《电机学》教学大纲西安交大版(已修改)
《电机学》教学大纲
《电机学》教学大纲1 课程的基本描述课程名称：电机学Electric Machinery课程编号：0301D06W课程性质：学科基础课适用专业：电气工程及其自动化前导课程：高等数学、大学物理、电路、电磁场后续课程：电机控制技术、电机设计、电机测试技术、控制电机、特种电机、永磁电机设计等学科基础课2 教学定位2.1 能力培养目标通过本课程的学习主要培养学生（1）获得专业基础理论知识的学习能力和理解能力；（2）建立对工程问题进行理论分析的逻辑思维能力和建模解析能力；（3）进行工程试验的设计实施能力；（4）分析和解决工程问题的实践能力。
2.2 课程的主要特点电机是一种机电能量转换装置，它亦是电力系统，自动控制系统中的一个元件。
电机学课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课，本课程的教学内容既面向电机制造业，又强调电机的运行与应用，是电气类专业的学生必须掌握的专业知识，是学生下一步学习专业课的基础，也为今后从事专业工作打下坚实的基础。
2.3 教学定位本课程的先修课是“高等数学”，“大学物理”，“电路”，“电磁场”等，这些课程的学习，为本课程奠定数学基础和必需的电学知识。
本课程主要阐述电机的基本原理、分析方法和简单的工程问题。
通过本课程的学习，获得电机原理，电机基本理论和电机稳态分析等方面的知识和实验技能，为学生进行电机设计，电机控制，电机运行分析打下良好的专业理论基础。
3 知识点与学时分配3.1基础理论电机及电机学课程概述（学时：1学时）电机的历史、现状和发展（了解，核心）。
电机学课程的性质、学习方法（了解，核心）。
磁场中基本物理量、磁路的概念、磁路的基本定律（学时：1学时）磁场分析基本量，磁路的基本定律（理解，核心）。
磁性材料及其特性、简单磁路计算（学时：1学时）常用铁磁材料及其磁化特性（理解，核心）。
简单串联、并联磁路计算（理解，核心）。
交流磁路中的激磁电流和磁通、电磁感应定律（学时：1学时）交流磁路中激磁电流和磁通的波形对应关系（理解，核心）。
《电机学》实践教学计划及教学大纲
《电机学》实践教学计划及教学大纲《自动化》专业实践教学计划《电机学》单元教学计划一、培训目标本课程是有关“电”专业的专业课。
通过本课程的学习，使学生掌握变压器是根据电磁感应原理实现电能的传递，电机是根据电磁感应和电磁力实现电能与机械能的相互转换，在转换过程中各物理量的关系及各参数的变化情况。
（一）《电机学》理论课本课程是有关“电”专业方面的专业课，在《电路基础》及《电子技术》的基础下方能开展的课程。
通过本课程的学习，使学生掌握变压器及电机的结构和工作原理，变压器空载和负载时的运行情况及运行特性，三相变压器的构成及联结组别的判断，了解特殊变压器。
掌握异步电动机的工作特性，异步电动机的起动、制动及调速方法。
掌握同步电机及直流电机的结构和工作原理。
（二）《电机学》实训通过实训，使学生对电机学的理论更加深刻，让学生更进一步掌握变压器及电机在不同状态下的工作情况，通过实验的手段可以测出变压器及电机的参数及运行特性。
二、单元教学课题和学时分配单元教学总周数：×周第×学期×周，总课时：×《电机学》单元教学大纲第一课题变压器空载试验一、教学要求掌握变压器空载试验接线图，熟悉电流表、电压表、功率表的使用。
掌握变压器空载试验的主要目的是测出变压器变比、铁损和激磁阻抗。
二、理论教学内容（一）、教学要求1、了解变压器的结构；2、掌握变压器的空载运行原理；3、掌握变压器空载运行时存在的损耗；4、会画变压器空载运行时等效电路图及相量图。
（二）、理论内容1、什么是变压器的空载运行？空载运行时的物理情况；2、主电动势E1、E2和漏电动势；3、空载运行时电压方程及变比；4、空载运行时的损耗；5、空载运行的等效电路、相量图。
三、实习指导教学内容（一）、教学要求：（重点讲解以下内容）1、要求本次试验是在低压侧做还是在高压侧做；2、掌握变压器空载试验接线图；3、掌握变压器空载试验的主要目的是测出变压器变比、铁损和激磁阻抗。
《电机学》教学大纲
《电机学》教学大纲一、课程编号：0501043二、课程名称：电机学（Electro Mechanics）三、学分、学时：2 5学分、32学时+12学时(课内实验)四、教学对象：五、开课单位：电气工程学院六、先修课程：数学、物理、电路七、课程性质、作用、教学目标（含知识、能力、素质的要求）：必修课；《电机学》是本专业的一门主要技术基础课，为了培养学生成为电工技术领域中的高级技术人才，电机学主要讲述变压器、异步电动机、直流电机等三类电机的结构，工作原理及其起动、调速、运行等方面的内容，通过本课程的学习,使学生获得电机的基本理论知识,基本分析方法和基本实验技能,为进一步学习专业课和从事专业工作打下坚实的基础。
