《电机学》课程教学大纲
课程编号：80110216，80110217 课程名称：电机学（1）－（2）
英文名称：Electric Machinery (1)－（2） 总 学 时：96 讲课学时：96 学 分：6
适用对象：电气工程及其自动化专业、农业电气化与自动化专业 先修课程：《高等数学》、《大学物理》和《电路》
一、课程性质、目的和任务
《电机学》是电气工程学科的一门主要专业基础课程，理论性强且与工程实际联系紧密。通过本课程的学习，应使学生掌握电机的基本理论、基本分析方法，为进一步学习专业课程和从事专业工作奠定坚实基础。
二、教学内容、方法及基本要求
本课程以变压器、同步电机、异步电机、直流电机四种典型电机为学习对象。 （一） 绪论部分
了解本课程的性质和目的；认识电机在国民经济中的地位、作用及国内外发展概况；了解电机的主要分类和机电能量转换的基础知识；熟悉并巩固《电机学》中常用的基本电磁定律；掌握铁磁材料的基本特性。
（二） 变压器部分
1．了解变压器在电力系统中的应用；了解变压器的结构；掌握变压器的基本工作原理及分类；掌握变压器的额定值。
2．掌握变压器的基本电磁关系；掌握变压器的基本方程式、等值电路和相量图三种分析方法；掌握变压器参数的物理意义及测量方法；掌握标幺值的概念与计算；了解变压器运行性能的分析，掌握其计算方法。
3．掌握三相变压器的磁路系统；掌握三相变压器的电路系统——三相绕组的连接方法及联结组；掌握绕组连接方式和磁路系统对电动势波形的影响；了解三相变压器的不对称运行及对称分量法。
4．了解三绕组变压器的用途、结构特点、基本电磁关系、简化等值电路及其参数的物理意义和测定方法；了解自耦变压器的用途、结构特点，掌握其基本电磁关系、方程式和等值电路及容量关系；了解电流互感器和电压互感器的特点及使用方法。
5．掌握变压器的理想并联运行条件，掌握并联运行时的负荷分配关系。 6．了解变压器空载合闸、突然短路的瞬变过程及其影响。 （三） 同步电机部分
1．了解同步电机分类、基本工作原理及结构，掌握其励磁方式、额定值。
2．了解交流绕组的连接方式，掌握交流绕组感应电动势的分析与计算方法，掌握绕组因数的物理意义。
3．掌握交流绕组磁动势的分析与计算方法，掌握交流绕组脉振和圆形旋转磁动势的性质、区别及相互关系，了解漏磁通的概念及漏抗的物理意义。
1
4．掌握同步发电机的基本电磁关系、电动势方程式、等值电路和相量图，掌握各稳态参数的物理意义及测定方法，掌握同步发电机对称稳态运行特性及其计算。
5．掌握同步发电机的并联投入条件和方法，掌握同步发电机功率、转矩平衡方程式及功角特性，掌握同步发电机并网运行时有功功率、无功功率的调节方法及静态稳定的概念与判据。
6．了解同步电动机和同步调相机的工作原理，了解同步电动机的起动方法。 7．掌握相序电抗的物理意义及测定方法，了解不对称运行问题的一般求解方法。
8．了解同步发电机三相突然短路时内部的物理过程，了解瞬变电抗、超瞬变电抗及有关时间常数的物理意义及测定方法，了解突然短路对同步电机的影响。
（四） 异步电机部分
1．了解三相异步电机的结构，掌握三相异步电机的基本工作原理，掌握转差率的概念及三相异步电机的运行状态，掌握三相异步电机的额定值。
2．掌握三相异步电动机的基本电磁关系、基本方程式、等值电路和相量图，掌握三相异步电动机参数的物理意义及测定方法。
3．掌握三相异步电动机的功率传递关系、功率平衡和转矩平衡方程式，掌握电磁转矩的表达式及其应用，掌握三相异步电动机的机械特性，了解三相异步电动机的工作特性。
4．掌握三相异步电动机的起动方法，了解深槽式和双鼠笼式三相异步电动机的起动原理及起动性能。
5．了解三相异步电动机的调速方法、特点及应用，建立变频调速、串级调速的概念。 6．了解异步电机的其它运行方式。
7．了解单相异步电动机的工作原理及起动方法。 （五） 直流电机部分
1．掌握直流电机的基本工作原理、额定值。
2．了解直流电机电枢绕组的特点，了解直流电机电枢反应的性质，掌握直流电机电枢绕组感应电动势和电磁转矩的计算。
3．了解直流发电机的励磁方式，掌握直流发电机的电压、功率、转矩平衡方程式，掌握并励直流发电机的自励过程及条件，掌握直流发电机的运行特性。
4．了解直流电机的可逆性原理，掌握直流电动机的电压、功率、转矩平衡程式，掌握直流电动机的工作特性及其起动、调速方法与计算。
教学方法：课堂教学、多媒体及网络教学、实验、课堂讨论等方式。 学习本课程应达到以下基本要求：
