《航空电机学》课程教学大纲

课程类型：专业基础类必修课学时：80 《航空电机学》课程教学大纲一、教学对象本教学大纲适用于电气工程及其自动化、自动化专业，三年级，本科层次学生。

二、课程概述(一) 课程的性质、地位《航空电机学》是电气工程及其自动化、自动化两个本科专业的一门核心专业基础课，它既是基础课，同时又以具体的航空用各类各型电机为研究对象，与专业课紧密联系，带有专业课性质。

本课程是在已经掌握《电路分析基础》、《高等数学》和《大学物理》等课程的基础上，着眼于航空武器装备跨越发展和高素质新型军事人才培养需要，立足于学科专业发展和现役武器装备实际，研究航空用各类各型电机的结构、工作原理、运行理论、运行特性和运行分析方法的一门课程。

同时，该课程还为《电力电子技术》、《自动控制原理》、《飞机控制电机与电器》、《航空检测技术》、《飞机供电系统》、《飞机机电控制》、《电力拖动与运动控制》、《航空仪表设备》、《飞行控制系统》、《惯性导航系统》等后续课程的学习打下良好的基础。

(二) 课程基本理念本课程以新时期军事战略方针为依据，坚持科学发展观，全面落实素质教育和创新教育，着力提高人才培养质量。

教学过程中应着眼学生知识、能力和素质全面发展的基本要求，落实知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观“三位一体”的课程教学目标，注重理论与实践相结合，课内教育与课外教育相结合，注重学生创新意识与创新能力的培养，以培养满足新时期军事战略需求的复合型专业技术人才。

坚持启发式教学思想，突出“学为主体，教为主导”的教学理念，提倡现代化、多样化的教学方式，大力倡导自主探索、合作交流等积极主动的学习方式，使学生的学习过程成为在教师引导下的“再创造”过程。

遵循现代军事教育规律，瞄准电气工程及其自动化、自动化专业的发展前沿和航空武器装备发展需求，跟踪航空电机最新理论与技术发展动态，贴近装备实际，针对岗位任职需求，突出高压直流发电机、无刷直流电动机、变频调速电机等前沿理论和航空电机故障诊断关键技术研究。

(三) 课程设计思路以课程基本理念为指导，对课程目标分别从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面进行具体明确的阐述。

课程内容与教学要求主要阐述学生学习本课程必须掌握的内容要点及达到的基本要求，并注明重点和难点。

在实施建议部分，分别对课程教学实施、课程考核评价、教材选编使用、课程资源开发与利用以及教学保障等提出明确建议。

以培养学生熟练掌握航空电机基本理论知识、理解航空电机基本分析方法、掌握航空电机使用维护技能为课程设计主线，按基于教学要素统筹教学资源的总体设计、基于问题链集组织课程教学的单元设计以及基于教学事件调动教学媒体的课堂设计安排教学活动，采用“问题链”式、研讨式、案例式、目标牵引式等符合现代教育理念的教学方法，拓宽学生的知识面，培养学生的专业技能和科学素养。

通过安排学生网上自主阅读相关科技文献、课内课外学术研讨交流，以及到相关科研院所、工厂和教学实习基地参观见学等教学活动，激发学生的学习兴趣和内动力，使学生的学习过程成为在教师引导下的知识创新过程，达到打牢专业基础、掌握专业技能、具备较高科学素养和创新精神的目的。

三、课程目标(一) 总体目标知道航空电机在飞行器及其各系统中的地位和作用、发展动态、最新研究成果和理论；理解航空电机的结构组成、工作原理及其基本运行理论；掌握电磁运动的分析方法、航空电机的特性测试和基本的使用维护维修技术；具备应用航空电机学知识解决航空电气系统工程实际问题的基本能力。

(二) 分类目标1、知识与技能目标知道航空电机学产生的历史背景及发展过程；理解航空电机学在飞行器各系统中的地位和作用；深刻理解各类航空电机的基本组成、工作原理、结构特点、运行特点和基本电磁关系；掌握各类航空电机的使用维护方法；熟练掌握各类航空电机的故障机理、故障分析和故障测试基本方法。

通过本课程的学习，学生应具备运用所学知识解决工程实际问题的能力，可以胜任本专业的设计论证、产品监造、机务维护和装备管理等工作。

2、过程与方法目标通过课堂教学，打牢学生专业理论基础；通过课内外研讨、实验实习、参观见学等实践性教学环节，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

通过参与小发明、小制作、自主和创新性实验等第二课堂活动，培养学生设计、动手能力；通过撰写小论文、参与科研学术等活动，培养学生信息收集整理和交流、知识综合运用能力和创新意识。

通过课程教学活动和师、生的双边互动，使学生在学习、研究过程中养成观察、发现、引申问题，自觉运用所学知识分析、解决问题的良好习惯，并具备一定的独立思考、分析概括和创新能力。

3、情感态度与价值观目标养成运用所学知识对自己身边电机相关设备的结构、运行过程、运行机理关注和思索的良好习惯，能够把所学的知识和技能应用到具体的飞机维护等工作实践中去。

培养实事求是的科学态度和敢于挑战权威的科学精神，具备团队精神和合作交流意识，并以此指导自己的日常工作与行动。

牢记我军宗旨，树立爱岗敬业、爱军习武思想，增强打赢现代技术条件下局部战争的使命感和责任感。

四、课程内容与教学要求第一篇基础知识理解《航空电机学》课程所涉及的有关电路、磁路、电磁感应方面的概念、定律和公式；知道电机的制造材料；理解铁磁材料的基本性质；知道电机在航空领域中的应用及分类；知道航空电机的工作条件、特点，理解其基本技术要求；知道航空电机的发展趋势。

教学内容教学要求备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握1．电路的基本知识⑴［电路的主要参数及正方向的规定］√⑵基尔霍夫定律√⑶三相交流电路√2．电磁学基本知识⑴［基本物理量］√⑵［基本定律］√教学内容备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握3．电机的制造材料⑴电机的制造材料＊√⑵［铁磁材料及性质］√4．电机在航空工业中的应用与分类√5．航空电机的工作条件⑴环境温度√⑵大气压力√⑶湿度√⑷大气成分√⑸机械过载√6. 航空电机的特点与基本技术要求⑴体积和质量√⑵性能与参数特点√⑶航空电机的基本技术要求√7. 航空电机的发展概况⑴航空电机发展简史√⑵我国航空电机工业发展概况√⑶航空电机的发展趋势及存在问题√第二篇航空变压器知道航空变压器的主要结构型式；掌握单相变压器的基本工作原理和结构；深刻理解单相变压器空载、负载运行时的物理情况；理解并掌握单相变压器空载、负载时的电势平衡、磁势平衡、等值电路及相量图；熟练掌握变压器绕组折算的目的、原则和基本方法；理解三相变压器的连接方法和磁路系统；理解自耦变压器、仪用变压器和脉冲变压器等飞机用特种变压器的基本工作原理和使用特点。

教学内容备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握1．单相变压器的基本工作原理和结构⑴［基本工作原理］√⑵［基本结构］√2．单相变压器的空载运行分析⑴［空载时的物理情况］√⑵ [电势平衡方程式] √⑶ [空载电流（激磁电流）］√⑷空载等值电路图和相量图√3．单相变压器的负载运行分析⑴[磁势平衡方程式] √⑵[电势平衡方程式] √⑶（参数折算和等值电路）√⑷[负载时的相量图] √⑸变压器原副绕组端子的极性及标志√4．三相变压器的磁路系统⑴三相变压器组√⑵三相三铁芯变压器√5．三相变压器的电路系统⑴[Y/Y O－12连接方法] √⑵[Y/△－12连接方法] √⑶[Y O/△－12连接方法] √6．磁路系统及连接方法对电势波形的影响⑴(磁路系统对3次谐波磁通大小和电势波形的影响)√⑵(连接方法对3次谐波磁通大小和电势波形的影响)√教学内容教学要求备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握7．自耦变压器⑴电压√⑵电流√⑶功率√8．电流互感器⑴基本工作原理√⑵(电流互感器的误差) √9．电压互感器√10．脉冲变压器* √第三篇交流电机的绕组、磁势和电势理解交流电机绕组的基本概念；理解并掌握一相绕组的基波电势；熟练掌握交流绕组电势的一般分析方法；理解一相及多相绕组磁势产生的原理和特性；掌握交流绕组磁势的一般分析方法；掌握单相和多相绕组的磁势的性质。

