电机学教学大纲

电机学教学大纲正文一、本课程的教学内容及教课时数分派（理论课共74课时）第一章导论（2课时）基本内容1.1电机的发热与温升1.2电机常用绝缘材料1.3电机冷却及机壳防护1.4电机的额定值与定额1.5导磁材料与铁磁材料1.6磁路计算的原理与措施1.7电机学的性质、任务基本规定2.1理解电机的发热的原因、温升的定义及测量措施2.2认识绝缘材料的六个等级2.3理解电机冷却介质、冷却方式及机壳防护形式2.4掌握电机的额定值与定额2.5理解导磁材料与铁磁材料2.6掌握磁路计算的原理与措施3、重点掌握电机的额定值与定额、磁路计算的原理与措施难点磁路计算的原理与措施直流电机（共12课时）1、基本内容1.1直流电机的工作原理、基本构造、额定值1.2电枢绕组---单叠绕组1.3直流电机的磁场---直流电机空载时的磁场及磁化曲线、电枢磁动势和磁场、电枢反应、感应电动势、电磁转矩1.4直流电动机的基本特性---基本（电势、功率和转矩）方程、工作特性、机械特性1.5直流电力传动----起动、调速、制动1.6直流电机的换相（简述）1.7特殊用途直流电机---直流伺服电动机、直流测速发电机、其他直流电机1.8电机的发热与冷却2、基本规定2.1理解直流电机的分类、掌握直流电机的工作原理、基本构造、额定值2.2理解电枢绕组的基本特点、能绘制单叠绕组展开图2.3掌握电枢反应的分类及性质、会进行感应电动势、电磁转矩的计算2.4掌握电势、功率和转矩平衡方程式2.5懂得直流电动机的工作特性2.6掌握起动、调速、制动措施2.7理解直流伺服电动机、直流测速发电机的构造、原理、应用3、重点3.1直流电机分类、直流电机的工作原理、基本构造、额定值3.2电枢反应、感应电动势、电磁转矩3.3电势、功率和转矩平衡方程式3.4直流电动机的工作特性3.5起动、调速、制动措施4、难点4.1基本构造4.2直流绕组的构成4.3电枢磁动势和磁场，电枢反应及其影响4.4起动、调速、制动物理过程4.5换相第三章变压器（16课时）1、基本内容1.1变压器的分类、基本构造、额定值1.2变压器空载运行---电磁过程与正向通例、平衡方程、等效电路1.3负载运行分析---磁动势及电压平衡方程、绕组折算、相量图1.4等效电路1.5参数测定1.6标么值1.7运行特性1.8三相变压器的磁路系统、电路系统与联接组、电动势波形1.9并联运行1.10不对称运行（简述）---对称分量法、单相负载运行与中点移动1.11变压器的瞬变过程---空载合闸时的瞬变过程、二次侧忽然短路时的瞬变过程1.12三绕组变压器1.13自耦变压器1.14互感器2、基本规定2.1掌握变压器的分类、基本工作原理及构造、额定值的定义（额定电压及额定电流均指线值）2.2懂得变压器运行的电磁过程与正向通例有关知识2.3掌握空载和负载运行分析措施2.4掌握其等效电路2.5掌握运用空载、短路试验进行参数测定的基本措施2.6学会用标么值表达各物理量2.7掌握其运行特性、电压调整率的概念及计算2.8掌握三相变压器两类磁路系统、电路系统与联接组2.9学会分析不一样绕组联结和磁路系统对电动势波形的影响2.10空载合闸电流及忽然短路电流最大值的大小2.11掌握变压器理想并联运行的条件及非理想条件下并联运行的有关计算2.12掌握Y/Y0联结三相变压器单相负载运行等效电路、有关计算及中点移动的产生原因和大小2.13掌握三绕组变压器的绕组排列、基本方程、等效电路及折算法、理解自耦变压器有关知识3、重点3.1工作原理、重要构造、额定值3.2空载和负载运行分析---等效电路、参数测定、标么值3.3运行特性3.4三相变压器两电路系统与联接组3.5不一样绕组联结和磁路系统对电动势波形的影响3.6变压器理想并联运行的条件及非理想条件下并联运行的有关计算3.7Y/Y0联结三相变压器单相负载运行等效电路、有关计算及中点移动的产生原因和大小3.8三绕组变压器的绕组排列、基本方程、等效电路及折算法4、难点4.1工作原理、重要构造4.2负载运行分析时各电磁物理量之间的关系，磁势平衡的概念4.3一二次侧之间的折算4.4不一样绕组联结和磁路系统对电动势波形的影响、非理想条件下并联运行有关计算4.5Y/Y0联结三相变压器单相负载运行等效电路、零序阻抗分析4.6三绕组变压器的基本方程、等效电路及折算法第四章交流绕组及其电动势（6课时）1、基本内容1.1交流绕组的基本规定和分类、槽电势星形图