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课程基本信息

课程编码:04B30483

课程类别:未设置

先修课程:高等数学,大学物理,电路理论,电磁场

适用专业:电气工程及自动化

开课院部:电气信息学院

课程负责人:
课程教学团队:
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课程资源:
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课程展示


课程简介

       电机学是电气工程及其自动化专业的一门重要的学科基础课,主要讲授变压器、异步电机、直流电机和同步电机的结构、原理、特性及应用等内容。本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习,掌握变压器、异步电机、直流电机和同步电机的基本知识、基本理论、计算方法、分析方法及实验技能,并能正确运用基本方程式、等效电路、相量图、时-空矢量图对电机的运行特性和性能等进行定性分析和定量计算,为后续专业课的学习和从事相关专业工作打下坚实的基础。

课程教学要求

       学生通过本课程的学习,了解直流电机、变压器、异步电机、同步电机的分类与基本结构,直流电机电枢绕组的特点、交流绕组的基本要求及分类,同步电动机和同步调相机的运行原理,特殊用途变压器、异步电机、同步电机、直流电机的结构原理及应用;掌握直流电动机和异步电动机的功率和转矩平衡方程式、机械特性、起动与调速方法,同步电动机的起动与调速方法,直流电机和同步电机电枢反应的性质及其分析方法,变压器、异步电动机、同步发电机空载和负载运行原理与运行特性的分析方法及其参数测定与计算方法,三相变压器磁路、电路系统及其连接组判定方法、并联运行的条件与方法,同步发电机并网运行的条件与方法、有功与无功功率调节、静态稳定运行条件及分析方法,交流绕组电动势和磁动势计算方法,变压器和同步发电机不对称运行分析方法;能分析三相变压器不同绕组连接和磁路系统对电动势波形的影响, 能绘制交流绕组槽电势星形图,会判别交流绕组产生的磁动势性质;能正确运用基本方程式、等效电路、相量图对变压器和异步电机的运行特性和性能等问题进行定性分析和定量计算,能正确运用基本方程式、等效电路、时-空矢量图对同步电机的运行特性和性能等问题进行定性分析和定量计算。 

课程教学内容

    主要学习直流电机、变压器、异步电机、同步电机的基本结构和工作原理,直流电机的电枢绕组、磁场、电枢反应及基本特性,变压器、异步电机和同步电机的空载和负载运行原理分析、参数测定与计算方法、运行特性与性能的定性分析和定量计算方法,直流电动机、异步电动机、同步电动机的起动、调速和制动方法,三相变压器电路、磁路、连接组和电动势波形,变压器的并联运行与瞬变过程分析,变压器和同步发电机的不对称运行分析,同步发电机的并联运行条件与方法、有功功率调节与静态稳定、无功功率调节、突然短路运行分析,同步电动机和同步调相机的工作原理及其应用,特殊用途的直流电机、变压器、异步电机、同步电机的类型、结构及其工作原理,交流绕组的类型与连接方法、交流电动势与磁动势的计算方法、单相交流磁动势与三相交流磁动势的波形及其性质、圆形与椭圆形磁动势及其特点等。 

考核要求及成绩评定

        本课程分电机学I(变压器、交流绕组理论、异步电机)和电机学II(直流电机和同步电机)两部分,分别在第五学期的秋季和冬季开课,并分别在季末进行考试。二者的考核要求和成绩评定基本方法如下:  季末闭卷考试占60%+平时成绩占40%,平时成绩包括实验占10%、课外作业占10%、课堂重要知识点测验、提问与讨论及出勤占20%。

学生学习建议

1.建议用类比的方法学习变压器与异步电动机的内容。例如,变压器与异步电动机运行原理的分析虽然比较复杂,但是方法和思路基本相同,都是从二者内部各物理量的电磁关系入手,得出电动势平衡方程式和磁动势平衡方程式,进行折算,进而得出等效电路等;不同之处是变压器只需进行绕组折算,而异步电动机因转子旋转的缘故,需要进行绕组折算和频率折算。2.掌握三相变压器绕组连接组别判定的要点是一、二次侧绕组连接方式、电动势正方向的确定、同名端的确定,以及连接组别时钟法;变压器并联运行的学习要点是掌握并联运行条件,短路阻抗标幺值与负载系数的关系。3.学习交流电机绕组的基本理论时,应掌握槽电动势星形图的画法,从而掌握由槽电动势星形图到绕组展开图、绕组电动势和磁动势计算的分析思路和方法;熟练掌握单相脉振磁动势和三相绕组旋转磁动势的性质及特点。4.对称分量法是分析变压器、交流电机不对称运行的有效工具,应通过变压器不对称运行的学习,掌握利用对称分量法和相序等效电路分析变压器、交流电机不对称运行的方法。5.学习异步电机和直流电机时,掌握利用等效电路和机械特性分析异步电动机和直流电动机起动、调速、制动过程的方法。6. 建议用比较的方法学习直流电机与同步电机的基本原理、励磁方式、电枢磁场、电枢反应和运行特性等方面的内容。例如,二者的电枢反应都可分为直轴电枢反应和交轴电枢反应,直流发电机和同步发电机的空载特性与负载特性之间都存在一个特性三角形等。7. 可以利用双反应理论,从分析凸极同步发电机负载运行时的基本电磁关系入手,得到凸极同步发电机的电动势平衡方式、等效电路和时-空矢量图;进而把隐极同步发电机作为凸极同步发电机的一个特例,即可直接得到相应的结果。8. 利用时-空矢量图推导同步发电机输出有功和无功功率的功角特性表达式、分析有功和无功功率调节过程。9.在网上观看其它相关国家级或省级精品资源共享课或视频公开课。

课程改革与建设

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