八、教学内容与基本要求：第一章绪论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《电机学》课程在电气工程及其自动化专业中的地位，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第一篇变压器第二章变压器的基本作用原理与理论分析教学内容：变压器的主要类型，变压器的结构，变压器的额定值。
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。
《电机学》教学大纲
《电机学》教学⼤纲《电机学》教学⼤纲英⽂名称：Electric machine学分：6.5学分学时：104学时（56+48）适⽤专业：电⽓⼯程及其⾃动化专业先修课程：⾼等数学，电路教学⽬的：本课程是电⽓⼯程及其⾃动化专业的技术基础课，是本专业学⽣学习专业课、从事本专业的⽣产实践和科研⼯作必不可少的理论基础。
通过本课程的学习，使学⽣了解变压器、异步电机、同步电机和直流电机的结构原理、参数确定和⼯作特性，能正确地分析、研究电机的各种运⾏状态，并能正确地选择和使⽤它们。
教学要求：本课程主要研究变压器、异步电机、同步电机和直流电机的基本理论。
教学侧重于电机的研究、分析和使⽤的⽅法，要求学⽣掌握电机的基本⽅程、相量图、等效电路，电机参数的测定和计算⽅法，电机特性的求取和分析，交流电机旋转磁场的形成和旋转磁动势的计算，使学⽣能顺利地学习后续的技术基础课和专业课。
教学内容：第⼀章绪论1. 概述电机学课程的性质和主要内容2. 电机学课程的学习⽅法在学习本课程时应注意的事项和学习本课程的⽅法基本要求：了解本课程的主要内容和性质，学习本课程的基本⽅法。
重点：了解学习本课程的基本⽅法。
难点：重视本课程的学习。
第⼆章变压器的基本作⽤原理与理论分析1. 电⼒变压器的基本结构和额定值电⼒变压器的基本结构和额定值2. 变压器的空载运⾏变压器空载运⾏时的电磁物理现象，电磁量的正⽅向，感应电动势、电压变⽐，励磁电流，励磁特性的电路模型，漏磁通与漏电抗，电路⽅程、等效电路和相量图3. 变压器负载运⾏变压器负载时的电磁物理现象，基本⽅程式，绕组归算，归算后的基本⽅程式、等效电路和相量图，近似等效电路和简化等效电路4. 标⼳值标⼳值的定义，基值，标⼳值的优点5. 等效电路参数的测定空载试验，短路试验6. 变压器的运⾏特性次级端电压的变化，变压器的效率基本要求：掌握变压器的基本原理，⽤变压器的基本⽅程式、等效电路和相量图分析变压器的基本特性。
《电机学》课程教学大纲
《电机学》课程教学大纲Electric Machinery适用专业：电气工程及其自动化执笔者：武惠芳刘慧娟编写日期：2002年3月14日一、课程的性质和目的课程性质：《电机学》是电气工程及其自动化专业的专业基础课。
主要任务：使学生掌握变压器、交流电机和直流电机的基本知识、基本理论、基本计算方法和一般运行分析问题，为后续专业课的学习打好必要的基础。
电机实验是本课程的重要教学环节，使学生掌握电机基本实验的原理和方法，初步掌握对电机进行一般操作的动手能力和对实验数据的分析能力。
二、课程教学内容《电机学》（I）必修课课程编号：学时：64 学分：4讲课学时：56 实验学时：8绪论（讲课2学时）绪论是学习一门课程的重要环节。
通过绪论的学习，首先要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《电机学》课程在电气工程及其自动化专业中的地位，从而明确学习目的；其次要了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，克服畏难思想，转变学习方法；最后要对电机常用的电磁定律进行复习，并要求学生熟练掌握。
重点：本课程的性质、任务、特点和一般分析方法难点：常用的电磁定律在电机中的应用第一篇变压器（讲课18学时，实验4学时）第一章变压器的基本知识及结构（讲课2学时）本课程的特点之一是所研究的对象是一个实物，因此电机的理论分析的第一步除了分析电机的基本知识之外，同时要分析电机的结构。
通过本章学习，首先要掌握变压器的基本变压原理和熟悉变压器主要结构部件的名称、作用及材料；其次要熟悉变压器的铭牌并掌握额定值的含义和它们之间的关系。
