电机学课程教学大纲

《电机学》课程教学大纲 执笔人：刘慧娟编写日期：2012 年 12 月 一、课程基本信息一、课程基本信息 1．课程编号：90L126Q 2．课程体系/类别：专业类/专业基础课，专业主干课 3．学时/学分：80/5 4．先修课程：微积分、几何与代数、大学物理、电路、工程电磁场 5．适用专业：电气工程及其自动化 二、课程教学目标及学生应达到的能力二、课程教学目标及学生应达到的能力 本课程是电气工程及其自动化专业的专业基础主干课， 授课对象为 3 年级本科生， 教学内容为 学生未来在电气驱动领域的研究或应用打下理论基础。 学习该课程后，应达到下列要求： 1.了解各类电机的基本结构； 2.理解各类电机的基本工作原理； 3.掌握各类电机正常运行时的基本方程式、相量图和等效电路等； 4.掌握各类电机的分析方法，以及电机的稳态运行性能； 5.掌握电机实验的原理和方法，具有对实验数据进行分析的能力，具有独立完成电机相关实 验的动手能力。 三、课程教学内容和要求三、课程教学内容和要求 （一）课程教学内容按知识点、要求及学时分类（一）课程教学内容按知识点、要求及学时分类 序号知识单元（章节）知识点 电机学课程的主要内容、地位、发展历史 1 第一章 绪论（4 学 时） 电机的应用领域和在国民经济各行业中的地位 电机学课程的性质、任务、特点和要求 要求 了解 了解 了解 2 2 推荐学 时 电机分析的基础知识——磁路、磁场的基本概念， 掌握 基本电磁定律等 变压器的基本结构、额定值和应用现状 单相变压器的基本工作原理 变压器变比定义、感应电动势与主磁通、频率及 匝数的关系 单相变压器空载运行时的电磁关系及主要物理量 了解 理解 掌握 理解 掌握 2 2 1 2 2 第二章 变压器（14单相变压器空载运行时的电压方程式、等效电路 学时+实验 2 学时）和相量图 单相变压器负载运行时的电磁关系、磁动势方程、 理解 电压方程 单相变压器绕组归算的目的、原则和方法 单相变压器的等效电路、等效电路中各参数物理 意义以及变压器的相量图 理解 掌握 2 序号知识单元（章节）知识点 变压器 T 型等效电路参数的测定方法 变压器的运行特性（电压调整率和效率特性）分 析等 标幺值的概念及其在计算中的应用 三相变压器磁路结构的特点 三相变压器电路系统——连接组别的判定方法 变压器并联运行的条件 自耦变压器和仪用互感器的原理与应用 实验——变压器等效电路参数的测定 直流电机的用途和发展历史，及现状 直流电机的基本结构、优缺点、励磁方式和额定 值 直流电机的工作原理和可逆运行 直流电机的电枢绕组结构和绕组展开图 直流电机空载和负载时磁场的产生和分布，以及 电枢反应的概念 要求 掌握 理解 掌握 了解 掌握 理解 了解 掌握 了解 了解 掌握 理解 理解 掌握 理解 推荐学 时 3 2 2 2 2 2 3 第三章 直流电机 （14 学时+实验 4 学 时） 直流电机的电磁转矩及感应电动势的计算公式 直流发电机和电动机的功率流程 直流发电机的基本方程式，等效电路，根据电压、 掌握 功率和转矩方程进行直流电机的分析计算 直流电动机的基本方程式，等效电路，根据电压、 掌握 功率和转矩方程进行直流电机的分析计算 直流发电机的运行特性对各种特性变化趋势的分 析 直流发电机端电压调节的方法、改变端电压极性 的方法 并励直流发电机建立电压的过程和条件 理解 掌握 理解 2 2 3 第三章直流电机 （14 学时+实验 4 学 时） 他励（并励）直流电动机的工作特性与机械特性， 掌握 电动机的调速方法，对各种特性变化趋势的分析 