电机学1教案

院系：电力工程系教研室：电机

教师：李永刚

“电机学（1）”课程教案

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绪论

一、教学要求

磁路是整个电机学的基础，也是电气工程专业其它后续课程的基础理论知识，例如控制电机、传感器和执行器、自动化电磁元件等课程的技术基础。为此，要求通过磁路部分的学习，要牢固掌握：

(1)磁路的基本定律：安培环路定律及均匀磁路的欧姆定律、磁介质定律，电磁感应定律。

(2)铁磁物质的基本磁化曲线与磁滞回线。

(3)直流与交流磁路的共同特点及各自的分析方法。

二、知识结构

磁路的基本原理在普通物理中已有介绍，本课是在此基础上，在考虑铁心磁路及绕组空间结构及连接关系的基础上，进一步考虑铁磁物质的特性曲线，将物理学中对基本定律的定性理解，发展到对电磁量的定量分析。所以，可将知识结构描述为：

起点：物理学中的基本电磁定律

新的条件: (1)磁路与绕组的空间结构与连接

(2)铁磁物质的特性曲线

要求：定量分析电压、电流与磁通之间的关系。

三、教学难点

涉及的概念很多，内容复杂，学生对单一概念易于理解，但对于总的知识框架不易掌握，因此，记不住，更不会用。往往出现翻开书全明白，合上书全忘记的情况。

四、教学策略

(1)人机交互技术：通过人机交互直观理解饱和、磁滞等问题，

(2)数值分析可视化技术：在交流磁路分析中，通过人机交互环境下的数值分析、可视化，深入理解在计及饱和时，磁通正弦波、激磁电流尖顶波及电流正弦波、磁通平顶波的特点。

五、课前复习

1、在电路中常用的欧姆定律、基尔霍夫定律。

2、在磁路中常用的磁欧姆定律、磁通的连续性原理、安培环路定律

第一章变压器的基本工作原理和结构

一、教学要求

(1) 了解变压器的用途、分类

(2) 了解变压器的主要结构

(3 ) 了解变压器的发热、温升

(4) 掌握变压器的额定参数

二、教学难点

变压器主要额定值（在三相变压器计算中相绕组与线绕组额定值混淆）

三、教育技术应用

多媒体可视化技术：见《教学课件》栏目中“6.三相变压器磁路”

四、课前预习

无

五、相关的科研进展

(1) 一种新型铁心结构变压器专利号97200573.0 实用新型

(2) 超导变压器的基本特点和开发现状唐跃进. 李敬东. 程时杰. 潘垣. 《电力系统自动化》2001 06

第二章变压器运行分析

一、教学要求

(1) 基本方程式、相量图和等效电路图

(2) 变压器的折合算法

(3) 标么值

(4) 运行性能

以单相变压器为例来介绍变压器的运行分析及数学模型等，这些结果同样适用于三相变压器对称稳态运行分析。

二、教学难点

(1) 变压器的参数折算

(2) 变压器的励磁电流

(3) 变压器的电势平衡、磁势平衡和功率平衡

三、知识结构

通过掌握变压器空载、负载运行分析方法，及由磁势不变导出折合的概念与等值电路的建立。四、教学策略

⑴多媒体可视化技术

⑵人机交互技术

⑶动态数值计算可视化技术

五、教育技术应用

多媒体课件见《教学课件》栏目中“1.安培环路定律；2.铁心磁路；3.饱和效应；4.磁滞回线；5.交流磁路”

六、教学预习

(1) 邱关源主编的《电路》第十章相量法。

(2)《高等数学》中的傅里叶积分。

(3)《工程电磁场》中的恒定磁场部分。

第三章三相变压器

一、教学要求

(1) 了解三相变压器磁路系统的特点

(2) 掌握三相变压器联接组的判别方法

(3) 掌握三相变压器空载运行时的主磁通，空载电流以及电动势的波形与联接方式及磁路系统的关系

二、教学难点

各种变压器的主磁通与励磁电流的波形问题，以及它们对变压器空载相电势波形的影响。

三、教学策略

(1)多媒体可视化技术：见《教学课件》栏目中“6.三相变压器磁路”

(2)动态计算分析

四、教学预习

(1) 邱关源主编的《电路》第十章相量法及三相电路。

(2)《工程电磁场》中的恒定磁场部分

五、相关的科研进展

(1) 三次谐波激磁电流在三相变压器组中的作用《广西电力技术》2001年03期黄东山. 刘南平

(2) 三相变压器联接组别标号的变化规律《电气电子教学学报》2002年02期陈士进

第四章三绕组变压器、自耦变压器和互感器

一教学要求

(1)掌握三绕组变压器的等效电路及其参数的意义；

(2)掌握自耦变压器的电磁关系、容量关系及其特点。

二教学难点

自耦变压器电压、电流和容量的关系及等效电路

三教学策略

(1)多媒体可视化技术

(2)利用三绕组变压器和双绕组变压器相比较法、自耦变压器和双绕组变压器相比较法。

四、教学预习

邱关源主编的《电路》第十二章具有耦合电感的电路。

第五章变压器并联运行

一、教学要求

(1) 掌握变压器理想并联运行的条件

(2) 掌握并联运行时各变压器的负荷分配关系

二、教学难点

变压器并联运行是电力变压器实际运行的方式。通过本章学习变压器理想并联运行的情况和条件，能具体逐一分析不满足这些条件时的问题及实际并联条件.变比不等时，变压器内环流的产生及其大小和影响

三、教学策略

(1) 多媒体可视化技术

(2) 人机交互技术

(3) 用图解法

四、教学预习

邱关源主编的《电路》第十二章具有耦合电感电路中的理想变压器。