“电机学”课程教学大纲 课程编号: 课程类型:学科基础必修课程 总学时,84+42学时 学分:6.5学分 适用对象: 电气工程及其自动化专业民族本科生 先修课程:高等数学、大学物理、电路 使用教材:《电机学》,辜承林主编,华中理工大学出版社,“十五”国家级规划教材。 参考教材:1.《电机学》,汤蕴缪主编,高等教有出版社,教有部面向21世纪课程教材。 2.《电机学》,许实章主编,华中理工大学出版社。 一、课程性质、目的和任务 《电机学》是电气工程及其自动化专业的一门主要基础技术课程。本课程是专业技术基础课 理论性较强,应在不破坏本身系统性的前提下结合专业要求,而不应单纯强调为专业服务。学习本 课程不仅是为学习专业课作好准备,更因为电机本身就是本专业最常见的主要设备。 本课程的任务:受学时限制,并避免和专业课间不必要的重复,有些内容在木课程中只作基木 物理概念阐述,如:变压器的涌波过程,本课程只做概念性介绍,详细分析在 高压工程中进行介绍 又如同步机的突然短路,震荡等内容,本课程 阐明其基本物理过程及有关参数的物理意义,详细 时论应在后续课程电力系统中进行。通过本课程的学习,应对同学的基本知识,基础理论,基本技 能有较好的培养和锻炼。 二、敦学基本要求 详细掌握本教材与本教材有关内容。擅长各种电机理论与实践的结合。熟练同步发电机的 原理和各种参数。 学生熟悉电路、普通物理、高等数学等课程的相关内容后,学习本课程要达到各种电机的基本 理论和各种电机在各种运行状态时的分析方法、经济指标,同步发电机原理。掌握变压器、发电 机的用途和今后发展趋向, 从本课程的性质,任务出发,根据专业特点,教学内容不官过广,过深,基本内容必须保证学深学 透,为后续专业课打好基础。凡是大纲中打*号内容,任课教师可根据实际情况天活掌握 讲课是主要的教学环节,但并非大纲所列全部内容都一定要在课堂上讲授,有些内容可以让学 生自学,在讲授中要注意把基本概念讲深讲透,注意培养学生独立钻研独立思考的能力和习惯。 本课程安排有看录像2小时,电机厂参观一天。 本课程结合较多工程实际,解题性质与前述课程有所不同,为此宜在适当的章节,根据学生情 况讲解例题,以启发学生分析问题的能力。课外习题不仅是计算题,还应有一定的分析题、叙述 题 一定的图解内容,以便对学生有全面的训练,同时尚可出一些较难的题目供优秀的学生选做 三、教学内容及要求 导论:电机的定义、类型和作用。了解电机的定义,电机的特点和类型及电机在国民经济中的 作用。电机中使用的铁磁材料,基本电磁定率,铁心损耗。掌握研究电机时常用的电磁感应定律。 了解电机中所用的材料和铁磁材料的磁化特性,损耗及电机中的机电能量转换过程。了解本课程的 性质、特点、任务和学 方法 直流电机:直流电机的工作原理及结构。了解直流电机的基本结构及工作原理。理解直流电机 的感应电势。直流电机的电枢绕组。了解直流电机电枢绕组。直流电机的磁场。掌握直流电机的空 载磁场和磁路和电枢反应。直流发电机。掌握直流发电机方程式,运行特性及建压。了解损耗和效 率。直流电动机。掌握直流电动机的方程式,工作特性及机械特性。了解损耗和效率。直流电力传 动。了解运动方程式,稳定运行条件。了解直流电动机的起动、 调速和制动。直流电机的换相。 解直流电机的换向以及电机的发热、温升和冷却
