用型为主的特点。而以往的教学过程中存在着内容多、课时少和学生畏难情绪大、兴趣少的两个主要问题, 为了帮助学生克服畏难心理、激发学生学习兴趣、抓住关键主线、将传统的教学内容以情景教学的模式呈现并在教学实践中进行了尝试。

一、高职教育本门课程的培养目标

分析了专业人才培养目标、课程定位和所支撑的岗位群确定了本课程的职业能力培养目标。其中有专业能力目标外也有方法能力目标和社会能力目标。通过本课程的学习, 要求学生达到的专业能力目标有二个方面: (1) 三相异步电动机和变压器的基础理论及选型使用等。对于好多企业来说要求工作人员正常使用电机及发生故障时对电机更换, 而铭牌数据很多, 有的很重要, 有的不重要, 若只是强行记忆, 很可能导致在更换的时候出现差错, 因此掌握原理及正常的使用方法和看懂铭牌很重要。 (2) 对学生更深层的要求是能够正确接线, 按要求完成电力拖动子系统的控制。由电机带动工作机械运动的系统称为电力拖动系统, 其具有良好的起、制动性能和较宽的调速范围, 特别容易实现自动化。因此能够正确接线、安装、调试并能够按照控制要求完成电力拖动系统的控制是必备的专业技能。

我们现在所处的时代, 是一个信息高速发展的时代, 科学技术的进步日新月异, 新的知识、新的技术层出不穷, 需要学生掌握的知识越来越多、信息量也越来越大, 因而我们所传授的知识要具有泛泛性, 对所有的机电设备都适用。而不同的机电设备, 电机不一样, 拖动系统也不一样, 因此, 要将所学知识活学活用, 就需要培养学生查阅信息及记录数据的方法能力培养。对于所有的用电设备安全问题尤为突出, 尤其在工学结合的教学模式中明显的体现。因此有较强的安全意识也是这门课着重培养学生的社会能力目标。一台设备发生故障有电的部分, 机械部分, 也涉及到因此与人沟通协调将问题解决的沟通能力也是一项要培养的社会能力目标。

二、本课程的教学实施

考虑到这些, 我对课程进行了总体设计, 设计了三个情境, 载体就是交、直流电机和变压器。情境一直流电机的拆装、运行和调试;情境二变压器并联运行、维修与维护;情境三三相异步电动机的拆装、运行和调试;这三个教学情境按知识脉络呈并列又递进的关系。整个教学组织实施, 以情境三三相异步电动机的拆装、运行和调试中的一个教学任务为例, 详细的阐述一下具体的教学环节。任务1:三相异步电动机的拆装。教师首先布置任务三相异步电动机的拆装, 完成该任务的载体为三相笼型异步电动机。首先让学生自主学习三相异步电动机的工作原理、结构、铭牌数据、定子绕组的下线及绕组同名端的测量方法和兆欧表的使用等知识。整个知识点枝状辐射包含专业能力、方法能力和社会能力。采用的教学方法为行动导向教学法, 当然也不是所有学生都能理解这些知识, 像三相异步电动机的工作原理就是教师要讲授的内容, 采用的教学方法就是传授式教学法。同时在仪表的规范化使用要采用的也是传授式教学方法。为了更好的理解三相异步电动机的结构采用录像教学的教学手段, 通过观看电机厂实际生产电机过程理解电机的种类, 各组成部件及部件的作用, 定子下线的方法, 引申出下一个的教学任务。任务1所对应的技能就是三相笼型电动机的拆装及通电试车, 通过实际的技能训练将理论知识与实际相结合, 并在技能训练过程中由教师将知识辐射采用讨论交流的教学方法, 让学生加深理论知识的理解并加宽知识面。同时强调此项技能所要注意的安全问题和拆装工具的正确使用, 如在使用兆欧表测量绝缘电阻时设备一定断电等。学生有兴趣学, 有兴趣做, 这种教—学—做一体化的教学模式, 达到了很好的教学效果。