1.2三相双层(叠)绕组1.3绕组电动势---节距系数、分布系数和绕组系数1.4电动势谐波及其减弱措施1.5单相绕组的脉振磁动势---脉振磁动势1.6三相绕组的基波合成磁动势---旋转磁动势1.7圆形和椭圆形旋转磁动势1.8谐波磁动势1.9交流电机的主磁场、漏磁场2、基本规定2.1理解交流绕组的基本规定和分类、能绘制槽电势星形图2.2学会绘制三相双层叠绕组的绕组展开图2.3掌握节距系数、分布系数和绕组系数的物理意义，会计算绕组电动势2.4理解交流绕组电动势谐波及其减弱措施2.5掌握单相绕组脉振磁动势的性质及大小2.6掌握三相绕组的旋转磁动势的性质及大小2.7理解三相绕组合成磁动势高次谐波的特点2.8会鉴别交流绕组产生的磁动势性质---脉振、圆形、椭圆形中哪一种重点3.1槽电势星形图3.2三相双层叠绕组3.3节距系数、分布系数和绕组系数3.4电动势谐波及其减弱措施3.5单相绕组的脉振磁动势3.6三相绕组的旋转磁动势3.7圆形和椭圆形旋转磁动势难点4.1槽电势星形图、电动势谐波及其减弱措施4.2单相绕组的脉振磁动势4.3推导电势、磁势的计算公式，绘制并解释磁势波形图4.4三相绕组合成磁动势的高次谐波、圆形和椭圆形旋转磁动势第五章异步电机（16课时）1、基本内容1.1异步电机的类型、基本构造1.2基本工作原理1.3额定值1.4转子静止时的异步电机---磁场与电抗1.5转子旋转时的异步电机及等效电路、参数计算1.6等效电路的简化1.7参数测定1.8感应电动机的功率、功率和转矩平衡方程式1.9电磁转矩1.10工作特性1.11异步电动机的起动---起动过程、起动措施、深槽式和双笼感应电动机1.12异步电动机制动1.13异步电动机调速1.14感应电动机在不对称电压下的运行分析及单相感应电动机1.15特种异步电机---交流伺服电动机、交流测速发电机2、基本规定2.1理解其重要构造、掌握感应电机的基本原理、额定值理解其重要构造2.2掌握感应电动机转子不动与转子旋转时绕组的相电势和平衡方程2.3掌握负载运行时的等效电路2.4掌握感应电动机的功率分布及功率和转矩平衡方程式2.5掌握感应电动机的T=f(s)曲线，会求取起动电磁转矩、最大电磁转矩2.6学习其工作特性2.7掌握感应电动机参数测定措施2.8掌握感应电动机的起动过程、起动措施、掌握深槽式和双笼感应电动机的起动性能2.9理解其制动措施2.10掌握调速措施2.11理解感应电动机在不对称电压下的运行分析措施2.12掌握单相感应电动机的种类及起动措施2.13掌握交流伺服电动机、交流测速发电机的构造及工作原理重点3.1感应电机的基本原理、额定值3.2感应电动机转子不动与转子旋转时运行分析措施、等效电路3.3感应电动机的功率、功率和转矩平衡方程式3.4电磁转矩3.5工作特性3.6感应电动机的起动过程、起动措施3.7电动机调速措施3.8单相感应电动机的种类及起动措施4、难点4.1重要构造4.2频率折算、等值电路及其参数4.3电磁转矩计算4.4附加转矩及其对起动的影响4.5感应电动机在不对称电压下的运行分析措施第六章同步电机（20课时）1、基本内容1.1概述---基本构造、励磁方式、冷却方式、额定值1.2运行原理---空载运行分析、电枢反应、负载运行、平衡方程式、等效电路、矢量图1.3运行特性---空载特性、短路特性、零功率原因特性、外特性、稳态参数测定1.4并联运行---并联运行条件和措施、并联运行时有功功率调整和静态稳定、无功功率的调整和V形曲线、两台容量相近的同步发电机的并联运行1.5同步电动机和调相机---同步电动机的相量图、基本方程、功角特性、无功功率的调整、起动措施、同步调相机1.6同步发电机不对称运行---稳定短路、参数测量、电机的影响1.7忽然短路---忽然短路电流的特点、计算、对电机的影响1.8特殊同步电机--磁阻同步电动机、步进电动机2、基本规定2.1认识其基本构造、掌握其基本工作原理2.2学习其重要额定值2.3掌握保梯电抗、直轴饱和电抗2.4掌握电压调整率、调整特性2.5掌握稳态参数测定措施2.6掌握同步发电机的空载运行时的磁场、电动势及空载特性2.7掌握对称负载时的电枢反应性质2.8掌握隐极同步发电机的不饱和及饱和负载运行时的相量图、等效电路图2.9掌握凸极同步发电机磁动势换算措施、波形系数、电枢反应系数的定义2.10掌握凸极同步发电机的负载运行的相量图2.11掌握同步发电机的空载特性、短路特