“电机学”课程教学大纲 课程编号: 课程类型:学科基础必修课程 总 学 时:84+42 学时 学 分:6.5 学分 适用对象:电气工程及其自动化专业民族本科生 先修课程:高等数学、大学物理、电路 使用教材:《电机学》,辜承林主编,华中理工大学出版社,“十五”国家级规划教材。 参考教材:1.《电机学》,汤蕴缪主编,高等教育出版社,教育部面向 21 世纪课程教材。 2.《电机学》,许实章主编,华中理工大学出版社。 一、课程性质、目的和任务 《电机学》是电气工程及其自动化专业的一门主要基础技术课程。本课程是专业技术基础课, 理论性较强,应在不破坏本身系统性的前提下结合专业要求,而不应单纯强调为专业服务。学习本 课程不仅是为学习专业课作好准备,更因为电机本身就是本专业最常见的主要设备。 本课程的任务:受学时限制,并避免和专业课间不必要的重复,有些内容在本课程中只作基本 物理概念阐述,如:变压器的涌波过程,本课程只做概念性介绍,详细分析在高压工程中进行介绍; 又如同步机的突然短路,震荡等内容,本课程中阐明其基本物理过程及有关参数的物理意义,详细 讨论应在后续课程电力系统中进行。通过本课程的学习,应对同学的基本知识,基础理论,基本技 能有较好的培养和锻炼。 二、教学基本要求 详细掌握本教材与本教材有关内容。擅长各种电机理论与实践的结合。熟练同步发电机的 原理和各种参数。 学生熟悉电路、普通物理、高等数学等课程的相关内容后,学习本课程要达到各种电机的基本 理论和各种电机在各种运行状态时的分析方法、经济指标,同步发电机原理。 掌握变压器、发电 机的用途和今后发展趋向. 从本课程的性质,任务出发,根据专业特点,教学内容不宜过广,过深,基本内容必须保证学深学 透,为后续专业课打好基础。凡是大纲中打*号内容,任课教师可根据实际情况灵活掌握。 讲课是主要的教学环节,但并非大纲所列全部内容都一定要在课堂上讲授,有些内容可以让学 生自学,在讲授中要注意把基本概念讲深讲透,注意培养学生独立钻研独立思考的能力和习惯。 本课程安排有看录像 2 小时,电机厂参观一天。 本课程结合较多工程实际,解题性质与前述课程有所不同,为此宜在适当的章节,根据学生情 况讲解例题,以启发学生分析问题的能力。课外习题不仅是计算题,还应有一定的分析题 、叙述 题和一定的图解内容,以便对学生有全面的训练,同时尚可出一些较难的题目供优秀的学生选做。 三、教学内容及要求 导论:电机的定义、类型和作用。了解电机的定义,电机的特点和类型及电机在国民经济中的 作用。电机中使用的铁磁材料,基本电磁定率,铁心损耗。掌握研究电机时常用的电磁感应定律。 了解电机中所用的材料和铁磁材料的磁化特性,损耗及电机中的机电能量转换过程。了解本课程的 性质、特点、任务和学习方法。 直流电机:直流电机的工作原理及结构。了解直流电机的基本结构及工作原理。理解直流电机 的感应电势。直流电机的电枢绕组。了解直流电机电枢绕组。直流电机的磁场。掌握直流电机的空 载磁场和磁路和电枢反应。直流发电机。掌握直流发电机方程式,运行特性及建压。了解损耗和效 率。直流电动机。掌握直流电动机的方程式,工作特性及机械特性。了解损耗和效率。直流电力传 动。了解运动方程式,稳定运行条件。了解直流电动机的起动、调速和制动。直流电机的换相。理 解直流电机的换向以及电机的发热、温升和冷却
