电机学教学大纲

第一篇：电机学教学大纲

电机学教学大纲

（一）正文

一、本课程的教学内容及教学时数分配（理论课共74学时）

第一章 导论（2学时）

1、基本内容

1.1电机的发热与温升 1.2电机常用绝缘材料 1.3电机冷却及机壳防护 1.4电机的额定值与定额 1.5导磁材料与铁磁材料 1.6磁路计算的原理与方法 1.7电机学的性质、任务

2、基本要求

2.1了解电机的发热的原因、温升的定义及测量方法 2.2认识绝缘材料的六个等级

2.3了解电机冷却介质、冷却方式及机壳防护形式 2.4掌握电机的额定值与定额

2.5了解导磁材料与铁磁材料 2.6掌握磁路计算的原理与方法

3、重点

掌握电机的额定值与定额、磁路计算的原理与方法

4、难点

磁路计算的原理与方法

第二章 直流电机（共12学时）

1、基本内容

1.1直流电机的工作原理、基本结构、额定值 1.2电枢绕组---单叠绕组

1.3直流电机的磁场---直流电机空载时的磁场及磁化曲线、电枢磁动势和磁场、电枢反应、感应电动势、电磁转矩

1.4直流电动机的基本特性---基本（电势、功率和转矩）方程、工作特性、机械特性 1.5直流电力传动----起动、调速、制动 1.6直流电机的换相（简述）

1.7特殊用途直流电机---直流伺服电动机、直流测速发电机、其它直流电机 1.8电机的发热与冷却

2、基本要求

2.1了解直流电机的分类、掌握直流电机的工作原理、基本结构、额定值 2.2了解电枢绕组的基本特点、能绘制单叠绕组展开图 2.3掌握电枢反应的分类及性质、会进行感应电动势、电磁转矩的计算 2.4掌握电势、功率和转矩平衡方程式 2.5懂得直流电动机的工作特性 2.6掌握起动、调速、制动方法

2.7了解直流伺服电动机、直流测速发电机的结构、原理、应用

3、重点

3.1直流电机分类、直流电机的工作原理、基本结构、额定值 3.2电枢反应、感应电动势、电磁转矩 3.3电势、功率和转矩平衡方程式 3.4直流电动机的工作特性 3.5起动、调速、制动方法

4、难点

4.1基本结构

4.2直流绕组的构成

4.3电枢磁动势和磁场，电枢反应及其影响 4.4起动、调速、制动物理过程 4.5换相

第三章 变压器（16学时）

1、基本内容

1.1变压器的分类、基本结构、额定值

1.2变压器空载运行---电磁过程与正向惯例、平衡方程、等效电路 1.3负载运行分析---磁动势及电压平衡方程、绕组折算、相量图 1.4等效电路 1.5参数测定 1.6标么值 1.7运行特性

1.8三相变压器的磁路系统、电路系统与联接组、电动势波形 1.9并联运行

1.10不对称运行（简述）---对称分量法、单相负载运行与中点移动

1.11变压器的瞬变过程---空载合闸时的瞬变过程、二次侧突然短路时的瞬变过程 1.12三绕组变压器 1.13自耦变压器 1.14互感器

2、基本要求

2.1掌握变压器的分类、基本工作原理及结构、额定值的定义（额定电压及额定电流均指线值）2.2懂得变压器运行的电磁过程与正向惯例相关知识 2.3掌握空载和负载运行分析方法 2.4掌握其等效电路

2.5掌握利用空载、短路试验进行参数测定的基本方法 2.6学会用标么值表示各物理量 2.7掌握其运行特性、电压调整率的概念及计算 2.8掌握三相变压器两类磁路系统、电路系统与联接组 2.9学会分析不同绕组联结和磁路系统对电动势波形的影响 2.10空载合闸电流及突然短路电流最大值的大小

2.11掌握变压器理想并联运行的条件及非理想条件下并联运行的有关计算

2.12掌握Y/Y0联结三相变压器单相负载运行等效电路、相关计算及中点移动的产生原因和大小 2.13掌握三绕组变压器的绕组排列、基本方程、等效电路及折算法、了解自耦变压器有关知识

3、重点

3.1工作原理、主要结构、额定值

3.2空载和负载运行分析---等效电路、参数测定、标么值 3.3运行特性

3.4三相变压器两电路系统与联接组

3.5不同绕组联结和磁路系统对电动势波形的影响

3.6变压器理想并联运行的条件及非理想条件下并联运行的有关计算

3.7 Y/Y0联结三相变压器单相负载运行等效电路、相关计算及中点移动的产生原因和大小 3.8三绕组变压器的绕组排列、基本方程、等效电路及折算法

4、难点

4.1工作原理、主要结构

4.2负载运行分析时各电磁物理量之间的关系，磁势平衡的概念 4.3一二次侧之间的折算

4.4不同绕组联结和磁路系统对电动势波形的影响、非理想条件下并联运行有关计算 4.5Y/Y0联结三相变压器单相负载运行等效电路、零序阻抗分析 4.6三绕组变压器的基本方程、等效电路及折算法

