《电机学I》教学大纲

1、 电机学I 课程教学大纲课程的基本信息适应对象：本科，电气工程及其自动化专业课程代码：54E00414学时分配：48学时（理论学时40，实践学时8）赋予学分：3先修课程：高等数学，电路分析，大学物理后续课程：电力系统稳态分析，电力系统暂态分析课程性质与任务电机学是电气工程与自动化专业的一门专业基础必修课程，是一门“强电”特点显著、理论性与工程实践性尤强的课程，在本专业课程体系和人才培养中起着承上启下的特殊作用。电机学课程在介绍变压器、异步电机、同步电机和直流电机基本结构的基础上，着重系统阐述它们的电磁关系、工作原理、运行特性及实验方法。让学生通过本程课的学习，为后续专业课程的学习以及从事电气工

2、程学科的工作打下坚实的理论基础。教学目的与要求通过电机学课程的学习，使学生对变压器、异步电机、同步电机和直流电机等各种类型电机的基本理论、分析方法和工程应用有比较完整的理解和掌握，同时学会分析工程问题的一些基本方法。要求学生了各类电机的典型结构，掌握其基本工作原理、基本方程式、稳态运行性能、基本实验方法及操作技能，对电机的额定值、性能指标、参数大小等有明确的工程概念，既掌握各类电机的共同点，又能认识它们的个性和特点，形成对电机的一个较系统和完整的认识。重点掌握分析电机稳态、对称、基波运行时的基本方法，深入理解电机中主磁场的作用及能量的转换关系；能正确建立电机中的电动势、磁动势、功率和转矩平衡方

3、程式及等效电路，能熟练运用方程式、等效电路、相量图、复数运算法等方法去分析和解决电机运行中的实际问题。教学内容与安排1、课时分配按照课程内容，分成11个教学单元，各单元的课时安排如下表。序号单元名称讲授习题实验小计1 绪论112 磁路333 变压器的类型和基本结构224 变压器的基本运行原理6285 三相变压器42286 三绕组变压器和其他用途变压器227 交流绕组及其电动势和磁动势448 异步电机的基本结构与运行状态449 三相异步电动机的运行原理及工作特性422810三相异步电动机的起动、调速和制动42611三相异步电动机的异常运行22课时合计3648482、教学内容绪 论【教学内容】电机

4、的定义和分类；电机的应用；电机的发展概况；电机学课程概述。【教学重点及难点】教学重点：电机的定义和分类。教学难点：电机的应用。【教学目标与要求】掌握电机的定义和分类； 了解电机的应用； 了解电机的发展概况；了解电机学课程的性质、特点和学习方法。【培养的能力】电机及电机学课程的认知能力。第1单元 磁 路【教学内容】磁场的几个基本物理量；常用铁磁材料及其特性；基本电磁定律；磁路基本定律及磁路计算；能量守恒定律。【教学重点及难点】教学重点：基本电磁定律及磁路基本定律。教学难点：磁路基本定律及磁路计算。【教学目标与要求】了解磁场的一些基本物理量；了解常用铁磁材料及其特性；掌握基本电磁定律、磁路基本定律

5、及磁路计算；掌握能量守恒定律。【培养的能力】基本电磁定律和磁路基本定律的应用能力。第2单元 变压器的类型和基本结构【教学内容】变压器的用途和分类；变压器的基本结构；变压器的发热与冷却；变压器的型号及额定值。【教学重点及难点】教学重点：变压器的基本结构、型号和额定值。教学难点：变压器的额定值及其关系。【教学目标与要求】了解变压器的用途和分类；熟悉变压器的基本结构；了解变压器的发热原因与冷却方式；掌握变压器的型号及额定值。【培养的能力】变压器的认知能力。第3单元 变压器的基本运行原理【教学内容】变压器的空载运行；变压器的负载运行；标幺值；变压器的等效电路及参数测定；变压器的运行特性。【教学重点及难

6、点】教学重点：电动势平衡方程、磁动势平衡方程、绕组折算及等效电路。教学难点：变压器负载运行的电磁关系、磁动势平衡方程及绕组折算。【教学目标与要求】理解变压器空载运行时各电磁量正方向，一、二次绕组电势关系，变比，漏抗和励磁阻抗，空载等效电路和向量图；掌握变压器负载运行时一、二次绕组电流关系，基本方程式，绕组折算，等效电路，功率传递和向量图；理解标幺值的含义和特点；掌握变压器等效电路的参数测定及变压器的运行性能。【培养的能力】利用电磁理论分析电机的能力。第4单元 三相变压器【教学内容】三相变压器的磁路系统；三相变压器的电路系统绕组的连接方式和联结组标号；三相变压器绕组连接方式及磁路系统对电动势波形

