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文档简介
电机学二课程教学大纲课程中文名称:电机学II课程英文名称:ElectricMachinesII课程编号:204T0062学分:2学时数:32(其中:讲课学时:32;实验学时:0;实践学时:0。)先修课程:高等数学、大学物理、电路原理适用专业:智能电网信息工程课程类型:专业核心课/必修使用教材:戈宝军,梁艳萍,温嘉斌.电机学(第三版),中国电力出版社,2016开课单位:电气与新能源学院课程简介:电机是电能的生产与转换的机电装置,被广泛应用于工业、农业、交通运输、国防及日常生活等各个领域。电机学课程所研究的电机是电、磁、力、运动等物理问题和工程问题的综合。学生通过本课程的学习,获得电机的基础理论,基础知识,电机的基本分析方法,为进一步学习专业课程作好准备。一、课程性质本课程是智能电网信息工程专业的一门专业核心课、必修课。通过本课程学习,使学生熟悉电机的基本理论、基础知识、基本分析方法和基本实验技能,掌握变压器、同步发电机这两类电磁式电机的基本结构、工作原理和运行特性,为后续专业课学习打下坚实的基础,并具备将电机理论应用于工程技术领域的初步能力。二、教学目标课程目标1:通过本课程学习,强化学生的“四个自信”,帮助学生初步掌握科学的方法论和认识论,塑造学生正确的世界观、人生观和价值观,培养学生的爱国情怀和创新能力。课程目标2:掌握各类电机的基本结构、工作原理及内部电磁关系,获得基本方程式、等效电路和相量图,并对电机的运行进行分析,掌握其运行特性。同时,能将电机的专业知识用于智能电网专业工程问题,将电机学的知识和数学模型方法用于推演、分析智能电网专业工程问题。课程目标3:能运用电机的基本原理、基本分析方法,借助文献研究,分析过程的影响因素,分析智能电网专业工程问题,获得有效结论。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标对毕业要求的支撑关系1.工程知识1.3:能将数学、自然科学、工程科学的知识和数学模型方法用于推演、分析智能电网专业工程问题。课程目标1课程目标22.问题分析2.4:能运用基本原理,借助文献研究,分析过程的影响因素,获得有效结论。课程目标1课程目标3四、教学内容及要求第一篇基础理论(第一、二章)1.教学内容(1)了解本课程的性质和任务;了解电机在国民经济中的地位、作用和国内外的发展概况;了解本课程的主要内容、学习方法;掌握电机的概念和分类。(2)熟悉和巩固电机理论中常用的基本电、磁、力定律及能量守恒原理。(3)掌握铁磁材料及其特性,掌握磁场中基本物理量、磁路的概念及基本定律,以及简单磁路的计算。2.重难点:铁磁材料特性,电磁基本定律,简单磁路的计算。3.课程思政融入点:对于“电机学”这门专业核心课程,通过解读国家的发展规划、方针政策来告诉学生们为什么学这门课?同时说明对于这门课程学生们学什么?怎么学?宣扬社会主义核心价值观,作为学生,要做到爱国、敬业,认真学习成为优秀的学生是学生当前的责任和义务;作为未来的电力人,在疫情、灾难、事故前勇于投身一线,确保电力通畅就是电力人的责任和义务。4.考核要点:基本电磁定律,铁磁材料特性,简单磁路的计算。5.教学方法:基于雨课堂的线下教学。6.作业安排:1-1,1-5,2-3。第二篇变压器(第三~七章)1.教学内容(1)了解变压器的分类、用途、基本结构,明确变压器的额定值。(2)熟练掌握变压器的基本理论,包括空载和负载时行时基本电磁关系,磁动势平衡的基本物理概念,变压器的基本方程式,折算方法,等效电路、相量图,变压器参数的测量方法和运算。(3)掌握三相变压器的磁路特点、绕组连接方法和连接组别,以及励磁电流、主磁通和感应电动势波形;掌握标幺值的概念。(4)掌握变压器运行特性及效率分析方法与计算,掌握变压器的并联运行条件及负载分配计算。(5)了解三绕组变压器、自耦变压器和互感器的用途和结构特点。2.重难点:变压器的电磁关系分析,等效电路,参数测定,运行特性,三相变压器的连接组别及并联运行。3.课程思政融入点:将“中国电机之父”钟兆琳先生介绍给学生,激发学生的爱国、敬业情怀,以及学以致用,勇于创新的精神。把变压器相关的科技成果引入到教学中来,让学生们了解科技前沿知识和技术难点,培养学生的探索创新和求真务实精神。将中国已处于世界领先地位的领域,如“特高压直流输电”等介绍给学生,作为未来卓越的电气工程师,应该有科技报国的家国情怀和使命担当。4.考核要点:(1)变压器的额定值,主磁通和漏磁通,磁动势平衡的基本物理概念,基本方程式,折算方法,等效电路,相量图,参数的测量方法和运算。(2)三相变压器的绕组连接方法和连接组,三相变压器励磁电流、主磁通和感应电动势波形,标幺值的概念与运算。(3)变压器运行特性及效率分析,并联运行的条件及并联运行时的负载分配。(4)电流互感器和电压互感器。5.教学方法:基于雨课堂的线下教学。6.