卓越工程师培养

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一、课程设计目的

    《电机与电器综合设计与实践》课程是为电气工程及其自动化专业本科学生在学习《电机学》、《自动控制原理》、《电力电子技术》、《电器原理及应用》、《电气传动与牵引控制系统》等专业课程后,在电机控制、相关电力电子技术应用等方面提供的一次综合性的课程设计。

    课程目的在于巩固和深化学生所学课堂理论知识,锻炼学生综合分析问题的能力,提高学生动手和解决实际问题的能力,启发学生独立思考、积极实践的工作作风,为培养成一名卓越的工程师打下基础。

二、课程设计内容

    《电机与电器综合设计与实践》课程设计,主要内容是基于所学专业课程围绕电机的综合特性测试、电机的控制以及电力电子技术等内容展开的专题设计。

    本课程设计的具体内容如下。首先对学生进行分组并确定专题内容。然后每组同学根据各自题目完成如下内容:相关理论知识的综合运用、个人计算机的软件仿真模拟及分析、设计试验方案并进行现场测试,最后撰写课程设计报告并进行答辩。报告内容包括专题设计的整体思路、详细的理论与仿真分析、试验内容、心得体会与课程总结,同时要求格式规范,图形清晰,语言通顺,分析合理,论证充分。

    本次课程设计内容还包括组织学生参观相关单位的试验基地,对以后相关工作的性质和要求有所了解和准备。

课程设计包括以下几个题目,每组学生可任选一项。

题目1:他励直流电机四象限运行机械特性试验测试

    要求学生掌握他励直流电机的结构与工作原理、熟悉他励直流电动机的不同制动方案,理解各自的特点、掌握他励直流电动机与发电机工况的转换方法、掌握MATLAB软件仿真模拟验证,设计试验方案并测试他励直流电动机各象限运行的机械特性。

题目2:异步电动机在各种运转状态下机械特性试验测试

    要求学生掌握交流异步电机的结构与工作原理、熟悉异步电动机的各种运转状态及各自的含义、掌握MATLAB软件仿真模拟验证,设计试验方案并测试绕线式异步电动机在各种状态运行时的机械特性。

题目3:直流电机转速闭环自动控制系统设计

    要求学生掌握直流电机的调速原理和不同调速方式的特点、掌握常见可调直流电源的工作原理、熟悉自动控制原理在电机自动控制系统中的应用、掌握MATLAB软件仿真模拟验证并熟悉RT-LAB等半实物仿真系统,设计试验方案并测试直流电机转速闭环自动控制系统。

题目4:单端反激式变换器开关稳压电源设计

    要求学生掌握单端反激式变换器的工作原理、PWM控制原理、MOSFET的基本驱动技术、高频变压器的设计和手工绕制及其参数测定、掌握MATLAB或SIMETRIX等软件仿真模拟验证,设计试验方案并测试反激式变换器电路。

 题目5:单相有源功率因数校正电路设计

    要求学生掌握有源功率因数校正电路的工作原理、PWM控制原理、MOSFET的基本驱动技术、关键器件的选择、高频电感器的设计和手工绕制及其参数测定、掌握MATLAB或SIMETRIX等软件仿真模拟验证,设计试验方案并测试单相有源功率因数校正电路。

三、能力培养与人格养成教育

    电机与电器综合设计与实践要求学生在所学相关课程的基础上,对专业综合设计进行深入的剖析,综合采用理论、仿真与试验的分析方法,去解决实际问题。在实践中锻炼和培养学生的综合分析与多种方法解决实际问题的能力,在实践中提高学生的动手操作能力,树立在实践中创新的意识。

三、课程设计时间

    根据电气工程及其自动化专业培养方案,本课程设计的时间为第七学期,共计2周。


四、课程设计方式和安排

    本课程设计的学习方式包括:理论教学与学习讨论,个人上机进行计算机仿真,具体试验操作,参观单位学习,个人学习与撰写报告。根据课程设计的不同阶段,地点分别安排在教室、图书馆、试验室、参观单位。2周的课程设计时间可以分散在该学期各教学周内或集中时间进行。