7、的影响；变压器的并联运行；三相变压器的不对称运行；变压器的空载合闸；变压器的突然短路。【教学重点及难点】教学重点：三相变压器联接组、理想并联运行的条件。教学难点：三相变压器联接组、不满足并联运行条件的情况分析。【教学目标与要求】理解三相变压器的磁路系统；掌握三相变压器的电路系统绕组的连接方式和联结组标号；掌握三相变压器绕组连接方式及磁路系统对电动势波形的影响；掌握变压器的并联运行条件；了解三相变压器的不对称运行及变压器的空载合闸、突然短路。【培养的能力】利用电磁理论分析电机的能力。第5单元 三绕组变压器和其他用途变压器【教学内容】三绕组变压器；分裂绕组变压器；自耦变压器；互感器。【教学重点及难

8、点】教学重点：三绕组变压器、自耦变压器的工作原理。教学难点：三绕组变压器负载运行的电磁关系、磁动势平衡方程及绕组折算。【教学目标与要求】掌握三绕组变压器、自耦变压器的工作原理；了解分裂绕组变压器、互感器的的工作原理。【培养的能力】三绕组变压器和其他用途变压器的认知能力。第6单元 交流绕组及其电动势和磁动势【教学内容】基本概念；交流电机的工作原理；交流绕组的构成原则和分类；三相双层绕组；正弦磁场时交流绕组的感应电动势；正弦电流时交流绕组的磁动势。【教学重点及难点】教学重点：交流电机的工作原理、交流绕组的构成、交流绕组感应电动势和磁动势的产生机理。教学难点：交流绕组感应电动势和磁动势的产生机理。【

9、教学目标与要求】掌握电机设计中的一些基本概念；掌握交流电机的工作原理及交流绕组的构成原则和分类方法；了解三相双层绕组的特点；掌握正弦磁场时交流绕组的感应电动势及正弦电流时交流绕组的磁动势的产生机理。【培养的能力】利用电磁理论分析电机的能力。第7单元 异步电机的基本结构与运行状态【教学内容】异步电机的用途和分类；三相异步电动机的结构；三相异步电动机的运行状态；三相异步电动机的技术要求及额定值。【教学重点及难点】教学重点：三相异步电动机的运行状态和额定值。教学难点：三相异步电动机的运行状态。【教学目标与要求】了解异步电机的用途和分类；了解三相异步电动机的结构；掌握三相异步电动机的运行状态；掌握三相

10、异步电动机的技术要求及额定值。【培养的能力】异步电动机的认知能力。第8单元 三相异步电动机的运行原理及工作特性【教学内容】转子不动时的异步电动机；转子旋转时的异步电动机；三相异步电动机的电磁转矩及机械特性；三相异步电动机试验技术。【教学重点及难点】教学重点：转子不动及转子旋转时的异步电动机的分析、三相异步电动机的电磁转矩。教学难点：转子不动及转子旋转时的异步电动机的分析。【教学目标与要求】掌握转子不动时异步电动机的电磁关系、基本方程式、绕组的折算及等效电路；掌握转子旋转时异步电动机的基本方程式、频率折算及等效电路；掌握三相异步电动机的电磁转矩及机械特性分析；掌握三相异步电动机试验技术。【培养的

11、能力】利用电磁理论分析电机的能力。第9单元 三相异步电动机的起动、调速和制动【教学内容】三相异步电动机的起动；三相异步电动机的调速；三相异步电动机的制动。【教学重点及难点】教学重点：三相异步电动机的起动和调速。教学难点：三相异步电动机的起动。【教学目标与要求】掌握三相异步电动机的起动方法；掌握三相异步电动机的调速方法；了解三相异步电动机的制动方法。【培养的能力】三相异步电动机的认知与使用能力。第10单元 三相异步电动机的异常运行【教学内容】三相异步电动机在非额定电压下的运行；三相异步电动机在非额定频率下的运行；三相异步电动机在不对称电源电压下的运行；三相异步电动机在电源缺相时的运行。【教学重点

12、及难点】教学重点：三相异步电动机在非额定电压下的运行、三相异步电动机在非额定频率下的运行。教学难点：三相异步电动机在非额定电压下的运行。【教学目标与要求】掌握三相异步电动机在非额定电压下的运行分析；掌握三相异步电动机在非额定频率下的运行分析；了解三相异步电动机在不对称电源电压下的运行分析；了解三相异步电动机在电源缺相时的运行分析。【培养的能力】三相异步电动机维护与使用能力。五、教学设备和措施以理论教学与实验教学相结合，采用多媒体课件教学。多媒体教室，电机及电气技术实验装置，其它必要器件。六、课程考核与评估本课程根据三个重要环节进行考核：期末考试成绩占总成绩的60；实验成绩占总成绩的25；平时成绩占总成绩的15 。七、附录教学参考文献目录:1、曾成碧,赵莉