三相交流繞組及其旋轉磁場作為電機運行的核心原理,一直是電氣信息類專業教學的重點與難點。傳統實驗教學中,設備成本高、實驗周期長、安全風險大等問題,導致學生難以通過實操深入理解其工作機制,教學效果受限。針對這一痛點,北京象新力依托《電機學》《電力系統分析》等課程的教學需求,結合新工科人才培養目標,研發了一款三相交流繞組及其旋轉磁場的虛擬仿真實驗軟件,為工程教育提供了創新解決方案。
該虛擬仿真平臺以3D建模、動畫演示、計算機仿真等技術為支撐,構建了高度逼真的工程場景。學生可通過在線操作,直觀觀察三相交流繞組的構建過程,模擬旋轉磁場的形成與作用機制,并學習檢測控制方法。平臺涵蓋知識點學習、繞組設計、制作、檢測及試錯五大模塊,形成從理論到實踐的完整閉環。例如,在“繞組設計”環節,學生可自由調整材料參數、幾何尺寸與排布方式,系統實時反饋設計合理性;在“試錯面板”中,學生可反復驗證方案,系統自動記錄錯誤并提示優化方向,幫助培養工程思維與創新能力。
實驗流程設計緊密貼合實際工況。學生首先通過動畫與交互課件掌握三相交流繞組的基本概念與旋轉磁場原理;隨后在虛擬環境中完成繞組結構圖繪制、材料選型與參數設計;進入制作階段后,需根據圖紙進行繞制與連接,驗證結構正確性;檢測環節則通過虛擬儀器測量電氣參數、磁場分布,并模擬電機運行狀態,觀察旋轉磁場動態效果。整個過程既降低了安全風險與成本,又通過動態反饋機制強化了學習效果。
目前,該軟件已廣泛應用于電氣工程及其自動化、能源與動力工程等專業的實訓教學,支撐《電機學》《電氣測量技術》《電力電子技術》等多門核心課程。其模塊化設計支持靈活組合,既可滿足基礎實驗教學需求,也可用于復雜工程問題的探究。通過虛實結合的教學模式,學生得以在安全可控的環境中積累實操經驗,為未來從事電機設計、電力系統運維等工作奠定堅實基礎。











