《电机学》教学大纲西安交大版(已修改)

课程编号：0030406《电机学》教学大纲学时数：80讲课：60实验：20适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）青海大学水电系电工教研室2006．2课程编号：0030406《电机学》教学大纲学时数：80讲课：60实验：20适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）一、课程内容第一篇直流电机第一章磁路1-1磁路的基本定律1-2常用的铁磁材料及其特性1-3直流磁路1-4交流磁路的特点第二章直流电机的工作原理和结构2-1直流电机的工作原理2-2直流电机的结构2-3电枢绕组2-4直流电机的额定值第三章直流电机的基本理论3-1直流电机的励磁方式3-2空载时直流电机的气隙磁场3-3负载时直流电机的气隙磁场3-4电枢绕组中的感应电势3-5直流电机的电势平衡方程3-6电磁转矩3-7直流电机中的损耗和功率平衡方程第四章直流发电机4-1他励直流发电机的运行特性4-2并励直流发电机的运行特性4-3复励直流发电机的运行特性第五章直流电动机5-1直流电动机的起动5-2他励直流电动机的工作特性5-3他励直流电动机的机械特性5-4串励直流电动机的机械特性5-5复励直流电动机的机械特性5-6负载的机械特性5-7电动机稳定运行的条件5-8他励直流电动机的调速方法5-9直流电动机的制动5-10直流电机的换向第二篇变压器第六章变压器的结构、原理及额定值6-1变压器的用途和工作原理6-2变压器的结构及类型6-3变压器的额定值第七章变压器的运行分析7-1变压器的空载运行7-2变压器的负载运行7-3变压器的等效电路和相量图7-4变压器的参数测量和标幺值7-5变压器运行时副边电压的变化和调压装置7-6变压器的损耗和效率第八章三相变压器8-1三相组式和芯式变压器8-2三相变压器的联结组8-3三相变压器的励磁电流和电势波形8-4变压器的并联运行8-5三相变压器的不对称运行第九章三绕组变压器、自耦变压器和互感器9-1三绕组变压器9-2自耦变压器9-3互感器第十章变压器的暂态运行10-1变压器空载合闸10-2变压器暂态短路10-3过电压现象第三篇异步电机第十一章异步电机的结构及绕组11-1异步电机的结构及额定值11-2交流电机定子绕组第十二章交流电机定子绕组的电势与磁势12-1交流电机定子绕组感应电势12-2交流电机定子单相绕组中的磁势12-3三相绕组基波旋转磁势12-4异步电机中的主磁通、漏磁通及漏电抗第十三章异步电机的分析方法13-1异步电机的工作原理13-2异步电机的等效电路及其简化13-3异步电动机的功率平衡及转矩平衡关系13-4异步电动机的电磁转矩和机械特性13-5异步电动机工作特性的分析第十四章三相异步电动机的起动及速度调节14-1对异步电动机的起动要求及起动方法选用原则14-2鼠笼式异步电动机直接起动14-3鼠笼式异步电动机降压起动14-4绕线式异步电动机的起动14-5异步电动机的调速方法14-6异步电动机变极调速14-7异步电动机变频调速14-8绕线式转子异步电动机调速第十五章单相异步电动机15-1单相异步电动机原理、性能及分类15-2单相异步电动机定子绕组第四篇同步电机第十六章同步电动机原理和结构16-1同步发电机原理概述16-2同步发电机的型式与结构16-3同步电机额定值和型号第十七章同步发电机对称运行分析17-1空载运行分析17-2负载运行和电枢反应分析17-3同步发电机的电势方程式及相量图17-4同步发电机的负载特性和电抗测定第十八章同步发电机并网运行18-1并联条件及其方法18-2功角特性既有功功率调节18-3并网运行时无功功率的调节第十九章同步电动机19-1同步电动机的工作原理19-2同步电动机电势方程式和相量图19-3同步电动机的优缺点19-4同步电动机的功角特性19-5同步电动机的异步起动第二十章电机的发热和冷却过程20-1电机的发热与冷却过程20-2电机用绝缘材料和电机的定额20-3电机的冷却方式简述二、作业学完每章后，根据学生对章节内容的掌握情况，布置适当的课外作业。