1．了解上述四种电机的基本结构、掌握其工作原理及运行特性、建立系统、完整的电机认知。 2．掌握电机的基本电磁关系与基本分析方法，包括：电动势方程式、磁动势平衡关系、功率和转矩平衡方程式、等值电路、相量图，并据此对电机相关问题进行定性分析、定量计算。
3．理解电机内电动势、磁动势的性质及其与时间和空间的关系，掌握电机参数的物理意义。 4．掌握电机的基本实验方法。
5．了解电机在非正常运行情况下的物理过程及其特点。
三、实践环节的内容、方法及基本要求
2
参见《电机实验》实验教学大纲
四、各教学环节学时分配
教学环节 课程内容 绪 论 变 压 器 同步电机 异步电机 直流电机 合计 讲课（包括习题课、讨论课） 4 26 38 18 10 96 实验 上机 课外 合计 4 26 42 16 8 96 五、考核方式
笔试为主。
六、对学生能力培养的体现
注重培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力、注重培养学生的创新意识。
七、推荐教材和教学参考书
教 材：《电机学》，校内自编教材。
参考书：《电机学》，叶东编著，天津科学技术出版社，1995年。
《电机学》，李发海 朱东起编著，科学出版社，2001年。 《电机学》，许实章编著，机械工业出版社，1996年。 《电机学》，汤蕴缪，史乃主编，机械工业出版社，2003年。
大纲制订人：许伯强 大纲审定人：李俊卿 大纲校对人：孟明 制订日期： 2009，9
3
《电机实验》实验教学大纲
课程编号：80110256，80110257 课程名称：电机实验（1）－（2）
英文名称：Experiment of Electric Machinery (1)－（2） 学 时：16 学 分：1
适用对象：电气工程及其自动化专业、农业电气化与自动化专业 先修课程：《电路》、《电机学》
一、课程性质、目的和任务
《电机实验》是电机理论与实践相结合的重要环节，其目的在于训练、培养学生的实际操作与创新能力，并深化学生对《电机学》课程知识的理解。
二、教学基本要求
《电机实验》以变压器、同步电机、异步电机、直流电机四种典型电机为实验对象，通过本实验应达到以下基本要求：
1. 掌握电机实验的一般方法及常规设备、仪表的使用方法。 2. 掌握实验数据的测取、处理方法。 3. 提高实际操作能力。 4. 培养创新能力。
5. 加深对《电机学》课程知识的理解。
三、实验内容及学时分配
实验一 认识实验（认识性实验，2学时）
１. 电机实验的基本要求、一般方法，以及安全操作注意事项。 ２. 电机实验电源、设备、仪表的使用方法。 ３. 单相变压器负载实验。
实验二 三相变压器的参数测定及工作特性（验证性实验，2学时）
１. 空载实验 ２. 短路实验 ３. 负载实验
实验三 三相变压器的联结组别（验证性实验，2学时）
１. 测定变压器极性
２. 将变压器连接成Ｙ, y０并进行校验。 ３. 将变压器连接成Ｙ, d11并进行校验。
实验四 三相同步发电机的运行特性（验证性实验，2学时）
4
１. 空载实验 ２. 短路实验
３. 零功率因数负载实验
实验五 三相同步发电机的并网运行及有功无功调节（综合性实验，3学时）
１. 同步发电机并列。 ２. 同步发电机有功功率调节。 3. 同步发电机无功功率调节。 4. 同步发电机解列。
实验六 三相异步电动机参数测定及其工作特性（综合性实验，3学时）
１. 测定异步电动机定子绕组极性 ２. 测量定子每相绕组冷态电阻 ３. 空载实验 4. 堵转实验 5. 负载实验
实验七 直流发电机（验证性实验，2学时）
１. 它励直流发电机的空载特性、外特性以及调节特性曲线的测定。 ２. 观察并励直流发电机的自励过程，并测定其外特性曲线。
四、考核方式
实验报告为主。
五、对学生能力培养的体现
注重培养学生的实际动手能力以及分析、解决实际问题的能力。
六、推荐实验教材和参考文献
实验教材：《电机学实验指导书》，校内自编教材。 参考书：《电机学》，校内自编教材。
《电机学》，叶东编著，1995年，天津科学技术出版社。 《电机学》，李发海 朱东起编著，2001年，科学出版社。 《电机学》，许实章编著，1996年，机械工业出版社。 《电机学》，汤蕴缪，史乃主编，2003年，机械工业出版社。
大纲制订人：许伯强 大纲审定人：李俊卿 大纲校对人：孟明
制订日期：2009，9
5
《电机学》课程教学大纲
