电机学大纲

《电机学》课程教学大纲

课程代码：060431004

课程英文名称：Electrical Machine Theory

课程总学时：64 讲课：64 实验：0 上机: 0

适用专业：电气工程及其自动化

大纲编写（修订）时间：2017.11

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课。课程主要讲解变压器、异步电机、同步电机和直流电机。它一方面研究电机的基本理论问题、另一方面又研究与其相联系的科学实验和生产实际中的问题。

本课程的教学目标是使学生掌握变压器、异步电机、同步电机和直流电机的基本理论，为学习“交直流调速控制系统”、“电力系统分析”等课程打下坚实基础。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

通过本门课程学习,要求学生掌握各种电机的基本原理、基本方程式、等值电路、矢量图,并具备一定的实际工作能力，掌握各电机的运行特性及实验方法，了解电机在工程上的实验应用知识，了解电机在控制系统和电力系统中的地位和作用。

本课程理论严谨，系统性强，教学过程中应注意培养学生的思维能力，及严谨的科学态度。

在本课程的教学过程中，应注意运用启发式教学，注意阐述各种分析方法的横向联系，以达到培养学生分析、归纳和总结的能力。

（三）实施说明

本课程教学实施说明：

1.在变压器部分，着重介绍变压器的工作原理、结构和铭牌数据，变压器空载运行、负载运行、参数测定、运行特性，三相变压器。

2.在异步电机部分，着重介绍三相交流绕组的结构及连接规律、三相交流绕组的感应电动势和磁动势的特点与计算公式，三相异步电动机的工作原理、结构，三相异步电动机的等值电路、相量图。熟练掌握其机械特性和工作特性及其测定。熟悉异步电机的启动方法，了解常用的调速方法及其制动运行状态。

3.在同步电机部分，着重介绍同步发电机的基本结构、励磁方式、基本工作原理、类型和额定值。理解掌握同步发电机空载特性及负载后的电枢反应、电枢反应电抗及同步电抗，电势平衡方程式及相量图、功角特性及有功功率的调节，无功功率调节，同步电动机的异步起动，磁阻同步电动机，开关磁阻同步电动机。

4.在直流电机部分，着重介绍直流电机的工作原理、结构和铭牌数据，直流电机的电枢绕组、磁场、感应电动势和电磁转矩，直流电动机，直流发电机。

（四）对先修课的要求

在电路、大学物理基础上进行。

（五）对习题课、实验环节的要求

习题是对讲授内容的消化,因此,要求学生按时完成作业,并将作业内容带到实践环节去验证.

（六）课程考核方式

1.考核方式：考试。

2. 考核目标：重点考核学生对电机学的基本理论的掌握，变压器、异步电机、同步电机和直流电机在各种工作状态下参数的计算。

3．成绩构成：成绩构成：本课程的总成绩由二部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等），期末考试成绩。

平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出，占总成绩20-30%。期末考试成绩按百分制给出占总成绩70-80%。

（七）主要参考书目:

《电机学》吕宗枢主编高等教育出版社，2014年3月

《电机学》汤蕴璆主编机械工业出版社，2001年3月

二、中文摘要

电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门主要技术基础课。其目的是使学生了解变压器、异步电机、同步电机和直流电机的基本结构，掌握电机的基本工作原理、基本分析方法和基本实验技能，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

三、课程学时总体分配表

四、教学内容及基本要求

第1部分绪论

总学时(单位：学时): 2讲课 2学时实验0学时上机0学时

具体内容：

1）电机及电机学概述

2）电机所用材料和铁磁材料特性

3）电机理论常用的基本电磁定律

重点:

基本电磁定律、铁磁材料特性

难点：

磁路定律及铁磁材料特性

第2部分变压器

总学时(单位：学时): 16 讲课 16学时实验0学时上机0学时具体内容：

1）变压器的基本工作原理和结构

2）单相变压器的空载运行

3）单相变压器的负载运行

4）单相变压器的参数测定及标幺值

5）三相变压器的结构、连接组别及对相电动势波形影响

6）变压器的运行特性

7）变压器的并联运行

8）特殊变压器

重点:

单相变压器的空载运行、单相变压器的负载运行、单相变压器的参数测定及标幺值、

变压器的运行特性和并联运行

难点：

三相变压器的结构、连接组别及对相电动势波形影响、变压器的并联运行、特殊变压器

第3部分异步电机

总学时(单位：学时): 18讲课 18学时实验0学时上机0学时

具体内容：

1）三相交流绕组

2）交流绕组电动势和磁动势

3）三相异步电动机的基本工作原理和结构

4）三相异步电动机的空载运行

5）三相异步电动机的负载运行

6）三相异步电动机的折算、等效电路和相量图

7）三相异步电动机的功率和转矩平衡方程式

8）三相异步电动机的电磁转矩和参数测定

9）三相异步电动机的性能指标与工作特性、起动和调速

10）单相异步电动机

重点:

三相交流绕组结构特点连接规律、交流绕组电动势和磁动势、三相异步电动机的折算、等效电路和相量图、三相异步电动机的功率和转矩平衡方程式、三相异步电动机的性能指标与工作特性、起动和调速

难点：

交流绕组电动势和磁动势单叠绕组、三相异步电动机的折算、等效电路和相量图、三相异步电动机的电磁转矩和参数测定、单相异步电动机

实验：

三相异步电动机工作特性

第4部分同步电机

总学时(单位：学时): 20讲课 20学时实验0学时上机0学时

具体内容：

1）同步电机的基本工作原理、结构及同步发电机空载运行

2）同步发电机的电枢反应

3）隐极同步发电机电动势方程式和相量图

4）凸极同步发电机电动势方程式和相量图

5）同步发电机的运行特性

6）同步发电机的并联条件与方法

7）同步发电机的功角特性

8）同步发电机有功功率的调节和静态稳定

9）同步发电机无功功率的调节和V形曲线

10）同步电动机的工作原理

11）同步电动机的功角特性与磁阻电动机

12）同步电动机的起动和同步调相机

重点: