《电机学》教学大纲
1 课程的基本描述
课程名称: 电机学 课程编号: 0301D06W 课程性质: 学科基础课
适用专业: 电气工程及其自动化 Electric Machinery
前导课程: 高等数学、大学物理、电路、电磁场
后续课程: 电机控制技术、电机设计、电机测试技术、控制电机、特种电机、永磁电机设
计等
学科基础课
2 教学定位
2.1 能力培养目标
通过本课程的学习主要培养学生
(1)获得专业基础理论知识的学习能力和理解能力;
(2)建立对工程问题进行理论分析的逻辑思维能力和建模解析能力; (3)进行工程试验的设计实施能力; (4)分析和解决工程问题的实践能力。
2.2 课程的主要特点
电机是一种机电能量转换装置,它亦是电力系统,自动控制系统中的一个元件。电机学课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课,本课程的教学内容既面向电机制造业,又强调电机的运行与应用,是电气类专业的学生必须掌握的专业知识,是学生下一步学习专业课的基础,也为今后从事专业工作打下坚实的基础。
2.3 教学定位
本课程的先修课是“高等数学”,“大学物理”,“电路”,“电磁场”等,这些课程的学习,为本课程奠定数学基础和必需的电学知识。本课程主要阐述电机的基本原理、分析方法和简单的工程问题。通过本课程的学习,获得电机原理,电机基本理论和电机稳态分析
等方面的知识和实验技能,为学生进行电机设计,电机控制,电机运行分析打下良好的专业理论基础。
3 知识点与学时分配
3.1基础理论
电机及电机学课程概述(学时:1学时) 电机的历史、现状和发展(了解,核心)。
电机学课程的性质、学习方法(了解,核心)。
磁场中基本物理量、磁路的概念、磁路的基本定律(学时:1学时) 磁场分析基本量,磁路的基本定律(理解,核心)。 磁性材料及其特性、简单磁路计算(学时:1学时) 常用铁磁材料及其磁化特性(理解,核心)。
简单串联、并联磁路计算(理解,核心)。
交流磁路中的激磁电流和磁通、电磁感应定律(学时:1学时) 交流磁路中激磁电流和磁通的波形对应关系(理解,核心)。 共4学时
3.2 变压器
变压器概述(学时:1学时)
变压器的用途,结构,分类,额定值(了解,核心)。 变压器运行方式(学时:2学时)
变压器空载运行与变压原理(理解,核心)。 变压器负载运行与能量传递原理(理解,核心)。 变压器的归算(学时:1学时)
绕组归算,电抗归算(理解,核心)。 变压器等效电路与基本方程(学时:2学时)
变压器电压方程,等效电路,向量图,等效电路参数测定(理解,核心)。 三相变压器组和三相心式变压器及联接组号(学时:2学时)
三相变压器磁路系统,绕组联结方法与组号判断(运用,核心)。
三相变压器的激磁电流、主磁通和感应电动势波形与标幺值(学时:2学时) 激磁电流、主磁通与感应电动势波形(理解,核心)。
标幺值的定义与应用(理解,核心)。 变压器的电压变化率和效率(学时:1学时) 电压变化率、效率、最大效率(理解,核心)。 变压器的并联运行(学时:1学时)
并联运行(运用,推荐)
自耦变压器、三绕组变压器、互感器(学时:2学时)
自耦变压器,三绕组变压器,互感器(了解,可选)。
共14学时
3.3 交流电机理论的共同问题
同步发电机和感应电动机工作原理及三相单层绕组(学时:2学时)
同步发电机、感应电动机工作原理(了解,核心)。
交流绕组构成原则与分类、链式、同心式及交叉式绕组的展开图(了解,核心)。 三相双层绕组、导体电动势的星形图、电动势和线圈电动势(学时:2学时)
三相交流绕组联结方法、基本要求;绕组短距与分布(理解,核心)。 导体电动势的星形图、电动势和线圈电动势(理解,核心)。
线圈组电动势、谐波电动势、消弱谐波电动势的方法(学时:2学时)
线圈组电动势、谐波电动势的计算(理解,核心)。 消弱谐波电动势的方法(了解,推荐)
单相绕组的脉振磁动势、三相绕组合成旋转磁动势(学时:2学时)
单相绕组脉振磁势的分解(理解,核心)。
三相绕组的合成磁动势——旋转磁动势(理解,核心)。 电机的发热与温升限(学时:1学时)
电机的发热与温升限(了解,推荐)。
共9学时
3.4 感应电机
三相感应电机的运行状态与结构、额定值、空载运行(学时:2学时)
