電機機械

Electric Machines, Fall 2005

2005年秋季班
6.685 利用數個電動機為例子,探索電機機械的原理。本課程教導的是對電機系統原理的理解和分析。課程結束後,學生將具有能力可設計旋轉電機與線性電機中主要類別的電機機械,並了解機械構件中的能量轉換原理。除了設計外,學生將學習如何估算電動機的動態參數,並且瞭解在這些電動機所組成的系統中,上述參數對性能的影響。

指定教科書

課綱與詳述事項

課程重點

本課程包括了完整的課堂講稿,以及作業部分附有解答的習題。

 

課程描述

6.685 利用數個電動機為例子,探索電機機械的原理。本課程教導的是對電機系統原理的理解和分析。課程結束後,學生將具有能力可設計旋轉電機與線性電機中主要類別的電機機械,並了解機械構件中的能量轉換原理。除了設計外,學生將學習如何估算電動機的動態參數,並且瞭解在這些電動機所組成的系統中,上述參數對性能的影響。

教學大綱
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課程描述

本課程的主題包括:變壓器論述,機電式換能器,旋轉和線性電動機;電機機械內部的集總參數;基本機械類型的考量:直流機、感應機、同步機;設備特性的發展:能量轉換密度、效率、與系統互動特性、調整性、穩定性、控制性、和響應,當前研究中的問題。

 

這門課的主題實際上是...

利用電動機為例子來介紹電機機械,教導麻省理工學院碩士班程度的學生關於機電系統原理的理解和分析。完成本課程後,學生將具能力可設計旋轉電機與線性電機中主要類別的電機機械,並了解機械構件中的能量轉換原理。為了讓學生瞭解重要的現象,教學採取 “嚴格的古典”方式,只有在這些方法都無效時,才會使用數值方法。教學特別著重於各種現象和交互作用的理解,除了設計外,學生將學習如何估算電動機的動態參數,並且瞭解在這些電動機所組成的系統中,上述參數對性能的影響。

課程中會使用現行的研究題目當作例子。在2005-2006年度的學期中,這些例子將包含下列部分:

1. 具備第二組激磁繞線轉子的新型永磁式電機,作為風力發電機之用者。

2. 感應馬達之改進,包括使用較高導電率(銅)之轉子材料、對於負載雜散損失之進一步了解。

課程內也將包括一些實用的元件,包括我們正在製作的縮小版展示機/動力計

 

教學原理

本課程的聽眾為麻省理工學院碩士班學生。我們假設學生是聰明而且自動自發的,不太需要旁人掛心的督促並且知道什麼時候該尋求協助。每週有三小時的講課,進度相當地快。只會論及幾本參考書,還有講師所寫的講義作為補充。我們相當重視作業,題目將取材於教科書和現行研究中發生的問題。有兩次的測驗,沒有期末考試。

教科書

本課程沒有教科書。課堂講義請參閱網頁中課堂講稿部分,這些講義已經包含大部分的重要內容。我們建議兩本書,有興趣者可以參考。

Fitzgerald, A. E., Charled Kingsley, Jr., 與 Stephen D. Umans. 合撰,《電機機械》(Electric Machinery)第五版,麥格羅‧希爾出版社1990年出版,ISBN: 0070211353.。

(譯註:臺灣有第四版中譯本。)

本書對於電機機械有很好的圖片和解釋,適合於基礎的了解。然而,它的分析性不夠好,我們課堂上將大量應用講義。你也許不需要這本書。

Beaty, Wayne H., 與 James L. Kirtley Jr. 合撰,《電動機手冊》(Electric Motor Handbook),麥格羅‧希爾出版社1998年出版。ISBN: 0070359717.

不全然是一本手冊,但也不算是一本教科書,其中擁有一些我們將用到的分析技巧。它比課堂講稿更完整一點,但除此之外,內含資料並沒有比課堂講義多。

相關連結

講者介紹

Prof. James L. Kirtley Jr.

翻譯工作人員

翻譯人員吳永村

繁體編輯馬景文

簡體編輯劉慕華

檔案後製處理劉羽容