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課程概述
《車用電機驅動技術》課程是北京理工大學研究生機械工程專業和車輛工程專業核心課程，是北京理工大學研究生精品課程（2022）。全部課程32學時，自2013年開課到現在，每年選課的學生50人左右，教學效果良好，研究生能夠運用所學課程知識開展電機驅動技術相關科學研究。目前，全球汽車產業正進入百年未遇大變革，「電動化」「智能化」「網聯化」「共享化」成為發展趨勢，電機驅動系統作為核心部件面臨新的挑戰。目前，學堂在線和大學MOOC已有電機學、電機與拖動等課程，然而，尚沒有新能源汽車車用電機驅動技術的課程。
以研究生教育「雙一流」建設為目標，面向新能源汽車拔尖創新人才培養需求，本課程結合新能源汽車電機驅動系統發展史和國家戰略需求，將科研融入教學、思政融入專業知識講授課程，著眼於基於OBE（成果導向教育）理念和新工科背景下的課程與教學改革與創新，採用線上線下混合教學+案例分析+專題討論等教學模式，提高研究生解決實際電驅動系統工程問題能力。
本課程主要內容包括：
第1章：講解車用電機驅動系統的工作要求、類型與結構、國內發展現狀與發展趨勢。
第2章：講解電機驅動系統涉及的電機基礎知識和原理，包括：磁路基本定律、電磁基本定律、電機製造材料、磁場與磁能、機電能量轉換、電磁轉矩生成等。
第3章：講解車用電機驅動系統構成與參數匹配設計理論，結合電機驅動系統結構和整車動力性能需求，對電機和減速器參數進行匹配計算。
第4章：講解功率電子與變換技術，重點講授電機逆變器的功率器件與功率變換原理。
第5章：講解異步驅動電機控制技術，包括：異步驅動電機結構、穩態工作特性、變壓變頻調速特性、矢量控制和直接轉矩控制。
第6章：講解永磁同步電機控制技術，包括：永磁同步電機的結構與工作原理、穩態工作特性、變壓變頻調速特性、矢量控制、直接轉矩控制、無速度傳感器控制、先進控制技術。
第7章：講解永磁無刷直流控制技術，包括：永磁無刷電動機結構、工作原理和控制方法。
第8章：講授電機驅動系統電磁兼容技術，包括：電磁干擾源、電磁干擾傳播路徑與耦合原理、電磁干擾抑制方法。
第9章：講授電機驅動系統試驗技術，包括：試驗標準、試驗內容、試驗方法。
北京理工大學是國內最早從事電動車輛研究的單位，早在上個世紀五十年代末，就開始引進蘇聯製造的電傳動軍用車輛進行電傳動研究工作。電動車輛國家工程研究中心是國家863計劃驅動電機授權檢測基地，為本課程建設提供了教學保障。授課教師長期從事新能源汽車電機驅動技術科學研究，課程教學注重學科前沿與基礎教學相融合，及時將最新科研成果向教學內容轉化，授課教師所在科研團隊的電機驅動技術科研成果獲國家技術發明獎二等獎2項。
教學單元
1 第一章 導論
1.1 電動汽車電機驅動系統性能要求
1.2 電動汽車驅動電機主要類型
1.3 電機驅動系統國內發展概況
1.4 電機驅動系統國外發展概況
習題
2 第二章 電機的基本原理
2.1 電機內涵、分類與電路定律
2.2 基本電磁物理量及其關係
2.3 磁路基本定律
2.4 電機的基本電磁定律
2.5 電機的製造材料
2.6 電機的磁場與磁能
2.7 機電能量轉換的基本原理
2.8 電機電磁轉矩的生成原理
習題
3 第三章 車用電機驅動系統參數匹配設計
3.1 電動汽車電驅動系統結構
3.2 電動汽車動力需求
3.3 電動汽車電驅動系統匹配
習題
4 第四章 功率電子與變換技術
4.1 車用逆變器拓撲及其PWM調製原理
習題
5 第五章 異步驅動電機控制
5.1 三相交流異步電動機運行原理
5.2 三相交流異步電動機變壓變頻VVVF控制原理
5.3 三相交流異步電動機動態數學模型
5.4 三相交流異步電動機矢量控制方法
5.5 三相交流異步電動機直接轉矩控制方法
習題
6 第六章 永磁同步電機控制
6.1 三相交流永磁同步電動機工作原理
6.2 三相交流永磁同步電動機動態數學模型及矢量控制原理
6.3 三相交流永磁同步電動機矢量控制約束
