《电机及拖动基础》

综述报告

专业及班级 电子系 09级自动化（1）班 姓 名 王典 学 号 0905072002 授 课 老 师 _ 孙强 完 成 时 间 _

课程综述评分表

注：课程综述评分标准可参见《学生课程综述应包含的内容及评分标准》

《电机及拖动基础》综述报告

摘要：

电能是现代大量应用的一种能量形式。电能的产生、变换、传输、使用和控制等，都必须利用电机作为能量转换和信号变换的机电装置。在电力工业中，发电机和变压器是电站和变电所中的主要设备。而在工业企业中，大量应用电动机作为原动机去拖动各种生产机械，完成生产工作。《电机及拖动基础》这门课程包括“电机学”及“电力拖动基础”两门课的主要内容。全书分上、下两册，下册为电力拖动部分，内容包括电力拖动系统的动力学基础、交流和直流电动机的电力拖动、多电动机拖动系统与拖动系统电动机的选择等。重点介绍电力拖动系统的运行性能与分析计算。本门课程作为普通高等教育自动化专业的规划教材，也可作为电气工程及其自动化专业有关课程及“运动控制”课程的基础教材，对工程技术人员也有重要的参考价值。

关键词： 电机及拖动基础 直流电机 电力拖动

一、课程简介

本书共分上下两册，上册主要内容是直流电机的基础、变压器、三相异步电机工作原理和控制电机的内容。下册主要内容是电力拖动系统的基础内容、直流电机的电力拖动、电动机的选择和三相异步电机的基本内容。本课程是自动化、电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，主要研究电机及电力拖动系统的基本理论问题，同时也联系到科学试验与生产实际的内容，具有原“电机学”及“电力拖动基础”的基本内容。

1、课程在专业中的地位

《电机及拖动基础》是我们自动化专业必修的一本重点课程，也是专业基础课。整个课程的核心内容围绕电机拖动基础和各种电机的工作原理以及变速特性展开，难度比较大，所以需要我们在老师的上课时间内认真听课，做好笔记，而且要在课后做好温习和预习的工作，这样才可以保障我们在电机学习上有一个良好的学习习惯，温故而知新，事半功倍也。

2、课程的培养目标及其纲要

《电机及其拖动基础》》分为上下两册。上册是以“电机”为控制对象，主要介绍直流动机运行原理。在学习过程中主要掌握常用直流电机、交流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法。下册是以“电力拖动”部分。主要围绕三相异步电动机，介绍拖动原理。通过本学期对本门课程的学习，为今后走上工作岗位，从事自动控制工作打下坚实的基础。

二 课程主要内容

一：磁路：

本章在物理、电路课程的基础上，复习了磁路的有关常用量；分析物质磁化过程及铁磁材料基本磁化曲线。阐述磁路中的欧姆定律、基尔霍夫定律。通过磁路与电路的比较，建立起比较清晰的磁路概念。按照磁路结构，通过学习知道可以分为无分支磁路和有分支磁路，对于对称的有分支磁路，只需记录一个磁回路即可。电机，变压器磁路通常属于磁路计算的正问题，其计算步骤是先按磁路材料和截面积的不同分段来求解。

二：直流电机：

直流电机的工作原理是建立在电和磁互相利用的基础上，电机外电路的电压、电流及电动势都是直流电性质的，但电机内的每个元件的电压、电流及电动势都是交变性质的。电枢绕组是直流电机的主要电路，机电能量转换就在这里进行。因此，电枢绕组就是直流电机的“心脏”。电机中的磁场是机电能量转换的耦合介质。而且换向是直流电机研究的一个重点。

三：变压器：

主要学习了普通双绕组电力变压器，在阐明其工作原理之后，介绍了变压器的分类及主要结构，着重叙述单相变压器基本原理及运行特性。

四：三相异步电机的基本原理：

三相异步电机的工作原理是定子上对称的三相绕组中通过对称三相交流电流时产生旋转磁动势及相应的旋转磁场。这种旋转磁场以同步转速n切割转子绕组，则在转子绕组中感应出电动势及电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩使转子旋转。

五：三相异步电动机运行原理和单相异步电动机：

首先分析异步电动机负载运行时的电磁过程，然后将电磁过程用基本方程式加以综合。得出等效电路与相应向量图。

六：同步电机：

本章主要内容是说明三相同步电机可以认为是三相异步电机的一种特殊情况。同步电机又与直流电机有相似之处，两者在负载时，气隙磁场都会发生显著的变化。况且同步电机本身没有自启动能力，必须在磁极上装设启动装置，作异步启动。

七：控制电机：

主要内容讲了伺服电动机，测速发电机，自整角机和旋转变压器。学习了伺服电机有三种控制方式：幅值控制、相位控制、幅-相控制。测速发电机在自控系统中作为检测元件用。测速发电机也分为直流和交流两大类。