第四章 交流绕组及其电动势（6学时）

1、基本内容

1.1交流绕组的基本要求和分类、槽电势星形图 1.2三相双层(叠)绕组 1.3绕组电动势---节距系数、分布系数和绕组系数 1.4电动势谐波及其削弱方法

1.5单相绕组的脉振磁动势---脉振磁动势 1.6三相绕组的基波合成磁动势---旋转磁动势 1.7圆形和椭圆形旋转磁动势 1.8谐波磁动势

1.9交流电机的主磁场、漏磁场

2、基本要求

2.1了解交流绕组的基本要求和分类、能绘制槽电势星形图 2.2学会绘制三相双层叠绕组的绕组展开图

2.3掌握节距系数、分布系数和绕组系数的物理意义，会计算绕组电动势 2.4了解交流绕组电动势谐波及其削弱方法 2.5掌握单相绕组脉振磁动势的性质及大小 2.6掌握三相绕组的旋转磁动势的性质及大小 2.7了解三相绕组合成磁动势高次谐波的特点

2.8会判别交流绕组产生的磁动势性质---脉振、圆形、椭圆形中哪一种

3、重点

3.1槽电势星形图 3.2三相双层叠绕组

3.3节距系数、分布系数和绕组系数 3.4电动势谐波及其削弱方法 3.5单相绕组的脉振磁动势 3.6三相绕组的旋转磁动势 3.7圆形和椭圆形旋转磁动势

4、难点

4.1槽电势星形图、电动势谐波及其削弱方法 4.2单相绕组的脉振磁动势

4.3推导电势、磁势的计算公式，绘制并解释磁势波形图 4.4三相绕组合成磁动势的高次谐波、圆形和椭圆形旋转磁动势

第五章 异步电机（16学时）

1、基本内容

1.1异步电机的类型、基本结构 1.2基本工作原理 1.3额定值

1.4转子静止时的异步电机---磁场与电抗 1.5转子旋转时的异步电机及等效电路、参数计算 1.6等效电路的简化 1.7参数测定

1.8感应电动机的功率、功率和转矩平衡方程式 1.9电磁转矩 1.10工作特性

1.11异步电动机的起动---起动过程、起动方法、深槽式和双笼感应电动机 4

1.12异步电动机制动 1.13异步电动机调速

1.14感应电动机在不对称电压下的运行分析及单相感应电动机 1.15特种异步电机---交流伺服电动机、交流测速发电机

2、基本要求

2.1了解其主要结构、掌握感应电机的基本原理、额定值了解其主要结构 2.2 掌握感应电动机转子不动与转子旋转时绕组的相电势和平衡方程 2.3掌握负载运行时的等效电路

2.4掌握感应电动机的功率分布及功率和转矩平衡方程式

2.5掌握感应电动机的T=f(s)曲线，会求取起动电磁转矩、最大电磁转矩 2.6学习其工作特性

2.7掌握感应电动机参数测定方法

2.8掌握感应电动机的起动过程、起动方法、掌握深槽式和双笼感应电动机的起动性能2.9了解其制动方法 2.10掌握调速方法

2.11了解感应电动机在不对称电压下的运行分析方法 2.12掌握单相感应电动机的种类及起动方法

2.13掌握交流伺服电动机、交流测速发电机的结构及工作原理

3、重点

3.1感应电机的基本原理、额定值

3.2感应电动机转子不动与转子旋转时运行分析方法、等效电路 3.3感应电动机的功率、功率和转矩平衡方程式 3.4电磁转矩 3.5工作特性

3.6感应电动机的起动过程、起动方法 3.7电动机调速方法

3.8单相感应电动机的种类及起动方法

4、难点

4.1主要结构

4.2频率折算、等值电路及其参数 4.3电磁转矩计算

4.4附加转矩及其对起动的影响

4.5感应电动机在不对称电压下的运行分析方法

第六章 同步电机（20学时）

1、基本内容

1.1概述---基本结构、励磁方式、冷却方式、额定值

1.2运行原理---空载运行分析、电枢反应、负载运行、平衡方程式、等效电路、矢量图 1.3运行特性---空载特性、短路特性、零功率因素特性、外特性、稳态参数测定

1.4并联运行---并联运行条件和方法、并联运行时有功功率调节和静态稳定、无功功率的调节和V形曲线、两台容量相近的同步发电机的并联运行

1.5同步电动机和调相机---同步电动机的相量图、基本方程、功角特性、无功功率的调节、起动方法、同步调相机

1.6同步发电机不对称运行---稳定短路、参数测量、电机的影响 1.7突然短路---突然短路电流的特点、计算、对电机的影响 1.8特殊同步电机--磁阻同步电动机、步进电动机

