《电机学》教学大纲

课程编码：01010003*

课程名称：电机学

英文名称：Electrical Machinery

学    时：64学时

学    分：4

课程性质：专业核心课（必修）

适用对象：电气工程及其自动化

开设学期：4

先修课程：《高等数学》 、《大学物理》 、《电路》等

后续课程：《电力系统基础》 、《电力系统暂态分析》 ，《电力系统继电保护》等

开课单位：电力学院

所属模块：专业基础模块

注：本课程实验部分为单列课。

一、课程简介

《电机学》课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课程，也是一门专业核心课程，是一门理论性和实践性都很强的课程。通过本课程的学习，使学生系统掌握变压器、异步电机、同步电机的基本结构、工作原理与运行特性；使学生初步具备电机学的基础知识及分析和应用能力；并能建立电机的工程模型，解决电机分析、运行、计算等工程问题，为后续课程的学习提供支持和储备，为将来从事专业技术工作打下坚实的基础。本课程的学习为后续的“电机检修实习”、“电机测试实习”提供理论支撑。本课程除了学习专业基础知识外，还培养学生查找文献、团队合作、沟通交流、写作能力。

二、课程教学目标

课程目标1（LO1）： 正确表述电机的基本结构、分类、基本工作原理，额定参数。（支撑毕业要求1.1）

课程目标2 (LO2)： 正确表述电机的电磁原理、平衡方程、等效电路和相量图，建立电机的工程模型。（支撑毕业要求1.2）

课程目标3 (LO3)： 应用电机的工程模型，学会电机的参数测定实验及参数计算，学会分析电机的运行特性或工作特性，并具备进行工程计算的能力。（支撑毕业要求3.1）

三、课程教学目标与毕业要求的对应关系

四、教学内容、重难点和课时安排

内容一：绪论  [2学时]（LO1）

1．电机的功能与用途、电机的分类；

2．本课程的性质与内容；

3．铁磁材料的特性及电磁定律。※

内容二：变压器基本工作原理、结构  [2学时]（LO1& LO2）

1. 变压器的基本工作原理和额定值；※

2. 分类、基本结构。

内容三：变压器的基本理论和特性  [16学时]（LO1& LO2& LO3）

1．变压器运行时的电磁关系；※

2．变压器的折算、基本方程式、等效电路和相量图；※

    3. 变压器参数测定方法，标么值的概念及应用；※

4．三相变压器磁路结构的特点，联结组标号的概念及判定方法；※

5．联结组标号和磁路结构对相绕组电动势波形的影响；

6．变压器的外特性、效率特性及其相关的计算；※

7．变压器并联运行的条件和并联运行时的负载分配计算；※

8．空载合闸和突然短路及对变压器的影响；

9.  三相变压器的不对称运行。

内容四：特殊变压器  [2学时]（ LO1& LO2& LO3）

1．三绕组变压器结构特点、容量配合及参数测定方法；

2．自耦变压器的用途、结构特点及容量关系；

3．分裂变压器结构特点、运行方式、参数及主要优点；

4.  互感器的用途、结构特点及使用注意事项。

内容五：三相交流绕组、感应电动势和磁动势  [4学时]（ LO1& LO2）

1．交流绕组的构成方式；

2.  每相绕组基波感应电动势公式，改善电动势波形的方法和原理；

3．单相和三相绕组基波合成磁动势的性质。※

内容六：三相异步电动机基本工作原理和结构  [2学时]（LO1& LO2）

1．三相异步电动机的基本结构、基本工作原理、转差率及三种运行状态；※

2．三相异步电动机的额定值。※

内容七：三相异步电动机的基本理论和基本性能  [14学时]（ LO1& LO2& LO3）

1．异步电动机运行时的电磁关系；※

2．异步电动机折算和等效电路；※

    3. 异步电动机功率平衡和转矩平衡方程式、转矩特性；※

4．异步电动机的性能指标、工作特性；

5．三相电动机的起动和调速方法与特点；

    6. 三相异步电动机在不对称电压下的运行性能，单相异步电动机。

内容八：同步发电机基本工作原理和结构  [2学时]（LO1& LO2）

1．同步发电机的基本工作原理、类型和额定值；※

2．同步发电机的基本结构。

内容九：同步发电机的基本理论和运行特性  [16学时]（LO2& LO3）

1．同步发电机的电枢反应概念和性质；※

2．负载时电磁关系、电动势方程式和相量图；※

3．同步发电机的各种运行特性；

4．同步发电机的并联运行条件及方法；※

5. 同步发电机功角特性和有功功率调节方法；

6. 功角双重物理意义，发电机静态稳定概念；※

7．同步发电机的无功功率调节方法及V形曲线；※

    8. 同步电动机和同步调相机。

内容十：同步发电机异常运行和突然短路  [4学时]（LO2）

1．同步发电机的不对称运行、失磁运行、振荡；

2．同步发电机的三相突然短路。※

五、课程教学方法

1. 采用多媒体课件、课堂演示、网络教学资源和传统教学相结合进行教学。

2. 小组讨论。课堂上给定小组讨论题目，组织学生进行讨论，获得正确答案，锻炼学生分析问题和解决问题的能力。

3. 撰写报告。学生通过教材、文献查阅、网络等多渠道收集资料，整理资料，按照报告格式进行编辑，最终形成二篇报告。

4. 组织线上随堂测验和单元测验，督促学生及时复习所学内容，提高学生自主学习能力。

5. 教学进度安排
教学进度安排见附表 1。

6. 教学方法与课程目标的对应关系

六、课程教学评价方法

总评成绩构成（100%）=作业（5%）+随堂测验（10%）+单元测验（15%）+报告（10%）+期末考试（60%）

1. 随堂测验、单元测验和期末考试评分标准见试卷答案及评分标准。

2. 作业和报告评价标准参见附表2。

七、教材及参考书目

1. 教材

[1] 吕宗枢. 电机学[M]. 北京：高等教育出版社，2014.

2. 参考书目

[1] 赵君有. 电机学[M]. 北京：中国电力出版社，2016.

 [2] 胡虔生. 电机学[M]. 北京：中国电力出版社，2009.

附表1：教学进度安排

附表 2： 评价标准

1. 作业占总成绩5%，考核标准如下：

2. 报告占总成绩 10%， 考核标准如下：