教学内容教学要求备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握1. 三相交流绕组的基本概念⑴[结构要求和电角度] √⑵[整距线圈、短距线圈和线圈的分布] √2．60°相带绕组⑴60°相带√⑵举例√3．120°相带绕组⑴120°相带√⑵举例√4．一相绕组的磁势教学内容备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握⑴一个整距线圈的磁势√⑵q个短距、分布线圈的基波磁势√⑶［一相绕组的磁势公式］√⑷（一相绕组的磁势的性质）√⑸［脉振磁势的分解］√5．多相绕组的基波磁势⑴［两相绕组的基波磁势］√⑵［三相绕组的基波磁势］√6．一相绕组的基波电势⑴一根导体的基波电势√⑵一个整距线圈的基波电势√⑶一个短距线圈的基波电势√⑷（q个整距分布线圈的基波电势）√⑸［一相绕组的基波电势］√7. 一相绕组的谐波电势⑴（电机气隙中的各次谐波磁场）√⑵（一相绕组的ν次谐波电势）√第四篇航空异步电机知道航空异步电机的基本类型；熟练掌握三相异步电动机的基本结构、基本工作原理及其额定值的物理含义；理解异步电动机运行时的物理情况；理解并熟练掌握三相异步电动机的电势平衡、磁势平衡、绕组折算和频率折算；熟练掌握异步电动机运行分析的基本方法；理解并掌握异步电动机的等值电路、向量图及其机械特性；理解并掌握异步电动机调速、起动的基本方法和原理；知道航空用特种异步电动机的结构特点、工作特性及其应用。

教学内容备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握1．三相异步电动机基本结构⑴（鼠笼式异步电动机基本结构）√⑵（绕线式异步电动机基本结构）√2．［三相异步电动机的额定值］√3．三相异步电动机的基本工作原理⑴（三相异步电动机的旋转磁场）√⑵［基本工作原理］√⑶［异步电机的运行状态］√4．转子不动时的异步电动机⑴［定子磁势与磁通］√⑵［定子绕组的电势平衡方程式］√⑶［转子磁势与磁通］√⑷转子不动时异步电动机的磁势平衡方程式√⑸转子绕组的电势平衡方程式√⑹（绕组折算的方法和步骤）√⑺等值电路√5．转子转动时的异步电动机⑴（转子转动对电机各物理量的影响）√⑵（频率折算的方法和步骤）√⑶［等值电路和时空向量图］√6．异步电动机的功率平衡与转矩平衡⑴[功率平衡方程式和效率] √⑵转矩平衡方程式√7. 异步电动机的电磁转矩和机械特性⑴电磁转矩√教学内容备注知道理解深刻理解掌握熟练掌握⑵（机械特性）√⑶起动转矩和起动转矩倍数√⑷［稳定工作范围］√⑸（转子电阻对机械特性的影响）√⑹过载能力√8. 三相异步电动机的起动⑴对异步电动机起动的要求√⑵［决定异步电动机起动方法的原则］√⑶［鼠笼式异步电动机的起动］√⑷（改善异步电动机起动性能的方法）√9. 三相异步电动机的调速⑴改变电源电压调速√⑵转子回路串接电阻调速√⑶变极调速√⑷变频调速√10. 三相陀螺马达＊⑴结构特点√⑵应用√11. 单相异步电动机⑴［结构特点］√⑵（基本工作原理）√⑶［起动方法］√⑷单相整流子异步电动机＊√第五篇航空同步电机知道同步电机的基本结构型式及其特点；掌握同步发电机的基本工作原理及其额定值的物理含义；熟练掌握航空同步发电机的组成、原理及其结构特点；理解并熟练掌握对称负载运行时同步发电机的电磁关系、稳态特性和参数；掌握凸极同步发电机的分析方法和分析过程；理解同型号发电机并联运行的条件、功率调节和均衡，以及调节激磁电流对发电机运行状况的影响；理解同步发电机三相突然短路时的物理情况和物理过程分析；知道突然短路过程中电抗的变化规律和特点；知道航空同步发电机在新型飞机上的应用情况。