《电机技术》教学大纲

《电机技术》课程教学大纲

课程代码:

课程名称：电机技术

英文名称：Electrical Machinery

课程类型: 专业基础课

总学时：108 讲课学时：108 实验学时：

学分：

适用对象: 发电厂及电力系统专业、供用电技术专业

先修课程：高等数学、大学物理、电工电子、电路与磁路。

一、课程性质、目的和任务

电机技术课程是高等学校电力工程类专业的一门重要技术基础课，也是一门承上启下的平台课，学生在学习了“高等数学”，“大学物理”,“电路”和“电磁场”等课程以后，通过本课程的学习，获得电机基本理论和电机稳态分析等方面的知识和实验技能，为下一步学习后续专业课做好准备。本课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显，它涉及的基础理论和知识面较广，牵涉电、磁、热、机械等综合知识。

根据培养高层次技术型、应用型专业人才的目标，本课程在内容上将本着理论上“适度、试用”的原则，紧密结合生产一线的需要，注重知识的应用。

二、教学基本要求

本课程要求学生：

1、了解各种典型电机的基本结构，掌握各种常用电机的工作原理、运行特性、实验方法。

2、掌握电机的分析方法，能正确建立电动势平衡方程式和转矩方程式，明确电机中的能量传递关系，熟练地运用复数运算、等效电路、相量图等分析方法。具有分析未学过的电机或新电机的能力。

3、既掌握各种电机的个性和特点，又能认识各种电机的共同点。从而对电机有一个比较系统和完整的认识，能触类旁通。灵活运用所学知识。

4、透彻理解各种电机主磁场的性质、各种参数的物理概念以及各物理量的时间关系和空间关系。

5、了解电机的工程问题，如发热、冷却、绝缘等。

三、教学内容及要求

绪论（2学时）

了解课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确《电机技术》课程在电力工程类专业中的地位，从而明确学习目的；了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，了解电机的分类、主要作用；熟练掌握电机常用的电磁定律。

重点：电机常用的电磁定律；磁路和电路的类比；本课程的性质、一般分析方法。

难点：常用的电磁定律在电机中的应用。

变压器篇

第1章变压器的工作原理和基本结构（8学时）

变压器的主要类型；变压器的结构；变压器的额定值。

第2章单相变压器的运行原理（18学时）

教学内容：

变压器的空载运行：电磁物理现象，参考方向，感应电动势，变比，励磁电流，漏抗，电路方程，等效电路，相量图。

变压器的负载运行：电磁物理现象，基本方程式，归算，等效电路，相量图，简化等效电路。

参数测定方法与计算：空载试验、短路试验。

变压器的运行性能：电压变化率、效率。

基本要求与教学目的：

通过本章的学习，掌握变压器运行时各物理量之间的关系和变比的定义；熟悉空载电流的作用、大小、性质、波形和影响因素，知道变压器折算的目的、原则和方法，熟练掌握变压器的基本方程式组、等效电路和相量图；最后要掌握变压器空载实验、短路实验的目的、接线和方法，并会进行参数计算，了解标幺值的概念和变压器的运行特性。

重点：

本章为变压器理论的核心，也是学生用电磁理论分析电机的起步阶段，其分析方法具有普遍性，因而本章内容基本上都属重点，它既是变压器的重点，也是整个电机学的重点。必须熟练掌握。相对来说，通过电动势平衡，磁动势平衡分析，绕组折算，推导出变压器的等效电路，这是变压器的理论基础，应重点掌握。应掌握变压器的参数测量方法，了解电压调整率及变压器的效率。

难点：负载运行的电磁关系、磁动势平衡方程、折算。

第3章三相变压器（10学时）

教学内容：

三相变压器的磁路系统：三相变压器组与芯式三相变压器，三相变压器磁路结构的特点。

三相变压器的电路系统：连接组别。

绕组连接方式和磁路系统对电动势波形的影响。

重难点：三相变压器的连接组别；绕组连接方式和磁路系统对电动势波形的影响。

第4章其他变压器（2学时）

仅作通识介绍。

第5章变压器的运行（6学时）

变压器的并联运行；三相变压器的不对称运行；变压器的常见故障类型。

同步电机篇

第6章同步发电机的工作原理和基本结构（14学时）

三相同步发电机的工作原理和类型；三相同步发电机的基本结构；三相同步发电机的励磁方式；交流励磁机的类型及特点。

重点：三相同步发电机的工作原理和类型；三相同步发电机的基本结构；三相同步发电机的励磁方式。

难点：三相同步发电机的励磁方式。

第7章交流绕组及其电动势和磁动势（6学时）

交流绕组的基本知识；交流绕组的电动势；交流绕组基波磁动势。

重难点：交流绕组的基本知识；交流绕组的电动势。

第8章同步发电机的运行原理及运行特性（8学时）

同步发电机的空载运行；对称负载时的电枢反应及电磁转矩；同步发电机的电动方程式和相量图；同步发电机的运行特性；同步发电机的损耗和效率。

重点：本章是同步发电机运行的核心内容，基本上所有内容都是重点。

难点：对称负载时的电枢反应及电磁转矩；同步发电机的电动方程式和相量图；同步发电机的运行特性。

第9章同步发电机的并列运行（4学时）

同步发电机并列的方法和条件；有功功率的调节和静态稳定；无功功率的调节和U形曲线；调相运行与调相机。

重难点：有功功率的调节和静态稳定；无功功率的调节和U形曲线；调相运行与调相机。

第10章同步发电机的突然短路及异常运行（2学时）

仅作通识介绍。

异步电机篇

第11章三相异步电动机的工作原理和基本结构（6学时）

三相异步电动机的工作原理；三相异步电动机的基本结构；三相异步电动机的铭牌。

第12章三相异步电动机的运行原理（6学时）

三相异步电动机运行时的物理状况；电磁转矩与机械特性；异步电动机的工作特性。

难点：三相异步电动机运行时的物理状况；电磁转矩与机械特性。

第13章异步电动机的起动与运行（6学时）

三相异步电动机的起动；深槽式和双鼠笼式异步电动机；三相异步电动机的调速；三相异步电动机的制动；三相异步电动机的异常运行及常见故障类型；单相异步电动机。

重难点：三相异步电动机的起动；三相异步电动机的调速；三相异步电动机的制动。

其他电机篇（4学时）

主要是对直流电机进行介绍。

总复习（6学时）

对本学期主要内容进行串讲。

四、实践环节

无。

五、课外习题及课程讨论

根据教学基本要求，每章均应有适当的作业、习题或思考题，其内容要多样化，使学生掌握和巩固基本概念、基本原理和基本方法掌握设计、计算的方法和技巧、提高分析问题和解决问题的能力。适当安排习题课，习题应作为评定学生成绩的一部分。

六、教学方法与手段

根据教学的需要，本课程会适当安排习题课（讨论课），课外习题。同时，本课程在课堂中也会穿插播放与课程相关的视屏，以让学生了解电机在电力系统当中的应用和电机的发展前景。