重点：变压器的基本变压原理难点：三相变压器额定值的含义和关系关键：搞清楚三相变压器两种连接方式相、线电压和相、线电流的关系第二章变压器的基本原理（讲课10学时，实验2学时）本章是电机理论分析的第二步。
它通过对变压器运行时的电磁物理过程分析，找出各物理量的之间的关系，然后抽象为数学模型（方程式）、物理模型（等效电路）和相量模型（相量图）——方程式、等效电路和相量图是对同一物理过程的不同的表达形式，最后用这些模型去研究变压器的运行性能。
(完整版)西安交大的电机学课件2第一篇、第2章直流电机基本理论
S
6
•设直轴线与电枢外圆的交点为0点，在距0点为x处作一闭合磁力线回路。 该闭路包围的电流数即为总磁势Fa 。 •电枢表面单位长度上的安培导体数A 称为电机的线负荷。
线负荷 A Nia 0,1
Da
距0点为x处，每个气隙的电枢反应
磁势为（忽略铁心中的磁势降）
Fa (x) Ax
( x )
2
2
Ba x
B0 x B x
9
四、补偿绕组
为了减少电枢反应的影响，在磁极表面的槽 中安装补偿绕组；
补偿绕组与电枢绕组串联； 补偿绕组导体电流的方向与其对应的极面下
的电枢电流的方向相反。
10
五、直轴电枢反应 •如果将电刷位置逆时针移动β角，则电枢磁势可分为两部分
直轴电枢磁势Fad ； 交轴电枢磁势Faq。
一、公式ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ导
单个导体中的电流为： ia
Ia 2a
N
x处导体电磁力为： fx B xlia
每个导体产生的电磁转矩为（导体有效长度为l）：
x
Tx
B xlia
D 2
Bxl
Ia 2a
2 p 2
B xlIa
p 2a
所有N个导体产生的电磁转矩为：
B(x)
Bp
p
p pN
T NBplIa 2a N l lIa 2a 2a Ia CT Ia
l
l2 p
n 60
N 2a
l
pN 60a
n
Cen
Ce为电势的结构常数。可见感应电势正比于每极磁通量和转子转速。这 一感应电势公式把电量Ea、机械量n、磁场量Φ联系起来了。
励磁绕组示意图（他励或并励）：
•直流电机的电路包括电枢支路和励磁支路。 •在分析直流电机时，最好先根据励磁方式画出电机的电路连线。
8[1].17 电机学
![8[1].17 电机学](https://img.taocdn.com/s3/m/3e094f1e5f0e7cd184253624.png)
l
H dl
ik k
N
二、常用方法 1. 安培环路定律(Ampere’s Law)或全电流定律: 沿空间任意条闭合回路，磁场强度 H 的线 积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。 2. 电磁感应定律
3.电磁力定律 载流导体在磁场中要受到电磁力，在导体与磁 场垂直的情况下，若导体中电流为 i，导体长度 为 l，导体所在处的磁通密度为 b，则电磁力为：
E I m Z m I m R m jX m
Z m R m jX m
励磁电阻 Rm：表征铁心损耗大小的一个等效参数 励磁电抗 Xm：表征铁心磁化性能高低的一个等效参数 Rm = pFe/Im2 = f(μFe)， Xm = f(μFe) 其中：pFe ≈ Cfe f1.3 Bm2 G 6. 电动势平衡方程: ∗ ∗ 一次侧： U1 = −������∗ ������ + Z1 × ������������ ∗ ∗ 二次侧：U20 = E2 变比： E1 N1 U1 U1 N
uk
u kr u kx
从正常运行角度看，希望短路电压小些，这样可使副边电压随负载波动小些；从限制短 路电流角度，希望它大些，相应的短路电流就小些。 4. 空载试验 试验目的：确定变比 k、激磁阻抗 Zm 等参数。 试验方法：低压侧加电压，高压侧开路。
k U
U
Zm U
I
p Fe P R m P I Xm Z m Rm
n
n
R mk
类比基尔霍夫电压定律。
lk k Ak
磁路计算时，总是把整个磁路分成若干段，每段为同一材料、相同截面积，且段内磁通密度 处处相等，从而磁场强度亦处处相等。 7.磁路与电路的对比
《电机学》教学大纲
《电机学》教学大纲一、课程编号本院电机学二、学时理论教学117学时，实践教学36学时三、前期课程高等数学、物理学、工程数学、电路、电磁场。
四、后续课程电力系统分析、发电厂电气工程、继电保护、高电压工程等专业课。
五、本门课的地位《电机学》是电气工程及其自动化等专业的一门主要技术基础课。
六、学习本课程的意义及达到的目的本课程以变压器、同步电机、异步电机和直流电机为研究对象。
本课程的特点是理论性强、概念多、与工程实际联系密切。