6.4 永磁同步電機直接轉矩控制
6.5 永磁同步電機無速度傳感器控制
6.6.1 永磁同步電機參數辨識
6.6.2 永磁同步電機擾動方法
習題
7 第七章 永磁無刷直流電機控制
7.1 永磁無刷直流電機結構與工作原理
7.2 永磁無刷直流電機控制
習題
8 第八章 車用電機驅動系統電磁兼容基本原理與技術
8.1 電磁干擾源
8.2 電磁干擾傳輸路徑與耦合原理
8.3 電磁干擾抑制方法
習題
9 第九章 驅動電機系統試
9.1 試驗標準與內容
9.2 試驗方法
課程列表
名稱 時間長度
第01講1.1 電動汽車電機驅動系統性能要求 00:05:13
第02講1.2 電動汽車驅動電機主要類型 00:11:23
第03講1.3 電機驅動系統國內發展概況 00:09:33
第04講1.4 電機驅動系統國外發展概況 00:07:41
第05講2.1 電機內涵、分類與電路定律 00:03:16
第06講2.2 基本電磁物理量及其關係 00:06:17
第07講2.3 磁路基本定律 00:07:30
第08講2.4 電機的基本電磁定律 00:09:13
第09講2.5 電機的製造材料 00:10:45
第10講2.6 電機的磁場與磁能 00:16:38
第11講2.7 機電能量轉換的基本原理 00:10:49
第12講2.8 電機電磁轉矩的生成原理 00:12:25
第13講3.1 電動汽車電驅動系統結構 00:06:41
第14講3.2.1 電動汽車動力需求（1） 00:05:45
第15講3.2.2 電動汽車動力需求（2） 00:05:42
第16講3.3.1 電動汽車電驅動系統匹配（1） 00:07:10
第17講3.3.2 電動汽車電驅動系統匹配（2） 00:05:20
第18講4.1.1 車用逆變器拓撲及其PWM調製原理（1） 00:14:22
第19講4.1.2 車用逆變器拓撲及其PWM調製原理（2） 00:13:35
第20講5.1.1 三相交流異步電動機運行原理（1） 00:15:39
第21講5.1.2 三相交流異步電動機運行原理（2） 00:08:45
第22講5.2 三相交流異步電動機變壓變頻VVVF控制原理 00:11:58
第23講5.3 三相交流異步電動機動態數學模型 00:19:09
第24講5.4 三相交流異步電動機矢量控制方法 00:17:21
第25講5.5 三相交流異步電動機直接轉矩控制方法 00:14:40
第26講6.1 三相交流永磁同步電動機工作原理 00:12:40
第27講6.2.1 三相交流永磁同步電動機動態數學模型及矢量控制原理（1） 00:15:08
第28講6.2.2 三相交流永磁同步電動機動態數學模型及矢量控制原理（2） 00:08:35
第29講6.3 三相交流永磁同步電動機矢量控制約束 00:17:30
第30講6.4 永磁同步電機直接轉矩控制 00:12:29
第31講6.5 永磁同步電機無速度傳感器控制 00:09:33
第32講6.6.1 永磁同步電機參數辨識 00:08:57
第33講6.6.2 永磁同步電機擾動方法 00:07:23
第34講7.1 永磁無刷直流電機結構與工作原理 00:09:44
第35講7.2 永磁無刷直流電機控制 00:09:28
第36講8.1 電磁干擾源 00:12:23
第37講8.2.1 電磁干擾傳輸路徑 00:04:02
第38講8.2.2 電磁干擾耦合原理 00:13:00
第39講8.2.3 電機驅動系統干擾耦合路徑 00:09:32
第40講8.3 電磁干擾抑制方法 00:14:18
第41講9.1.1 電驅動系統試驗標準與內容1 00:06:40
第42講9.1.2 電驅動系統試驗標準與內容2 00:10:12
第43講9.2.1 電動汽車電驅動系統試驗方法1 00:12:39
第44講9.2.2 電動汽車電驅動系統試驗方法2 00:08:50
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SR_1609