電機學教學大綱

電機學教學大綱正文一、本課程的教學內(nèi)容及教課時數(shù)分派（理論課共74課時）第一章導論（2課時）基本內(nèi)容1.1電機的發(fā)熱與溫升1.2電機常用絕緣材料1.3電機冷卻及機殼防護1.4電機的額定值與定額1.5導磁材料與鐵磁材料1.6磁路計算的原理與措施1.7電機學的性質、任務基本規(guī)定2.1理解電機的發(fā)熱的原因、溫升的定義及測量措施2.2認識絕緣材料的六個等級2.3理解電機冷卻介質、冷卻方式及機殼防護形式2.4掌握電機的額定值與定額2.5理解導磁材料與鐵磁材料2.6掌握磁路計算的原理與措施3、重點掌握電機的額定值與定額、磁路計算的原理與措施難點磁路計算的原理與措施直流電機（共12課時）1、基本內(nèi)容1.1直流電機的工作原理、基本構造、額定值1.2電樞繞組---單疊繞組1.3直流電機的磁場---直流電機空載時的磁場及磁化曲線、電樞磁動勢和磁場、電樞反應、感應電動勢、電磁轉矩1.4直流電動機的基本特性---基本（電勢、功率和轉矩）方程、工作特性、機械特性1.5直流電力傳動----起動、調(diào)速、制動1.6直流電機的換相（簡述）1.7特殊用途直流電機---直流伺服電動機、直流測速發(fā)電機、其他直流電機1.8電機的發(fā)熱與冷卻2、基本規(guī)定2.1理解直流電機的分類、掌握直流電機的工作原理、基本構造、額定值2.2理解電樞繞組的基本特點、能繪制單疊繞組展開圖2.3掌握電樞反應的分類及性質、會進行感應電動勢、電磁轉矩的計算2.4掌握電勢、功率和轉矩平衡方程式2.5懂得直流電動機的工作特性2.6掌握起動、調(diào)速、制動措施2.7理解直流伺服電動機、直流測速發(fā)電機的構造、原理、應用3、重點3.1直流電機分類、直流電機的工作原理、基本構造、額定值3.2電樞反應、感應電動勢、電磁轉矩3.3電勢、功率和轉矩平衡方程式3.4直流電動機的工作特性3.5起動、調(diào)速、制動措施4、難點4.1基本構造4.2直流繞組的構成4.3電樞磁動勢和磁場，電樞反應及其影響4.4起動、調(diào)速、制動物理過程4.5換相第三章變壓器（16課時）1、基本內(nèi)容1.1變壓器的分類、基本構造、額定值1.2變壓器空載運行---電磁過程與正向通例、平衡方程、等效電路1.3負載運行分析---磁動勢及電壓平衡方程、繞組折算、相量圖1.4等效電路1.5參數(shù)測定1.6標么值1.7運行特性1.8三相變壓器的磁路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)與聯(lián)接組、電動勢波形1.9并聯(lián)運行1.10不對稱運行（簡述）---對稱分量法、單相負載運行與中點移動1.11變壓器的瞬變過程---空載合閘時的瞬變過程、二次側忽然短路時的瞬變過程1.12三繞組變壓器1.13自耦變壓器1.14互感器2、基本規(guī)定2.1掌握變壓器的分類、基本工作原理及構造、額定值的定義（額定電壓及額定電流均指線值）2.2懂得變壓器運行的電磁過程與正向通例有關知識2.3掌握空載和負載運行分析措施2.4掌握其等效電路2.5掌握運用空載、短路試驗進行參數(shù)測定的基本措施2.6學會用標么值表達各物理量2.7掌握其運行特性、電壓調(diào)整率的概念及計算2.8掌握三相變壓器兩類磁路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)與聯(lián)接組2.9學會分析不一樣繞組聯(lián)結和磁路系統(tǒng)對電動勢波形的影響2.10空載合閘電流及忽然短路電流最大值的大小2.11掌握變壓器理想并聯(lián)運行的條件及非理想條件下并聯(lián)運行的有關計算2.12掌握Y/Y0聯(lián)結三相變壓器單相負載運行等效電路、有關計算及中點移動的產(chǎn)生原因和大小2.13掌握三繞組變壓器的繞組排列、基本方程、等效電路及折算法、理解自耦變壓器有關知識3、重點3.1工作原