2、基本要求

2.1认识其基本结构、掌握其基本工作原理 2.2学习其主要额定值

2.3掌握保梯电抗、直轴饱和电抗 2.4掌握电压调整率、调整特性 2.5掌握稳态参数测定方法

2.6掌握同步发电机的空载运行时的磁场、电动势及空载特性 2.7掌握对称负载时的电枢反应性质

2.8掌握隐极同步发电机的不饱和及饱和负载运行时的相量图、等效电路图 2.9掌握凸极同步发电机磁动势换算方法、波形系数、电枢反应系数的定义 2.10掌握凸极同步发电机的负载运行的相量图

2.11掌握同步发电机的空载特性、短路特性、直轴不饱和电抗的计算、短路比的定义 2.12掌握由零功率因数特性、空载特性确定定子相漏抗及直轴电枢磁动势的方法 2.13懂得电压调整率的计算方法

2.14学会用转差法进行同步发电机稳态参数测定 2.15掌握同步发电机的功率和转矩平衡方程式 2.16掌握同步发电机功角特性 2.17学会其投入并联运行的条件和方法

2.18掌握并联运行时有功功率的调节方法、静态稳定条件及静态过载倍数的定义 2.19无功功率的调节和V形曲线

2.20了解两台容量相近发电机并联运行的功率调节方法 2.21掌握同步电机发电机、调相机、电动机三种运行状态

2.22了解同步电动机的相量图、基本方程、功角特性、调节同步电动机功率因数的方法、懂得其起动方法 2.23了解同步调相机的用途

2.24掌握不同稳定短路情况下短路电流的大小关系 2.25了解负序、零序参数的测量方法、了解不对称运行对电机的影响 2.26会计算突然短路时最大冲击电流了解突然短路对电机的影响 2.27了解磁阻同步电动机的原理及结构、掌握步进电动机的原理、结构

3、重点

3.1基本结构及额定值

3.2 同步发电机的空载运行分析电动势及空载特性 3.3对称负载时的电枢反应性质

3.4隐极同步发电机的负载运行分析相量图、等效电路图 3.5电枢反应系数的定义

3.6凸极同步发电机的负载运行相量图

3.7同步发电机的空载特性、短路特性、直轴不饱和电抗 3.8零功率因素特性、保梯电抗、直轴饱和电抗 3.9电压调整率的定义及计算

3.10同步发电机的功率和转矩平衡方程式 3.11同步发电机的电磁功率和功角特性

3.12投入并联运行的条件和方法、并联运行时有功功率的调节和静态稳定 3.13无功功率的调节和V形曲线

3.14同步电机的三种运行状态、同步电动机无功功率的调节、同步调相机用途 3.15不同稳定短路情况下短路电流的大小关系 3.16突然短路时最大冲击电流的计算 3.17步进电动机

4、难点 4.1基本结构

4.2凸极同步发电机的双反应理论，用方程式、相量图进行复数计算 4.3直轴饱和电抗的求取、用转差法进行同步发电机稳态参数测

4.4并联运行时有功功率的调节和静态稳定、无功功率的调节和V形曲线、4.5同步电机的三种运行状态 4.6负序、零序参数的测量方法 4.6突然短路时的物理过程分析

教材外的补充内容：异步电机变频调速系统； 异步电机矢量变换控制等（4学时）

二、本课程的实验及实物模型参观（14学时）

实验一 并励直流电动机的工作特性和调速特性（2学时）实验二 单相变压器的空载、短路与负载特性（2学时）实验三 三相变压器的极性和联结组（2学时）实验四 三相异步电动机的起动和调速（2学时）实验五 三相同步发电机的运行特性（3学时）实验六 三相同步发电机的并联运行（3学时）

三、实习及作业

由于专业课时压缩，教师可组织利用课余时间到工厂进行短时实习；作业以教科书上为主。

四、本课程的教材及参考书

教 材： 《电机学》 辜承林陈乔夫编 华中理工大学出版社 参考书： 《电机学》（上、下）许实章编 华中科技大学出版社

《电机与拖动机础》，李发海编著，清华大学出版社

《电机学》，丛望主编，哈尔滨工程大学出版社

五、有关教学设备

①浙江大学电器设备厂生产的电机系统实验装置 ②杭州天煌电器设备厂生产的电机与电气技术实验装置 ③希望能尽快采购一些变频调速、电机综合实验设备

（二）说明

一、教学对象

适用于电气工程及其自动化全日制本科专业

二、总学时

本课程共90学时，其中理论课共计76学时间，实验课、实物模型参观共14学时。

三、总学分

本课程共5.5个学分。

四、教学目的

电机学是电气工程及其自动化专业一门重要的专业基础课，是在专业课程之先开出的一门课程。其教学目的是使学生在学完本课程后，能比较全面的掌握变压器、同步机、异步机、直流机的基本结构及其运行原理；熟练掌握“四大机”的电磁基本理论及其分析方法，并能有效地应用方程式组、等值电路和相量图等工具，分析并解决有关电机学的实际问题；掌握一些电机控制基本知识，以利于后续专业课程的学习。