变压器:变压器的类别和结构及额定值。了解变压器的类别和结构及铭牌数据。变压器的空载 运行和负载运行。了解变压器空载、负载运行时的物理情况,平衡方程式、相量图和等效电路图。 变压器的运行特性。掌握变压器电压调整率、效率和变压器的并联运行条件及负载分配。三相变压 器。了解三相变压器的电路系统和磁路系统。了解变压器的空载和短路实验。三相变压器的不对称 运行。了解亦压不对称坛行。理解变压器的樱变时程。二绕组变压器、白变压器、互成器。理 解三绕组变压器、 自耦变压器和电流 ,电压互感器 交流电机的绕组基本理论:交流绕组的基本要求。了解交流绕组的基本形式,单层绕组和双层 绕组。绕组的电动势。了解绕组的基波电势,谐波电势和绕组系数,削弱高次谐波的方法。绕组的 磁动势。掌握脉振磁势及分解,圆形旋转磁势,椭圆形旋转磁势,谐波旋转磁势,漏磁通和谐波漏 磁通的概念。气隙磁场既是空间的函数,也是时间的函数 异步电机:感应电机的构造及原理。了解感应电机的构造及基本原理,掌握三种运行状态和转 广差事的转子装转磁场与定子旋转酷场间的关系,感应电机转子侧各物理量的归算,紫提基本霜】 应电机 了解转子不动时的感应电材 ,转于转动时的应耳 式、等效电路及相量图,功率、转矩。参数的确定。电磁转矩的三种表达式。掌握感应电机的转矩 表达式,最大转矩,临界转差率,感应电机的机械特性:理解腊波磁场引起的附加转矩。感应电动 机的工作特性。掌握感应电动机的工作特性。感应电动机的起动。了解感应电动机的起动,鼠笼式 电动机的起 ,绕 式感应 动机的起 深槽式和 式 机的调速和制 了解感应电动机的调速、制动。感应电动机不对称电压下的运行方式。理解感应电动机在不对称电 压下运行,单相感应电动机:理解感应发电机,直线电机。 同步电机:同步电机的构造形式与励磁方式。了解同步电机的构造形式与励破方式,汽轮发电 机和水轮发电机的特点。同步电机的运行原理。掌握同步电机的电枢反应:对称负载时的电枢反应, 稳极式同步电机的 反应 电 区反应电抗和同 电抗, 凸极式同步电机的电枢反应 直轴和交轴 电枢反应和同步电抗:同步发电机的电压平衡方程式,等效电路,相量图。同步发电机的运行特性 了解同步发电机的运行特性。掌握同步发电机的并联运行,功角特性,磁阻转矩,有功功幸和无功 功率的调节,V形曲线:理解发电机的整步,静态稳定和动态稳定的概念,比整步功率。同步发 电机对称运行时的特性。理解空载特性和短路特性,零功率因数负载特性,外特性和调节特性。短 同步电抗的 测定。同步电动机 了解从同步发电机到同步电动机过程 电压平衡方程式, 起动, 形曲多 荷要介绍同步补偿机 发电 运 步电机的负序电抗和零序电抗。不对称稳定短路,不对称运行对电机的影响。同步发电机的突然短 路。理解磁链不变原则,同步电机的电抗,突然短路对电机的影响。突然短路者重物理概念的讲解, 不做严格的数学分析,但电抗和时间常数的物理意义测定方法应闻述。理解同步电机的震荡:震荡 的物理摄今 ,动态转矩平衡方程式。了解同步电机的损耗、效率、 发热和冷却:其他同步发电机 特殊用途的同步 了解特殊用途的同步电机 四、教学重点与难点 教学重点:掌握常用交、直流电机和变压器的运行原理以及同步发电机的并联运行,功角特性。 教学难点:交流电机的电势和磁势,电枢反应,功角特性和V形曲线,突然短路。 意节重点: 1绪论 电机的定义。各种电机的特点。电机中铁磁材料。 2.直流电机:直流电机的运行原理、电枢反应,感应电势和电磁转矩的计算,工作特性。并励 直流发电机的自励过程。 3.变压器:变压器的分析分析和参数测定方法。变压器的运行特性,并联运行及连接组别。 4.交流电机的绕组及其电势和磁势:绕组的磁势和电势。脉振磁动势和圆形旋转磁动势。 5.异步电机 导步电机的基本原理。 异步电机的机械特 性和 二作特性及其分析方式,起动 6同步电机:同步电机的运行原理。同步电机的电枢反应。同步发电机的分析方法。同步发电 机的并联运行,功角特性及起动
