《电机学A（2）》教学大纲

《电机学A（2）》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05132091课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（理论32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（2）》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：掌握交流同步电机、直流电机的基本结构、工作原理、工作特性与分析方法；熟悉特种电机、控制电机的结构特点、工作原理；并将这些专业知识应用到后续专业课程的学习和实践中，能够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，并通过文献研究以获得有效结论。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，树立正确的劳动观念和精神，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（2）》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：掌握交流同步电机、直流电机的基本结构、工作原理、工作特性与分析方法；熟悉特种电机、控制电机的结构特点、工作原理；并将这些专业知识应用到后续专业课程的学习和实践中，能够对复杂电气工程问题进行分析、计算并提出解决方案。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，并通过文献研究以获得有效结论。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，树立正确的劳动观念和精神，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对应的课程目标1.同步电机1.1同步电机的基本结构和运行状态1.2空载和负载时同步发电机内的磁场1.3隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路1.4凸极同步发电机的电压方程、相量图1.5同步发电机的功率方程和转矩方程1.6同步电抗的测定1.7定子漏抗和电枢等效磁动势的测定1.8同步发电机的运行特性1.9同步发电机与电网的并联运行1.10同步电动机与同步补偿机教学要求：熟悉同步电机的基本结构和运行状态；理解空载和负载时同步发电机内的磁场；掌握隐极、凸极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路；掌握同步发电机的功率方程和转矩方程；了解同步电抗、定子漏抗和电枢等效磁动势的测定；理解同步发电机的运行特性；掌握同步发电机的并联运行；理解同步电动机运行特性、启动方法；了解同步补偿机的工作原理。重点：同步发电机的电压方程、相量图和等效电路；同步发电机的功率方程和转矩方程；同步发电机的并联运行。难点：同步发电机的电压方程、相量图、等效电路；同步发电机的功率方程、转矩方程；同步发电机的运行特性。151、2、32.直流电机2.1直流电机的工作原理和基本结构2.2直流电枢绕组2.3空载和负载时直流电机内的磁场2.4电枢的感应电动势和电磁转矩2.5直流电机的基本方程2.6直流电机的运行特性2.7直流电动机的起动、调速和制教学要求：理解直流电机的工作原理、基本结构、励磁方式、额定值；掌握直流电机电枢绕组的特点；熟悉空载和负载时直流电机内的磁场；掌握电枢的感应电动势和电磁转矩；掌握直流电机的基本方程；掌握直流电机的运行特性；熟悉直流电动机的起动、调速和制动方法。重点：电枢的感应电动势和电磁转矩；直流电机的基本方程、运行特性；直流电机的运行特性。难点：空载和负载时直流电机内的磁场；电枢的感应电动势和电磁转矩；直流电机的基本方程、运行特性。131、2、33.单相串激电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机3.1单相串激电动机3.2永磁电动机3.3正弦波永磁无刷电动机3.4矩形波永磁无刷电动机3.5开关磁阻电动机教学要求：掌握单相串激电动机的工作原理、结构特点和运行特性；掌握永磁直流电动机、同步电动机的基本结构特点；了解正弦波永磁无刷电动机的原理、基本方程和运行特性；了解矩形波永磁无刷电动机的原理、基本方程和运行特性；了解开关磁阻电动机的工作原理、结构特点。重点：单相串激电动机、永磁电机的工作原理、运行特性。难点：单相串激电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机的工作原理、运行特性。21、24.控制电机4.1直流测速发电机4.2直流伺服电动机4.3交流两相伺服电动机4.4旋转变压器4.5自整角机教学要求：熟悉直流测速发电机的原理和运行特性；了解伺服电动机的原理和运行特性；了解旋转变压器的原理和运行特性；了解自整角机的原理和运行特性。重点：直流测速发电机的原理和运行特性；旋转变压器的原理和运行特性。难点：伺服电动机、旋转变压器、自整角机的原理和运行特性。11、25.电机的发热和冷却5.1电机的温升和温升限值5.2电机内部所生热量的传导和散出5.3交流定子绕组和铁心的稳态温升5.4电机的冷却方式教学要求：熟悉电机的温升和温升限值；了解电机内部所生热量的传导和散出；了解交流定子绕组和铁心的稳态温升；熟悉电机的冷却方式。重点：电机的冷却方式。难点：电机内部所生热量的传导和散出；交流定子绕组和铁心的稳态温升。11、2合计32五、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、课堂互动、作业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。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.（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）李勇.电机学[Z/OL].北京:“中国大学MOOC”网,2017[2022]./course/HIT-1002267006（2）李永刚.电机学[Z/OL].北京:“中国大学MOOC”网,2019[2022]./course/NCEPUB-1206460826七、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（大作业）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3。表3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20（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。√√√884作业10（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。√√√442阶段测试10（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。√√√442期末考核60（1）大作业成绩100分，以大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；（2）主要考核电机的基本结构、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。√√√302010合计：100分463618八、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、作业、阶段测试、期末考核（大作业）等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核（大作业）成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业成绩为100分（权重60%），期末大作业中基本知识、基本理论、基本技能的考核不超过50%，综合应用与分析能力考核不低于50%；课堂表现、作业、阶段测试等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和大作业考核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4。表4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50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