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第15章 电机与电气控制技术基础 15．1磁路与变压器 一、教学基本要求： 1）了解磁路的基本概念。 2）了解变压器的基本结构、工作原理、额定值的意义、外特性及绕组的同极性端。了解三相电压的变换。 二、课堂教学学时： 4学时 三、基本施教方法： 本节是学习电机与各种电磁设备的基础，本节中磁路基础与变压器基本原理在大学物理中已经讲过，不必过多重复。讲授本节时，引导学生对相关内容多作联系对比。如磁路与电路、交流与直流铁心线圈电路、交流铁心线圈与空心线圈电路等，这样不仅可以了解相互间的异同，而且容易掌握。 四、教学内容与重点： 15．1．1 磁路基础与磁路基本定律 [1学时] 磁路基础内容是对物理内容的高度概括，以铁磁性材料及其磁性能为重点概括介绍足矣（或让学生自阅）。 磁路基本定律为本小节重点，仿电路的KCL、KVL比较引出，注重磁阻Rm的物理含义。 磁路分析与计算（实际很复杂）知道析算步骤即可。 15．1．2 铁心线圈与电磁铁 [1学时] 交流铁心线圈是本大节以至本章的重要内容，是学习电机、变压器及各种交流铁磁设备的基础。从电磁关系的定性和定量分析，到电流电压关系和功率损耗皆应突出强调。 作为交直流铁心线圈的应用，简介电磁铁及其吸力计算式。注重交、直流电磁铁的区别。 15．1．3 变压器结构与原理概述 （自阅为主） 15．1．4 单相变压器及其运行特性 [1学时] 空载运行引出基本变比。 有载运行特性中注重外特性、效率、变流与变阻抗作用。 15．1．5 其他变压器与变压器绕组的极性 [1学时] 三相变压器常用连接方式简介，调压器、互感器与电焊变压器简介，突出其特征与使用注意事项。 了解变压器绕组同极性端的定义，学会其测定法。 15．1．6 小型变压器设计与计算 （自阅与选学内容） 五、教学中需突出明确的问题： 1）磁阻与电阻物理含义的区别。 2）磁路计算中的查磁化曲线的问题。 3）主磁通ф的产生在交、直流铁心线圈及空载、有载变压器中的区别。 4）铁损角α引入的含义。 5）交流电磁铁铁心上设置分磁环的作用。 6）变压器铁损的不变性原因及磁动势平衡方程的含义理解。 7）阻抗匹配的概念。 8）E=4.44fNфm与△Pcu=△PFe时效率最大在电机家族中的共性。 六、课堂思考题： 1）直流电生磁否？静磁生电否？（讲变压器原理时留） 2）为什么说磁阻不耗能？交流铁心线圈中的磁阻大小为何不确定？ 3）交、直流电磁铁在吸合前后I、ф、F的区别。 4）为什么自耦调压器不是安全电源？ 5）怎样判别烧毁的互感器是电压互感器还是电流互感器？ 6）为什么将电焊变压器的动铁心拉出一些时，焊接电流将增大？ 7）试述直流法测定绕组同名端时，若开关原来是闭合的，利用打开之瞬怎样判定其同名端？为什么？ 七、解题指导： 除直流电磁铁吸力计算方法与阻抗匹配简单习题外，没有疑难习题。 15．2异步电动机 一、教学基本要求： 1）了解三相异步电动机的基本结构、转动原理、转矩特性和机械特性。了解三相异步电动机起动、调速和铭牌数据的意义。 ﹡2）了解单相异步电动机的工作原理和起动方法。 二、课堂教学学时： 4学时 三、基本施教方法： 结构及其定子绕组重绕靠专门设置的课外实训环节完成，课内只讲授旋转磁场的产生与机械特性（包括起动、调速与制动）等内容。电磁路问题与变压器比较引出。 四、教学内容与重点： 15．2．1 电机概述 [0.25学时] 概述电机家族类型与性能比较。 15．2．2 三相异步电动机的结构与转动原理 [0.75学时] 构造在实训环节中实践。 转动原理重在旋转磁场的产生与转差率，转向、极数与转速关系交代清楚。 15．2．3 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 [1.5学时] 异步电动机的电磁关系仿变压器导出，转子电路的各参量特别是转子电流频率的得到为重点。 电磁转矩的物理表达特别是参数表达式是讨论其机械特性的重点，不必推导获得该式的过程，但要详析与三个特征转矩Tst、Tmax、TN对应的各种运行工况，并引出过载能力及起动能力等参量。 15．2．4 三相异步电动机的铭牌和技术数据 （以自阅为主，或通过例题指明其含义） 15．2．5 三相异步电动机的起动、调速和制动 [1学时] 起动特征与起动方法为重点，包括绕线式转子电动机的限流起动。 调速的三种方法及其调速性能简介。 制动原理及其特点概述。 15．2．6 单相异步电动机简介 [0.5学时] 述清不能自行起动的原因与起动方法，三相异步电动机的单相运行权当思考题便可，但一定要强调。 15．2．7 三相异步电动机的绕组排布及重绕工艺 （课外实训，学会定子绕组重绕工艺） 五、教学中需突出明确的问题： 1）从异步机的同步转速及转动原理启发学生自阅同步机的转