五、教学要求

1、掌握不同电机（变压器、交流电机、直流电机）的主要结构、运行原理。

2、掌握不同电机（变压器、交流电机、直流电机）内部电磁关系、参数，会进行参数计算（主要为稳态参数、有名值与标么值）。

3、掌握不同电机（变压器、交流电机、直流电机）的等效电路与折算、相量图、额定值、电势平衡方程式、功率和转矩平衡方程式，运用电路分析的方法进行运行分析和相关计算（对称运行计算、手算与采用计算机计算）。

4、掌握电力变压器绕组联结组、运行特性，了解三绕组变压器、自耦变压器的特点。

5、了解交流电机绕组的构成原理，掌握交流电机绕组电势、磁势的计算，明确脉振磁场以及旋转磁场产生的条件及特性。

6、了解同步发电机有功功率及无功功率的调节；了解同步电动机的特点。

7、掌握交流电动机、直流电动机的起动、调速方法及其计算，了解单相异步电动机。

8、了解提高电机效率及降低噪声的措施、微特电机的原理与结构、电机控制的新知识。

六、教学内容的重点

由于该大纲适应于电气工程及其自动化专业，其重点内容为变压器、同步发电机，对异步电动机、直流电动机及一些控制电机只要求了解其原理、结构及应用。

七、课程相关的主要前继、后续课程

《电路》、《电磁场》；《电力系统分析》、《发电厂电气》等

八、教学方法

理论课采用传统教学与数字化教学相结合；视情况可安排相应参观实习，加深学生对电机的感性认识；实验课尽量开设设计性、综合性实验，让学生自己动手，提高他们的实践创新能力。

九、教学内容中疑难、复杂部分处理意见

电机的不对称运行分析、突然短路分析是电机学中的难点，教师可通过多做习题、列举实际应用中的具体事例加深学生对它们的理解，有的知识可留到《电力系统分析》课程中要具体应用时再讲解。

教材上的电机结构图学生难以接受，故要让他们到电机厂进行参观实习或观看电机模型，让他们对电机结构有清楚的认识。

电机磁路是一更大难点，要求学生必须学好《电磁场》，并具有一定的空间想象能力。

十、考试方式

期末采用闭卷考试方式，考试成绩与平时作业、上课表现、实验成绩及短时实习成绩相结合得总评成绩。

第二篇：《电机学A》课程教学大纲

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《电机学（下）》课程教学大纲

大纲执笔人：

王旭红

大纲审核人：

课程编号：

英文名称：（）

学分：

总学时：

。其中，讲授

学时，实验

学时。

适用专业

:

电气工程及其自动化专业本科专业

先修课程：高等数学，普通物理，电路，电磁场

一、课程性质与教学目的电机学是电气工程及其自动化本科专业的一门重要的专业基础课，为必修课程。通过本课程的学习，使学生理解机电能量转换原理、交流电机的基本理论，并掌握变压器、同步电机、异步