感应电机的用途,基本类型、主要结构、额定值(了解,核心)。 感应电机的转差率与运行状态(理解,核心)
三相感应电机的负载运行、基本方程和等效电路(学时:2学时)
三相感应电机的磁动势和磁场(理解,核心)。
感应电机的电压方程(理解,核心)。
感应电机的绕组归算,频率归算,等效电路(理解,核心)。
三相感应电机的相量——矢量图、功率方程和转矩方程(学时:2学时) 三相感应电机的相量——矢量图(理解,核心)。
感应电机的功率与转矩(理解,核心)。
三相感应电动机的笼型转子参数及参数测定(学时:2学时) 笼型转子的极数、相数与参数归算(了解,推荐)
感应电机等效电路参数的测定(理解,核心)
感应电机运行性能(学时:2学时)
感应电动机转矩——转差率曲线(理解,核心)
感应电动机的工作特性(理解,核心)。
深槽和双笼感应电机,单相感应电机,直线感应电机(运用,可选)。
三相感应电动机的调速、起动和制动(学时:2学时)
感应电动机的调速、起动与调速(运用,可选)。
共12学时
3.5 同步电机
同步电机概述(学时:2学时)
同步电机的用途,基本类型、主要结构、额定值(了解,核心)。 同步电机的功角与运行状态(理解,核心)
同步电机运行方式、隐极同步发电机的分析方法(学时:2学时)
同步电机的工作原理(理解,核心)。 空载和负载时同步电机磁场(理解,核心)。 同步电机的电枢反应(理解,核心)。
隐极同步电机的电压方程、相量图和等效电路(理解,核心)。
凸极同步电机分析方法(学时:2学时)
凸极同步电机的电压方程(理解,核心)。
凸极同步电机的相量图和等效电路(理解,核心)。
同步电机的功率与转矩方程、运行特性和电抗测定(学时:2学时)。 同步发电机的功率和转矩方程(理解,核心)。
同步发电机的空载特性,短路特性(了解,核心)
同步发电机的空载特性,短路特性(了解,核心)
同步电抗测定(了解,推荐)
同步发电机的外特性和调整特性(理解,核心) 同步发电机并网运行(学时:2学时)
同步发电机并网条件和方法(了解,核心) 同步发电机功角特性(了解,核心) 有功调节和无功调节(了解,可选) 同步电动机(学时:2学时)
同步电动机的方程式和向量图(了解,可选)
同步电动机的功角特性、U形曲线和同步补偿机(了解,可选)
共12学时
3.6直流电机
直流电机概述(学时:2学时)
直流电机的用途、主要结构部件、分类、额定值(了解,核心)。 直流电机基本原理(学时:2学时)
直流电机工作原理(理解,核心)。 直流电机的磁动势和磁场(了解,核心)。
直流发电机的基本电磁关系、运行性能(学时:2学时) 直流电机的感应电动势和电磁转矩(理解,核心)。 直流电机的基本方程(理解,核心)。
他励发电机的运行特性,并励发电机的自励条件和外特性(了解,推荐)
直流电动机的工作特性,机械特性和机组稳定运行条件。(理解,核心)。 直流电动机的基本电磁关系、运行性能(学时:2学时) 直流电动机的基本电磁关系与运行特性(理解,核心)。
直流电动机的起动,调速和制动(运用,核心) 共8学时
3.7其它学时
实 验 (学时:10学时)
习题与测试(学时:9学时)
4 讲授提示及方法
4.1 绪论
重点:着重阐述电机的发展,本课程的学习方法及要求。
难点:电机的现代发展趋势,如何激发学生的学习兴趣和主动探究精神。
讲授提示与方法:通过大量查阅电机的发展历史,掌握现代电机发展需求。高屋建瓴地进行综述性介绍,使学生能够窥斑见豹。
4.2 磁路与铁磁材料
重点:磁路的基本概念和基本定律
难点:磁场与磁路的等效,磁路与电路的类比。
讲授提示与方法:讲清磁场作为能量转换的媒介的作用,说明集中参数与分布参数的特点,并在此基础上引出磁路的概念,是学生建立起磁路与电路的类比关系。
4.3 变压器
重点:变压器的基本方程, 等效电路,变压器的运行特性,三相变压器的联结组别,变压器参数的测定。
难点:变压器的磁势平衡与能量传递,变压器的绕组归算,三相变压器的联结组别。 讲授提示与方法:从电磁感应定律出发,阐述变压器变压的原理,结合磁路定理讲清磁势平衡方程式和能量传递的原理;绕组归算和标幺值的概念学生首次接触,讲清其目的和意
《电机学》教学大纲
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