性、直轴不饱和电抗的计算、短路比的定义2.12掌握由零功率因数特性、空载特性确定定子相漏抗及直轴电枢磁动势的措施2.13懂得电压调整率的计算措施2.14学会用转差法进行同步发电机稳态参数测定2.15掌握同步发电机的功率和转矩平衡方程式2.16掌握同步发电机功角特性2.17学会其投入并联运行的条件和措施2.18掌握并联运行时有功功率的调整措施、静态稳定条件及静态过载倍数的定义2.19无功功率的调整和V形曲线2.20理解两台容量相近发电机并联运行的功率调整措施2.21掌握同步电机发电机、调相机、电动机三种运行状态2.22理解同步电动机的相量图、基本方程、功角特性、调整同步电动机功率因数的措施、懂得其起动措施2.23理解同步调相机的用途2.24掌握不一样稳定短路状况下短路电流的大小关系2.25理解负序、零序参数的测量措施、理解不对称运行对电机的影响2.26会计算忽然短路时最大冲击电流理解忽然短路对电机的影响2.27理解磁阻同步电动机的原理及构造、掌握步进电动机的原理、构造3、重点3.1基本构造及额定值3.2同步发电机的空载运行分析电动势及空载特性3.3对称负载时的电枢反应性质3.4隐极同步发电机的负载运行分析相量图、等效电路图3.5电枢反应系数的定义3.6凸极同步发电机的负载运行相量图3.7同步发电机的空载特性、短路特性、直轴不饱和电抗3.8零功率原因特性、保梯电抗、直轴饱和电抗3.9电压调整率的定义及计算3.10同步发电机的功率和转矩平衡方程式3.11同步发电机的电磁功率和功角特性3.12投入并联运行的条件和措施、并联运行时有功功率的调整和静态稳定3.13无功功率的调整和V形曲线3.14同步电机的三种运行状态、同步电动机无功功率的调整、同步调相机用途3.15不一样稳定短路状况下短路电流的大小关系3.16忽然短路时最大冲击电流的计算3.17步进电动机4、难点4.1基本构造4.2凸极同步发电机的双反应理论，用方程式、相量图进行复数计算4.3直轴饱和电抗的求取、用转差法进行同步发电机稳态参数测4.4并联运行时有功功率的调整和静态稳定、无功功率的调整和V形曲线、4.5同步电机的三种运行状态4.6负序、零序参数的测量措施4.6忽然短路时的物理过程分析教材外的补充内容：异步电机变频调速系统；异步电机矢量变换控制等（4课时）二、本课程的试验及实物模型参观（14课时）试验一并励直流电动机的工作特性和调速特性（2课时）试验二单相变压器的空载、短路与负载特性（2课时）试验三三相变压器的极性和联结组（2课时）试验四三相异步电动机的起动和调速（2课时）试验五三相似步发电机的运行特性（3课时）试验六三相似步发电机的并联运行（3课时）三、实习及作业由于专业课时压缩，教师可组织运用课余时间到工厂进行短时实习；作业以教科书上为主。四、本课程的教材及参照书教材：《电机学》辜承林陈乔夫编华中理工大学出版社参照书：《电机学》（上、下）许实章编华中科技大学出版社《电机与拖动机础》，李发海编著，清华大学出版社《电机学》，丛望主编，哈尔滨工程大学出版社五、有关教学设备①浙江大学电器设备厂生产的电机系统试验装置②杭州天煌电器设备厂生产的电机与电气技术试验装置③但愿能尽快采购某些变频调速、电机综合试验设备阐明一、教学对象合用于电气工程及其自动化全日制本科专业二、总课时本课程共90课时，其中理论课合计76课时间，试验课、实物模型参观共14课时。三、总学分本课程共5.5个学分。四、教学目的电机学是电气工程及其自动化专业一门重要的专业基础课，是在专业课程之先开出的一门课程。其教学目的是使学生在学完本课程后，能比较全面的掌握变压器、同步机、异步机、直流机的基本构造及其运行原理；纯熟掌握“四大机”的电磁基本理论及其分析措施，并能有效地应用方程式组、等值电路和相量图等工具，分析并处理有关电机学的实际问题；掌握某些电机控制基本知识，以利于后续专业课程的学习。五、教学规定1、掌握不一样电机（变压器、交流电机、直流电机）的重要构造、运行原理。2、掌握不一样电机（变压器、交流电机、直流电机）内部电磁关系、参数，会进行参数计算（重要为稳态参数、有名值与标么值）。3、掌握不一样电机（变压器、交流电机、直流电机）的等效电路与折算、相量图、额定值、电势平衡方程式、功率和转矩平衡方程式，运用电路分析的措施进行运行分析和有关计算（对称运行计算、手算与采用计算机计算）。4、掌握电力变压器绕组联结组、运行特性，理解三绕组