《电机学》教学大纲西安交大版(已修改)

课程编号：0030406

《电机学》教学大纲

学时数：80 讲课：60 实验：20
适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）

青海大学水电系电工教研室
2006．2

课程编号：0030406
《电机学》教学大纲
学时数：80 讲课：60 实验：20
适合专业：电气工程及其自动化专业（本科）
一、课 程 内 容
第一篇 直流电机
第一章 磁路
1-1磁路的基本定律
1-2常用的铁磁材料及其特性
1-3直流磁路
1-4交流磁路的特点
第二章 直流电机的工作原理和结构
2-1直流电机的工作原理
2-2直流电机的结构
2-3电枢绕组
2-4直流电机的额定值
第三章 直流电机的基本理论
3-1直流电机的励磁方式
3-2空载时直流电机的气隙磁场
3-3负载时直流电机的气隙磁场
3-4电枢绕组中的感应电势
3-5直流电机的电势平衡方程
3-6电磁转矩
3-7直流电机中的损耗和功率平衡方程
第四章 直流发电机
4-1他励直流发电机的运行特性
4-2并励直流发电机的运行特性
4-3复励直流发电机的运行特性
第五章 直流电动机
5-1直流电动机的起动
5-2他励直流电动机的工作特性
5-3他励直流电动机的机械特性
5-4串励直流电动机的机械特性
5-5复励直流电动机的机械特性
5-6负载的机械特性
5-7电动机稳定运行的条件
5-8他励直流电动机的调速方法
5-9直流电动机的制动
5-10直流电机的换向
第二篇 变压器
第六章变压器的结构、原理及额定值
6-1变压器的用途和工作原理
6-2变压器的结构及类型
6-3变压器的额定值
第七章 变压器的运行分析
7-1变压器的空载运行
7-2变压器的负载运行
7-3变压器的等效电路和相量图
7-4变压器的参数测量和标幺值
7-5变压器运行时副边电压的变化和调压装置
7-6变压器的损耗和效率
第八章 三相变压器
8-1三相组式和芯式变压器
8-2三相变压器的联结组
8-3三相变压器的励磁电流和电势波形
8-4变压器的并联运行
8-5三相变压器的不对称运行
第九章 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
9-1三绕组变压器
9-2自耦变压器
9-3互感器
第十章 变压器的暂态运行
10-1变压器空载合闸
10-2变压器暂态短路
10-3过电压现象
第三篇 异步电机
第十一章 异步电机的结构及绕组
11-1异步电机的结构及额定值
11-2交流电机定子绕组
第十二章 交流电机定子绕组的电势与磁势
12-1交流电机定子绕组感应电势
12-2交流电机定子单相绕组中的磁势
12-3三相绕组基波旋转磁势
12-4异步电机中的主磁通、漏磁通及漏电抗
第十三章 异步电机的分析方法
13-1异步电机的工作原理
13-2异步电机的等效电路及其简化
13-3异步电动机的功率平衡及转矩平衡关系
13-4异步电动机的电磁转矩和机械特性
13-5异步电动机工作特性的分析
第十四章 三相异步电动机的起动及速度调节
14-1对异步电动机的起动要求及起动方法选用原则
14-2鼠笼式异步电动机直接起动
14-3鼠笼式异步电动机降压起动
14-4绕线式异步电动机的起动
14-5异步电动机的调速方法
14-6异步电动机变极调速
14-7异步电动机变频调速
14-8绕线式转子异步电动机调速
第十五章 单相异步电动机
15-1单相异步电动机原理、性能及分类
15-2单相异步电动机定子绕组
第四篇 同步电机
第十六章 同步电动机原理和结构
16-1同步发电机原理概述
16-2同步发电机的型式与结构
16-3同步电机额定值和型号
第十七章 同步发电机对称运行分析
17-1空载运行分析
17-2负载运行和电枢反应分析
17-3同步发电机的电势方程式及相量图
17-4同步发电机的负载特性和电抗测定
第十八章 同步发电机并网运行
18-1并联条件及其方法
18-2功角特性既有功功率调节
18-3并网运行时无功功率的调节
第十九章 同步电动机
19-1同步电动机的工作原理
19-2同步电动机电势方程式和相量图
19-3同步电动机的优缺点
19-4同步电动机的功角特性
