《机电能量转换》课程教学大纲

《机电能量转换》课程教案大纲

一．教案目的：

通过课堂讲授等教案环节,使学生掌握机电能量转换及其装置的基本理论,熟悉工程应用、分析与计算方法,培养学生分析问题、解决问题的能力和实验技能，并为完成电气工程大专业各相关课程学习、以及从事工程技术工作、科学研究和开拓新技术领域打下必要的基础。

二．教材：

《电机学》，周顺荣编著，科学出版社。年月第二版。

三．参考资料：

见教材中的参考文献。

四．教案要求：

通过本课程学习,要求学生掌握

①各种电机的基本工作原理。包括直流电机的磁路、电枢绕组、电枢反应；变压器的等效电路图；交流电枢绕组、交流绕组的磁势、交流绕组的电势；异步电机的等效电路；同步电机的电枢反应。

②

利用基本原理解决电机问题的方法。包括各机种的电势、磁

势、功率和转矩的平衡方程式,以及利用工程手段

（如折算、标么值、矢量图、等效电路图）解决电机问题的方法。

③电机控制的一般方法。包括异步、直流电机的起动、调速和制

动原理及方法。

五．教案内容

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第一篇变压器

第一章变压器的工作原理

教案内容：变压器的用途和分类；变压器的基本结构；变压器的额定值。

本章重点：变压器的工作原理。

第二章变压器的运行分析

教案内容

:

变压器的空载运行，包括空载电势、电流、功率、阻抗等值电路图及矢量图；负载运行，包括负载后物理现象、基本方程式、参数折算、等值电路图及矢量图；标么值；变压器的参数测定；变压器的运行特性。

本章重点：空载电流、基本方程式、等值电路图及矢量图。

第三章三相变压器

教案内容：三相变压器的构成及磁路系统；

三相变压器的绕组联接；三相变压器的空载电流、磁通和电势。

本章重点：三相变压器的磁路系统；三相变压器的绕组联接。

第二篇交流电机的绕组、磁势和电势

第四章三相交流绕组

教案内容

:

对三相交流绕组的要求；三相交流绕组的基本概念。

本章重点：三相交流绕组的基本概念。

第五章三相交流绕组的磁势

教案内容

:

由一个整矩线圈构成相绕组的磁势；

线圈的分布和短

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距对磁势的影响；单相绕组的磁势；三相交流绕组的合成磁势。

本章重点：三相交流绕组的合成磁势。

第六章三相交流绕组的电势

教案内容

:

基波电势；谐波电势，包括谐波电势的削弱方法。

本章重点：三相交流绕组的基波电势。

第三篇异步电机

第七章异步电机的基本结构和工作原理

教案内容

:

异步电机的用途及其特点；运行状态；基本结构；额定值；工作原理。

本章重点：异步电机的工作原理。

第八章异步电机的基本电磁关系

教案内容

:

异步电机的磁路；

异步电机与变压器的相似原理；

转

子线圈开路时的异步电机；

转子线圈短路且堵转时的异步电机，包括

电磁平衡方程式、参数的折算、折算后的基本方程式和等值电路；转

子旋转时的异步电机，包括转子转动后对转子各物理量的影响、电磁

平衡关系、参数折算、型等值电路和矢量图；异步电动机等值电路的简化。

本章重点：异步电机的等值电路和矢量图。

第九章异步电机的功率和转矩

教案内容：异步电机的功率和转矩平衡；异步电机的电磁转矩，包括电磁转矩、曲线、稳定运行区域、最大电磁转矩、起动转矩、转

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矩的简化计算公式。

本章重点：异步电机的功率和转矩平衡方程式、异步电机的电磁转矩。

第十章异步电机的起动和调速

教案内容：异步电机的起动；异步电机的调速。

本章重点：异步电机起动和调速的方法。

第四篇同步电机

第十一章同步电机的基本结构和工作原理

教案内容：同步电机的基本构造型式；

同步电机的基本工作原理；额定值。

本章重点：同步电机的基本工作原理。

第十二章同步电机的基本方程式和相量图

教案内容：对称负载时的电枢反应；

电枢反应磁通及磁势的折算；同步电抗；基本方程式和相量图。

本章重点：电枢反应、基本方程式和相量图。

第十三章同步发电机的并联运行

教案内容：同步电机在大容量电网上运行的工作特性；

容量相同的两台同步发电机并联运行；

同步发电机投入电网并联运行的条件和方法。

本章重点：并联运行时的功率调节、并网的条件和方法。

第十四章同步发电机对称运行时的特性

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教案内容：同步发电机的空载特性；同步发电机的短路特性；同步发电机的零功率因数负载特性；短路比及电压调整率。

本章重点：同步发电机在对称负载下的特性曲线、短路比及电压调整率。

第五篇直流电机

第十五章直流电机的工作原理和基本结构

教案内容：对称突然短路的物理过程；直流电机的基本结构；直流电机的电枢绕组；直流电机的额定值；直流电机的励磁方式。

本章重点：直流电机的工作原理、直流电机的励磁方式。

第十六章直流电机的电势、磁势和转矩

教案内容：电枢绕组的感应电势；电枢绕组的磁势；电枢反应；电磁转矩。

本章重点：电枢绕组的磁势；电枢反应。

第十七章直流发电机

教案内容：并励发电机的电压建立；直流发电机的基本方程式；直流发电机的工作特性。

本章重点：直流发电机电势平衡、转矩平衡和功率平衡方程式。

第十八章直流电动机

教案内容：直流电动机的基本方程式；

直流电动机的基本方程式；直流电动机的起动；直流电动机的调速；直流电动机的制动。

本章重点：直流电动机稳态运行的基本平衡方程式；

并励和他励

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直流电动机的机械的特性；直流电动机的起动、调速和制动方法。

六．教案进度与学时安排

章节

教案内容

学时

讲授学时

变压器的工作原理

变压器的运行分析

三相变压器

三相交流绕组

三相交流绕组的磁势

三相交流绕组的电势

异步电机的基本结构和工作原理

异步电机的基本电磁关系

异步电机的功率和转矩

异步电机的起动和调速

同步电机的基本结构和工作原理

同步电机的基本方程式和相量图

同步发电机的并联运行

同步发电机对称运行时的特性

直流电机的工作原理和基本结构

直流电机的电势、磁势和转矩

直流发电机

直流电动机

合计

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