三、本课程的考核方法

本课程的考核有两部分组成, 即过程考核和期末比试, 过程考核中平时表现20分, 在三个教学情境中选出有代表性的三个技能进行实训操作的考核, 属于过程考核中的情境考核, 共30分, 每个项目10分。理论考试内容以三相异步电动机为主覆盖所有的知识点, 进行闭卷理论考试, 理论试卷按100分出题, 按总成绩的50%折算。

通过具体的教学实施和课程考核, 我从学生方面和校内专家两个方面对教学效果进行了评价。自己通过与学生沟通, 学生反映愿意学、愿意做, 学习态度积极, 不在觉得学习的知识相互之间没有关联或不知道怎么应用, 而学生的课堂表现也证实了这一点。以前的学生害怕考试, 为了考试而学习, 而现在自动学习, 主动配合考核。另一方面通过校内专家的听课也对这门课给予了很好的评价。

四、结束语

采用项目导向, 任务驱动的教学方式, 以行动为导向, 以学生为主体, 最大限度的激发学生的潜能。学中做, 做中学, 总结提高, 教师角色改变, 引导学生自主学习并进行全程指导, 改革了原始的教学方法和教学手段。在教、学、做中, 注重做, 在做中更注重学生举一反三和解决问题的能力培养, 体现高职教育的优势, 让社会各界关注高职教育。

参考文献

[1]赵丽清.关于“电机与拖动基础”的教学实践探索[J].中国电力教育.2008. (7) :80-81

电机与电力拖动基础 篇10

电机与拖动基础课程是电气及自动化类专业的专业基础课程。在我校主要面对农业电气化与自动化专业和电气工程及自动化两个专业开设。它实际上包含两门学科的内容;一是电机学,二是电力拖动。讲述电机的原理、结构及其特性是电机学的任务。如何应用电动机拖动生产机械满足生产实际的要求是电力拖动的任务。学习“电机”是学习“拖动”的基础。对于不同的专业对这两部分内容的要求也不相同。对于制造类专业则要偏重于电机,而对应用类专业则要偏重于拖动。

基于农业类电气化与自动化专业电机与拖动基础课程的学习,主要是要求学生了解电力拖动的基本常识及电机的基本运行特性。以便采用相应的控制手段对电机运行进行有效的控制。尤其是在农业生产和生活中的应用。本课程的教学目标是以实际应用能力为主,培养应用型本科人才。本课程的任务主要是为培养学生的专业知识和解决实际问题的能力打下理论基础。学习本课程之前应先修高等数学、普通物理学、电路和电磁场等基础理论知识,并为后续要学习的电气控制与PLC技术和电力拖动控制系统打好基础。

2 课程建设及教材拓展

目前可查找到的教材几乎没有基于为农业院校的农业专业的特殊培养目标要求而编制的,虽然大方向上一致,但是对于农业用电机的种类,以及针对不同农用场合的电机选择却鲜有教材提及。另外,对近几年出现的先进控制理论和电机没有提及。对此,本着以培养学生的特殊专业应用和实践能力为宗旨,着力提高学生的专业技能和毕业后的岗位适应能力,为促进学生的就业和再就业服务,适应专业教学改革的要求,我课题小组编制了《农业电气化专业电机与拖动基础补充教材》。

该教材涉及农业用电机的选择、农业用电机的安全使用方法、使用过程中的维护等内容,另外介绍了目前的新型电机,增加了教学内容的工程背景、应用背景及多个工程实例。由于多数习题集内容丰富,但偏重理论知识。而对于二本院校则以培养应用型人才为主,与实际应用偏差较大。本课程小组另编一套《农业电气化专业电机与拖动基础习题集》,以实际应用案例习题为主,增强锻炼学生解决实际问题的能力。

3 实验实践条件的创新及改善

实验、实践教学是本课程的一个重要环节,是加强学生动手能力的一个重要过程。目前实验教学内容包括:对电机的认识,验证性实验,综合性实验,应用性实验,综合设计性实验。为了拓宽学生的知识,增加动手能力,实验室全年对外开放,由指导教师指导参与实验项目的设计。利用现有条件优化实验室教学资源:将原有的直、交流废用电机拆卸,作为了解电机的结构的实物模型,可供学生拆装实训。另外,开设虚拟实验,利用软件仿真以弥补实验教学受设备的限制。在学习到难以理解的电机绕组排布的问题时,设计自己动手的绕组排布联结小实验,让学生用不同颜色的导线自己绕制绕组,增加学习趣味性的同时也更深刻地掌握了课本知识。

