电机学教学大纲

1、电机学教学大纲（一）正文一、本课程的教学内容及教学时数分配（理论课共74 学时）第一章导论 （ 2 学时 ）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 磁路计算的原理与方法1.7 电机学的性质、任务2、 基本要求2.1 了解电机的发热的原因、温升的定义及测量方法2.2 认识绝缘材料的六个等级2.3 了解电机冷却介质、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 了解导磁材料与铁磁材料2.6 掌握磁路计算的原理与方法3、 重点掌握电机的额定值与定额、磁路计算的原理与方法4、 难点

2、磁路计算的原理与方法第二章 直流电机（共12 学时）1、基本内容4.1 直流电机的工作原理、基本结构、额定值4.2 电枢绕组- 单叠绕组4.3 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4.4 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4.5 直流电力传动 起动、调速、制动4.6 直流电机的换相（简述）4.7 特殊用途直流电机- 直流伺服电动机、直流测速发电机、其它直流电机4.8 电机的发热与冷却2、基本要求2.1 了解直流电机的分类、掌握直流电机的工作原理、基本结构、额定值2.2 了解电枢绕组的基本特点、能

3、绘制单叠绕组展开图102.3 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、制动方法2.7 了解直流伺服电动机、直流测速发电机的结构、原理、应用3、重点3.1 直流电机分类、直流电机的工作原理、基本结构、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、制动方法4、难点4.1 基本结构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 学

4、时）1、基本内容1.1 变压器的分类、基本结构、额定值1.2 变压器空载运行- 电磁过程与正向惯例、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、二次侧突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、基本要求2.1 掌握变压器的分类、基本工作原理及结构、额定值的定义（额定电压

5、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惯例相关知识2.3 掌握空载和负载运行分析方法2.4 掌握其等效电路2.5 掌握利用空载、短路试验进行参数测定的基本方法2.6 学会用标么值表示各物理量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 学会分析不同绕组联结和磁路系统对电动势波形的影响2.10 空载合闸电流及突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、相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

6、的绕组排列、基本方程、等效电路及折算法、了解自耦变压器有关知识3、重点3.1 工作原理、主要结构、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 不同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3.7 Y/Y 0联结三相变压器单相负载运行等效电路、相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、主要结构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 不同

7、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4.5 Y/Y 0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学时）1、基本内容1.1 交流绕组的基本要求和分类、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 电动势谐波及其削弱方法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、基本要求1.1 了解交流绕组的基本要求和分类、能绘制槽

8、电势星形图1.2 学会绘制三相双层叠绕组的绕组展开图1.3 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1.4 了解交流绕组电动势谐波及其削弱方法1.5 掌握单相绕组脉振磁动势的性质及大小1.6 掌握三相绕组的旋转磁动势的性质及大小1.7 了解三相绕组合成磁动势高次谐波的特点1.8 会判别交流绕组产生的磁动势性质- 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 电动势谐波及其削弱方法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

9、势谐波及其削弱方法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 学时）1、基本内容1.1 异步电机的类型、基本结构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、起动方法、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.

10、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、基本要求2.1 了解其主要结构、掌握感应电机的基本原理、额定值了解其主要结构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方法2.8 掌握感应电动机的起动过程、起动方法、掌握深槽式和双笼感应电动机的起动性能2.9 了解其制动方法2.10 掌握调速方法2

11、.11 了解感应电动机在不对称电压下的运行分析方法2.12 掌握单相感应电动机的种类及起动方法2.13 掌握交流伺服电动机、交流测速发电机的结构及工作原理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方法、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、起动方法3.7 电动机调速方法3.8 单相感应电动机的种类及起动方法4、难点4.1 主要结构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方法第六章 同步

12、电机(20 学时)1、基本内容1.1 概述 - 基本结构、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、零功率因素特性、外特性、稳态参数测定1.4 并联运行-并联运行条件和方法、并联运行时有功功率调节和静态稳定、无功功率的调节和 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、无功功率的调节、起动方法、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 突然短路- 突然短路电流的特点、计算、对电机的影响

13、1.8 特殊同步电机- 磁阻同步电动机、步进电动机2、基本要求2.1 认识其基本结构、掌握其基本工作原理2.2 学习其主要额定值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 掌握稳态参数测定方法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方法、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

14、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方法2.13 懂得电压调整率的计算方法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方法2.18 掌握并联运行时有功功率的调节方法、静态稳定条件及静态过载倍数的定义2.19 无功功率的调节和V形曲线2.20 了解两台容量相近发电机并联运行的功率调节方法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 了解同步电动机的相量图、基本方程、功角特性、调节同步电动机功率因数的方法、懂得其起动方法2.23 了解同步调相机

15、的用途2.24 掌握不同稳定短路情况下短路电流的大小关系2.25 了解负序、零序参数的测量方法、了解不对称运行对电机的影响2.26 会计算突然短路时最大冲击电流了解突然短路对电机的影响2.27 了解磁阻同步电动机的原理及结构、掌握步进电动机的原理、结构3、重点3.1 基本结构及额定值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 零功率因素特性、保梯电抗、直轴饱和电抗3.9 电压调整率

16、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方法、并联运行时有功功率的调节和静态稳定3.13 无功功率的调节和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节、同步调相机用途3.15 不同稳定短路情况下短路电流的大小关系3.16 突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 基本结构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节和静态稳定、无功功率的调节和 V形曲线、4.

17、5 同步电机的三种运行状态4.6 负序、零序参数的测量方法4.7 突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学时）14学时）实验一并励直流电动机的工作特性和调速特性（ 2 学时）实验二单相变压器的空载、短路与负载特性（ 2 学时）实验三三相变压器的极性和联结组（ 2 学时）实验四三相异步电动机的起动和调速（ 2 学时）实验五三相同步发电机的运行特性（ 3 学时）实验六三相同步发电机的并联运行（ 3 学时）三、实习及作业由于专业课时压缩，教师可组织利用课余时间到工厂进行短时实习；作业以教科书上为主。四、本课程的教材及参考书教 材： 电机学辜承林陈

18、乔夫编华中理工大学出版社参考书：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、有关教学设备浙江大学电器设备厂生产的电机系统实验装置杭州天煌电器设备厂生产的电机与电气技术实验装置希望能尽快采购一些变频调速、电机综合实验设备（二）说明一、教学对象适用于电气工程及其自动化全日制本科专业二、总学时本课程共90 学时，其中理论课共计76 学时间，实验课、实物模型参观共14 学时。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

19、在学完本课程后，能比较全面的掌握变压器、同步机、异步机、直流机的基本结构及其运行原理；熟练掌握“四大机”的电磁基本理论及其分析方法，并能有效地应用方程式组、等值电路和相量图等工具，分析并解决有关电机学的实际问题；掌握一些电机控制基本知识，以利于后续专业课程的学习。五、教学要求1、掌握不同电机（变压器、交流电机、直流电机）的主要结构、运行原理。2、掌握不同电机（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（主要为稳态参数、有名值与标么值）。3、掌握不同电机（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，运用电路分析的方法进行运行分析和相关计算（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