电机、直流电机的基本结构、工作原理和运行特性，为学习后续课程打下理论基础，达到电气工程及其自动化本科专业应具备有关电机基础知识、基本技能的要求。

二、基本要求

了解电机的基本结构，掌握电机中的基本电磁定律、交流电机绕组的基本理论，并应用它们

分析变压器、同步电机、异步电机、直流电机的工作原理，掌握

各类电机的运行特性。

三、重点与难点

重点：同步电机基本理论、分析方法和运行特性，基本实验技能。

难点：同步电机磁路分析、稳态运行特性及突然短路。

四、教学方法

理论与实验并重，课堂讲授为主、利用多媒体穿插教学。

五、课程知识单元、知识点及学时分配

知识单元

知识点

讲

序号

描述

序号

描述

课

同步电机基本结构

同步电机的运行原理

同步电机

同步发电机的运行特性

同步发电机的并联运行

同步发电机的不对称运行

/

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知识单元

知识点

序号

描述

序号

描述

同步电机的突然短路

同步电动机和调相机

特殊用途的同步电机

异步电机的基本结构及工作原理

异步电机的磁路分析

异步电机的等效电路

异步电机

异步电机的功率及电磁转矩

异步电动机的工作特性

异步电动机的起动、调速、制动

单相异步电机及特种异步电机

总计



讲

课

六、实验教学内容

实验项目名称和学时分配

主要仪器：型电机及电气技术实验装置

序

学时

必开

实验

分组人

实验项目名称

面向专业

号

分配

选开

类型

数

同步发电机运行特性

必开

验证型

同步发电机的参数测定

选开

验证型

电气工程及其自

同步发电机并网实验及

“”曲

必开

综合型

动化

线测定

三相异步电动机起动调速

必开

综合型

七、作业要求

老师布置教材所附相关习题，课后完成，老师批改打分。

八、考核方式与要求

.知识考核

占总成绩的，主要采用期末书面闭卷考试的方式评定。

.能力考核

占总成绩的，其中根据作业、质疑、课堂讨论和自由选题报告等能力、素质评定占，实验课

成绩占（如按实验态度、操作技能、实验报告进行评定）。

九、教材与主要参考书

.推荐教材：

/

个人整理精品文档，仅供个人学习使用

[]

辜承林陈桥夫等合编

．电机学

[]

．华中科技大学出版社，.主要参考书：

[]

汤蕴缪罗应立等合编，电机学

[]

．机械工业出版社，[]

李发海朱东起编，电机学

[]

科学出版社，[]

胡虔生胡敏强编，电机学

[]

中国电力出版社

/

第三篇：电机学课程教学大纲

《电机学》课程教学大纲

课程名称（英文）:Electrical Machinery 课程性质:学位课 学 分: 5.0 总 学 时：80 理论学时：70 实验学时：10 适用对象:电气工程及其自动化本科专业

一、课程的性质、目的和任务

本课程为电气工程及其自动化专业的专业基础课，通过本课程的学习，可获得电机的基本理论、基本知识和基本技能，为后续专业课和从事相关专业工作打下坚实基础。本课程的任务主要是为培养学生的专业知识和解决实际问题的能力打下理论基础，掌握电机实验的操作技术。本课程德先修课程为: 《高等数学》、《普通物理》、《电路》、《电磁场》等.二、课程基本要求

1、了解各种典型电机的基本结构，掌握各种常用电机的工作原理、运行特性、实验方法和操作技能。

2、掌握电机的分析方法，能正确建立电动势平衡方程式和转矩方程式，明确电机中的能量传递关系，熟练地运用复数运算、等效电路、向量图、谐波分析等分析方法。具有分析未学过的电机或新电机的能力。

3、既掌握各种电机的个性和特点，又能认识各种电机的共同点。从而对电机有一个比较系统和完整的认识，能触类旁通。灵活运用所学知识。

4、透彻理解各种电机主磁场的性质、各种参数的物理概念以及各物理量的时间关系和空间关系。

5、了解电机的工程问题，如发热、冷却、绝缘等。

三、课程内容及学时分配

1、绪论；磁路（2学时）

2、变压器（14学时）

(1)变压器的基本结构和额定值；变压器的空载运行

(2)变压器的负载运行；变压器的基本方程、等效电路和相量图(3)变压器等效电路参数的测定(4)三相变压器

(5)标么值

(6)变压器的运行特性：

1、电压调整率和外特性；

2、效率和效率特性(7)变压器的并联运行：

1、理想并联运行的条件；

2、并联运行时的负载分配，电压比不同引起的环流

3、直流电机（14学时）

(1)直流电机的工作原理和基本结构

(2)直流电机的电枢绕组

(3)空载和负载时直流电机的磁动势和磁场

(4)直流电机的感应电动势和电磁转矩；直流电机的基本方程(5)直流发电机的运行特性(6)直流电动机的运行特性

(7)直流电动机的起动、调速和拖动；直流电动机的换向

4、交流绕组（8学时）

(1)交流绕组及其电动势和磁动势：交流绕组的构成原则和分类；三相双层绕组；三相单层绕组

(2)正弦磁场下交流绕组的感应电动势(3)感应电动势中的高次谐波

(4)通有正弦交流电时单项绕组的磁动势；通有对称三相电流时三相绕组的磁动势

5、感应电机（20学时）

(1)感应电动机的结构和运行状态

(2)三相感应电动机的磁动势和磁场

(3)三相感应电动机的电压方程和等效电路

(4)感应电动机的功率方程和转矩方程；感应电动机参数的测定(5)感应电动机的转矩－转差率曲线

(6)感应电动机的工作特性；感应电动机的起动(7)感应电动机的起动，深槽和双笼电动机的起动(8)感应电动机的调速

(9)单相感应电动机的结构与原理 6同步电机（12学时）

(1)同步发电机的基本结构和运行状态

(2)空载和负载时同步发电机的磁场；隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路

(4)同步电机参数的测定

(5)同步发电机的运行特性

(6)同步发电机与电网的并联运行

四、实验教学内容及要求

1变压器实验（2学时）

2直流电动机的工作特性与调速特性（2学时）3异步电动机的工作特性（2学时）4异步电动机参数的测定（2学时）

5同步发电机与电网的并联运行（2学时）同步发电机的调节特性运行（2学时，选做）异步电机的变极调速（2学时，选做）并励发电机的空载电压的建立（2学时，选做）

通过实验，熟练掌握电机的基本实验方法和技能，如运行性能、损耗、稳态参数的求取和测定方法、电动机的工作特性和机械特性、发电机的建压和调频、调压、并联运行等；能对实验结果进行分析和评定，并初步具有检查电机故障的能力。