变压器:变压器的类别和结构及额定值。了解变压器的类别和结构及铭牌数据。变压器的空载 运行和负载运行。了解变压器空载、负载运行时的物理情况,平衡方程式、相量图和等效电路图。 变压器的运行特性。掌握变压器电压调整率、效率和变压器的并联运行条件及负载分配。三相变压 器。了解三相变压器的电路系统和磁路系统。了解变压器的空载和短路实验。三相变压器的不对称 运行。了解变压器不对称运行。理解变压器的瞬变过程。三绕组变压器、自耦变压器、互感器。理 解三绕组变压器、自耦变压器和电流、电压互感器。 交流电机的绕组基本理论:交流绕组的基本要求。了解交流绕组的基本形式,单层绕组和双层 绕组。绕组的电动势。了解绕组的基波电势,谐波电势和绕组系数,削弱高次谐波的方法。绕组的 磁动势。掌握脉振磁势及分解,圆形旋转磁势,椭圆形旋转磁势,谐波旋转磁势,漏磁通和谐波漏 磁通的概念。气隙磁场既是空间的函数,也是时间的函数。 异步电机:感应电机的构造及原理。了解感应电机的构造及基本原理,掌握三种运行状态和转 差率的关系。转子静止时与旋转时的感应电机。了解转子不动时的感应电机,转子转动时的感应电 机,理解转子旋转磁场与定子旋转磁场间的关系,感应电机转子侧各物理量的归算。掌握基本方程 式、等效电路及相量图,功率、转矩。参数的确定。电磁转矩的三种表达式。掌握感应电机的转矩 表达式,最大转矩,临界转差率,感应电机的机械特性;理解谐波磁场引起的附加转矩。感应电动 机的工作特性。掌握感应电动机的工作特性。感应电动机的起动。了解感应电动机的起动,鼠笼式 电动机的起动,绕线式感应电动机的起动,深槽式和双笼式感应电动机。感应电动机的调速和制动。 了解感应电动机的调速、制动。感应电动机不对称电压下的运行方式。理解感应电动机在不对称电 压下运行,单相感应电动机;理解感应发电机,直线电机。 同步电机:同步电机的构造形式与励磁方式。了解同步电机的构造形式与励磁方式,汽轮发电 机和水轮发电机的特点。同步电机的运行原理。掌握同步电机的电枢反应;对称负载时的电枢反应, 隐极式同步电机的电枢反应,电枢反应电抗和同步电抗,凸极式同步电机的电枢反应,直轴和交轴 电枢反应和同步电抗;同步发电机的电压平衡方程式,等效电路,相量图。同步发电机的运行特性。 了解同步发电机的运行特性。掌握同步发电机的并联运行,功角特性,磁阻转矩,有功功率和无功 功率的调节,V 形曲线;理解发电机的整步,静态稳定和动态稳定的概念,比整步功率。同步发 电机对称运行时的特性。理解空载特性和短路特性,零功率因数负载特性,外特性和调节特性。短 路比,同步电抗的测定。同步电动机。了解从同步发电机到同步电动机过程,电压平衡方程式,相 量图。同步电动机的起动,V 形曲线。简要介绍同步补偿机。同步发电机的不对称运行。理解同 步电机的负序电抗和零序电抗。不对称稳定短路,不对称运行对电机的影响。同步发电机的突然短 路。理解磁链不变原则,同步电机的电抗,突然短路对电机的影响。突然短路着重物理概念的讲解, 不做严格的数学分析,但电抗和时间常数的物理意义测定方法应阐述。理解同步电机的震荡:震荡 的物理概念,动态转矩平衡方程式。了解同步电机的损耗、效率、发热和冷却;其他同步发电机。 特殊用途的同步电机。了解特殊用途的同步电机。 四、教学重点与难点 教学重点:掌握常用交、直流电机和变压器的运行原理以及同步发电机的并联运行,功角特性。 教学难点:交流电机的电势和磁势,电枢反应,功角特性和 V 形曲线,突然短路。 章节重点: 1.绪论:电机的定义。各种电机的特点。电机中铁磁材料。 2.直流电机:直流电机的运行原理、电枢反应,感应电势和电磁转矩的计算,工作特性。并励 直流发电机的自励过程。 3.变压器:变压器的分析分析和参数测定方法。变压器的运行特性,并联运行及连接组别。 4.交流电机的绕组及其电势和磁势:绕组的磁势和电势。脉振磁动势和圆形旋转磁动势。 5.异步电机:异步电机的基本原理。异步电机的机械特性和工作特性及其分析方式,起动。 6.同步电机:同步电机的运行原理。同步电机的电枢反应。同步发电机的分析方法。同步发电 机的并联运行,功角特性及起动
