电机学教学大纲

《电机学》教学大纲

主讲教师：章玮等；完成教学大纲负责人：章玮

课程号：10120030 开课小学期：3秋、冬

课程名称：电机学 英文名称：Electrical Machinery

周学时：4.5-1.0 学分：5.0

预修要求：电路原理，模拟电子技术基础，数字电子技术基础

一．教学目的和基本要求

《电机学》是电气工程及其自动化专业的技术基础课，通过本课程的学习，使学生理解机电能量转换的基本原则，掌握直流电机、变压器、异步电机和同步电机等四大类电机的基本结构、工作原理、运行特性以及分析和试验方法，为今后更好地学习和使用新型电机以及相关专业课程打下坚实基础。

二．相关教学环节安排

1．采用多媒体投影教学。

2．课堂教学每周4.5学时，实验课每周1学时。

3．每周布置作业，作业量1～2小时，包括基本原理、运行性能及分析计算的方法。

三．课程主要内容及学时分配

每周4.5学时，共17周。

主要内容：

第一篇 直流电机17学时

第一章直流电机的工作原理和基本结构

直流电机的工作原理、基本结构、励磁方式和额定值。

第二章直流电机的电枢绕组和电枢反应

直流电枢绕组的基本特点；单叠绕组和单波绕组；直流电机的磁场和磁路；电枢绕组的感应电动势，直流电机的电磁转矩。

第三章直流发电机

直流发电机的基本方程式；他励发电机的特性；并励发电机的自励条件；

第四章直流电动机

直流电动机的可逆原理；直流电动机的基本方程式；直流电动机的工作特性和机械特性；直流电动机的起动、调速和制动。

第五章直流电机的换向

换向的电磁理论；产生火花的原因；改善换向的方法；电位差火花、环火及其防止方法。

第二篇 变压器12学时

第七章变压器的用途、分类与结构

变压器的用途和分类；变压器的主要部件及冷却系统；额定值。

第八章变压器的基本原理

变压器的空载运行；变压器的负载运行；参数测定；标么值及其应用；变压器的运行性能。

第九章三相变压器

三相变压器的磁路系统；三相变压器绕组的连接法和连接组；三相变压器空载时的电动

势波形。

第十章变压器的并联运行

变压器并联运行的理想条件；变比不等时的并联运行；短路阻抗不等的并联运行

第三篇 交流电机理论的一般问题8学时

第十三章交流电机的绕组和电动势

交流绕组的构成原则和分类；三相单层绕组；三相双层绕组；在基波磁场下的绕组电动势，感应电动势中的高次谐波及其削弱方法；齿谐波电动势及其削弱方法。

第十四章交流电机绕组的磁动势和气隙磁场

单相绕组的磁动势脉振磁动势；脉振磁动势和旋转磁动势；三相绕组的旋转磁动势；圆形和椭圆形旋转磁动势；

第四篇 异步电机18学时

第十六章异步电机的类型和基本结构

异步电机的运行原理和运行状态；异步电机结构的主要部件

第十七章异步的电机的基本原理

转子静止时的异步电机；转子转动时的异步电机；异步电机的等效电路；笼形转子的极数、相数和参数折算。

第十八章异步电动机的功率、转矩和运行性能

异步电动机的功率和转矩方程式；异步电动机的机械特性；异步电动机的工作特性；异步电动机参数测定。

第十九章三相异步电动机的起动、调速和制动

异步电动机的起动性能要求；笼形异步电动机的起动；绕线转子异步电动机的起动；深槽和双笼形异步电动机；异步电动机的调速；异步电动机的制动方法。

第五篇 同步电机20学时

第二十二章同步电机的基本结构

同步电机类型和主要结构部件；*同步电机冷却方式；同步电机励磁方式；额定值第二十三章同步电机的基本工作原理

同步发电机的空载运行；对称负载时的电枢反应；隐极同步发电机的负载运行；凸极同步发电机的双反应理论；凸极同步发电机的负载运行。

第二十四章同步发电机的运行特性

同步发电机的空载特性和短路特性；同步发电机的零功率因数负载特性、外特性和调整特性；同步发电机的直轴同步电抗和短路比；*用作图法求取额定励磁电流和电压变化率；稳态参数的测定。

第二十五章同步发电机的并联运行

并联合闸的条件和方法；同步发电机的功率和转矩方程；同步发电机的稳态功角特性；同步发电机与大电网并联运行时有功功率调节和静态稳定；无功功率的调节和V形曲线。

第二十六章同步电动机和同步调相机

同步电动机的基本方程、相量图和功角特性；无功功率的调节；同步电动机的起动；

附录：实验环节

（一）实验电机实验安排在电机课程内，开设7个实验：

1. 直流发电机实验2学时

2. 直流电动机实验2学时

3. 变压器空载及短路实验2学时

4. 变压器联接组2学时

5. 异步电动机空载、短路及负载试验2学时

6. 同步发电机并网及有功、无功功率的调节2学时

7. 同步发电机空载、短路及负载试验2学时

四．考试方式及要求

1、期末考试方式：有纸化半开卷考试，可带一张写有总结的A4纸。

2、按照实验考试20％、平时作业10%、期末考试70％比例，评定最终成绩。

五．推荐教材及主要参考书

教材：

《电机学》王毓东主编浙扛大学出版杜 1990年6月