理、重要構造、額定值3.2空載和負載運行分析---等效電路、參數(shù)測定、標么值3.3運行特性3.4三相變壓器兩電路系統(tǒng)與聯(lián)接組3.5不一樣繞組聯(lián)結和磁路系統(tǒng)對電動勢波形的影響3.6變壓器理想并聯(lián)運行的條件及非理想條件下并聯(lián)運行的有關計算3.7Y/Y0聯(lián)結三相變壓器單相負載運行等效電路、有關計算及中點移動的產(chǎn)生原因和大小3.8三繞組變壓器的繞組排列、基本方程、等效電路及折算法4、難點4.1工作原理、重要構造4.2負載運行分析時各電磁物理量之間的關系，磁勢平衡的概念4.3一二次側之間的折算4.4不一樣繞組聯(lián)結和磁路系統(tǒng)對電動勢波形的影響、非理想條件下并聯(lián)運行有關計算4.5Y/Y0聯(lián)結三相變壓器單相負載運行等效電路、零序阻抗分析4.6三繞組變壓器的基本方程、等效電路及折算法第四章交流繞組及其電動勢（6課時）1、基本內(nèi)容1.1交流繞組的基本規(guī)定和分類、槽電勢星形圖1.2三相雙層(疊)繞組1.3繞組電動勢---節(jié)距系數(shù)、分布系數(shù)和繞組系數(shù)1.4電動勢諧波及其減弱措施1.5單相繞組的脈振磁動勢---脈振磁動勢1.6三相繞組的基波合成磁動勢---旋轉磁動勢1.7圓形和橢圓形旋轉磁動勢1.8諧波磁動勢1.9交流電機的主磁場、漏磁場2、基本規(guī)定2.1理解交流繞組的基本規(guī)定和分類、能繪制槽電勢星形圖2.2學會繪制三相雙層疊繞組的繞組展開圖2.3掌握節(jié)距系數(shù)、分布系數(shù)和繞組系數(shù)的物理意義，會計算繞組電動勢2.4理解交流繞組電動勢諧波及其減弱措施2.5掌握單相繞組脈振磁動勢的性質及大小2.6掌握三相繞組的旋轉磁動勢的性質及大小2.7理解三相繞組合成磁動勢高次諧波的特點2.8會鑒別交流繞組產(chǎn)生的磁動勢性質---脈振、圓形、橢圓形中哪一種重點3.1槽電勢星形圖3.2三相雙層疊繞組3.3節(jié)距系數(shù)、分布系數(shù)和繞組系數(shù)3.4電動勢諧波及其減弱措施3.5單相繞組的脈振磁動勢3.6三相繞組的旋轉磁動勢3.7圓形和橢圓形旋轉磁動勢難點4.1槽電勢星形圖、電動勢諧波及其減弱措施4.2單相繞組的脈振磁動勢4.3推導電勢、磁勢的計算公式，繪制并解釋磁勢波形圖4.4三相繞組合成磁動勢的高次諧波、圓形和橢圓形旋轉磁動勢第五章異步電機（16課時）1、基本內(nèi)容1.1異步電機的類型、基本構造1.2基本工作原理1.3額定值1.4轉子靜止時的異步電機---磁場與電抗1.5轉子旋轉時的異步電機及等效電路、參數(shù)計算1.6等效電路的簡化1.7參數(shù)測定1.8感應電動機的功率、功率和轉矩平衡方程式1.9電磁轉矩1.10工作特性1.11異步電動機的起動---起動過程、起動措施、深槽式和雙籠感應電動機1.12異步電動機制動1.13異步電動機調(diào)速1.14感應電動機在不對稱電壓下的運行分析及單相感應電動機1.15特種異步電機---交流伺服電動機、交流測速發(fā)電機2、基本規(guī)定2.1理解其重要構造、掌握感應電機的基本原理、額定值理解其重要構造2.2掌握感應電動機轉子不動與轉子旋轉時繞組的相電勢和平衡方程2.3掌握負載運行時的等效電路2.4掌握感應電動機的功率分布及功率和轉矩平衡方程式2.5掌握感應電動機的T=f(s)曲線，會求取起動電磁轉矩、最大電磁轉矩2.6學習其工作特性2.7掌握感應電動機參數(shù)測定措施2.8掌握感應電動機的起動過程、起動措施、掌握深槽式和雙籠感應電動機的起動性能2.9理解其制動措施2.10掌握調(diào)速措施2.11理解感應電動機在不對稱電壓下的運行分析措施2.12掌握單相感應電動機的種類及起動措施2.13掌握交流伺服電動機、交流測速發(fā)電機的構造及工作原理重點3.1感應電機的基本原理、額定值3.2感應電動機轉子不動與轉子旋轉時運行分析措