通过本课程的学习，使学生获得电机的基本理论知识、基本分析方法和基本实验技能，为进一步学习专业课程从事专业工作打下坚实的基础。
学习本课程后，应达到下列基本要求：1. 了解电机的基本结构，掌握其工作原理和运行特性，对电机有较系统和完整的认识。
对电机额定值具有明确的工程概念。
2. 掌握分析电机的基本方法，能正确建立电动势、磁动势、功率和转矩平衡方程式，能熟练运用复数运算、等效电路、相量图，掌握谐波分析、对称分量法等。
3. 正确理解电机中各个磁场的性质及它们之间的时间和空间关系。
深入理解电机参数的物理意义并了解其数量概念。
4. 学会操作和使用常用电机，掌握电机的基本实验方法，并能对测试结果进行分析。
七、教学要点1. 绪论（1）本课程的性质和任务。
（2）磁场磁路及其基本定律。
（3）铁磁材料的特性。
2. 变压器变压器是电力系统中的主要设备，熟练掌握变压器的基本原理、运行特性和分析方法。
（1）变压器的基本结构、额定值，变压器的功用。
（2）变压器运行原理以单相双绕组变压器为例·主磁通、漏磁通以及磁动势平衡的物理概念。
·变压器空载运行及其电磁关系。
·变压器的负载运行及其基本方程式。
·变压器的归算方法。
·变压器的等效电路、注意基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。
·变压器运行性能的分析方法和计算。
·变压器参数的物理意义和测量方法。
《电机学教学大纲》
《电机学》教学大纲（学分4 学时64）一、课程说明本课程是电气工程及其自动化专业一门重要的专业基础课，本课程是“电路分析”等基础课的后续课程，同时又为后续专业课的学习准备必要的基础知识。
本课程的理论性与实践性都很强，通过本课程学习，使学生掌握各种电机的基本结构、工作原理、分析方法及其主要特性；掌握电力拖动系统中电动机的起动、调速和制动方法及有关计算方法；合理地选择和使用电动机，为从事专业技术工作打下坚实的基础。
二、课程与培养方案中“毕业能力”的对应关系1. 能力4：具有运用与本专业相关的（包括电机学、电器学、电力系统分析、高电压技术、电力电子技术等）专门知识理论与实践知识解决问题的能力，了解本学科前沿和发展趋势；2. 能力7：具有综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决电气工程实际问题的基本能力；3. 能力11：具有不断学习和适应电气工程发展的能力，对终身学习具有正确认识。
三、课程目标1. 学习电机学基础知识和基本理论知识，掌握常用电机的结构、工作原理分析方法和主要特性等基本知识；2. 学习电力拖动系统中电动机的起动、调速和制动方法及有关计算方法，具有合理地选择和使用电动机的能力；3. 了解电机发展历史，培养学生追求创新的态度和意识；4. 培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握电机的实验方法，获得实验技能的基本训练；5. 了解电机领域的前沿和发展动向。
四、教学内容、基本要求与学时分配五、其它教学环节本课程配有相应的实验课（单独设课）。
六、授课说明1. 开课学期：秋季。
2. 授课单位：电气工程学院。
3. 适用专业：电气工程及其自动化。
4. 先修课程：《电路理论》、《电磁场原理》、《大学物理》等。
七、教材和参考书1. 使用教材:孙建忠刘凤春主编. 电机与拖动(第2版). 机械工业出版社,20132. 主要参考书（1）刘凤春，孙建忠，牟宪民编著.电机与拖动MATLAB与仿真学习指导. 机械工业出版社,2009（2）Theodore Wildi. Electrical Machines, Drives, and Power System.(英文影印版). 科学出版社,2002《电机学实验》教学大纲（学分1.0 学时24）一、课程说明本课程是配合《电机学》课程而开设的，通过实验教学，加深电气工程学生对电机学基础知识和基本理论的进一步理解和巩固，是电气工程的专业课。
电机学课程教学大纲
“电机学”课程教学大纲英文名称： Electrical Machines课程编码：ELEC3048学时： 80 学分：4.5分适用对象：电气工程与自动化专业，测控技术与仪器专业先修课程：电路、大学物理使用教材及参考书：闫治安、崔新艺、苏少平合编，《电机学》第2版，西安交通大学出版社， 2006年汪国梁主编，《电机学》，机械工业出版社，1996年汤蕴璆、史乃编，《电机学》，机械工业出版社，2001年一、课程性质、目的和任务：电机学是电工技术类本科、专科生的必修技术基础课，是电气工程学院的院级课程，也是本学科其它专业课程的重要基础。
