电器原理课程教学大纲

电器原理课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：201404173课程中文名称：电器原理课程英文名称：PrincipleofElectricalApparatus课程性质：专业选修课程开课专业：电气工程及其自动化开课学期：6总学时：40（其中理论32学时，实验8学时）总学分：2.5二、课程目标 目标1：能够综合运用数学、物理、电路等所学知识解决电器及其控制领域复杂工程问题。（对应指标点1-4）目标2：能够通过工程原理、工程方法和文献研究综合对电器及其控制领域复杂工程问题进行分析，并获得有效结论。（对应指标点2-3）目标3：具备设计和实施电器及其控制实验的能力，掌握实验方法，并能够获得试验结论。（对应指标点4-2）通过本门课程的学习，使学生了解电器原理的一些基本概念、基本理论和方法，解决与电器原理相关的复杂工程问题。学生通过运用电器原理的技术方法、思维方式，能够对复杂工程问题明确设计需求，设计解决方案。能够运用专业知识对电器原理相关的复杂工程问题进行研究。结合具体情况进行实践，能达到理论联系实际、活学活用的基本目标，提高动手能力和应用技能，并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，通过实践环节训练使学生具备不断学习、适应电气工程及其自动化领域发展的能力。三、教学基本要求 1、掌握电器中电流的热效应和电动力效应及其计算方法、电接触和电弧理论、电磁机构的原理及其计算方法，能够将其用于电器中的发热、电动力、电接触、电弧、电磁机构的分析和计算。（对应目标1） 2、掌握低压电器主要产品的工作原理、结构、选择和高压电器主要产品的工作原理、结构、选择及电器控制线路的原理及设计方法，并能够将其运用到低压电器和高压电器的实际应用中和对电器控制线路进行有效的设计。（对应目标2）3、掌握常用电器的认识、选用、使用和拆装能力，能够设计和调试三相异步电动机的基本控制线路和综合控制线路。（对应目标3）四、教学内容与学时分配1绪论（2学时）1.1电器的定义、用途与分类1.2电器在电力系统和电器控制系统中的作用1.3电力系统和电器控制系统对电器的要求及电器的正常工作条件1.4电器研究的主要理论范畴1.5电器技术的发展过程和国内外电器工业发展概况1.6本课程的任务2电器的发热与电动力理论（6学时）2.1电器中发热的基本概念——电器中的基本热源、电器的允许温度和温升、电器的散热与综合散热系数2.2电器中发热的计算——电器的发热计算与牛顿公式、电器的工作制及其发热计算2.3短路时的发热和热稳定性2.4电器中电动力的基本概念——电动力的危害、电动力的利用2.5电器中电动力的计算——毕奥-萨伐尔定律计算电动力、能量平衡法计算电动力、交变电流下的电动力2.6短路时的电动力和电动稳定性3电接触与电弧理论（6学时）3.1电接触的基本概念——电接触与触头、触头的接触电阻3.2触头在不同工作状态时的电接触——闭合状态下的触头、触头接通过程及其熔焊、触头分断过程及其电侵蚀3.3触头材料——纯金属触头材料、合金材料、粉末合金材料3.4电弧的基本概念——电弧及其产生过程、电弧的特性和方程3.5电弧及其熄灭——直流电弧及其熄灭、交流电弧及其熄灭3.6灭弧装置——灭火花电路、简单灭弧、磁吹灭弧装置、弧罩与纵缝灭弧装置、栅片灭弧装置、固体产气灭弧装置、石英砂灭弧装置、油吹灭弧装置、压缩空气灭弧装置、六氟化硫气体灭弧装置、真空灭弧装置、无弧分断4电磁机构理论（6学时）4.1电磁机构的基本概念——电磁机构的种类和特性、磁性材料及其基本特性、电磁机构中的磁场及其路化、磁路的基本定律和计算任务4.2电磁机构的计算——气隙磁导和磁导体磁阻的计算、磁路的微分方程及其解、交流磁路的计算、电磁机构的吸力计算4.3交流电磁机构的电磁力与分磁环原理——交流电磁吸力的特点、分磁环及其应用、三相电磁机构的电磁吸力4.4吸力特性及其与反力特性的配合——常用电磁机构的吸力特性、吸力特性与反力特性的配合5低压电器（6学时）5.1低压电器的共性问题——低压电器的分类、对低压电器的基本要求5.2低压控制电器——主令电器、控制继电器、低压接触器的工作原理、结构、选择及应用5.3低压配电电器——刀开关、低压熔断器、低压断路器的工作原理、结构、选择及应用6电器控制线路（3学时）6.1基本控制逻辑——与逻辑、或逻辑、禁逻辑、锁定逻辑、记忆逻辑、延时逻辑6.2电动机的基本控制线路——启停控制线路、正反转控制线路、正常启停及点动控制线路6.3电器控制线路的设计方法——经验设计法、逻辑设计法、电器工作流程图法7高压电器（2学时）7.1高压电器的共性问题——高压电器的分类、对高压电器的基本要求7.2高压断路器——少油断路器、真空断路器、六氟化硫断路器的工作原理、结构、选择及应用7.3其他高压电器——隔离开关、接地开关、高压负荷开关、高压熔断器、避雷器、高压限流电抗器的工作原理、结构、选择及应用8组合电器和成套电器（1学时）8.1低压组合电器和成套电器8.2高压组合电器8.3高压成套电器五、教学方法及手段1、以课堂教学形式达成课程目标分析重点难点，精选内容，组织教案；结合多媒体；将科研最新成果和电器发展趋势引入教学中，保持教学内容的新颖性，启发学生对本专业的兴趣；课后提出问题，利于同学深入思考，最终以试卷形式进行考核。2、以实践性教学形式达成课程目标本课程安排3次共8学时实验，采用分组形式完成，每组3人。实验包括常用低压电器的认识、三相异步电动机的基本控制线路和三相异步电动机的综合控制线路。3、以多环节训练相结合形式达成课程目标测验安排5次，学生笔试。通过随堂测验，巩固学习成果，提高学习效力。六、实验（或）上机内容实验一：常用低压电器的认识、选用、使用和拆装（2学时）——低压控制电器和低压配电电器的认识、选用、使用和拆装实验二：三相异步电动机的基本控制线路（2学时）——三相异步电动机的点动控制、直接启停控制和正反转控制线路实验三：三相异步电动机的综合控制线路（4学时）——三相异步电动机的星-三角减压启动控制线路、能耗制动控制线路、星-三角减压启动和能耗制动综合控制线路七、前续课程、后续课程前续课程：微积分A、大学物理A、电路基础B后续课程：工厂供电、电力系统继电保护八、参考教材及学习资源[1]张文义，刘宏达.电器原理[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2017.1.[2]许志红.电器理论基础[M].北京：机械工业出版社，2016.1.九、考核方式教学基本要求项考核形式占总成绩的比例掌握电器中电流的热效应和电动力效应及其计算方法、电接触和电弧理论、电磁机构的原理及其计算方法，能够将其用于电器中的发热、电动力、电接触、电弧、电磁机构的分析和计算。考试50%测验6%掌握低压电器主要