一、课程导学
本课程为电气工程及其自动化专业的技术基础课,同时也是电气类其他专业的平台课,学生在学习了“高等数学”,“大学物理”和“电路”等课程以后,通过本课程的学习,从磁路入手,以介绍机电能量转换原理为基础,较深入地阐述了变压器、直流电机、感应电机、同步电机和特种电机的原理。本课程的侧重点为电机的物理本质和分析方法,主要目的是使学生在电机原理方面打下坚实的基础,获得电机基本理论和电机稳态分析等方面的知识和实验技能,为下一步学习“电机设计”,“电机系统分析”,“电机拖动与控制系统”等后续专业课做好准备。
二、课程建设目标及建设步骤
本课程的建设目标
适应新世纪的需要,以培养具有厚基础、宽口径、高素质、强能力,特别是具有工程实践能力和创新能力的工程技术人才为目标,以先进的教育思想为先导,以教学内容、课程体系、教学方法及教学手段改革为核心,把本课程建设成为国内最有影响力的精品课程,取得更大的教学和社会效益。
课程建设步骤
1) 以《电机学》建设为龙头,加大教改力度,进一步提高教材的质量,并建设与之配套的教学资源库,以满足电机学教学的需要。
2) 进一步建设能有效增强学生自主学习、工程实践能力和创新能力的,并具有教学示范作用和完备的电机学课程的教学与实验环境。
3) 积极培养青年教师,为他们营造一个宽松的教学、科研环境,使其努力安心工作,创造各种条件进一步提高教师的教学与学术水平和工程实践能力。
三、教学大纲
(一).本课程的地位、作用和任务
《电机学》是电气工程及自动化专业的主干课程及重要专业基础课, 是学习电机设计、电机控制、电力拖动、电力系统分析、继电保护等课程的基础。 学习本课程不仅为学习专业课做好准备,而且为今后从事的专业工作打下基础。
(二).本课程教学基本内容
磁路计算方法及交、直流磁路的性能;变压器、感应电机、直流电机和同步电机的基本结构及原理; 牢固掌握各种电机稳态运行时的分析方法和运行性能;应能正确的建立电压方程和转矩方程,明确电机中的能量转换关系。对电机的参数要有清晰的物理概念,能运用等效电路计算电机的性能和主要运行数据;初步掌握用计算机来计算电机中稳态线性和非线性问题;熟练掌握电机的基本实验方法和操作技能;并初步具有检查电机故障的能力。
(三).课程教学基本要求
磁路
1.掌握磁路的基本定律,了解各种常用的铁磁材料及其性质。
2.学会磁路计算方法并对交、直流磁路的性能有基本了解 。
变压器
1.了解变压器的基本结构、工作原理和额定值。
2.变压器的空载运行及变压器的负载运行分析,重点掌握变压器的基本方程式、等效电路和相量图以及变压器参数的测定,对变压器的参数要有清晰的物理概念并能够进行计算,熟悉变压器的运行特性及变压器的并联运行。
3.掌握三相变压器的特有问题进行分析,对特殊变压器如三绕组变压器、自耦变压器及仪用互感器。
直流电机的稳态分析
1.了解 直流电机的工作原理和基本结构,熟悉直流电机的各种励磁方式及额定值。
2.掌握直流电机的电路部分,能绘制 直流电枢绕组展开图。
3 .了解直流电机空载和负载时的磁动势和磁场,重点掌握直流电机的基本方程,掌握直流发电机和直流电动机的运行特性。
4 .掌握直流电动机的起动方法、调速方法和制动方法并能够对直流电机的性能及调速进行计算。
5 .了解直流电机换向问题及改善换向的措施。
交流电机共同问题分析
1 .了解交流绕组的构成原则和分类,掌握三相双层绕组叠绕组的构成并能绘制绕图展开图。
2 .掌握正弦磁场下交流绕组感应电势分析方法,了解感应电动势中的高次谐波的分析及削弱搞次谐波的方法,重点掌握绕组系数及电势和磁势的计算。
3 .能运用解析法和图解法对交流绕组的单相磁势和三相磁势进行分析。粗略了解不对称或非正弦电流下三相绕组的磁动势。
感应电机的稳态分析
1 .了解感应电机的结构和运行原理及三相感应电动机的磁动势和磁场,重点掌握三相感应电动机的电压方程式和等效电路及相量图。
2 .掌握感应电机的功率方程和转矩方程并能进行计算,对电机的参数要有清晰的物理概念并学会参数的测定方法。
3 .粗略了解笼型转子的极数、相数和参数的归算,掌握感应电动机的工作特性,了解感应电动机的启动方法、调速方法。
4 .掌握单相感应电动机的工作原理及分析方法,粗略了解感应发电机、感应调压器和直线感应电机。
同步电机的稳态分析
1 .了解同步电机的基本结构和运行状态,熟悉空载和负载时同步发电机的磁场。
2 .重点掌握隐极式和凸极式同步发电机的电压方程、相量图和等效电路,并能对发电机的主要性能进行计算。
3 .掌握同步发电机的功率和转矩方程,学会同步电机参数的测定方法,
4 .重点掌握同步发电机的运行特性及同步发电机与电网的并联运行的条件和并网方法。
5 .粗略了解同步电动机、同步补偿机及特种同步电动机,掌握同步发电机不对称运行的分析方法
(四).课程习题和课程作业
1. 课程习题的基本要求是在巩固和加深理解基本概念和基本理论的基础上,熟练掌握基本的计算,提高计算能力。课程习题量不宜少于 20 题。
2. 课程作业要求学生完成磁路计算,变压器参数的计算,交、直流电机绕组展开图的绘制,感应电机参数计运行性能的计算,同步电机性能计算。
四、课程考核说明
本课程考核采用100%网络形成性考核,分四次作业,学生需做完所有的作业,网络形考性考核成绩即为课程综合成绩。
最终成绩满分为100分,60分为及格。