五、教材和参考文献 教

材

《电机学》汤蕴璆、史乃主编 机械工业出版社 参考文献

《电机学》许实章主编 机械工业出版社

《电机学习题集》 许实章主编 机械工业出版社

《电机学》（上、下册）章明涛主编 科学出版社 《电机理论与运行》（上、下册）汤蕴玲编 水利电力出版社

大纲制定：孙克军 大纲审定：刘庆瑞

制定日期：2007年8月(3)凸极同步发电机的电压方程和相量图；同步发电机的功率方程和转矩方程

第四篇：电机学本科教学大纲

《 电机学 》教学大纲

一、课程的性质、地位与任务

本课程是电气工程及其自动化专业的一门主干课，它又是该专业的一门重要技术基础课。通过本课程的学习，使学生掌握变压器、交流电机和直流电机的基本知识、基本理论、基本计算方法和一般运行分析问题以及基本实验技能，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

二、课程的基本要求

本课程以直流电机、变压器、异步电机和同步电机四种典型电机为研究对象，以变压器和异步电机为重点。学完本课程应达到以下基本要求：

1、了解电机的基本结构，掌握其工作原理及运行特性，对各类电机有较系统地完整认识。

2、熟练掌握分析电机的基本方法，能正确运用方程式、等效电路、相量图等方法对电机问题进行定性分析和定量计算。

3、正确理解电机中磁场的性质及其与时间和空间的关系，深入理解电机参数的物理意义并了解其数量概念。

4、掌握电机的基本实验方法，并能对测试结果的准确性进行分析。

5、对电机额定值、发热、冷却及温升有较明确的工程概念。

三、本课程与其他课程的联系

1、本课程先修课程为《高等数学》、《大学物理》及《电路》

2、本课程的后续课程有《电气传动控制系统》、《电气控制与PLC》。

四、教学内容、基本要求及学时安排

（一）绪论部分

绪论是学习一门课程的重要环节。通过绪论的学习，首先要了解课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确《电机学》课程在电气工程及其自动化专业中的地位，从而明确学习目的；其次要了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法；最后要对电机常用的电磁定律及铁磁材料的基本特性进行复习

重点：常用的电磁定律在电机中的应用及铁磁材料的基本特性 学时：2

（二）直流电机部分

本课程的特点之一是所研究的对象是一个实物，因此电机的理论分析的第一步除了分析电机的基本知识之外，同时要分析电机的结构，然后再去研究分析电机运行的电磁关系及特性等。

1、直流电机的基本知识和结构

了解直流电机的基本结构和工作原理；掌握换向器的作用；明确直流电机的额定值。

重点：直流电机的工作原理

难点：换向器的作用 学时：2

2、直流电机的基本原理

了解直流电机的电枢绕组的基本知识；掌握直流电机的电枢反应的概念和直流电机的电磁转矩及感应电势的计算；了解直流电机的换向过程及改善换向的方法。重点：直流电机的电枢反应以及电磁转矩和感应电势的计算 难点：直流电机的电枢反应 学时：4

3、直流发电机

了解直流发电机的励磁方式；掌握直流发电机的电压、功率、转矩平衡方程式；掌握并励直流发电机的自励过程及条件；掌握直流发电机的运行特性。

重点：直流发电机的电压、功率、转矩平衡方程式 难点：直流发电机的自励条件和空载电压的建立过程 学时：2

4、直流电动机

掌握直流电动机的电压，功率，转矩平衡方程式； 重点：直流电动机的基本方程式 学时：2

5、直流电动机的电力拖动

掌握直流电动机的工作特性及直流电动机的起动、调速方法与计算；了解直流电动机的制动运行。

学时：8

（三）变压器部分

1、变压器的基本知识及结构

了解变压器在电力系统中的应用；掌握变压器的基本工作原理；熟悉变压器主要结构部件的名称、作用及材料；熟悉变压器的铭牌并掌握额定值的含义和它们之间的关系。

重点：变压器的基本变压原理 学时：2

2、变压器的运行分析

掌握变压器运行时各物理量之间的关系和变比的定义；熟悉空载电流的作用、大小、性质、波形和影响因素；知道变压器折算的目的、原则和方法，熟练掌握变压器的基本方程式、等效电路和相量图；掌握变压器空载实验、短路实验的目的、接线和方法，并会进行参数计算，了解标幺值的概念和变压器的运行特性。

