《電機學》課程教學大綱
課程編號 ： 00200170
課程名稱： 電機學
英文名稱： electrical machines
課程型別： 必修課
總學時： 112 講課學時：96 實驗學時：16
適用物件： 電氣工程及其自動化專業、農業電氣化與自動化專業、熱能與動力工程專業（電廠集控執行方向）
先修課程： 《高等數學》、《大學物理》和《電路》
《電機學》是電氣類相關專業的一門主要技術基礎課，其特點是理論性強、概念多、與工程實際聯絡密切。通過本課程的學習，應使學生獲得有關電機的基本理論、基本分析方法和基本實驗技能，為進一步學習專業課和從事專業工作打下堅實的基礎。
（一）基本要求：
本課程以變壓器、同步電機、非同步電機和直流電機四種典型電機為研究物件，以變壓器和同步電機為重點。學完本課程應達到以下基本要求：
１．了解上述四種電機的基本結構，掌握其工作原理及執行特性，對電機有較系統和完整的認識。
２．熟練掌握分析電機的基本方法，能正確建立電動勢、磁動勢、功率和轉矩的平衡方程式，能熟練運用複數運算、等效電路、相量圖對電機問題進行定量計算和定性分析，掌握電機在非正弦狀態時的諧波分析法及非對稱執行時的對稱分量法的應用。
３．正確理解電機中各種磁場的性質及其與時間和空間的關係，深入理解電機引數的物理意義並了解其數量概念。
４．學會常用電機的操作和使用，掌握電機的基本實驗方法，並能對測試結果進行準確分析。
５．了解電機在非正常運**況下的物理過程及其特點。
６．對電機額定值、發熱、冷卻及溫公升等有較明確的工程概念。
了解本課程的性質和任務；認識電機在國民經濟中的地位、作用及國內外發展概況；了解電機的主要分類和機電能量轉換的基礎知識；熟悉並鞏固《電機學》中常用的基本電磁定律並掌握鐵磁材料的基本特性。
１．了解變壓器在電力系統中的應用；了解變壓器的基本結構；掌握變壓器的基本工作原理及分類；明確變壓器的額定值。
２．熟練掌握變壓器的基本電磁關係；掌握變壓器的基本方程式、等值電路和相量圖三種基本分析方法，並注意基本方程式、相量圖和等值電路的統一性；熟悉變壓器引數的物理意義及測量方法，掌握標麼值的概念與計算；掌握變壓器執行效能的分析方法與計算。
３．了解三相變壓器磁路系統的特點；熟練掌握三相繞組的連線方法及聯結組；掌握繞組聯結和鐵心結構對電動勢波形的影響。
４．了解三繞組變壓器和自耦變壓器的用途及結構特點；掌握三繞組變壓器的基本電磁關係、簡化等值電路及其引數的物理意義和測定方法；掌握自耦變壓器的基本電磁關係、方程式和等值電路，熟悉自耦變壓器的容量關係和分析計算。
５．掌握變壓器的理想併聯條件，熟悉併聯執行時的負荷分配問題。
６．了解變壓器空載合閘、突然短路的瞬變過程，認識過電流的影響。
１．了解同步電機的結構及基本工作原理，明確同步電機的額定值。
２．了解交流繞組的連線方式，掌握交流繞組感應電動勢計算，明確繞組因數的物理意義及對改善電動勢波形所起的作用。
３．掌握交流繞組磁動勢的分析與計算方法，著重掌握脈振和圓形旋轉磁動勢的性質、波形、幅值、區別及相互關係，了解漏磁通的概念及漏抗的物理意義。
４．熟練掌握同步發電機的基本電磁關係、電壓方程式和電勢相量圖，明確各穩態引數的物理意義及測定方法，掌握同步發電機對稱穩態執行特性及其計算。
５．掌握同步發電機的併聯投入的條件和方法，熟練掌握同步發電機功率轉矩平衡及功角特性，掌握同步發電機併網有功無功的調節，了解併網發電機的靜態穩定概念。
