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）

1、基本内容

1.1电机的发热与温升

1.2电机常用绝缘材料

13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

2、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

4、难点

磁路计算的原理与措施

第二章直流电机（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-■一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

24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

11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

L8三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

L10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

L14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

ffi)

2.2懂得变压器运行的电磁过程与正向通例有关知识

23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缺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

Z12掌握Y/Y。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空翔口负载运行分析---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珞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/Yo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俳列、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/Yo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

17圆形和椭圆形旋转磁动势

1.8谐波磁动势

L9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^措施

2.5掌握单相绕组脉振磁动势的性质及大小

26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一脉振、圆形、椭圆形中哪一种

3、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

4、难点

4.1槽电势星形图、电动惭皆波及其减弱措施

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（工6课时）

1、基本内容

11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$专矢巨

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期口平衡方程

Z3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二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则定措施

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

3、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

L1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

L3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一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

L6同步发电机不对称运行.--稳定短路、参数测量、电机的影响

L7忽然短路一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

28掌握隐极同步发电机的不饱?口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?口电抗的计算、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

217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、

情得其起动措施

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

225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、直轴不颜口电抗

3.8零功率原因特性、保梯电抗、直轴饱电抗

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）

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

（二）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1

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入

4、掌握电力变压器绕组联结组、运行特性，理解三绕组变压器、自耦变压器的特点。

5、理解交流电机绕组的沟成原理，掌握交流电机绕组电势、磁势的计算，明确脉振磁场以

及旋转磁场产生的条件及特性。

6、理解同步发电机有功功率及无功功率的调整；理解同步电动机的特点。

7、掌握交流电动机、直流电动机的起动、调速措施及其计算，理解单相异步电动机。

8、理解提高电机效率及减少噪声的措施、微特电机