教学说明：通过对变压器运行时的电磁物理过程分析，找出各物理量的之间的关系，然后抽象为数学模型（方程式）、物理模型（等效电路）和相量模型（相量图）—方程式、等效电路和相量图是对同一物理过程的不同的表达形式，最后用这些模型去研究变压器的运行性能。本章为变压器理论的核心，也是学生用电磁理论分析交流电机的起步阶段，其分析方法具有普遍性，因而本章内容基本上都属重点，务求掌握的扎实、巩固。

难点：变压器折算 学时：8

3、三相变压器

了解三相变压器芯式和组式两种磁路结构的特点，掌握变压器极性和连接组别的概念和测定方法，并能根据接线图画出相量图判断组别号；弄清绕组联结和铁心结构的不同对空载电动势波形的影响；掌握变压器的理想并联条件，知道变压器并联运行的条件和某一条件不满足时的后果，熟悉并联运行时各变压器的负荷分配。

重点：变压器的连接组 难点：判断组别号 学时：4

4、特殊变压器 了解自耦变压器的用途及结构特点；掌握自耦变压器的基本电磁关系、方程式和等值电路，熟悉自耦变压器的容量关系和分析计算；了解电流互感器和电压互感器的特点及使用方法。

重点：自耦变压器功率传输中的磁耦合和电联系，自耦变压器的特点。学时2

（四）异步电动机部分

1、异步电动机的结构和基本工作原理

了解三相异步电机的基本结构；掌握异步电机的基本工作原理；理解转差率的意义及其与异步电机不同运行状态的关系；明确异步电机的额定值。

重点：异步电动机转差率的概念 学时：2

2、交流电机的绕组及其电势与磁势

了解交流绕组的术语，认识展开图，懂得三相绕组空间对称的道理，掌握相电势有效值公式，知道其中各物理量的物理意义，了解消除、削弱电势高次谐波的方法；最后要掌握单相脉动磁势和三相旋转磁势的性质和特点。

教学说明：交流电机的绕组及其电势与磁势是交流电机的公共理论部分 重点：交流电机的基本工作原理、相电势公式和三相旋转磁势的特点 难点：三相旋转磁势分析 学时：2

3、异步电动机的运行分析

掌握异步电动机运行时内部的电磁关系，定、转子间的磁势平衡关系，转子频率特点以及基本方程式；理解异步电机的折算特别是频率折算的含义；了解异步电动机工作特性及参数测定方法；了解单相异步电动机的工作原理及起动方法。

教学说明：异步电动机的运行分析是异步电动机的重点内容。可运用变压器的理论进行分析。难点：频率折算 学时：4

4、异步电动机的功率、转矩和机械特性

掌握异步电动机的功率传递关系、功率平衡和转矩平衡；掌握电磁转矩各种表达式；熟练掌握最大转矩及起动转矩的性质；掌握异步电动机的机械特性和转矩实用公式的应用；

本内容是异步电动机的重点内容。学时：4

5、异步电动机的电力拖动

熟悉笼型转子异步电动机的起动方法及最初起动电流和最初起动转矩与电机端电压之间的关系；了解深槽式和双笼式异步电动机改善起动性能的原理；掌握绕线转子异步电动机的起动方法；掌握异步电动机的制动运行；了解三相异步电动机的各种调速方法及特点；掌握绕线转子异步电动机恒转矩负载情况下转子绕组串电阻调速时电机内部各物理量的变化及相应计算。

本内容是异步电动机的重点内容。学时：10

（五）同步电动机部分

了解同步电动机的基本结构及工作原理；理解同步电动机的基本电磁关系、电压方程式和电动势相量图；掌握同步电动机功角特性和改善功率因数的方法；了解同步电动机的起动方法。

重点：改善功率因数的方法

难点：功角特性 学时：6

（六）控制电机部分 了解交直流测速电机、交直流伺服电机、自整角机、旋转变压器、步进电机等控制电机的结构、基本原理及控制方式。了解控制电机在自动控制系统中的作用。

学时：4

（七）电动机的选择

了解电动机发热与冷却的规律、电动机工作方式的分类及电动机年一般选择方法；掌握电动机额定功率的选择。

学时：4

五、实践性教学环节

本课程实验使学生更好理解和巩固课堂上所讲的理论知识，提高学生的动手能力，加强学生独立分析问题和解决问题的能力，为进一步学习专业课作好准备，并为今后从事专业方面的工作打下坚实基础。

六、教学方法与手段

本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式开展教学，着重对学生的分析问题能力、理论综合能力以及实验研究能力等方面的培养。

