談?wù)剬﹄姍C與拖動這門課程的認(rèn)識

馬國發(fā)

摘 要：電機與拖動這門課程是作為高職高專機電一體化，電氣自動化，建筑電氣工程技術(shù)，供用電技術(shù)以及本科電機專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。其內(nèi)容大致包括電機學(xué)、電力拖動兩部分，它既是研究電機及電力拖動系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，為后續(xù)課程準(zhǔn)備必要基礎(chǔ)知識的學(xué)科，又是可以作為一門獨立的基礎(chǔ)應(yīng)用課程，直接為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)、生活服務(wù)。因此，本課程的理論性和實踐性都非常強，需要在掌握過硬的理論知識的同時不斷強化實踐技能的訓(xùn)練。本文主要闡述該課程的內(nèi)容及其學(xué)習(xí)方法。

關(guān)鍵詞：電機與拖動、內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法

首先，電機與拖動這門課程主要介紹的知識點有：直流電機的機構(gòu)和工作原理；直流電機的電力拖動；交流電機的機構(gòu)和工作原理；交流電機的電力拖動；變壓器的機構(gòu)和工作原理；變壓器的運行特性分析；單相異步電動機和同步電機；電力拖動系統(tǒng)中電動機的選擇以及其他控制電機。另外，每個知識點都附有相應(yīng)的實訓(xùn)內(nèi)容。電機與拖動這門課程內(nèi)容設(shè)置全面合理，可以根據(jù)不同專業(yè)的人才培養(yǎng)方案選取不同的側(cè)重點進行教學(xué)。

其次，基于電機與拖動這門課程的課程性質(zhì)和特點，要想學(xué)好這門課程，必須掌握一些常用的電磁學(xué)基礎(chǔ)知識，電機是通過電磁感應(yīng)原理來實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的裝置，電和磁是構(gòu)成電機的兩大要素，在進行工程計算和電機運行性能分析時，電路和磁路是最基本的兩大問題所在。電路中需要掌握的知識點除了最基本的歐姆定律之外，還要掌握兩個基本定律，一是，基爾霍夫第一定律，即電路中流入某一節(jié)點的各支路電流的代數(shù)和為零，又稱為基爾霍夫電流定律。二是，基爾霍夫第二定律，即電路中任一閉合回路電壓的代數(shù)和為零，又稱為基爾霍夫電壓定律。而磁路中需要掌握的基礎(chǔ)知識，除了要弄清楚最基本的幾個磁的物理量，比如什么是磁感應(yīng)強度B，磁通量Ф，磁通勢F，磁場強度H，以及他們之間的關(guān)系，另外，還需要掌握電磁力的計算和安培環(huán)路定理。其中法拉第電磁感應(yīng)定律是貫穿電機與拖動這門課程始終的理論基礎(chǔ)，即任一閉合回路中感應(yīng)電動勢的大小等于通過該回路磁通量的時間變化率的負(fù)值，。

對于直流電機這一模塊，第一，要清楚認(rèn)識直流電機的結(jié)構(gòu)以及每個結(jié)構(gòu)的作用，如直流電機主要由三個部分構(gòu)成，定子、轉(zhuǎn)子、氣隙。定子就是電機運行時靜止不動的部分，它的主要作用是建立主磁場和對電機的固定和支持，它包括機座、主磁極、換向極、端蓋、電刷裝置等；直流電機的轉(zhuǎn)子又稱為電樞，主要作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，主要包括電樞鐵心，電樞繞組，換向器、軸承、風(fēng)扇等。第二，掌握直流發(fā)電機和直流電動機的工作原理，了解電機的可逆原理。第三，需要掌握的知識點有電樞電動勢，電磁轉(zhuǎn)矩的計算公式，了解影響電樞反應(yīng)性質(zhì)，改善換向的主要方法，了解直流電機的勵磁方式，運行特性，掌握直流電機的電勢、功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式。第四，直流電機的電力拖動系統(tǒng)需要我們?nèi)フ莆罩绷麟妱訖C的機械特性，直流電動機的起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的幾種方法，并且需要認(rèn)真理解每一種方法的特點。要弄清以上知識，我們可以結(jié)合理論教學(xué)、實物展示以及相應(yīng)的實驗實訓(xùn)來完成。

對于交流電機這一模塊的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括三相異步電動機的機構(gòu)和工作原理，三相異步電動機的運行性能分析以及它的工作特性，學(xué)習(xí)的方法與學(xué)習(xí)直流電機模塊相似，都是理論加實踐。

變壓器是電機與拖動這門課程中比較特殊的一個模塊，其他的直流電動機和交流電動機都是旋轉(zhuǎn)的機電能量轉(zhuǎn)換裝置，而變壓器是靜止的機電能量轉(zhuǎn)換裝置。變壓器在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛，在學(xué)習(xí)這一模塊時要求我們熟練掌握變壓器的結(jié)構(gòu)以及每個機構(gòu)的作用，變壓器的銘牌解讀，理解單相變壓器和三相變壓器的工作原理，掌握在生產(chǎn)生活中變壓器并聯(lián)運行的條件和優(yōu)缺點，另外，還需要理解一些有特殊用途的專業(yè)變壓器，學(xué)習(xí)時除了掌握理論知識外，還可以通過多媒體、實物參觀、實驗實訓(xùn)等加以鞏固。

單相異步電動機和同步電機，在掌握之前學(xué)習(xí)的直流電機和三相異步電動機的基礎(chǔ)上，再來學(xué)習(xí)這塊內(nèi)容就變得更加容易了。

電力拖動系統(tǒng)電動機的選擇，主要包括電動機種類的選擇（直流電動機還是交流電動機），在滿足生產(chǎn)機械對拖動性能（包括過載能力、起動能力、調(diào)速性能指標(biāo)、運行狀態(tài)等）的前提下，優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、價格經(jīng)濟的電動機，種類選好后還要根據(jù)電動機運行的工作環(huán)境等條件選擇結(jié)構(gòu)形式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、額定容量等相匹配的電機。

電機與拖動這門課程還介紹了一些控制電機和其他電機以及他們的工作原理，例如：伺服電動機；步進電動機、測速發(fā)電機、自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器、直線電動機等，學(xué)習(xí)這些內(nèi)容可以拓展我們的知識面，為今后的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

最后，在學(xué)習(xí)完每個模塊的理論和相應(yīng)的實訓(xùn)后，學(xué)生可結(jié)合自身今后的發(fā)展，可以強化理論學(xué)習(xí)，也可以強化實踐動手操作能力，包括自主設(shè)計實訓(xùn)內(nèi)容，到相應(yīng)的工作場地（如供電所、變電站等）參觀，實地操作等，這樣才不至于只掌握空洞的理論知識而不會實踐操作，也不是只會機械的操作而不知道其理論知識。

參考文獻：

[1]任艷君，張浩波.電機與拖動[M].機械工業(yè)出版社，2011.

[2]劉翠玲，孫曉榮，于家斌.電機與拖動.[M].北京理工大學(xué)出版社，2016.