《电机与拖动基础》教学实践方法改进探索

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1、《电机与拖动基础》教学实践方法改进探索方愿捷，叶松（巢湖学院电子工程与电气自动化学院，安徽巢湖238000）摘要：本文根据应用型本科电气工程及其自动化人才培养目标，从建立电机学科体系角度出发，对《电机与拖动基础》教学、实践等方面进行了深入探索.并根据电机学科体系的需求和发展，对教学侧重点进行规划.同时利用现有条件，增加了Maxatlab仿真实现对电机环节的认识和学习[5].新方法和新技术的出现都对《电机与拖动基础》的教学起到了一定的支撑作用，然而建设认识中心成本过于庞大，使用仿真软件也仅仅使教学停于理论现状，难以使工科学生获得动手实践后的成就感.2结合课程体系，合理规划侧重点《电机与拖

2、动基础》不是一门独立的课程，是电力拖动自动化课程体系中的基础课程，它的教学需要满足对后续课程的指导.在建立整个课程体系过程中，为了解决转型中的不足，我院已计划将电力拖动自动控制系统——运动控制系统这门课列入2013级电气工程及其自动化专业的培养计划中.《电机与拖动基础》将变为运动控制系统这门课的前驱课程.根据《电机与拖动基础》中的最主要的直流电机、变压器、交流电机等部分，将对课程侧重点进行重新划分.（1）直流电机部分应当加重比例.电机与拖动自动控制系统主要是围绕着电机系统自动化来设计解决的，具体包括如何实现电机的闭环控制，当电机系统突然遇到扰动时如何能够抵抗外界扰动的影响等.虽然当代电

3、机中以变频调速方式为主的交流电机在电机市场上取代了大部分的直流电机，直流电机渐渐淡出人们的视野.直流电机的闭环系统仍然是电机与拖动自动控制系统的基础内容同时也是重点内容，后续的交流调速和变频调速都是以直流电机闭环控制系统作为基础部分，既然直流电机闭环控制系统如此重要，当然要在《电机与拖动基础》这门前驱课程中加大直流电机部分的比例.授课过程中应注重对直流电机的机械特性、电压平衡关系式、调速、启动、制动的讲解，使学生的认识和学习过程能够做到有的放矢.（2）交流电机部分应作部分延伸.交流电机曾在上世纪80、90年代因其控制较为困难而只作为拖动设备，90年代后，交流电机的调速进入变频调速的时代

4、.随着空间矢量的应用和电力电子技术的革新，交流电机已经开始走进千家万户，并且变频调速因其节能、经济，已经成为当代的主流.除了交流电机的结构、原理、启动、制动、反转等内容外，应着重讲解交流电机的旋转磁场产生.采用启发式、案例式教学.[3]建议脱离课本数学公式推导，采用空间矢量作图方式讲解，如图1所示，三相对称绕组，在A、B、C中产生的磁动势空间矢量FS，

5、FS

6、,为其幅值，在空间复平面S位置.这种产生原理既直观，又利于学生理解.并可以由空间磁动势矢量延伸到交流电机的矢量控制技术.（3）对多种电机进行结构分析，引导学生进行探究性学习.电机虽然主要由直流、交流两大部分组成，但是细分，还分为永

7、磁同步、交流异步、无刷直流电机等，各种电机的结构不同，对应于控制算法或多或少仍有差异，部分学生对电机学习后可能仍有余力，能够对电机进行探究性学习，可以适当对各类电机结构和控制方法进行介绍，例如，直线电机、开关磁阻电机、球形电机等.关于电机的研究还有许多可以深入的地方，不仅可以增强学生探究能力，也能加深他们对交、直流电机的结构认识.3多种实践环节配合在应用型本科中，实践环节是应用型的最大体现，应努力促进学生动手能力的提升，加深理论知识的认知过程，做到学以致用[6].然而大部分实践手段难以涵盖所有《电机与拖动基础》的实践教学.因此要将多种实践环节相结合，动手实践和仿真并举.自2010年以来

8、，我院对《电机与拖动基础》实践环节进行建设，购置了天煌教仪的电机与拖动试验台，此类试验台可以完成电机与拖动基础中的直流电机启动、调速、制动等环节的实验，以及三相鼠笼异步电动机的工作特性，三相异步电动机的启动与调速等实验.这部分实践的开展加深了学生对电机不同种类、特性等的直观了解.然而针对一些特定电机的结构和磁场等难以令学生理解的内容，也应通过实验手段加以实现.因此除了基本的实验过程还拟增加MaxaxATLAB面向课题的电机实践教学研究[J].科技传播,2010（5）:88-90.〔6〕李川,吴凤义,程群群.应用型本科院校《工业催化》课程教学改革探索与实践[J].巢湖学院学报,2013,

9、15(6):151-153.