八：电机及拖动基础：

电力拖动系统主要研究电动机和生产机械之间的关系具体表现在电磁转矩与负载转矩之间的关系。研究电力拖动系统的目的是为了介绍电力拖动系统机械特性与过渡过程等内容准备必要的理论知识。

九：直流电动机的电力拖动：

本章学习的主要内容是，比较了各种制动方法的优缺点，反接制动，能耗制动和回馈制有各自的优缺点以及不同的应用场合。

十：三相异步电机的机械特性及各种运转状态：

本章主要研究了三相异步电机的机械特性和机械与特性的计算，机械特性的三种表达式可以用来表示异步电动机的固有特性，也可以表示改变各种参数时的人为机械特性。

十一：三相异步电动机的起动和起动设备的计算：

本章介绍了三相笼型及接线转子异步电动机的各种气动方法及起动电阻与起动设备的计算方法。

十二：三相异步电动机调速：

本章主要介绍了异步电动机的调速方法，有变极，变频，及调节转差能耗三种。在调节转差能耗的调速方法中主要讨论了转子电路串联电阻、改变定子电压、

滑差电动机、串极调速及脉冲调速等。异步电动机结构简单、经济、工作可靠且正在取代直流电动机。

十三：电力拖动系统电动机的选择：

电动机的选择包括功率、电流种类、形式、额定电压及额定转速的选择，根据不同的工作制，按不同的变化负载的生产机械负载图，预选电动机的功率。同样按照发热观点选择电动机的原理与方法原则上也适应于选择其他发热电器元件。

三、学习总结

总结

本门课程的学习已经结束了，在我的印象里这门课程对我而言难度挺大的，所以我在它上面投入了不少精力。老师在上课的时候讲解的非常认真，这样使我对这门课的学习产生了浓厚的兴趣，孙老师一直强调要在课后加强学习，多花时间，刚开始的时候我有点不以为然。结果第一次的综合测试就给我一次深刻的教训，从那以后，我就利用课余的时间抓紧了学习，做好复习和预习的工作，果然取得了很好的效果。这门课是我们自动化的专业基础课，将来在我们的工作和学子中好多东西都是作为一个基础的，所以现在学好了将来对于我们很有帮助。让我印象很深刻的就是孙老师实验课特别严谨，不同于以往我们上的任何一门实验。虽然很严厉甚至苛刻，但是正是在严要求下，我们才真正学到了东西，我也慢慢的接受并喜欢上了这种上课方式。一学期的学习对然短暂，但是老师这门课上的很好，令我受益匪浅！

应用举例

直流电机实验：

一．实验目的

1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。

二．实验方法及步骤

1．了解MCL流电压表、电流表、使用方法。

2电枢绕组的冷态电阻。

3向。

4. 三．用伏安法测电枢的直流电阻

（1）经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻R使至最大。直流电压表量程选为20V档，直流安培表量程选为2A档。

（2）按顺序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至220V输出。调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压UM和电流Ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测

取UM、Ia，填入表1-1。

（3）增大R

四．直流电动机的启动

第二篇：电机拖动基础(概况)综述报告

《电机及拖动基础》

综述报告

专业及班级 姓 名________________________

学 号_______ _______

授 课 老 师___________ ____________ 完成 时间 _________

《电机及拖动基础》综述报告

摘要：本学期电机及拖动基础共分上下册，内容较多，是工科特别是自动化专业的一门专业基础课，主要研究电机与电力拖动系统的基本理论问题，同时也联系到科学实验与生产实际的内容，是十分重要的一门理论与实践课程。

这门课程具有概念多、理论性强、与工程实际联系密切的特点，因此学习本课程对培养我们具有科学的思维能力，以及使我们树立理论联系实际的工程观点等方面都有着重要的作用。

关键词：课程内容 学习总结

一、课程简介

1、课程专业地位

《电机及拖动基础》是一门实践性和综合性很强的课程，是自动化专业的一门专业基础课，也是培养合格自动化专业人才的关键课程之一。实践教学是本课程重要环节，是将知识转化为能力的重要步骤。学校从实验教学入手，开设了《电机及拖动基础》实验课，为学生的实践性教学创造了良好条件。基于本课程实践教学的设计理念，将实践教学内容分为验证型实验、综合型实验、开放型实验，通过实验，提高了我们学生的基础能力和自主创新能力。

《电机及拖动基础》是一门实践性和综合性很强的课程，理论性很强的课程。也是培养合格自动化专业人才的关键课程之一。该课程主要介绍直流电动机原理及控制技术基础知识。

2、课程的培养目标及教学概要

本课程的分为上下两册。上册是以“电机”为控制对象，主要介绍直流动机运行原理。在学习过程中主要掌握常用直流电机、交流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实

验方法。下册是以“电力拖动”部分。主要围绕三相异步电动机，介绍拖动原理。通过本学期对本门课程的学习，为今后走上工作岗位，从事自动控制工作打下坚实的基础。

上册：

第一章：介绍了磁路的基本知识和基本定律，并对无分支磁路和有分支磁路的计算方法作简要说明。另外，还介绍了铁磁物质的分类及其磁化特性。了解常用铁磁材料的特性，掌握磁路基本定律及计算方法。

