《控制电机与应用》教学大纲.doc

1、 控制电机与应用教学大纲课程名称 ：控制电机与应用 课程编号 ： 适用专业：电气工程及其自动化专业总学时数：46学时 学分数： 3学分理论教学时数：40 实验教学时数： 6课程的性质、目的与任务本课程为电气工程及其自动化专业必选课。主要讲述伺服电机、步进电机、自整角机、旋转变压器、永磁电机、开关磁阻电动机、低速同步电动机、直线电动机、实心转子与复合转子感应电动机的工作原理、结构及运行。一、 课程教学的基本要求通过本课程的学习使学生能熟练的掌握控制及特种电机的工作原理、结构、运行控制及设计。为以后的工作打下良好基础。针对本课程的特点主要采用理教、实验参观和上机来完成教学环节。二、 基本内容绪论：

2、 主要讲述特种及控制电机概念、历史、发展及应用领域。控制电机部分第一章 伺服电动机概述；直流伺服电机；无刷直流电动机；直流力矩电机两相伺服电机；伺服电动机的应用举例第二章 测速发电机（自学） 概述；直流测速发电机；交流测速发电机；霍尔效应无刷直流测速发电机；应用举例第三章 自整角机 概述；力矩式自整角机的结构和运行性能； 阻尼绕组；多台自整角接收机的并联使用；力矩式自整角机的应用举例；控制式自整角机的结构和运行性能；多台自整角变压器的并联使用；差动自整角机的结构和运行原理；差动自整角机的应用举例；无接触式自整角机；双通道自整角机第四章 旋转变压器 概述； 正余弦旋转变压器的工作原理； 线性旋转

3、变压器； 旋转变压器的误差及其改进方法； 旋转变压器的应用举例；感应移相器； 多极旋转变压器和感应同步器第五章 步进电机 概述；反应式步进电动机的工作原理； 反应式步进电动机的运行特性；驱动电源平面电机特种电机部分第一章、 绪论 主要讲述永磁材料第一节、 概述第二节、 永磁材料的基本性能永磁材料性能的主要参数；铝镍钴永磁材料；稀土永磁材料；粘结永磁材料。第三节、 永磁磁路计算基础等效磁路；等效磁路的分析方法；永磁体的最佳工作点第二章、 永磁电机 主要讲述永磁电机结构、原理、设计及应用。第一节、 永磁电机的主要特点和应用永磁同步发电机；高效永磁同步电动机；调速永磁同步电动机和无刷直流电动机；永磁

4、直流电动机；永磁特种电动机第二节、 永磁直流电机永磁直流电机的磁极结构；永磁直流电机磁路计算的主要系数。永磁直流电机的电枢反应；永磁直流电动机的设计特点。永磁直流测速发电机；永磁直流电动机电磁计算程序和实例第三节、 永磁同步电动机永磁同步电动机的转子磁路结构；永磁同步电动机稳态性能。永磁同步电动机磁路分析与计算；永磁同步电动机的参数计算与分析；异步起动永磁同步电动机的起动过程。第四节、 永磁同步电动机磁同步发电机的转子磁路结构；永磁同步发电机的运行性能第三章、 开关磁阻电动机及其控制。主要讲述开关磁阻电机结构、原理、设计及应用。第一节、 开关磁阻电动机及其控制开关磁阻电动机传动系统的组成； 开

5、关磁阻电动机的工作原理。开关磁阻电动机传动系统的特点；国外发展概况和应用举例第二节、 开关磁阻电动机的基本电磁关系理想化开关磁阻电动机模型的基本电磁关系；实际开关磁阻电动机的物理状态；开关磁阻电动机的数学模型第三节、 开关磁阻电动机的运行状态与控制方式开关磁阻电动机的运行特性；开关磁阻电动机的起动运行。开关磁阻电动机的稳态运行；开关磁阻电动机的制动运行。开关磁阻电动机运行时的转距脉动与噪声。第四节、 开关磁阻电动机的电磁设计与性能计算开关磁阻电动机的主要技术参数；开关磁阻电动机主要尺寸与转距之间的关系输出方程；主要尺寸和主要参数的选择；开关磁阻电动机的转距计算；损耗计算；开关磁阻电动机电磁计算

6、程序和算例。第五节、 开关磁阻电动机传动系统的功率变换器、控制器及位置、电流检测器（一）功率变换器。（二）位置检测器。（三）控制器。（四）电流检测器第四章、 低速同步电动机，主要讲述低速同步电机结构、原理、设计及应用。第一节、 概述低速同步电动机的结构特点；低速同步电动机的工作原理；低速同步电动机的用途和国内外发展概况。第二节、 低速同步电动机的气隙磁导与气隙磁场低速同步电动机的气隙磁导；低速同步电动机的气息磁场第三节、 永磁低速同步电动机的基本参数、基本方程及电磁转距（一）基本方程。（二）基本方程与向量图。（三）电磁转距。第四节、 永磁低速同步电动机的电磁设计特点（一）主要尺寸的选择。（二）

7、电磁计算第五章、 直线电动机。主要讲述直线电机结构、原理、设计及应用。第一节、 概述直线电动机的原理与分类；直线电动机的国内外发展概况。第二节、 直线感应电动机的设计特点直线感应电动机的结构；直线感应电动机的纵向边缘效应；直线感应电动机的横向边缘效应；直线感应电动机的等效电路。直线感应电动机的电磁设计特点；直线感应电动机的电磁计算程序和算例第三节、 直线感应电动机的应用直线感应电动机应用原则；直线感应电动机应用情况。第四节、 直线直流电动机直线直流电动机的结构；直线直流电动机的设计特点；直线直流电动机的应用；直线直流电动机的传动控制电路第六章、 实心转子与复合转子感应电动机。主要讲述实心转子电

8、机结构、原理、设计及应用。第一节、 概述第二节、 实心转子感应电动机的等效电路和工作特性计算实心转子感应电动机的等效电路；实心转子感应电动机的转子参数计算；实心转子感应电动机的性能及工作特性计算；实心转子感应电动机的磁场分析。第三节、 实心转子感应电动机的派生结构和性能改进第四节、 复合转子感应电动机复合转子感应电动机的结构和运行原理；复合转子感应电动机的模型和等效电路；复合转子的端部系数第五节、 实心转子和复合转子三相感应电动机的设计计算特点主要尺寸及定子的设计；实心转子三相感应电动机的电磁计算。复合转子三相感应电动机的电磁计算。 第六节、 实心转子和复合转子三相感应电动机的应用三、课程与其它课程的联系与分工其主要先修课程为电路、电磁场、电机学、单片机原理等。电路、电磁场、电机学为本课程提供理论基础。本课程的控制部分以单片机控制为主。四、推荐教材及教学参考书选用教材：自编讲义参考教材：控制电机 杨渝钦主编 机械工业出版社参考书目：控制电机及其应用 李忠高编 华中工学院出版社特种电机 唐任远主编 机械工业出版社