施、等效電路3.3感應電動機的功率、功率和轉矩平衡方程式3.4電磁轉矩3.5工作特性3.6感應電動機的起動過程、起動措施3.7電動機調(diào)速措施3.8單相感應電動機的種類及起動措施4、難點4.1重要構造4.2頻率折算、等值電路及其參數(shù)4.3電磁轉矩計算4.4附加轉矩及其對起動的影響4.5感應電動機在不對稱電壓下的運行分析措施第六章同步電機（20課時）1、基本內(nèi)容1.1概述---基本構造、勵磁方式、冷卻方式、額定值1.2運行原理---空載運行分析、電樞反應、負載運行、平衡方程式、等效電路、矢量圖1.3運行特性---空載特性、短路特性、零功率原因特性、外特性、穩(wěn)態(tài)參數(shù)測定1.4并聯(lián)運行---并聯(lián)運行條件和措施、并聯(lián)運行時有功功率調(diào)整和靜態(tài)穩(wěn)定、無功功率的調(diào)整和V形曲線、兩臺容量相近的同步發(fā)電機的并聯(lián)運行1.5同步電動機和調(diào)相機---同步電動機的相量圖、基本方程、功角特性、無功功率的調(diào)整、起動措施、同步調(diào)相機1.6同步發(fā)電機不對稱運行---穩(wěn)定短路、參數(shù)測量、電機的影響1.7忽然短路---忽然短路電流的特點、計算、對電機的影響1.8特殊同步電機--磁阻同步電動機、步進電動機2、基本規(guī)定2.1認識其基本構造、掌握其基本工作原理2.2學習其重要額定值2.3掌握保梯電抗、直軸飽和電抗2.4掌握電壓調(diào)整率、調(diào)整特性2.5掌握穩(wěn)態(tài)參數(shù)測定措施2.6掌握同步發(fā)電機的空載運行時的磁場、電動勢及空載特性2.7掌握對稱負載時的電樞反應性質2.8掌握隱極同步發(fā)電機的不飽和及飽和負載運行時的相量圖、等效電路圖2.9掌握凸極同步發(fā)電機磁動勢換算措施、波形系數(shù)、電樞反應系數(shù)的定義2.10掌握凸極同步發(fā)電機的負載運行的相量圖2.11掌握同步發(fā)電機的空載特性、短路特性、直軸不飽和電抗的計算、短路比的定義2.12掌握由零功率因數(shù)特性、空載特性確定定子相漏抗及直軸電樞磁動勢的措施2.13懂得電壓調(diào)整率的計算措施2.14學會用轉差法進行同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)參數(shù)測定2.15掌握同步發(fā)電機的功率和轉矩平衡方程式2.16掌握同步發(fā)電機功角特性2.17學會其投入并聯(lián)運行的條件和措施2.18掌握并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)整措施、靜態(tài)穩(wěn)定條件及靜態(tài)過載倍數(shù)的定義2.19無功功率的調(diào)整和V形曲線2.20理解兩臺容量相近發(fā)電機并聯(lián)運行的功率調(diào)整措施2.21掌握同步電機發(fā)電機、調(diào)相機、電動機三種運行狀態(tài)2.22理解同步電動機的相量圖、基本方程、功角特性、調(diào)整同步電動機功率因數(shù)的措施、懂得其起動措施2.23理解同步調(diào)相機的用途2.24掌握不一樣穩(wěn)定短路狀況下短路電流的大小關系2.25理解負序、零序參數(shù)的測量措施、理解不對稱運行對電機的影響2.26會計算忽然短路時最大沖擊電流理解忽然短路對電機的影響2.27理解磁阻同步電動機的原理及構造、掌握步進電動機的原理、構造3、重點3.1基本構造及額定值3.2同步發(fā)電機的空載運行分析電動勢及空載特性3.3對稱負載時的電樞反應性質3.4隱極同步發(fā)電機的負載運行分析相量圖、等效電路圖3.5電樞反應系數(shù)的定義3.6凸極同步發(fā)電機的負載運行相量圖3.7同步發(fā)電機的空載特性、短路特性、直軸不飽和電抗3.8零功率原因特性、保梯電抗