第二章：本章以直流电机为讨论对象，分析直流电机的结构、工作原理、磁路运行及换向问题。为电力拖动系统提供元件的性能知识。学习中要注意直流电机既是拖动系统的元件，又是能量转换的中介。

第三章：以普通双绕组电力变压器为主要研究对象，在阐明变压器的工作原理之后，介绍变压器的分类及主要结构，并着重叙述单相变压器的基本原理及运行特性。对于三相变压器，仅就其特点加以探讨。最后概略的介绍自耦变压器、电压互感器和电流互感器的工作原理及结构特点。

第四章：介绍了三相异步电动机工作原理及基本结构，从中引出磁场的建立问题。以旋转磁场为原理，讨论异步电动机主要电路、磁路、磁场及电动势等问题。

第五章：首先分析异步电动机负载运行时的电磁过程，然后将电磁过程用基本方程式加以综合。得出等效电路与相应向量图。

第六章：主要介绍另一大类交流电机，即同步电机的工作原理、运行特性等问题。此外，简介几种从机理上考虑可归属于同步电机范畴的电机：自控式同步电机、磁阻式同步电机、永磁同步电机以及步进电机等。这几种电动机都是电力拖动系统和控制系统中常用的。

第七章：在熟悉一般旋转电机基本理论的基础上，简要的介绍几种常用控制电机的工作原理和基本结构，以便在电力拖动系统中正确使用这些作控制用的电磁元件。

下册：

第八章：研究电力拖动系统动力学的目的是为介绍电力拖动的机械特性与过渡过程等内容准备必要的理论基础。第一节及第二节分析运动方程式，对方程式中个参数的折算方法进行分析研究；第三节介绍了电动机和工作机构间速比可变系统

的有关问题；第四节中讨论考虑传动机构损耗的简化折算方法与较准确的折算方法；最后，在第五节中介绍几种典型生产机械的负载转矩特性。

第九章：分析了他励直流电动机各种运行状态的物理概念，使用条件和四象限的固有机械特性及人为机械特性，介绍其启动、制动与调速的方法和特性以及他们的过渡过程。

第十章：主要研究三相异步电动机的机械特性及在各种运转状态下机械特性的计算。介绍机械特性三种表达式的建立、固有机械特性与人为机械特性的分析及绘制方法；分析三相异步电动机各种运转状态的物理概念、实用条件及其四象限的固有机械特性与人为机械特性；异步电动机参数的工程计算方法、电动机调速与制动电阻的计算方法。

第十一章：全面介绍三相异步电动机的启动方法及启动电阻与启动设备的计算方法。

第十二章：介绍了三相异步电动机的调速，主要有变级调速，变频调速和调节转差能耗调速。

第十三章：本章介绍的是多电机拖动系统，为自学内容。

第十四章：主要介绍了如何为生产机械合理的选择电机。介绍了电动机的发热与温升；电动机的额定功率；电动机额定功率的选择；掌握电动机的选择方法。

3、学习时间分布

本学期电机课程64个课时，同时相应的实验课程16个课时。

二、学习小结

自从刚开始接触这门课程时，脑海中联想的都是初中时接触的简单的电动机模型，再者联系实物的就是日常生活中常见的我们经常接触的电动马达，所以刚开始还觉得课程内容还是很形象的，但是后来接触的内容越来越复杂，再者就是交流电机等工业电机，这些电机我们并无法真正见到其内部构造，所以学习起来比较吃力，内容便会觉得抽象，加上理论公式，便会更觉得繁琐，感觉这门课程很难学，很多内容前后有很大关系，自己认为这门可的学习不仅仅是背定理背公式，更重要的是理解，要学会运用所学的内容。

通过对课程内容的认识与实际生活的拓展联系，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??

就单个步进电机而言，步进电动机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构；步进电动机和普通电动机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式，正是这个特点，步进电动机可以和现代的数字控制技术相结合。但步进电动机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机；所以主要应用在精度要求不是特别高的场合。由于步进电动机具有结构简单、可靠性高和成本低的特点，所以步进电动机广泛应用在生产实践的各个领域；尤其是在数控机床制造领域，由于步进电动机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。除了在数控机床上的应用，步进电机也可以用在其他的机械上，比如作为自动送料机中的马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在打印机和绘图仪中。此外，步进电动机也存在许多缺陷；由于步进电机存在空载启动频率，所以步进电机可以低速正常运转，但若高于一定速度时就无法启动，并伴有尖锐的啸叫声；不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大，细分数越大精度越难控制；并且，步进电机低速转动时有较大的振动和噪声。

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。

最后，我们要注重理论与实践的结合，善于思考，体会到实验过程中运用知识解决问题的乐趣，这样才能提高积极性和主动性，形成一个良性循环，形成研究问题的良好习惯。同时，感谢孙强孙老师这学期以来的悉心教导！