ANSYS软件辅助电机学课程教学的探索
摘要：阐述了电磁场计算在电机工作原理分析和性能评估过程中的重要性，介绍了在电机学课程教学中引入电磁场有限元计算软件ANSYS的教改探索，并给出了用ANSYS来辅助电机学教学的具体仿真和教学实例。实践表明，在教学中使用ANSYS软件，能有效地帮助学生形象理解课程中的有关电磁原理，激发学生的学习积极性，提高教学效果和质量。
关键词：电机学；ANSYS；电磁；有限元
作者简介：王坚（1972-），男，江苏无锡人，南京工程学院自动化学院，讲师，东南大学电气工程学院博士研究生。（江苏 南京 211167）
基金项目：本文系南京工程学院创新基金项目（CKJ2010007）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）24-0058-02
电机学是强电类专业的一门重要的专业基础课，也是学生由多年理论课学习转为专业课学习的中继课程。该课程的特点是需要运用基本物理学原理来分析电机运行过程，与工程实际结合紧密，理论性强，抽象概念多，推导多，计算多，涉及的电磁场内容多。学生普遍反映电机学是门较难学的课程。[1]
电机学以通用变压器、异步电机、同步电机和直流电机四种电机为主要研究对象，对电机工作原理部分所涉及的电磁场理论的理解和掌握是电机学教学难点。[2]传统教学过程过多地依赖单纯公式推导和讲解式理论教学，一方面，这将使得原本难以理解的电磁原理更加抽象化，使学生失去了应有的学习兴趣；另一方面，也容易导致理论与实践脱节，使学生难以摆脱从课本到课本的循环。针对电机学的教学现状，必须改革其教学方法和教学手段。在教学中引入ANSYS电磁仿真软件进行辅助教学，模拟各种电机实际物理运行过程，可以加深学生对抽象的电机电磁场原理以及工程应用的理解，提高学生的学习兴趣，并提高其分析和解决实际工程问题的能力。
一、电机电磁场仿真与ANSYS软件
电机是机电能量转换装置，它包含有电磁系统和机械系统两个方面，而电磁场是机、电磁系统之间进行能量转换的耦合媒介。机电能量的转换过程始终伴随着电能、磁能、机械能的储存和相互之间的转换。由于耦合场的介质往往是非线性的，且磁场的分布是三维空间的，所以，要精确地分析电机的有关电磁参数和运行性能，充分揭示电机的内在本质，必须应用场的分析方法。此外，对于新型电机的研制和大电机的开发，由于没有成熟的电机设计方法，只能依靠电磁场的分析。而在求解实际工程中的电磁场...
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