电机学讲述变压器、直流电机、异步电动机、同步电机等四类基本电机的结构、原理、特性和应用等方面的内容。
通过本课程的学习，培养学生掌握作为电气工程的主要设备的各种电机的基本理论和基本特性，及应用各种电机的能力和实验能力，培养新一代电气自动化的高级工程人才。
二．教学基本要求1．掌握变压器和各种电机的基本工作原理。
对各种类型的电机的结构和绕组有基本了解，熟知各种电机的特点、应用范围及额定值。
2．深入了解电机中的磁场性质和时间空间关系及电枢反应。
了解磁路饱和对电机性能的影响。
3．掌握各种电机稳态运行时的分析方法（包括基本方程、等效电路和相量图）。
熟悉各种电机的参数的物理概念，掌握参数的求取的方法。
4．熟悉各种电机的运行特性。
5．掌握各种电动机的启动的特点及常用的启动方法。
6．掌握各种电动机的调速方法及其特点。
7．掌握各种电动机的机械特性及其稳定运行的条件。
8．了解电动机制动运行状态的物理概念。
9．通过实验，熟练掌握变压器和各种电机的基本实验方法和操作技能。
10．熟悉变压器并联运行的条件和负载分配。
11．熟悉同步发电机并网运行的条件、方法，并网后的功角特性、有功功率和无功功率的调节。
12．了解变压器和同步电机不对称运行和暂态运行的基本物理概念、基本分析方法及暂态参数。
13．了解直流电机换向的定义、换向火花产生的原因及改善换向的方法。
《电机学》教学大纲西安交大版(已修改)
课程编号：0030406《电机学》教学大纲学时数：80 讲课：60 实验：20适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）青海大学水电系电工教研室2006．2课程编号：0030406《电机学》教学大纲学时数：80 讲课：60 实验：20适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）一、课程内容第一篇直流电机第一章磁路1-1磁路的基本定律1-2常用的铁磁材料及其特性1-3直流磁路1-4交流磁路的特点第二章直流电机的工作原理和结构2-1直流电机的工作原理2-2直流电机的结构2-3电枢绕组2-4直流电机的额定值第三章直流电机的基本理论3-1直流电机的励磁方式3-2空载时直流电机的气隙磁场3-3负载时直流电机的气隙磁场3-4电枢绕组中的感应电势3-5直流电机的电势平衡方程3-6电磁转矩3-7直流电机中的损耗和功率平衡方程第四章直流发电机4-1他励直流发电机的运行特性4-2并励直流发电机的运行特性4-3复励直流发电机的运行特性第五章直流电动机5-1直流电动机的起动5-2他励直流电动机的工作特性5-3他励直流电动机的机械特性5-4串励直流电动机的机械特性5-5复励直流电动机的机械特性5-6负载的机械特性5-7电动机稳定运行的条件5-8他励直流电动机的调速方法5-9直流电动机的制动5-10直流电机的换向第二篇变压器第六章变压器的结构、原理及额定值6-1变压器的用途和工作原理6-2变压器的结构及类型6-3变压器的额定值第七章变压器的运行分析7-1变压器的空载运行7-2变压器的负载运行7-3变压器的等效电路和相量图7-4变压器的参数测量和标幺值7-5变压器运行时副边电压的变化和调压装置7-6变压器的损耗和效率第八章三相变压器8-1三相组式和芯式变压器8-2三相变压器的联结组8-3三相变压器的励磁电流和电势波形8-4变压器的并联运行8-5三相变压器的不对称运行第九章三绕组变压器、自耦变压器和互感器9-1三绕组变压器9-2自耦变压器9-3互感器第十章变压器的暂态运行10-1变压器空载合闸10-2变压器暂态短路10-3过电压现象第三篇异步电机第十一章异步电机的结构及绕组11-1异步电机的结构及额定值11-2交流电机定子绕组第十二章交流电机定子绕组的电势与磁势12-1交流电机定子绕组感应电势12-2交流电机定子单相绕组中的磁势12-3三相绕组基波旋转磁势12-4异步电机中的主磁通、漏磁通及漏电抗第十三章异步电机的分析方法13-1异步电机的工作原理13-2异步电机的等效电路及其简化13-3异步电动机的功率平衡及转矩平衡关系13-4异步电动机的电磁转矩和机械特性13-5异步电动机工作特性的分析第十四章三相异步电动机的起动及速度调节14-1对异步电动机的起动要求及起动方法选用原则14-2鼠笼式异步电动机直接起动14-3鼠笼式异步电动机降压起动14-4绕线式异步电动机的起动14-5异步电动机的调速方法14-6异步电动机变极调速14-7异步电动机变频调速14-8绕线式转子异步电动机调速第十五章单相异步电动机15-1单相异步电