６．掌握同步電動機和同步調相機的工作原理、方程式和相量圖，了解同步電動機的起動方法和調節功率因數的方法。
７．掌握相序電抗的物理意義，了解不對稱執行問題的一般求解方法。
８．了解同步發電機三相突然短路內部的物理過程，了解瞬變電抗、超瞬變電抗及有關時間常數的物理意義，了解突然短路對同步電機的影響。
１．了解三相非同步電機的基本結構，掌握非同步電機的基本工作原理，著重理解轉差率的意義及其與非同步電機執行狀態的關係，明確非同步電機的額定值。
２．熟練掌握三相非同步電動機的基本電磁關係，熟悉反映非同步電動機基本電磁關係的基本方程式、等值電路和相量圖三種分析方法，明確各引數的物理意義，掌握引數的測定方法。
３．掌握非同步電動機的功率傳遞關係、功率平衡和轉矩平衡，熟練掌握電磁轉矩各種表示式及其應用，掌握非同步電動機的機械特性，了解非同步電動機的工作特性。
４．熟悉鼠籠式非同步電動機的起動方法，掌握起動電流和起動轉矩與電機端電壓之間的關係，了解深槽式和雙鼠籠式非同步電動機的起起動原理，掌握繞線式非同步電動機的起動方法。
５．了解三相非同步電動機的各種調速方法、特點及應用，掌握變頻調速等方法。
６．了解非同步電機的其它執行方式的工作原理，包括：非同步發電機，制動執行，移相器和感應調壓器。
１．了解直流電機的基本工作原理和結構，明確直流電機的額定值。
２．了解直流電機電樞繞組的特點，了解直流電機電樞反應的作用，重點掌握直流電機電樞繞組的感應電動勢和電磁轉矩的計算。
３．了解直流發電機的勵磁方式，掌握直流發電機的電壓、功率、轉矩平衡方程式。
４．了解直流電機的可逆執行原理，掌握直流電動機的電壓、功率、轉矩平衡程式，掌握直流電動機的工作特性及直流電動機的起動、調速方法。
三、教學安排及方式
本課程主要貫徹理論與實踐、講授與討論、課內與課外相結合的方式，安排課堂講授84學時，課堂討論與習題12學時，實驗16個學時。具體要求如下：
（一） 對實驗的要求：
實驗是理論聯絡實際、訓練學生實驗操作技能、培養學生實際動手能力及創新能力的重要環節，也是本課程的重要組成部分之一，故要求學生在學習本課程時完成足夠數量實驗。最低要求完成的實驗專案有：
１．電機學認識實驗
２．三相變壓器的引數測定及工作特性
３．三相變壓器的聯結組
４．三相同步發電機的執行特性
５．三相同步發電機的併聯執行
６．三相非同步電動機引數的測定
７．三相非同步電動機的負載特性
8.直流電機執行原理
（二） 對課外習題的要求：
習題是培養學生綜合運用所學理論、訓練解決工程實際問題、培養創新意識的重量手段之一，故要求學生在學習本課程時完成足夠數量的課外習題，其中包括計算題和一定數量的概念題，為達到基本要求，課外各種習題不應少於１２０題。
課堂教學，以老師講授為主，輔助以多**課件、ppt及網路教學，並有適當的討論和課內習題的時間。
五、推薦教材和教學參考書
教材：《電機學》 第三版李發海、朱東起編著，科學出版社，2023年版。
參考書：《電機學》（上、下冊），許實章編著，機械工業出版社，2023年版。
《電機學》 湯蘊繆,史乃主編，機械工業出版社，2023年版。
《電機學》 葉東編著，天津科學技術出版社，2023年版。
《電機學》 胡虔生 [等]編著，中國電力出版社，2023年版。
大綱執筆者：王昊
大綱校對者：王靖
大綱審核者：羅應立
制定日期：2006.7.18
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