本课程还开设了与企业合作的参观实习和生产实习,学生可以利用一周的实习时间在工厂里了解电机的生产全过程并且还可动手参与部分加工过程。对于部分成绩优秀的学生,开展“大学生科研训练”项目,引入工程背景,让学生自己动手设计电机线路,拟订方案,绕制绕组并测试,排除故障。并且结合后续课程设计电机控制线路。

4 网络教学平台的建设

随着计算机网络技术的飞速发展,网络教学已经成为教学改革和发展的重要趋势。它是一种开放式的教学,与传统的课堂教学相结合,构建了优势互补的教学模式。

在网络教学平台的网页上有课程介绍、教学大纲、课程问卷、在线答疑及测试、课程作业及授课PPT等,并增加了与课程相关的教学录像,教师授课视频。学生可以利用课余的时间上线复习相关教学内容,测试自检,并且可以利用教学平台的讨论区交流。在课程重点难点解析模块中,针对本课程的一些重难点问题,例如,电动机绕组排布、工作原理等采用动画的方式加以说明。

5 教学方法及教学手段

由于该课程理论性较强,存在大量的公式推导和数学建模,图片复杂。对于某些特殊内容,如绕组和时间、空间向量、矢量分析等具体内容较为抽象,单纯的课堂教学方法,学生难懂,教师难教,从而形成恶性循环。为了解决以上问题,我们从以下几个方面入手改善教学方法:

(1)做好授课教师心理准备,上好学生的“引路课”。本课程要求教师具有扎实的理论基础和丰富的实践经验,对课程的内涵和教学体系有一个全面的理解和把握能力。在此能力的基础上,在给学生上第一节课的时候不要急于“推销”过于烦琐的理论知识体系,而首先要激发学生对于学习电机的兴趣,可讲一两个关于本学科的趣事,发展历史等。要先学会和学生融洽、友好地相处之后再切入正题。让学生树立起学好本门课程的信心。

(2)有针对性地选择教学内容,结合专业特点,设计教学偏重内容,简单易懂的问题缩短学时,一带而过。复杂的问题联系多种教学方法详细讲解。只有理论基础扎实,才有灵活的实践应用能力。

(3)课程教学采用立体交叉式教学法,基本分析方法如图1所示,每学一种电机,就要将学生引入实验室实地观察该电机的组成结构,即认识实验,在了解工作原理后通过验证性实验加深认识,并利用MATLAB中的SIMULINK仿真运行,提高学生的感性认识。

通过这样的教学方法,把课堂和实验室交叉融合在一起,尤其是针对电机组成结构、绕组排布的课程,选择在实验室完成。通过对电机的拆装实验培养学生的兴趣。在授课中贯穿案例教学,注重课程的纵向连续性,并根据学生的学习情况引入研究项目教学

6 完善教学检查与质量反馈评估体系

本课程组成员每两周进行一次教学研讨会,针对课程的授课难点进行经验交流,同时请部分学生代表搜集学生对本课程任课教师的意见和建议,也可在网络教学平台上提出整改方案,以敦促教师提高教学质量。

7 效果评价

通过对每学期的评教结果及学生的综合成绩分析,本课程总体教学效果不错,学生对电机与拖动基础课题组任课教师评教结果比较满意。相信通过立项和建设,一定能把此门课程建设成一门优秀课程,同时带出一批精英教学队伍,取得一系列的优秀教学成果,培养出更优秀的学生,同时为实现农业农村电气化人才培养打好基础,为高等农业教育发展做出贡献。

摘要：随着教育教学改革的深入,课程建设在高校受到普遍的重视,电机与拖动基础是甘肃农业大学的重点建设课程。介绍了该课程的建设情况,特别是实验室建设和教学方法的改善;并针对学校的实际提出了课程改革的方向。