研发并采用多媒体教学方式。

七、考核与成绩评定

1、考核目的：

考核学生对电机学的基本知识、基本理论、工程设计计算方法等的理解和掌握程度，促进学生提高分析和解决问题的能力。

2、考核形式： 闭卷笔试。

3、主要考核内容：

电机的基本结构，工作原理及运行特性，分析电机的基本方法，运用方程式、等效电路、相量图等方法对电机问题进行定性分析和定量计算。电机中磁场的性质及其与时间和空间的关系，电机参数的物理意义及数量概念。直流、交流电机的启动，调速，制动方法。同步电机的基本概念，电机的控制与选择。

4、考核题型：

填空，选择，判断，简答，名词解释，计算。

5、成绩评定：

考试成绩占总成绩的60～70%，其他（包括实验、考勤、作业、讨论等）成绩占总成绩的30～40%。

八、教材及参考书

教材：

《电机与拖动基础》.许建国.高等教育出版社.2004年8月 参考书： 《电机学》，孙旭东 王善铭，清华大学出版社。2006年9月

第五篇：电机学与电力拖动基础教学大纲

《电机学与电力拖动基础》课程教学大纲

课程名称：电机学与电力拖动基础 课程性质：学科基础必修课

先修课程：《工程数学》、《大学物理》、《电路理论》 总学时：54 学分：3 适用专业：自动化

一、课程的目的与性质：

电动机是电能转换为机械能的一种装置，在电力多动控制系统中，它是一个最为重要的装置，变压器是一种静止电机，在电力电子变流中，在电力多动控制系统中必须使用电力变压器，微控电机作为信号的测量和对参数的自动控制起着非常重要的作用。该课程是自动化、测控技术与仪器仪表、机械工程及自动化专业学生重要的技术基础课，从工程应用出发，主要研究电动机的运行特性、电动机的参数。根据运动控制要求选择电机。

二、课程的基本要求：

掌握电动机的结构、工作原理、运行（起动、调速、制动等）特性；变压器结构、工作原理，绕组的连接方式，变压器的运行特性；微控电机的工作原理等。学会电动机的选择。达到自动化专业应具备有关电机及拖动基础知识、基本技能的要求。

三、教学内容、要求及学时分配： 第一章 绪论（2学时）内容：常用的物理概念和定律 重点：电磁感应 难点：方向

第二章 电力拖动系统动力学（4学时）

内容：电力拖动系统转动方程式，多轴电力拖动系统的简化，负载的转矩阵特性与电力拖动系统稳定运行的条件。重点：转矩计算 难点：负载的转矩特性。

第三章 直流电机原理（8学时）

内容：直流电机结构、工作原理、电枢绕组，电枢电动势与电磁转矩，直流电动机运行原理，机械特性，直流电机换向。

重点：电枢绕组、换向，电磁转矩，机械特性，运行原理。难点：换向、机械特性。

第四章 他励直流电动机的运行（6学时）

内容：他励直流电动机的起动、调速、制动。电力拖动系统的过渡过程。重点：起动、调速。

难点：电力拖动系统的过渡过程 第五章 变压器（10学时）

内容：变压器参数的测定，变压器的运行，变压器的联接组别，变压器并联运行。自耦变压器，仪用互感器，电焊变压器。

重点：变压器空载运行，负载运行，联接组别，变比。难点：变压器的运行。

第六章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势（4学时）内容：交流电机电枢绕组的电动势、磁通势。重点：电动势，磁通势

难点：电枢绕组产生的电动势，磁通势 第七章 异步电动机的原理（6学时）

内容：异步电动机结构、额定数据与工作原理，转子绕组的电磁关系，三相异步电动机的功率与转矩，机械特性。重点：电磁关系，机械特性 难点：转子绕组的电磁关系

第八章 三相异步电动机的起动与制动（4学时）

内容：直接起动，降压起动，绕线式三相异步电动机的起动，运行状态 重点：起动，制动 难点：起动

第九章 同步电动机（4学时）内容： 同步电动机的电磁关系，功率关系与矩角关系，功率因数的调节，同步电动机的起动。

重点：电磁关系，功率关系，功率因数。难点：功率关系与矩角特性。

第十章 三相交流电动机调速（4学时）

内容：降电压调速，绕线式异步电动机转子回路串电阻调速，变极调速，变频调速，电磁转差离合器，电动机双馈调速及串级调速原理。重点：降电压调速，变极调速，变频调速，双馈调速及串级调速。难点：变极调速，双馈调速。第十一章 电动机的选择（2学时）内容： 发热与温升，额定功率。重点：额定功率选择。难点：发热与温升。

五、考试考核办法：

平时成绩40%，期末闭卷考试60%。

六、教材及参考书：(一)教材：

电机与拖动基础 李发海 王岩 编著(二)参考书：

1.电机与拖动基础 任礼维

林瑞光 编著

2．电机学 汤蕴璆

史 乃编著

3.电机及电力拖动基础 周宝颐 主编