三相交流绕组与旋转磁场实验新探索：虚拟仿真的智能新工科

三相交流绕组及其旋转磁场作为电机运行的核心原理，一直是电气信息类专业教学的重点与难点。传统实验教学中，设备成本高、实验周期长、安全风险大等问题，导致学生难以通过实操深入理解其工作机制，教学效果受限。针对这一痛点，北京象新力依托《电机学》《电力系统分析》等课程的教学需求，结合新工科人才培养目标，研发了一款三相交流绕组及其旋转磁场的虚拟仿真实验软件，为工程教育提供了创新解决方案。

该虚拟仿真平台以3D建模、动画演示、计算机仿真等技术为支撑，构建了高度逼真的工程场景。学生可通过在线操作，直观观察三相交流绕组的构建过程，模拟旋转磁场的形成与作用机制，并学习检测控制方法。平台涵盖知识点学习、绕组设计、制作、检测及试错五大模块，形成从理论到实践的完整闭环。例如，在“绕组设计”环节，学生可自由调整材料参数、几何尺寸与排布方式，系统实时反馈设计合理性；在“试错面板”中，学生可反复验证方案，系统自动记录错误并提示优化方向，帮助培养工程思维与创新能力。

实验流程设计紧密贴合实际工况。学生首先通过动画与交互课件掌握三相交流绕组的基本概念与旋转磁场原理；随后在虚拟环境中完成绕组结构图的绘制、材料选型与参数设计；进入制作阶段后，需根据图纸进行绕制与连接，验证结构正确性；检测环节则通过虚拟仪器测量电气参数、磁场分布，并模拟电机运行状态，观察旋转磁场动态效果。整个过程既降低了安全风险与成本，又通过动态反馈机制强化了学习效果。

目前，该软件已广泛应用于电气工程及其自动化、能源与动力工程等专业的实训教学，支撑《电机学》《电气测量技术》《电力电子技术》等多门核心课程。其模块化设计支持灵活组合，既可满足基础实验教学需求，也可用于复杂工程问题的探究。通过虚实结合的教学模式，学生得以在安全可控的环境中积累实操经验，为未来从事电机设计、电力系统运维等工作奠定坚实基础。

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