19-5同步电动机的异步起动
第二十章 电机的发热和冷却过程
20-1电机的发热与冷却过程
20-2电机用绝缘材料和电机的定额
20-3电机的冷却方式简述
二、作业
学完每章后，根据学生对章节内容的掌握情况，布置适当的课外作业。
三、实
验 项 目
1、变压器的参数测定
2、变压器的并联运行
3、异步电动机
观察三相异步电动机的构造。了解铭牌数据。
了解各种起动方法，并能接线和操作。观察起动电流的变化和磁力起动器、
自耦减压起动器等控制设备的构造，并了解电动机的工作特性。
4、同步发电机的并联运行。
5、直流电动机的起动、调速和制动。
注：以上各实验均根据实验室设备情况而定
电机学教学大纲说明
一、本课程的性质和任务
(1)在高等学校本科电力系统及其自动化专业的教学计划中，电机学是一门
理论性较强的专业基础课程。它的任务是：使学生通过对本大纲所规定的全部
教学内容的学习，获得电机的基本理论、基本知识和基本技能，为学习后续课
程和专业知识以及从事工程技术工打下基础.
二、本课程与其它课程的联系
电机学与普通物理学的关系十分密切。在物理学中，已经对电和磁的一般
规律作过讨论，电机学主要研究电和磁的规律在工程技术中的应用。因此，本
课程是在物理课电磁学的基础上进行学习的。电路的基本物理量、欧姆定律、
电阻的串联和并联、电场和磁场的基本物理量、电磁感应、铁磁物质的磁性能
等内容，应在物理课中讲授，本课程不必过多重复。
三、本课程内容的重点、难度、深度和广度
课程的基本内容是根据课程的基本要求、贯彻教育部提出的“打好基础，
精选内容，逐步更新，利于教学”的精神，从全国多数院校的教学水平出发所
规定的学生必须掌握的基本理论、基本知识和基本技能来确定的。
本大纲中各部分的深度和广度说明如下：
1、变压器
(1) 对变压器的作用原理，应在物理学的基础上提高一步，引出工程概念。
讲电压变比时，应导出U≈4.44fN-Φm的公式；讲电流变比时须从磁势平衡导出。
(2) 说明损耗、效率与负载大小的关系，建立经济运行的概念。
(3) 要求学生了解三相变压器的联接组别以及并联运行的条件，但不作详细
论证。
2、异步电机
(1) 对三相异步电动机必须讲解运行特性，定性地说明损耗、效率、功率因
数与负载大小的关系。
(2) 讲清异步电机的M-S曲线，电磁转矩的公式可以不必推导。
(3) 着重讲解电压变化时对起动转矩、过载能力、机械特性等的影响。
(4) 对鼠笼式电动机的起动方法介绍一两种即可。
3、同步电机
(1) 同步电机包括同步发电机和同步电动机两种，可以根据需要选讲。
(2)选讲同步发电机时，可就容量为无穷大的电网讲授有功功率和无功功率
的调节，适当讲解电磁转矩的作用、功角特性和V形曲线。
(3) 选讲同步电动机时，应讲授作用原理、同步电抗、简化的电压方程，V
形曲线及异步起动方法。适当讲解功角特性和过载能力。
四、考核方法：考试（70%）平时成绩（30%），其中平时成绩包括作业、考勤
和上课提问。
五、学时分配
课 程 内 容 总学时数 讲授 实验
磁路
2 2
直流电机的工作原理和结构
2 2
直流电机的基本理论
4 4
直流发电机与直流电动机
10 6 4
变压器的结构、原理及额定值
6 2 4
变压器的运行分析
6 6
三相变压器
8 4 4
三绕组变压器、自耦变压器和互感器
1 1
变压器的暂态运行
2 2
异步电机的结构及绕组
3 3
交流电机定子绕组的电势与磁势
3 3
异步电机的分析方法
4 4
三相异步电动机的起动及速度调节
8 4 4
单相异步电动机
2 2
同步电动机原理和结构
2 2
同步发电机对称运行分析
6 6
同步发电机并网运行
8 4 4
同步电动机
2 2
电机的发热和冷却过程
1 1

六、教材及参考书
[1]王正茂，阎治安 电机学西安交通大学出版社，2000
[2]许实章.电机学[M].武汉：华中理工大学出版社，1996.
[3]汤蕴谬 电机学—机电能量转换.第2版.北京工业大学出版
社，1996
[4]李发海，王岩 电机与拖动基础.中央广播电视大学出版社，
1994
[5]艾维超 电机学（上、下册）.机械工业出版社，1991

编写：水电系电工教研室
（执笔：陈晓涛）
审核：潘起来
批准：李成凯