《电机学（下）》教学大纲
课程代码 | 16022093 |
课程名称 | |
Electrical Machines (II) | |
课程性质 | 电机学课程是电气工程类专业的专业主干课。本课程的特点是理论性强、概念多、与工程实际联系密切。 |
学分/学时 | 3学分 /课内 48学时，实验16学时 |
开课学期 | 三（2） |
开课单位 | 电气工程学院 |
适用专业 | 电气工程及其自动化 |
教学语言 | 演示文稿、讲解、作业、试卷和术语均采用中文 |
先修课程 | 高等数学、大学物理、电路基础、电机学（上） |
后续课程 | |
教材及参考书 | ²胡敏强等. 电机学（第三版）. 中国电力出版社，2014.7 ²Giorgio Rizzoni. Principles and applications of electrical engineering (Fourth Edition).The MCGraw-Hill companies, Inc. 2003 |
课程简介 | 《电机学》是电气工程类专业的专业主干课。本课程的特点是理论性强、概念多、与工程实际联系密切。通过本课程学习，使学生获得电机的基本理论知识、基本分析方法和基本实验技能，为进一步学习专业课和从事专业工作打下坚实的基础。
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考核方式 | ²平时成绩（含作业、上课）10% ²实验成绩15% ²期末考试75% |
实验教学 | 实验教学（16学时）与课程同步进行，实验内容与课程相衔接。详见《电机学（下）实验课程教学大纲》。 |
专业培养能力 | 1.工程知识：具有从事电气工程专业所需数学、自然科学以及经济和管理知识；掌握电气工程基础理论和专业知识，具有较系统的工程实践学习经历；了解电气类专业的前沿发展现状和趋势；能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。 2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。 3.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 6.工程与社会：了解与电气类专业相关行业的生产、设计、研究与开发等方面的方针、政策和法津、法规；能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。 |
课程培养学生的能力
| 1) 掌握电机学基本知识，初步理解电机与电力系统之间的关系，了解电机及相关电力设备发展过程和前沿技术，培养学生发现问题、解决问题的基本能力。[1、2] 2) 掌握电机学的基本理论和方法，具备电机电磁系统建模的能力。[3、4] 3) 掌握电机分析基本方法。[4、6] |
教学内容与 学时分配 | 本课程以同步电机、直流电机为研究对象。本课程要求了解电机的基本结构，掌握其工作原理和运行特性，对电机有较系统和完整的认识；掌握分析电机的基本方法，能正确建立电动势、磁动势、功率和转矩平衡方程式，能熟练运用复数运算、等效电路、相量图，掌握谐波分析、对称分量法等；正确理解电机中各个磁场的性质及它们之间的时间和空间关系。深入理解电机参数的物理意义并了解其数量概念；学会操作和使用常用电机，掌握电机的基本实验方法，并能对测试结果进行分析；了解电机不正常运行情况下的物理过程和特点；对电机额定值、发热、冷却和温升等具有较明确的工程概念。理论教学课时48学时，实验10学时，其中： 1.同步电机（30学时/课内） 基本要求： （1）了解汽轮发电机和水轮发电机的基本结构。了解国内外同步电机概况和发展趋势。 （2） （3）熟练掌握同步电机的电枢反应，着重理解同步电机气隙磁场的形成、电枢反应与负载性质的关系及其对电机运行的影响。 （4）熟练掌握同步发电机的电压方程式和电势相量图，明确各量间的时间-空间关系。着重掌握同步电抗、绕组漏抗和短路比的物理概念和测定方法。熟悉同步发电机对称运行特征及其计算。 （5）掌握同步发电机的空在、短路和负载特性，了解同步发电机的稳态运行特性，理解电压变化率，熟悉电压变化率及额定励磁电流的磁势法分析计算方法。 （6）掌握同步发电机与大电网并列运行的条件和方法。熟练掌握同步电机的功角特性、V型曲线、并联运行时有功和无功功率的调节。了解静态稳定的物理概念。 （7）掌握同步电机各序阻抗的物理概念。学会运用对称分量法分析三相同步发电机的不对称运行。 （8）理解三相突然短路的瞬态过程，理解瞬态和超瞬态电抗及各种时间常数的意义。 重点： （1）同步电机的电枢反应与双反应理论，凸极电机的相量图。 （2）同步反应电抗、同步电抗、漏电抗及短路比的概念与测定。 （3）同步电机的功角特性、有功功率的调节和无功功率的调节及相互影响。 （4）各序阻抗的理解及实验测定。 2.直流电机（18学时/课内） 基本要求： （1）了解直流电机的结构、工作原理和绕组特点。 （2）了解空载及负载时气隙磁场的空间分布，掌握电枢反应对直流电机运行的影响，掌握电动势和电磁转矩的计算方法。 （3）掌握直流发电机的自励条件和工作特征，了解励磁方式对工作特性的影响。 （4）掌握直流电动机的工作特性和机械特性。熟悉其启动和调速方法。了解直流电动机制动概念。 （5） 重点： （1）直流电机的磁场和电枢反应。 （2）自励发电机的电压建立过程及建起条件。 （3）不同励磁方式下电机的外特性差异、转矩特性分析。 3.实验（16学时/实验课程） （1）同步发电机对称运行特性 （2）同步发电机的参数测定 （3）同步发电机的并联运行 （4）直流发电机 （5）直流电动机 |
教学方法 | 课程教学以课堂教学为主，辅以课外作业、实验、实习教学以及授课教师的科研项目于积累等共同实施。在教学组织上，重点以讲授概念、原理、分析过程为主，并引导学生积极思考。 本课程以电机学工作原理和运行特性为主线，重点讲授同步电机、直流电机的基本方法。课程介绍电机学课程的学习方法，根据电机学的特点，将课堂教学与习题、实验、实习等教学环节紧紧相扣，又与网络教学相配合，帮助学生正确掌握学习方法，安排一定学时的习题讲解和答疑。通过实验、实习帮助学生了解电机结构，使理论结合实际。 |
制定人 及发布时间 | 黄学良，2015年6月 |