、直軸飽和電抗3.9電壓調(diào)整率的定義及計算3.10同步發(fā)電機的功率和轉矩平衡方程式3.11同步發(fā)電機的電磁功率和功角特性3.12投入并聯(lián)運行的條件和措施、并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)整和靜態(tài)穩(wěn)定3.13無功功率的調(diào)整和V形曲線3.14同步電機的三種運行狀態(tài)、同步電動機無功功率的調(diào)整、同步調(diào)相機用途3.15不一樣穩(wěn)定短路狀況下短路電流的大小關系3.16忽然短路時最大沖擊電流的計算3.17步進電動機4、難點4.1基本構造4.2凸極同步發(fā)電機的雙反應理論，用方程式、相量圖進行復數(shù)計算4.3直軸飽和電抗的求取、用轉差法進行同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)參數(shù)測4.4并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)整和靜態(tài)穩(wěn)定、無功功率的調(diào)整和V形曲線、4.5同步電機的三種運行狀態(tài)4.6負序、零序參數(shù)的測量措施4.6忽然短路時的物理過程分析教材外的補充內(nèi)容：異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)；異步電機矢量變換控制等（4課時）二、本課程的試驗及實物模型參觀（14課時）試驗一并勵直流電動機的工作特性和調(diào)速特性（2課時）試驗二單相變壓器的空載、短路與負載特性（2課時）試驗三三相變壓器的極性和聯(lián)結組（2課時）試驗四三相異步電動機的起動和調(diào)速（2課時）試驗五三相似步發(fā)電機的運行特性（3課時）試驗六三相似步發(fā)電機的并聯(lián)運行（3課時）三、實習及作業(yè)由于專業(yè)課時壓縮，教師可組織運用課余時間到工廠進行短時實習；作業(yè)以教科書上為主。四、本課程的教材及參照書教材：《電機學》辜承林陳喬夫編華中理工大學出版社參照書：《電機學》（上、下）許實章編華中科技大學出版社《電機與拖動機礎》，李發(fā)海編著，清華大學出版社《電機學》，叢望主編，哈爾濱工程大學出版社五、有關教學設備①浙江大學電器設備廠生產(chǎn)的電機系統(tǒng)試驗裝置②杭州天煌電器設備廠生產(chǎn)的電機與電氣技術試驗裝置③但愿能盡快采購某些變頻調(diào)速、電機綜合試驗設備闡明一、教學對象合用于電氣工程及其自動化全日制本科專業(yè)二、總課時本課程共90課時，其中理論課合計76課時間，試驗課、實物模型參觀共14課時。三、總學分本課程共5.5個學分。四、教學目的電機學是電氣工程及其自動化專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，是在專業(yè)課程之先開出的一門課程。其教學目的是使學生在學完本課程后，能比較全面的掌握變壓器、同步機、異步機、直流機的基本構造及其運行原理；純熟掌握“四大機”的電磁基本理論及其分析措施，并能有效地應用方程式組、等值電路和相量圖等工具，分析并處理有關電機學的實際問題；掌握某些電機控制基本知識，以利于后續(xù)專業(yè)課程的學習。五、教學規(guī)定1、掌握不一樣電機（變壓器、交流電機、直流電機）的重要構造、運行原理。2、掌握不一樣電機（變壓器、交流電機、直流電機）內(nèi)部電磁關系、參數(shù)，會進行參數(shù)計算（重要為穩(wěn)態(tài)參數(shù)、有名值與標么值）。3、掌握不一樣電機（變壓器、交流電機、直流電機）的等效電路與折算、相量圖、額定值、電勢平衡方程式、功率和轉矩平衡方程式，運用電路分析的措施進行運行分析和有關計算（對稱運行計算、手算與采用計算機計算）。4、掌握電力變壓器繞組聯(lián)結組、運行特性，理解三繞組