《電機學》教學大綱

1、電機學課程教學大綱（課程編碼：109041060）理論部分一、課程的性質(zhì)與任務電機學是建筑電氣與智能化等專業(yè)的一門重要技術基礎課程。通過本課程的學習，學生應掌握電機的基本理論、基本分析方法和基本實驗技能。為學習后續(xù)課程和從事專業(yè)工作打下堅實的基礎。本課程具有概念多、理論性強、與工程實際聯(lián)系緊密的特點，因此學習本課程對培養(yǎng)學生具有科學的學習能力，以及使學生樹立理論聯(lián)系實際的工程觀點等方面督有著重要的作用。二、課程學時、學分課程總學時：80課程總學分：4三、課時分配序號課程內(nèi)容課時分配總學時理論學時實踐學時1緒論4482變壓器128203交流電機的基本理論144184異步電機100105同步電機1

2、00106直流電機100107其他電機的簡介6068復習202合計681280四、適用專業(yè)及年級適用專業(yè)：建筑電氣及其智能化本科適用年級：三年級五、課程教學目的和要求（一）知識目標電機學是電力工程及其自動化等專業(yè)的一門重要技術基礎課程。（二）能力目標通過本課程的學習，學生應掌握電機的基本理論、基本分析方法和基本實驗技能。為學習后續(xù)課程和從事專業(yè)工作打下堅實的基礎。（三）德育目標本課程具有概念多、理論性強、與工程實際聯(lián)系緊密的特點，因此學習本課程對培養(yǎng)學生具有科學的學習能力，以及使學生樹立理論聯(lián)系實際的工程觀點等方面督有著重要的作用。六、課程內(nèi)容及教學要求（一）第一章緒論1、主要內(nèi)容：1.1電機

3、概論1.2本課程的性質(zhì)、要求及學習方法1.3電機學中常用的磁路知識1.4電機制造的材料2.教學要求：了解本課程的主要內(nèi)容和電機在國民經(jīng)濟各行各業(yè)中的作用，明確電機學課程在電氣工程及其自動化等專業(yè)中的地位，從而明確學習目的；了解本課程的性質(zhì)、任務、特點和電機理論的一般分析方法，了解電機的分類、主要作用。熟練掌握電機理論中常用的基本電磁定律；鐵磁材料的特性。3、教學重點：電機常用的電磁定律；磁路和電路的類比；本課程的性質(zhì)、一般分析方法。4.教學難點：常用的電磁定律在電機中的應用。（二）第二章變壓器1、主要內(nèi)容：2.1變壓器的工作原理、分類和結(jié)構2.2變壓器的空載運行2.3變壓器的負載運行2.4標幺

4、值2.5變壓器的參數(shù)測定2.6三相變壓器及運行2.8三繞組變壓器、自耦合變壓器、互感器2.9三相變壓器的瞬態(tài)過程2.10三相變壓器的不對稱運行2、教學要求：了解變壓器的用途與分類、電力變壓器的主要結(jié)構部件、變壓器的發(fā)熱與溫升，掌握變壓器的額定數(shù)據(jù)。變壓器的運行分析單相變壓器的空載運行：理解變壓器各電磁量正方向，原副邊電勢關系，變比，漏抗和勵磁阻抗，空載等值電路和向量圖。單相變壓器的負載運行：掌握原副邊電流關系，基本方程式、折合算法，等值電路，向量圖，功率傳遞，標么值，變壓器參數(shù)的參數(shù)測定，變壓器參數(shù)的運行性能。三相變壓器，理解三相變壓器的磁路系統(tǒng)。掌握變壓器的聯(lián)結(jié)標號、磁路和線圈連接方式對三相

5、變壓器空載運行電動勢波形的影響。掌握變壓器并聯(lián)運行條件。了解變壓器的瞬變過程、三繞組變壓器及其他變壓器（自學了解）。3、教學重點：本章為變壓器理論的核心，也是學生用電磁理論分析電機的起步階段其分析方法具有普遍性，因而本章內(nèi)容基本上都屬重點，它既是變壓器的重點，也是整個電機學的重點。必須熟練掌握。相對來說，通過電動勢平衡，磁動勢平衡分析，繞組折算，推導出變壓器的等效電路，這是變壓器的理論基礎，應重點掌握。應掌握變壓器的參數(shù)測量方法，了解電壓調(diào)整率及變壓器的效率；三相變壓器聯(lián)接組、理想并聯(lián)運行的條件。4、教學難點：負載運行的電磁關系、磁動勢平衡方程、折算；三相變壓器聯(lián)接組、變壓器勵磁電流波形及電動

6、勢波形。（三）第三章交流電機的基本理論1、主要內(nèi)容：3.1交流電機的工作原理3.2交流電機的繞組和電動勢3.3交流電機繞組的磁動勢2、教學要求：了解交流電機的電樞繞組。理解交流繞組的繞制方法。掌握交流繞組感應電動勢；交流繞組建立的磁動勢。3、教學重點：本章是交流電機的共同問題，主要講述交流電機定子繞組的構成、電動勢和磁動勢的產(chǎn)生機理，交流繞組感應電動勢和磁動勢必須掌握。4、教學難點：三相旋轉(zhuǎn)磁動勢的形成機理，繞組的術語、各部分的電動勢；三相旋轉(zhuǎn)磁動勢的特點，電機磁動勢的時間、空間概念。（四）第四章異步電機1、主要內(nèi)容：4.1異步電機的基本類型和基本結(jié)構4.2異步電機的基本工作原理4.3轉(zhuǎn)子靜止

