電機(jī)學(xué)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程編號：201404118課程中文名稱：電機(jī)學(xué)課程英文名稱：ElectricalMachinery課程性質(zhì)：專業(yè)核心課程開課專業(yè)：電氣工程及其自動化開課學(xué)期：4總學(xué)時：72（其中理論64學(xué)時，實(shí)驗8學(xué)時）總學(xué)分：4.5二、課程目標(biāo)目標(biāo)1：掌握磁路的基本定律、常用鐵磁材料的特性及交、直流磁路的特點(diǎn)，能夠?qū)ψ儔浩骱腿N旋轉(zhuǎn)電機(jī)（直流電機(jī)、異步電機(jī)和同步電機(jī)）的磁路問題進(jìn)行分析；掌握變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)、參數(shù)，以及典型電機(jī)的磁場、電路、力矩與功率等基本理論，能夠?qū)ψ儔浩骱腿N旋轉(zhuǎn)電機(jī)及相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行正確的定義與分析。（對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)1-4）目標(biāo)2：掌握典型電機(jī)的基本方程、等效電路圖、相量圖等工程分析與計算方法；掌握及變壓器及發(fā)電機(jī)的并聯(lián)方法等工程原理和方法，并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行分析與計算，并獲得有效結(jié)論。（對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)2-3）目標(biāo)3：掌握典型電機(jī)的參數(shù)測試與特性實(shí)驗技能和實(shí)驗分析能力，能夠運(yùn)用其解決電機(jī)技術(shù)相關(guān)的復(fù)雜工程問題。（對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)4-1）通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電機(jī)的基本理論知識、基本分析方法和基本實(shí)驗技能；培養(yǎng)學(xué)生具備應(yīng)用電機(jī)分析與應(yīng)用的能力。使學(xué)生掌握典型電機(jī)的工作原理和主要結(jié)構(gòu)；掌握電機(jī)的基本分析理論，包括磁場、電路、功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行性能的分析；培養(yǎng)學(xué)生具備必要的分析、計算和實(shí)踐技能，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)相關(guān)知識打下理論基礎(chǔ)。三、教學(xué)基本要求1、通過學(xué)習(xí)電機(jī)學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，能夠?qū)ψ儔浩骱腿N旋轉(zhuǎn)電機(jī)及相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行正確定義與分析。掌握磁路的基本定律、常用鐵磁材料的特性及交、直流磁路的特點(diǎn)；掌握變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；掌握變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的額定值、主要性能指標(biāo)和主要參數(shù)的范圍等；掌握變壓器中的主磁場和漏磁場、三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)中氣隙磁場的性質(zhì)和時空關(guān)系；掌握變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的運(yùn)行原理、以及對磁場、電路、力矩與功率等形成基本認(rèn)識，并應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識進(jìn)行變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的復(fù)雜工程問題進(jìn)行正確定義與分析。（對應(yīng)目標(biāo)1）2、通過基本方程、等效電路圖、相量圖、變壓器及發(fā)電機(jī)的并聯(lián)方法等專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，能夠?qū)ψ儔浩骱腿N旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工程運(yùn)行分析與計算，并獲得有效結(jié)論。掌握變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本方程、等效電路、相量圖，具備進(jìn)行工程計算能力；掌握各種典型電機(jī)主要運(yùn)行特性、穩(wěn)態(tài)參數(shù)的測定方法，具備運(yùn)行過程分析和故障分析的能力；掌握三相變壓器聯(lián)接組號的判斷方法與應(yīng)用；掌握發(fā)電機(jī)的建壓方法和并聯(lián)方法；對電機(jī)運(yùn)行的發(fā)熱和冷卻問題有一定認(rèn)識。（對應(yīng)目標(biāo)2）3、通過對電機(jī)學(xué)專業(yè)知識、實(shí)驗測試、實(shí)驗技能、實(shí)驗分析和實(shí)驗報告撰寫能力的掌握，使學(xué)生具備解決與電機(jī)技術(shù)相關(guān)的復(fù)雜工程問題的能力。具備單相變壓器等效電路參數(shù)測定的能力；具備三相變壓器聯(lián)接組號的設(shè)計能力；具備直流電動機(jī)工作性能研究能力；具備感應(yīng)電動機(jī)參數(shù)測定的能力；具備感應(yīng)電動機(jī)工作性能研究能力；具備同步發(fā)電機(jī)工作性能研究能力。（對應(yīng)目標(biāo)3）四、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配1緒論（1學(xué)時）1.1電機(jī)的定義和分類1.2電機(jī)的發(fā)展1.3本課程在本專業(yè)中的地位1.4本課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。2磁路（3學(xué)時）2.1磁路的基本參數(shù)和基本定律2.2鐵磁材料特性及鐵心損耗2.3直流磁路和交流磁路3直流電機(jī)（12學(xué)時）3.1直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)、工作原理、額定值3.2直流電機(jī)的電樞繞組3.3直流電機(jī)的磁動勢和磁場3.4直流電機(jī)的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩3.5直流電機(jī)的基本方程及其應(yīng)用3.6直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性3.7直流電動機(jī)的運(yùn)行特性3.8直流電機(jī)的換向4變壓器（10學(xué)時）4.1變壓器基本結(jié)構(gòu)和額定值4.2單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行4.3變壓器基本方程、等效電路和相量圖4.4變壓器參數(shù)測定的方法4.5變壓器的運(yùn)行特性4.6三相變壓器的磁路和電路理論4.7標(biāo)幺單位制及其求取方法4.8變壓器并聯(lián)運(yùn)行4.9其它用途變壓器及其應(yīng)用。