章节难点: 1.绪论:铁磁材料。 2.直流电机:直流电机的磁场和电枢反应。并励直流发电机自励建压过程。直流电机的换向。 3.变压器:三相变压器的电路系统和破路系统,连接组别 4.交流电机的绕组及其电势和磁势:圆形旋转磁动势脉动磁动势的产生及分解 5.异步电机:异步电机的分析方法,机械特性的三种表达式。异步电动机的调速和制动 6.同步电机:同步发电机的V形曲线。同步发电机对称运行时的特性。同步发电机的不对称运 行。同步发电机的突然短路。 五、实践环节 认实验(2学时 2. 直流电动机实验(2学时 3.直流发电机实验(2学时)》 4,单相变压器实验(2学时) 5.三相变压器的联接组与不对称短路实验(2学时】 三相变压器的并联运行实验(2学时) 三相异步电动机的参数测 (2学时) 8. 三相异步电动机的工作特性(2学时) 9.三相同步电动机的起动及V形曲线(3学时) 10.三相异步电动机的调速(3学时) 11.三相同步发电机的并网及V形曲线实验(3学时) 12.三相变压器负载运行(综合性实验)(3学时 六、学时分配 序号 内容 学时 缩论 直流电 10 交流电机绕组的基本理论 异步电 同步电儿 头验 8 习题讨论 合计 26 (备注:课堂教学84学时,习题讨论14学时,实险教学28学时,共计126学时) 七、考核方式 考试课程,笔试(闭卷)、120分钟、满分100分 制定人:艾比布拉 审核人:何山
章节难点: 1.绪论:铁磁材料。 2.直流电机:直流电机的磁场和电枢反应。并励直流发电机自励建压过程。直流电机的换向。 3.变压器:三相变压器的电路系统和磁路系统,连接组别。 4.交流电机的绕组及其电势和磁势:圆形旋转磁动势脉动磁动势的产生及分解。 5.异步电机:异步电机的分析方法,机械特性的三种表达式。异步电动机的调速和制动。 6.同步电机:同步发电机的 V 形曲线。同步发电机对称运行时的特性。同步发电机的不对称运 行。同步发电机的突然短路。 五、实践环节 1. 认识实验(2 学时) 2. 直流电动机实验(2 学时) 3. 直流发电机实验(2 学时) 4. 单相变压器实验(2 学时) 5. 三相变压器的联接组与不对称短路实验(2 学时) 6. 三相变压器的并联运行实验(2 学时) 7. 三相异步电动机的参数测定(2 学时) 8. 三相异步电动机的工作特性(2 学时) 9. 三相同步电动机的起动及 V 形曲线(3 学时) 10.三相异步电动机的调速(3 学时) 11.三相同步发电机的并网及V 形曲线实验(3 学时) 12.三相变压器负载运行(综合性实验)(3 学时) 六、学时分配 序号 内容 学时 1 绪论 2 2 直流电机 18 3 变压器 22 4 交流电机绕组的基本理论 8 5 异步电机 12 6 同步电机 22 7 实验 28 8 习题讨论 14 合计 126 (备注:课堂教学 84 学时,习题讨论 14 学时,实验教学 28 学时,共计 126 学时) 七、考核方式 考试课程,笔试(闭卷)、120 分钟、满分 100 分。 制定人:艾比布拉 审核人:何 山