7、時的異步電機4.4轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電機及其等效電路4.5異步電機的功率方程和轉(zhuǎn)矩4.6三相異步電動機的調(diào)速2、教學要求：（1）了解異步電動機的用途與分類、三相異步電動機的結(jié)構，掌握三相異步電動機的額定值、三相異步電動機的簡單工作原理、轉(zhuǎn)差率。（2）三相異步電動機的運行原理理解三相異步電動機轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組開路時的電磁關系、三相異步電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時的電磁關系、三相異步電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的電磁關系，轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)、匝數(shù)、頻率的折合。掌握基本方程式、等效電路和向量圖，三相異步電動機的簡單工作原理。（3）三相異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩與運行性能掌握三相異步電動機的功率與轉(zhuǎn)矩關系、三相異步電動機的機械特性、最

8、大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩。三相異步電動機的工作特性、三相異步電動機參數(shù)的測定。（4）三相異步電動機的起動掌握三相異步電動機的直接起動、三相鼠籠型異步電動機降壓電動機、高起動轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠型異步電動機、繞線型三相異步電動機的起動。 5、三相異步電動機的調(diào)速掌握各種調(diào)速方法：改變定子電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串接電阻調(diào)速、變極調(diào)速、變頻調(diào)速等。了解各種制動方法。3、教學重點：感應電動機運行時內(nèi)部的電磁關系，基本方程式；等效電路，轉(zhuǎn)矩特性。4、教學難點：異步電動機運行時內(nèi)部的電磁關系，頻率折算。（五）第五章同步電機1、主要內(nèi)容：5.1同步電機的基本知識5.2同步電機的運行原理5.3同步發(fā)電機的運行特性5.

9、4同步發(fā)電機的并聯(lián)運行5.5同步電動機和同步調(diào)相機2、教學要求：（1）了解同步電機的用途、同步電機的基本類型與結(jié)構、額定值。（2）同步發(fā)電機的基本電磁關系掌握同步發(fā)電機的電樞反應、電動勢平衡方程式、同步電抗和相量圖；掌握同步發(fā)電機的空載特性及負載后的電樞反應，電樞反應電抗及同步電抗，電勢平衡方程式、等效電路和相量圖。（3）同步發(fā)電機的運行特性掌握同步發(fā)電機空載特性，短路特性和同步電抗的測定、同步發(fā)電機的外特性和調(diào)整特性。（4）同步發(fā)電機的并聯(lián)運行了解同步發(fā)電機并聯(lián)運行的理論基礎，掌握同步發(fā)電機并入電網(wǎng)的條件及方法、同步發(fā)電機功率因數(shù)和有功功率的調(diào)節(jié)，靜態(tài)穩(wěn)定。（5）同步電動機了解同步電動機的起

10、動、運行原理和同步補償機調(diào)節(jié)功率因數(shù)的原理和實現(xiàn)方法。（6）同步電機的非正常運行掌握不對稱運行的相序方程和等效電路，了解同步發(fā)電機空載時三相突然短路的分析、突然短路與同步電機及電力系統(tǒng)的關系，了解幾種不對稱穩(wěn)態(tài)短路的分析、負序和零序參數(shù)的測定、不對稱運行對同步電機的影響等。3、教學重點：同步發(fā)電機的電壓方程、相量圖和等效電路，同步發(fā)電機的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程；同步發(fā)電機的運行特性；與電網(wǎng)并聯(lián)運行。4、教學難點：電樞反應；電動勢平衡方程式、同步電抗和相量圖；同步發(fā)電機并聯(lián)運行及不對稱運行。（六）第六章直流電機1、主要內(nèi)容：6.1直流電機的工作原理和基本結(jié)構6.2電樞繞組及直流電機的基本原理6.3直

11、流電機運行2、教學要求：（1）理解直流電機空載和負載時的磁場及電樞反應；電機的可逆原理。（2）掌握直流電機的基本工作原理和結(jié)構，了解直流電機單疊繞組與單波繞組，直流電機的換向。（3）熟練掌握直流電機電樞電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率；直流電動機的運行原理、電動機慣例、基本方程式、機械特性、工作特性及相關運算。3、教學重點：直流電機的基本工作原理。4、教學難點：電樞反應，電樞繞組。實踐部分（一）實踐項目內(nèi)容及學時安排序號項目名稱基本方法、內(nèi)容項目學時1直流電機的認識實驗要求學生熟悉實驗設備，掌握并勵電動機的接線、起動、改變電機轉(zhuǎn)向以及調(diào)速的方法42單相變壓器要求學生通過空載和短路實驗測定變壓器變比和

12、參數(shù)；通過負載實驗測取變壓器的工作特性。43三相變壓器要求學生通過空載和短路實驗測定變壓器變比和參數(shù)；通過負載實驗測取變壓器的工作特性。4(二)實踐教學內(nèi)容及要求1.教學目標本課程的難點在于包括變壓器在內(nèi)的各種電機的結(jié)構、原理十分復雜，即使通過多媒體課件的一些圖片和文字往往也很難解釋清楚，學生普遍感到抽象。教學中采取多媒體教學與課堂板書結(jié)合方式的同時，透明的電機模型教具也是本課程很重要的一環(huán)。復雜的電機結(jié)構和電磁規(guī)律盡可能用三維動畫演示的方式，在提高學生學習興趣的同時，加深對電機原理的理解和掌握。向?qū)W生介紹本課程的學習方法，消除學習的畏難情緒。根據(jù)本課程的特點，將課堂教學與習題、實驗等教學環(huán)節(jié)緊緊相扣，幫助學生正確掌握學習方法，要求學生聽好課，課后復習弄懂原理，再通過例題學會解題方法，改變學生的不良學習習慣。同時解決學生習題難做的問題，根據(jù)實際情況，也可適當安排一定學時習題的講解和答疑。2.基本要求要求掌握電機理論中常用的電磁定律。要求