5交流電機(jī)的繞組及其電動勢和磁動勢（6學(xué)時）5.1交流電機(jī)的基本工作原理5.2交流繞組分類與應(yīng)用5.3三相雙層繞組和三相單層繞組5.4交流電機(jī)定子磁動勢5.5交流電機(jī)定子感應(yīng)電勢5.6交流電機(jī)中的高次諧波5.7多相電機(jī)及多相繞組的構(gòu)成與應(yīng)用6感應(yīng)電動機(jī)（14學(xué)時）6.1三相感應(yīng)電動機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)與額定值6.2三相感應(yīng)電動機(jī)的磁動勢和磁場6.3三相感應(yīng)電動機(jī)的等效電路、基本方程和相量圖及其應(yīng)用6.4三相感應(yīng)電動機(jī)的參數(shù)測定6.5三相感應(yīng)電動機(jī)的工作特性6.6單相感應(yīng)電動機(jī)和直線電機(jī)7同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析（15學(xué)時）7.1同步電機(jī)工作原理、基本結(jié)構(gòu)、勵磁方式和額定值7.2隱極同步發(fā)電機(jī)的磁場、電樞反應(yīng)、電壓方程式、等效電路、相量圖7.3雙反應(yīng)理論與凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程式、等效電路、相量圖7.4同步發(fā)電機(jī)的功率傳遞和轉(zhuǎn)矩方程7.5同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性和參數(shù)測定7.6同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行條件和方法7.7同步發(fā)電機(jī)的功角特性和有功功率的調(diào)節(jié)7.8同步發(fā)電機(jī)U型曲線與無功功率的調(diào)節(jié)7.9同步電動機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行原理與應(yīng)用。8電機(jī)的發(fā)熱和冷卻（3學(xué)時）8.1機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程和能量關(guān)系8.2機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的條件8.3電機(jī)的溫升和發(fā)熱8.4電機(jī)的冷卻與冷卻方式五、教學(xué)方法及手段1、以課堂教學(xué)形式達(dá)成課程目標(biāo)從教學(xué)基本要求出發(fā)，從變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)（直流電機(jī)、異步電機(jī)和同步電機(jī)）的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、磁場性質(zhì)、基本方程、運(yùn)行特性等基礎(chǔ)知識入手，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建清晰的物理概念、明確能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)分析方法和計算方法解決典型工程問題的能力。把握各種電機(jī)的共性問題和自身特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生掌握變壓器和三種旋轉(zhuǎn)電機(jī)電機(jī)的額定值、發(fā)熱和冷卻、各種電機(jī)的應(yīng)用范圍、主要性能指標(biāo)和主要參數(shù)的范圍、諧波的影響等，以便能結(jié)合實(shí)際工程解決具體問題。2、以實(shí)踐性教學(xué)形式達(dá)成課程目標(biāo)強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)驗環(huán)節(jié)有效結(jié)合對達(dá)成課程目標(biāo)的作用，綜合考慮本課程在課程體系中的作用和授課時間節(jié)點(diǎn)的要求，將課堂講授內(nèi)容和實(shí)驗內(nèi)容相結(jié)合，通過以問題提出、方法探究、內(nèi)容歸納、實(shí)驗應(yīng)用作為達(dá)成課程相關(guān)內(nèi)容培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑，并培養(yǎng)學(xué)生具備典型系統(tǒng)構(gòu)建、實(shí)驗分析的能力。3、以各種多媒體信息化資源輔助教學(xué)形式達(dá)成課程目標(biāo)針對電機(jī)磁場等難于建構(gòu)清晰認(rèn)識的環(huán)節(jié)，要輔助各種多媒體技術(shù)，并激發(fā)學(xué)生主動探究的興趣，實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動建構(gòu)知識的目的。采用吸引、探究、解釋、遷移、評價5個階段達(dá)成課程相關(guān)內(nèi)容的培養(yǎng)目標(biāo)。授課教師應(yīng)用基于微信公眾號的輔助教學(xué)平臺為學(xué)生提供教學(xué)資源，輔助學(xué)生完成預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)過程。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)師生在線交流，達(dá)到課程培養(yǎng)的目標(biāo)要求。六、實(shí)驗（或）上機(jī)內(nèi)容實(shí)驗一：單相變壓器等效電路參數(shù)測定（1學(xué)時）實(shí)驗二：三相變壓器聯(lián)接組號的設(shè)計（1學(xué)時）實(shí)驗三：直流電動機(jī)工作性能研究（2學(xué)時）實(shí)驗四：感應(yīng)電動機(jī)參數(shù)測定與工作性能研究（2學(xué)時）實(shí)驗五：同步發(fā)電機(jī)工作性能研究（2學(xué)時）七、前續(xù)課程、后續(xù)課程前續(xù)課程：微積分A（一）、微積分A（二）、復(fù)變函數(shù)與積分變換、大學(xué)物理上、大學(xué)物理下A、電路基礎(chǔ)B、工程力學(xué)；后續(xù)課程：電機(jī)拖動基礎(chǔ)、電力拖動控制系統(tǒng)（一）、電力拖動控制系統(tǒng)（二）、電力系統(tǒng)分析（一）、電力系統(tǒng)分析（二）、船舶電站等。八、參考教材及學(xué)習(xí)資源湯蘊(yùn)璆.電機(jī)學(xué)（第五版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2017.戈寶軍，梁艷萍，溫嘉斌.電機(jī)學(xué)（第二版）.中國電力出版社，2013.菲茨杰拉德等著，劉新正等譯.電機(jī)學(xué)(第六版).電子工業(yè)出版社，2004.顧繩谷.電機(jī)及拖動基礎(chǔ)（第四版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2006.九、考核方式教學(xué)要求考核形式占總成績的比例通過學(xué)習(xí)電機(jī)學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，能夠?qū)ψ儔浩骱腿N旋轉(zhuǎn)電機(jī)及相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行正確定義與分析。卷面考試40%測