串励、复励直流电动机的工作特性与机械特性， 对各种特性变化趋势的分析 他励直流电动机的起动方法 实验——直流电机组实验 三相同步发电机的基本工作原理和运行特点 交流绕组的功能和构成原则 理解 理解 掌握 理解 理解 掌握 理解 掌握 2 2 4 3 2 4 交流绕组感应电动势的计算，感应电动势中的高 第四章 交流电机的 次谐波及其削弱方法 公共理论（12 学时） 三相感应电动机的基本工作原理和运行特点 单相交流绕组磁动势的性质和特点，以及磁动势 3 序号知识单元（章节） 的计算 知识点要求 推荐学 时 三相交流绕组磁动势的性质和特点，以及磁动势 的计算 交流电机中时空矢量的概念 三相感应电机的结构、额定值、感应电机的应用 现状 三相感应电机的工作原理和运行状态 三相感应电动机空载和负载运行时内部的电磁关 系 频率归算和绕组归算的概念，三相感应电动机的 等效电路和相量图 三相感应电动机的转矩方程和功率方程 三相感应电动机的电磁转矩 笼型转子绕组的相数和极数 三相感应电动机的参数测定 三相感应电动机的工作特性 三相感应电动机的机械特性 三相感应电动机的起动方法 三相感应电动机的调速方法 实验——三相感应电动机工作特性测定 同步电机的基本结构、运行状态、励磁方式、额 定值,以及同步电机的应用现状 同步发电机空载和负载运行时的电磁关系 同步电机电枢反应的概念、性质、作用和对电机 的影响 6 第六章 三相同步电 机（14 学时） 隐极同步发电机的电压方程、等效电路和相量图 掌握 理解 了解 理解 掌握 掌握 掌握 理解 理解 掌握 理解 掌握 理解 掌握 掌握 了解 理解 理解 掌握 4 2 2 2 5 第五章 三相感应电 机（14 学时+实验 2 学时） 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 凸极同步发电机的电压方程、等效电路和相量图， 掌握 双反应理论的概念 同步发电机的功率方程和转矩方程 同步发电机的运行特性（空载特性、短路特性、 外特性、调整特性） 掌握 理解 同步发电机的并网运行（同步发电机的功角特性、 掌握 有功功率的调节、无功功率的调节） （二）课程重点、难点（二）课程重点、难点 第一章 绪论（讲课 4 学时） 重点：磁路基本概念和基本电磁定律。 第二章 变压器（讲课 14 学时，实验 2 学时） 重点：变压器的基本原理、基本方程式、等效电路、三相变压器连接组别的概念。 难点：变压器绕组归算和连接组别的判定。 第三章 直流电机（讲课 14 学时，实验 4 学时） 重点：直流电机的基本原理、电枢反应、感应电动势、电磁转矩与直流电机的基本方程式。 难点：直流电机的电枢绕组、电枢反应。 第四章 交流电机的公共理论（讲课12 学时） 重点：交流绕组的功能和构成原则、交流绕组感应电动势和磁动势的分析与计算。 难点：交流绕组的功能和构成原则、交流绕组感应电动势和磁动势的分析与计算。 第五章 感应电机（讲课 14 学时，实验 2 学时） 重点：感应电动机的工作原理和运行状态；感应电动机的等效电路和相量图；感应电动机的转 矩-转差率特性。 难点：感应电动机运行时内部的电磁关系；频率归算和绕组归算。 第六章 同步电机（讲课 14 学时） 重点：电枢反应、电压方程式、等效电路、相量图；同步电机的功率方程和转矩方程；同步发 电机的功角特性。 难点：电枢反应；同步发电机的功角特性；有功功率与无功功率的调节。 四、课程教学安排四、课程教学安排 （一）课内教学（一）课内教学 1. 1. 课堂讲授课堂讲授 课堂讲授包括统一讲授内容和个性化讲授内容。