作业安排:3-1,3-5,4-2,4-10,4-12,4-15,5-2,5-3,5-4,5-9,6-2,6-4,6-8,7-6,7-7。第三篇交流电机理论的共同问题(第八~十章)1.教学内容(1)了解同步发电机和感应电动机工作原理。(2)掌握三相交流绕组的构成原则以及三相单层、双层的连接方法。(3)掌握交流绕组电动势的分析和计算方法,了解绕组系数的物理意义及其对改善波形的作用,了解绕组的谐波电动势及其削弱方法。(4)掌握交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法,掌握脉振磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的区别及相互关系,了解谐波磁动势概念。2.重难点:交流绕组电动势和磁动势的分析和计算方法。3.课程思政融入点:介绍我国电机工程的先驱——丁舜年先生,为我国电机、电气工业的建设和发展奋斗了70个年头,学生们应以他为榜样,努力学习,报效祖国。4.考核要点:(1)三相交流绕组的构成原则以及三相单层、双层的连接方法。(2)交流绕组电动势的分析和计算方法,削弱谐波电动势的方法。(3)交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法。5.教学方法:基于雨课堂的线下教学。6.作业安排:8-2,8-15,9-3,9-5,9-13,10-3,10-13。第五篇同步电机(第十六~十八章)1.教学内容(1)熟悉汽轮发电机和水轮发电机的基本结构,了解同步电机的运行状态、励磁方式、型号和额定值。(2)熟练掌握同步电机的电枢反应,着重理解同步电机气隙磁场的形成、电枢反应与负载性质的关系及其对电机运行的影响。(3)熟练掌握隐极和凸极同步发电机的电压方程式和相量图,明确各量间的时间-空间关系,掌握同步电抗、绕组漏抗的概念;掌握同步发电机功率和转矩方程。(4)掌握同步发电机的稳态运行特性,掌握短路比的概念,理解电压变化率。(5)掌握同步发电机与大电网并列运行的条件和方法;熟练掌握同步电机的电磁功率和功角特性,并联运行时有功功率的调节和静态稳定的物理概念,无功功率的调节与V型曲线。2.重难点:同步发电机的电压方程式、功角特性、有功功率的调节和无功功率的调节及相互影响。3.课程思政融入点:通过百年来我国水电机组设计制造发展历史,尤其是百分百中国“智”造的白鹤滩单台百万千瓦机组的成功投运,充分认知到打破技术封锁、解决“卡脖子”问题,发展“国之重器”的技术、经济、社会等方面的重大意义和价值,引导学生“立大志、明大德、成大才、担大任”。同时,大力发展清洁绿色发电系统,助力实现“双碳”目标。4.考核要点:(1)同步发电机的基本结构、电枢反应、电压方程式和相量图。(2)同步发电机的运行特性。(3)同步电抗、绕组漏抗和短路比的物理概念。(3)同步发电机与大电网并列运行的条件和方法,同步电机的功角特性,并联运行时有功和静态稳定的物理概念,无功功率的调节和V型曲线。5.教学方法:基于雨课堂的线下教学。6.作业安排:16-1,16-2,17-3,17-10,17-18,17-20,18-1,18-6,18-7,18-10。五、学时分配及对毕业要求指标点的支撑章节教学内容学时分配支撑的课程目标讲课实验实践第一篇(第一~二章)基础理论41、2第二篇(第三~七章)变压器141、2、3第三篇(第八~十章)交流电机理论的共同问题41、2、3第五篇(第十六~十八章)同步电机101、2、3六、考核方式及成绩评定标准1.课程考核方式:闭卷考试占60%,平时成绩占40%。平时成绩包括课堂考勤10%、课堂表现和雨课堂测试10%、课程作业20%。支撑毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时成绩(40%)期末考试(60%)课堂考勤10%课堂表现和雨课堂测试10%课程作业20%闭卷考试课程目标155指标点1.3课程目标2203555指标点2.4课程目标3152540总分占比%40601002.课程考核评分标准课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格1.通过本课程学习,强化学生的“四个自信”,帮助学生初步掌握科学的方法论和认识论,塑造学生正确的世界观、人生观和价值观。(5分)平时表现543<32.掌握各类电机的基本结构、工作原理及内部电磁关系,获得基本方程式、等效电路和相量图,并对电机的运行进行分析,掌握其运行特性。同时,能将电机的专业知识用于智能电网专业工程问题,将电机学的知识和数学模型方法用于推演、分析智能电网专业工程问题。(55分)平时表现课程作业课程考试50-5544-4934-43<333.能运用电机的基本原理、基本分析方法,借助文献研究,分析过程的影响因素,分析智能电网专业工程问题,获得
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