动机原理、性能及分类15-2单相异步电动机定子绕组第四篇同步电机第十六章同步电动机原理和结构16-1同步发电机原理概述16-2同步发电机的型式与结构16-3同步电机额定值和型号第十七章同步发电机对称运行分析17-1空载运行分析17-2负载运行和电枢反应分析17-3同步发电机的电势方程式及相量图17-4同步发电机的负载特性和电抗测定第十八章同步发电机并网运行18-1并联条件及其方法18-2功角特性既有功功率调节18-3并网运行时无功功率的调节第十九章同步电动机19-1同步电动机的工作原理19-2同步电动机电势方程式和相量图19-3同步电动机的优缺点19-4同步电动机的功角特性19-5同步电动机的异步起动第二十章电机的发热和冷却过程20-1电机的发热与冷却过程20-2电机用绝缘材料和电机的定额20-3电机的冷却方式简述二、作业学完每章后，根据学生对章节内容的掌握情况，布置适当的课外作业。
电机学教学大纲
《电机学》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Electrical Machinery Theory2、课程类别：专业基础课程3、课程学时：总学时128，4、先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《电路原理》、《工程电磁场》二、课程的目的与任务电机学是电气工程与其自动化专业的一门重要的专业基础课。
从应用的角度出发，分析变压器、直流电机、异步电机和同步电机四类主要电机的基本结构、工作原理、电磁关系和运行特性。
通过本课程的学习使学生掌握电机的基本理论和基本分析方法，为掌握本专业和学习后续课程打下理论基础，并为今后工作中解决工程实际问题作好准备。
三、课程的基本要求掌握变压器的基本结构和工作原理、变压器的运行特性、分析方法；直流和交流电机的结构、工作原理、运行特性、分析方法；掌握机电能量转换原理。
达到电气工程及其自动化专业应具备有关电机基础知识、基本技能的要求。
四、教学内容、要求及学时分配(一)理论教学：44绪论 2学时内容：学习电机学的目的意义，常用的物理概念和定律重点：磁路的基本概念和基本定律难点：磁路的基本概念和基本定律第一篇变压器 8学时内容：变压器的基本结构，变压器的基本方程、等效电路、相量图、变压器的运行特性，三相变压器的磁路系统和联结组别，三相变压器空载电动势波形，变压器参数的测定,变压器的并联运行, 变压器的不对称运行，变压器的瞬变过程，三绕组变压器、自耦变压器、电压互感器和电流互感器。
重点：变压器的基本方程, 等效电路、相量图，变压器的运行特性，三相变压器的联结组别，变压器参数的测定,变压器的并联运行，自耦变压器。
难点：变压器的相量图，三相变压器的联结组别，三相变压器空载电动势波形，变压器的不对称运行。
第二篇交流电机的共同理论问题： 8学时内容：交流绕组的基本要求和分类；三相单层绕组和三相双层绕组；正弦分布磁场下绕组的电动势；非正弦分布磁场下电动势中的高次谐波及其削弱方法；单相绕组的脉振磁动势；三相电枢绕组产生的基波合成磁动势；三相电枢绕组合成磁动势的高次谐波；两相电枢绕组产生的磁动势重点：交流绕组中的感应电动势,单相绕组的脉振磁动势；三相绕组产生的基波合成磁动势；两相绕组产生的磁动势。
西安交通大学电机学课件修订版
西安交通大学电机学课件Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】第一篇直流电机一. 直流电机(DC Machines)概述直流电机是电机的主要类型之一。
直流电机可作为发电机使用，也可作为电动机使用。
用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。
直流电机的用途:作电源用:发电机；作动力用:电动机；信号的传递:测速发电机,伺服电机作电源用:直流发电机将机械能转化为直流电能作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能信号传递:直流测速发电机将机械信号转换为电信号信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号二. 直流电机的优缺点1.直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。
2.直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。
3.直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。
