《电机学A（1）》教学大纲

《电机学A（1）》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05132081课程性质：专业必修课学分：3学分学时：48学时（理论40学时，实验8学时）先修课程：高等数学、大学物理、电路原理等后续课程：电力系统分析、电力系统继电保护适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《电机学A（1）》是电气工程及其自动化专业的一门专业必修课。本课程主要讲授电机中存在的电磁转换现象，电机的结构、工作原理、工作特性及分析方法，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，在提高学生的逻辑推理能力、分析计算能力、总结归纳能力及自学新知识的能力的同时，兼顾新技术、新发展方向的介绍，培养高素质应用型人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握磁路基本定律，能够进行磁路的分析计算；掌握变压器、感应电机的基本结构、工作原理、工作特性与分析方法；并将这些专业知识应用到后续专业课程的学习和实践中。课程目标2：能正确运用实验、方程、等效电路、相量图、对称分量法等方法分析电机工作原理及运行特性；并将电机的分析方法，运用在后续的仿真建模中。从而培养学生严谨的学习态度、以及独立思考、解决问题和分析问题的能力。课程目标3：掌握电机的实验方法，并能分析归纳测试结果；能够进行设计或开展试验研究。在传授知识的同时，帮助学生养成积极探索的治学精神，扎实可靠的实验技能，认真细致的工作作风，客观辩证的思维方式，提高学生综合运用知识分析问题和解决工程实践问题的能力。适当引入与课程内容相关的案例分析，培养学生爱国主义、忧患意识和民族自豪感，引导学生践行社会主义核心价值观。三、课程目标与毕业要求《电机学A（1）》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3能够利用专业基础知识对复杂电气工程问题进行分析、计算并提出解决方案。课程目标1：掌握磁路基本定律，能够进行磁路的分析计算；掌握变压器、感应电机的基本结构、工作原理、工作特性与分析方法；并将这些专业知识应用到后续专业课程的学习和实践中。H2.问题分析2.3能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，并通过文献研究分析影响复杂电气工程问题的因素，以获得有效结论。课程目标2：能正确运用实验、方程、等效电路、相量图、对称分量法等方法分析电机工作原理及运行特性；并将电机的分析方法，运用在后续的仿真建模中。从而培养学生严谨的学习态度、以及独立思考、解决问题和分析问题的能力。H4.研究4.2能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案。课程目标3：掌握电机的实验方法，并能分析归纳测试结果；能够进行设计或开展试验研究。在传授知识的同时，帮助学生养成积极探索的治学精神，扎实可靠的实验技能，认真细致的工作作风，客观辩证的思维方式，提高学生综合运用知识分析问题和解决工程实践问题的能力。适当引入与课程内容相关的案例分析，培养学生爱国主义、忧患意识和民族自豪感，引导学生践行社会主义核心价值观。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.绪论1.1电机学课程的性质、任务、学科特点1.2电机的定义、主要类型1.3电机在国民经济中的作用1.4电机发展简史1.5电机的一般分析方法教学要求：理解电机学课程的性质、任务、学科特点；掌握电机的定义、主要类型；了解电机在国民经济中的作用；了解电机的一般分析方法。重点：电机的定义、主要类型。难点：电机的一般分析方法。122.磁路2.1磁路的基本概念，基本定律2.2常用的铁磁材料及其特性2.3磁路的计算2.4电抗与磁导的关系教学要求：理解磁场的基本概念；理解磁路的基本定律；掌握铁磁材料的磁化性能；掌握直流磁路的计算；掌握电抗与磁导的关系。重点：铁磁材料的磁化性能；直流磁路的计算；电抗与磁导的关系。难点：铁磁材料的磁化性能；直路磁路的计算。51、23.变压器3.1变压器的工作原理、基本结构3.2变压器的空载、负载运行、基本方程3.3变压器的等效电路及其参数的测定3.4三相变压器3.5标幺值3.6变压器的运行特性3.7变压器的并联运行3.8变压器的不对称运行3.9三绕组变压器3.10变压器的瞬态分析3.11电力系统中的特殊变压器教学要求：熟悉变压器的工作原理、基本结构；理解变压器的空载运行、负载运行电磁关系；掌握变压器的基本方程、等效电路及其参数的测定；掌握三相变压器的磁路系统、绕组连接方法；掌握标幺值计算方法；掌握变压器运行特性；掌握变压器并联运行；了解变压器的不对称运行；熟悉三绕组变压器；了解变压器的瞬态分析；熟悉自耦变压器、仪用互感器的特性。重点：变压器的基本方程、等效电路；三相变压器连接组别判定；标么值计算；变压器的运行特性；变压器的并联运行。难点：标么值计算；变压器的基本方程、等效电路；变压器的运行特性；变压器的不对称运行分析。1541、2、34.交流电机理论的共同问题4.1交流绕组的构成原则和分类4.2三相双层绕组4.3三相单层绕组4.4气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势4.5感应电动势中的高次谐波4.6通有正弦电流时单相绕组的磁动势4.7通有对称三相电流时三相绕组的磁动势教学要求：了解交流绕组的构成原则和分类；掌握三相绕组的连接规律；掌握气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势；了解感应电动势中的高次谐波；理解通有正弦电流时单相绕组的磁动势；掌握通有对称三相电流时三相绕组的磁动势。重点：三相单、双层绕组的连接规律；气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势；通有对称三相电流时三相绕组的磁动势。难点：气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势；通有对称三相电流时三相绕组的磁动势。81、25.