《電機(jī)原理及拖動(dòng)》課程教學(xué)方法探討

蔡苗苗　王萍

摘要：針對(duì)《電機(jī)原理及拖動(dòng)》課程的特點(diǎn)，提出了教學(xué)中值得注意的問(wèn)題，應(yīng)用分析比較法教學(xué)，做到老師講透，學(xué)生理解透，把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融為一體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)踐教學(xué)

1.前言

《電機(jī)原理及拖動(dòng)》是電氣自動(dòng)化類專業(yè)的一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容抽象，知識(shí)面廣，概念性強(qiáng)，不僅有理論的分析推導(dǎo)，磁場(chǎng)的抽象敘述，是電、磁、力、熱等多門學(xué)科知識(shí)的綜合；目的在于使學(xué)生掌握常用的交、直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理，起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)過(guò)程分析與計(jì)算方法；變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理，電磁關(guān)系與等效電路的分析與計(jì)算；掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)；電機(jī)的選擇與維護(hù)等知識(shí)。

由于該課程內(nèi)容復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生普遍反映比較難學(xué)，筆者從事該課程教學(xué)幾年來(lái)，通針對(duì)課程特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探索和實(shí)踐，對(duì)《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)取得了良好的教學(xué)效果。

2.重視基本原理，掌握分析和學(xué)習(xí)方法

該課程理論性強(qiáng)，涉及的基礎(chǔ)理論多，因此在教學(xué)過(guò)程中要強(qiáng)調(diào)基本概念、基本原理，突出相關(guān)課程之間的聯(lián)系，重視實(shí)際應(yīng)用。

從電機(jī)結(jié)構(gòu)上看，電機(jī)是由電磁部分和機(jī)械部分組成，電磁部分主要是電樞繞組和電樞鐵心，是電機(jī)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的核心部件；而機(jī)械部分則是向電機(jī)內(nèi)輸入或從電機(jī)向外輸出機(jī)械能量的部件。可見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)本質(zhì)是就是能量轉(zhuǎn)換的工具，變壓器亦然。物理學(xué)中的能量定理表明：能量在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)換的，因此電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)在原理上是可逆的。

分析電機(jī)問(wèn)題的方法是要結(jié)合電機(jī)結(jié)構(gòu)及基本定理，依據(jù)電機(jī)內(nèi)部的電磁規(guī)律，在定性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)定律導(dǎo)出電機(jī)中各物理量之間的關(guān)系，以對(duì)電機(jī)進(jìn)行定量分析和計(jì)算；此外要緊密聯(lián)系電機(jī)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，解決問(wèn)題，從而提高綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。對(duì)課程內(nèi)容的講授，以穩(wěn)態(tài)分析為主、暫態(tài)過(guò)程分析為輔。電機(jī)學(xué)的經(jīng)典分析方法是把電路和磁路問(wèn)題等效為單一的電路問(wèn)題來(lái)分析，即通過(guò)對(duì)電機(jī)、變壓器電磁關(guān)系的分析，得出等效方程式，并轉(zhuǎn)化為等效電路和相量圖進(jìn)行計(jì)算。

3.運(yùn)用分析比較法教學(xué)

將知識(shí)從簡(jiǎn)到繁， 由淺入深， 按照邏輯和學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行講授， 同時(shí)注意結(jié)合專業(yè)的需要， 突出重點(diǎn)， 在分析問(wèn)題時(shí)先抓住主要問(wèn)題，忽略次要因素，這樣可使學(xué)生易于接受， 易于理解。電機(jī)課程內(nèi)容較多，包括變壓器、異步電動(dòng)機(jī)、直流電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)等幾大部分內(nèi)容， 為了讓學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法， 避免學(xué)生主次不分，遵照循序漸進(jìn)的教學(xué)原則組織和安排好教學(xué)內(nèi)容， 同時(shí)注重前后知識(shí)的對(duì)比， 抓住關(guān)鍵， 突出重點(diǎn)。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采用分析比較法， 找出各種電機(jī)的共性和個(gè)性， 突出電機(jī)的應(yīng)用， 比如，對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，因?yàn)槭强侩姶鸥袘?yīng)原理工作的，首先要建立磁場(chǎng)，所以要知道磁場(chǎng)是怎么產(chǎn)生的，是什么形式的。直流電動(dòng)機(jī)是由勵(lì)磁繞組通電后建立靜止磁場(chǎng)，當(dāng)電樞繞組通入直流電樞電流時(shí)，在靜止磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的；而三相異步電動(dòng)機(jī)是在定子三相繞組通入三相交變電流后產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，由于三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組本身是閉合的，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出轉(zhuǎn)子電流，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子電流的共同作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，由于三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流是靠電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電機(jī)。比如，異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與變壓器有很多相似之處， 兩者都是靠電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作的， 主要不同是變壓器是靜止的， 而異步電動(dòng)機(jī)是轉(zhuǎn)動(dòng)的， 所以異步電動(dòng)機(jī)電磁關(guān)系分析時(shí)，以變壓器的電磁關(guān)系分析為基礎(chǔ)，由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流的頻率發(fā)生了變化，因此異步電動(dòng)機(jī)的分析與計(jì)算比變壓器較復(fù)雜。

4.加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

電機(jī)及拖動(dòng)是一門工程性和實(shí)用性很強(qiáng)的課程，學(xué)好電機(jī)理論必須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。教師授課要注重聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生學(xué)習(xí)要充分利用實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)踐性環(huán)節(jié)，要嘗試性增加拆裝電機(jī)內(nèi)容。通過(guò)電機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)，不僅加深了學(xué)生對(duì)電機(jī)全面整體的認(rèn)識(shí)，也鍛煉了動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了工程意識(shí)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)要求學(xué)生以小組為單位討論實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)線路圖，再與老師討論，最終確定每組的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)中，教師密切關(guān)注實(shí)驗(yàn)過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生多思考。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中分析小組的實(shí)驗(yàn)方案，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)心得。這種方式有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮他們的創(chuàng)造力和想象力，加深對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)的理解，提高動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭鴻才.電機(jī)原理及拖動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社，2005年9月，第1版.

[2]胡幸鳴.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2013年7月，第2版.