4.由于存在换向器，其制造复杂，成本较高。
第1章直流电机的工作原理和结构1-1 直流电机工作原理一、原理图(物理模型图)磁极对N、S不动, 线圈（绕组）abcd 旋转, 换向片1、2旋转, 电刷及出线A、B不动二、直流发电机原理（机械能--->直流电能）( Principles of DC Generator)1.原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转；2.电机内部有磁场存在；或定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流I f)时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场） (magnetic field, field pole)3.电枢线圈的导体中将产生感应电势e = B l v ，但导体电势为交流电，而经过换向器与电刷的作用可以引出直流电势E AB，以便输出直流电能。
（看原理图1，看原理图2）(commutator and brush)1.问题1-1：直流电机电枢单个导体中感应电势的性质2.问题1-2：直流电机通过电刷引出的感应电势的性质3.4.问题1-3：直流发电机如何得到幅值较为恒定的直流电势5.为了得到稳定的直流电势，直流电机的电枢圆周上一般有多个线圈分布在不同的位置，并通过多个换向片联接成电枢绕组。
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课程编号：0030406
《电机学》教学大纲
学时数：80 讲课：60 实验：20
适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）*
【
青海大学水电系电工教研室
2006．2
…
课程编号：0030406
《电机学》教学大纲学时数：80 讲课：60 实验：20
适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）
一、课程内容
第一篇直流电机
第一章磁路
1-1磁路的基本定律
…
1-2常用的铁磁材料及其特性
1-3直流磁路
1-4交流磁路的特点
第二章直流电机的工作原理和结构
2-1直流电机的工作原理
2-2直流电机的结构
2-3电枢绕组
2-4直流电机的额定值
·
第三章直流电机的基本理论
3-1直流电机的励磁方式
3-2空载时直流电机的气隙磁场
3-3负载时直流电机的气隙磁场
3-4电枢绕组中的感应电势
3-5直流电机的电势平衡方程
3-6电磁转矩
3-7直流电机中的损耗和功率平衡方程—
第四章直流发电机
4-1他励直流发电机的运行特性
4-2并励直流发电机的运行特性
4-3复励直流发电机的运行特性
第五章直流电动机
5-1直流电动机的起动
5-2他励直流电动机的工作特性
5-3他励直流电动机的机械特性
>
5-4串励直流电动机的机械特性
5-5复励直流电动机的机械特性
5-6负载的机械特性
5-7电动机稳定运行的条件
5-8他励直流电动机的调速方法
5-9直流电动机的制动
5-10直流电机的换向
第二篇变压器
、
第六章变压器的结构、原理及额定值6-1变压器的用途和工作原理
6-2变压器的结构及类型
6-3变压器的额定值
第七章变压器的运行分析
7-1变压器的空载运行
7-2变压器的负载运行
7-3变压器的等效电路和相量图
^
7-4变压器的参数测量和标幺值
7-5变压器运行时副边电压的变化和调压装置7-6变压器的损耗和效率
第八章三相变压器
8-1三相组式和芯式变压器
8-2三相变压器的联结组
8-3三相变压器的励磁电流和电势波形
8-4变压器的并联运行
…
8-5三相变压器的不对称运行
第九章三绕组变压器、自耦变压器和互感器9-1三绕组变压器
9-2自耦变压器
9-3互感器
第十章变压器的暂态运行
10-1变压器空载合闸
10-2变压器暂态短路
|
10-3过电压现象
第三篇异步电机
第十一章异步电机的结构及绕组
11-1异步电机的结构及额定值
11-2交流电机定子绕组
第十二章交流电机定子绕组的电势与磁势
12-1交流电机定子绕组感应电势
12-2交流电机定子单相绕组中的磁势
,
12-3三相绕组基波旋转磁势
12-4异步电机中的主磁通、漏磁通及漏电抗
第十三章异步电机的分析方法
13-1异步电机的工作原理
13-2异步电机的等效电路及其简化
13-3异步电动机的功率平衡及转矩平衡关系
13-4异步电动机的电磁转矩和机械特性
13-5异步电动机工作特性的分析
