新工科下的智慧电机课堂：三相交流绕组及其旋转磁场的虚仿实验

一、前言

三相交流绕组及其旋转磁场是电机运行的基础，也是电气信息类专业学生必须掌握的关键技术。然而，在实际教学过程中，实验周期长、成本高、测试验证安全性差等问题，导致该内容往往只能停留在理论课堂的言语描述与抽象理解的层面，实验教学效果不佳。

为了解决这一问题，北京象新力根据《电机学》《电力系统分析》《电机控制技术》等课程的教学内容、培养目标和电气信息类新工科人才培养体系，以三相交流绕组及其旋转磁场的构建及其工作原理为原型，研发了三相交流绕组及其旋转磁场的虚拟仿真实验软件。该软件模拟实际工况，形成真实工程场景实验平台，通过在线实验，使学生能够直观了解三相交流绕组的构建过程和旋转磁场的形成与作用，学习相关检测和控制方法，提高工程实践能力，培养创新意识。

二、软件介绍

本虚拟仿真实验平台以三相交流绕组及其旋转磁场为核心，结合3D建模、动画、计算机仿真、网络通信、智能检测与自动控制等技术，模拟真实工程场景，提供全面的知识点覆盖和动态反馈。旨在帮助学生掌握三相交流绕组及其旋转磁场的相关知识点，并通过虚拟实验学习和实验操作，具备现场工况下开展绕组设计与测试的工程能力与基本素质。

实验共分为五个部分，分别是知识点学习、绕组设计、绕组制作、绕组检测与测试以及试错面板。

三、实验内容

1、知识点学习

学生将学习三相交流绕组的基本概念、结构、工作原理及其在电机中的应用，并理解旋转磁场的形成机制。

2、绕组设计

学生在虚拟环境中进行三相交流绕组的设计，包括绘制绕组结构图，选择材料和参数，并设计绕组的几何尺寸和排布方式。

3、绕组制作

在虚拟实验室中，学生根据设计图纸进行绕组的实际制作，完成绕组的绕制和连接，并验证其结构和连接的正确性。

4、绕组检测与测试

学生将使用虚拟仪器检测绕组的电气参数，测试绕组的磁场分布和强度，并模拟绕组在电机中的运行情况，观察旋转磁场的形成和效果。

5、试错面板

学生在设计和制作过程中，利用试错面板功能进行反复试验和调整，系统提供错误检测和提示，记录试错过程，比较不同设计方案的优劣。

四、支撑课程

本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学，主要面向电气工程及其自动化等相关专业领域，适用于电机学、电力系统分析、电气测量技术、电力电子技术等课程。