感应电机5.1三相感应电机的结构和运行状态5.2三相感应电机的磁动势和磁场5.3三相感应电动机的电压方程和等效电路5.4三相感应电动机的功率方程和转矩方程5.5三相感应电动机参数的测定5.6三相感应电动机的转矩-转差率特性5.7三相感应电动机的工作特性5.8三相感应电动机的起动、调速、制动教学要求：熟悉三相感应电机的结构和运行状态；掌握三相感应电机的磁动势、磁场、电压方程和等效电路；掌握三相感应电动机的功率方程和转矩方程；了解三相感应电动机参数的测定；熟悉三相感应电动机的转矩-转差率特性；掌握三相感应电动机的工作特性；熟悉三相感应电动机的起动、调速、制动方法。重点：三相感应电机的磁动势、磁场、电压方程和等效电路；三相感应电机的功率方程和转矩方程；三相感应电动机的工作特性。难点：三相感应电机的磁动势和磁场；电压方程和等效电路；三相感应电动机的起动、调速；单相感应电动机。1141、2、3合计4082.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.单相变压器实验内容：测定单相变压器的变比和等效电路参数；绘制空载、短路特性曲线。实验要求：熟悉实验台接线方法，掌握单相变压器通过空载、短路实验测定变压器变比和等效电路参数的方法。能够绘制空载、短路特性曲线。21、2、32.三相变压器实验内容：测定三相变压器的变比和等效电路参数；测定三相变压器极性。实验要求：掌握通过短路或空载实验测定三相变压器变比及等效电路参数的方法；掌握三相变压器极性的测定方法。21、2、33.双速电动机实验内容：接触器控制双速异步电动机电路；时间继电器控制双速异步电动机电路。实验要求：掌握由电路原理图换接成实际操作接线的方法；熟悉各类电气元件，并掌握接触器、时间继电器的工作原理和接线方法；掌握双速异步电动机变速的原理。21、2、34.三相交流异步笼型电动机实验内容：测量三相交流异步笼型电动机定子绕组的冷态直流电阻；判定定子绕组首末端；掌握三相交流异步笼型电动机启动方法。实验要求：熟悉三相交流异步笼型电动机的结构及接线方式；掌握定子绕组的冷态直流电阻测定；掌握三相交流异步笼型电动机直接起动、自耦变压器起动、星形-三角形换接起动。21、2、3合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、视频资源共享、阶段测试、作业、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解电机的基本结构和工作原理，在掌握电机常用的分析方法基础上，具备解决和分析电机工作特性的能力。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生电机学的基本理论、基本知识和基本技能。培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材：（1）汤蕴璆.电机学[M].北京:机械工业出版社,2014.（2）\o"戈宝军，梁艳萍，温嘉斌编著"戈宝军,\o"戈宝军，梁艳萍，温嘉斌编著"梁艳萍,\o"戈宝军，梁艳萍，温嘉斌编著"温嘉斌.电机学[M].北京:中国电力出版社,2016.2.参考书：（1）李发海,朱东起.电机学(第六版)[M].北京:科学出版社,2021.1.（2）胡敏强,黄学良,黄允凯,徐志科.电机学(第三版)[M].北京:中国电力出版社,2014.（3）王秀和.电机学(第三版)[M].北京:机械工业出版社,2019.3.期刊：（1）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,电气与电子工程师学会)主办（2）中国电机工程学报,中国电机工程学会主办（3）电机与控制应用,上海电器科学研究所(集团)有限公司主办（4）电工技术学报,中国电工技术学会主办（5）河南工学院学报,河南工学院主办4.网络资源：（1）“中国大学MOOC”网.哈尔滨工业大学.李勇等.电机学./course/HIT-1002267006（2）“爱课程”网站.华北电力大学.李永刚.电机学./sCourse/course_6534.html（3）“国家电网”网站./七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况、课堂互动情况、讨论、课程资源学习等进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664实验8（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√224作业8（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√422阶段测试8（1）主要考核学生对各章节知识点的理解和掌握程度，满分100分；（2）每次阶段测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以阶段测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√422期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核磁路的定律、计算，电机的基本结构、基本原理、基本分析方法、运行特性、电机的常用公式及计算方法等内容；（3）考试题型为：选择题、填空题、画图题、简答题和计算题等。√√√302010合计：100分463222八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、阶段测试、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为选择题、填空题、画图题、简答题和计算题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、实验、作业、测试等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现40积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，偶尔参与教学活动。上课不认真，不参与教学活动。作业20作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。作业较完整，准确率大于70%。不交作业1次以内，准确率大于60%。不交作业2次以上，准确率小于60%。实验20实验预习认真，能够熟练掌握方法与步骤，实验操作过程熟练、规范，遵规守纪、团结协作，实验结果详实、结论清晰、讨论合理。实验