\
第十四章三相异步电动机的起动及速度调节
14-1对异步电动机的起动要求及起动方法选用原则14-2鼠笼式异步电动机直接起动
14-3鼠笼式异步电动机降压起动
14-4绕线式异步电动机的起动
14-5异步电动机的调速方法
14-6异步电动机变极调速
14-7异步电动机变频调速
~
14-8绕线式转子异步电动机调速
第十五章单相异步电动机
15-1单相异步电动机原理、性能及分类15-2单相异步电动机定子绕组
第四篇同步电机
第十六章同步电动机原理和结构
16-1同步发电机原理概述
16-2同步发电机的型式与结构
—
16-3同步电机额定值和型号
第十七章同步发电机对称运行分析
17-1空载运行分析
17-2负载运行和电枢反应分析
17-3同步发电机的电势方程式及相量图17-4同步发电机的负载特性和电抗测定第十八章同步发电机并网运行
18-1并联条件及其方法
—
18-2功角特性既有功功率调节
18-3并网运行时无功功率的调节
第十九章同步电动机
19-1同步电动机的工作原理
19-2同步电动机电势方程式和相量图19-3同步电动机的优缺点
19-4同步电动机的功角特性
19-5同步电动机的异步起动
-
第二十章电机的发热和冷却过程
20-1电机的发热与冷却过程
20-2电机用绝缘材料和电机的定额
20-3电机的冷却方式简述
二、作业
学完每章后，根据学生对章节内容的掌握情况，布置适当的课外作业。
三、实验项目
1、变压器的参数测定
2、（
3、变压器的并联运行
4、异步电动机
观察三相异步电动机的构造。
了解铭牌数据。
了解各种起动方法，并能接线和操作。
观察起动电流的变化和磁力起动器、自耦减压起动器等控制设备的构造，并了解电动机的工作特性。
5、同步发电机的并联运行。
6、直流电动机的起动、调速和制动。
注：以上各实验均根据实验室设备情况而定
电机学教学大纲说明
[
一、本课程的性质和任务
(1)在高等学校本科电力系统及其自动化专业的教学计划中，电机学是一门理论性较强的专业基础课程。
它的任务是：使学生通过对本大纲所规定的全部教学内容的学习，获得电机的基本理论、基本知识和基本技能，为学习后续课
程和专业知识以及从事工程技术工打下基础.
二、本课程与其它课程的联系
电机学与普通物理学的关系十分密切。
在物理学中，已经对电和磁的一般规律作过讨论，电机学主要研究电和磁的规律在工程技术中的应用。
因此，本课程是在物理课电磁学的基础上进行学习的。
电路的基本物理量、欧姆定律、电阻的串联和并联、电场和磁场的基本物理量、电磁感应、铁磁物质的磁性能等内容，应在物理课中讲授，本课程不必过多重复。
三、本课程内容的重点、难度、深度和广度
课程的基本内容是根据课程的基本要求、贯彻教育部提出的“打好基础，精选内容，逐步更新，利于教学”的精神，从全国多数院校的教学水平出发所规定的学生必须掌握的基本理论、基本知识和基本技能来确定的。
本大纲中各部分的深度和广度说明如下：
1、变压器
(1)*
(2)对变压器的作用原理，应在物理学的基础上提高一步，引出工程概念。
讲电压变比时，应导出U≈Φm的公式；讲电流变比时须从磁势平衡导出。
(3)说明损耗、效率与负载大小的关系，建立经济运行的概念。
(4)要求学生了解三相变压器的联接组别以及并联运行的条件，但不作详细
论证。
2、异步电机
(1)对三相异步电动机必须讲解运行特性，定性地说明损耗、效率、功率因
数与负载大小的关系。
(2)讲清异步电机的M-S曲线，电磁转矩的公式可以不必推导。
(3)着重讲解电压变化时对起动转矩、过载能力、机械特性等的影响。
(4)对鼠笼式电动机的起动方法介绍一两种即可。
3、，
4、同步电机
(1)同步电机包括同步发电机和同步电动机两种，可以根据需要选讲。
(2)选讲同步发电机时，可就容量为无穷大的电网讲授有功功率和无功功率的调节，适当讲解电磁转矩的作用、功角特性和V形曲线。
(3)选讲同步电动机时，应讲授作用原理、同步电抗、简化的电压方程，V 形曲线及异步起动方法。
适当讲解功角特性和过载能力。
四、考核方法：考试（70%）平时成绩（30%），其中平时成绩包括作业、考勤
和上课提问。
》
五、学时分配
六、教材及参考书
[1]王正茂，阎治安电机学西安交通大学出版社，2000
[2]许实章.电机学[M].武汉：华中理工大学出版社，1996.
[3]汤蕴谬电机学—机电能量转换.第2版.北京工业大学出版社，1996
[4]李发海，王岩电机与拖动基础.中央广播电视大学出版社，1994
[5]艾维超电机学（上、下册）.机械工业出版社，1991
编写：水电系电工教研室
（执笔：陈晓涛）审核：潘起来
批准：李成凯。