三、实验项目1、变压器的参数测定2、变压器的并联运行3、异步电动机观察三相异步电动机的构造。了解铭牌数据。了解各种起动方法，并能接线和操作。观察起动电流的变化和磁力起动器、自耦减压起动器等控制设备的构造，并了解电动机的工作特性。4、同步发电机的并联运行。5、直流电动机的起动、调速和制动。注：以上各实验均根据实验室设备情况而定电机学教学大纲说明一、本课程的性质和任务(1)在高等学校本科电力系统及其自动化专业的教学计划中，电机学是一门理论性较强的专业基础课程。它的任务是：使学生通过对本大纲所规定的全部教学内容的学习，获得电机的基本理论、基本知识和基本技能，为学习后续课程和专业知识以及从事工程技术工打下基础.二、本课程与其它课程的联系电机学与普通物理学的关系十分密切。在物理学中，已经对电和磁的一般规律作过讨论，电机学主要研究电和磁的规律在工程技术中的应用。因此，本课程是在物理课电磁学的基础上进行学习的。电路的基本物理量、欧姆定律、电阻的串联和并联、电场和磁场的基本物理量、电磁感应、铁磁物质的磁性能等内容，应在物理课中讲授，本课程不必过多重复。三、本课程内容的重点、难度、深度和广度课程的基本内容是根据课程的基本要求、贯彻教育部提出的“打好基础，精选内容，逐步更新，利于教学”的精神，从全国多数院校的教学水平出发所规定的学生必须掌握的基本理论、基本知识和基本技能来确定的。本大纲中各部分的深度和广度说明如下：1、变压器(1)对变压器的作用原理，应在物理学的基础上提高一步，引出工程概念。讲电压变比时，应导出U≈4.44fN-Φm的公式；讲电流变比时须从磁势平衡导出。(2)说明损耗、效率与负载大小的关系，建立经济运行的概念。(3)要求学生了解三相变压器的联接组别以及并联运行的条件，但不作详细论证。2、异步电机(1)对三相异步电动机必须讲解运行特性，定性地说明损耗、效率、功率因数与负载大小的关系。(2)讲清异步电机的M-S曲线，电磁转矩的公式可以不必推导。(3)着重讲解电压变化时对起动转矩、过载能力、机械特性等的影响。(4)对鼠笼式电动机的起动方法介绍一两种即可。3、同步电机(1)同步电机包括同步发电机和同步电动机两种，可以根据需要选讲。(2)选讲同步发电机时，可就容量为无穷大的电网讲授有功功率和无功功率的调节，适当讲解电磁转矩的作用、功角特性和V形曲线。(3)选讲同步电动机时，应讲授作用原理、同步电抗、简化的电压方程，V形曲线及异步起动方法。适当讲解功角特性和过载能力。四、考核方法：考试（70%）平时成绩（30%），其中平时成绩包括作业、考勤和上课提问。五、学时分配课程内容总学时数讲授实验磁路22直流电机的工作原理和结构22直流电机的基本理论44直流发电机与直流电动机1064变压器的结构、原理及额定值624变压器的运行分析66三相变压器844三绕组变压器、自耦变压器和互感器11变压器的暂态运行22异步电机的结构及绕组33交流电机定子绕组的电势与磁势33异步电机的分析方法44三相异步电动机的起动及速度调节844单相异步电动机22同步电动机原理和结构22同步发电机对称运行分析66同步发电机并网运行844同步电动机22电机的发热和冷却过程11六、教材及参考书[1]王正茂，阎治安电机学西安交通大学出版社，2000[2]许实章.电机学[M].武汉：华中理工大学出版社，1996.[3]汤蕴谬电机学—机电能量转换.第2版.北京工业大学出版社，1996[4]李发海，王岩电机与拖动基础.中央广播电视大学出版社，1994[5]艾维超电机学（上、下册）.机械工业出版社，1991编写：水电系电工教研室（执笔：陈晓涛）审核：潘起来批准：李成凯