電機(jī)學(xué)二課程教學(xué)大綱

電機(jī)學(xué)二課程教學(xué)大綱課程中文名稱：電機(jī)學(xué)II課程英文名稱：ElectricMachinesII課程編號(hào)：C1294應(yīng)開課學(xué)期：4學(xué)時(shí)數(shù)：32學(xué)分?jǐn)?shù)：2適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）（卓越計(jì)劃）課程類型：專業(yè)核心課程/必修先修課程：高等數(shù)學(xué)I、大學(xué)物理I、電路原理一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）（卓越計(jì)劃）的專業(yè)核心必修課，是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程的特點(diǎn)是理論性、關(guān)聯(lián)性、分析性強(qiáng)，概念、公式多，與工程實(shí)際聯(lián)系密切。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得電機(jī)的基本理論知識(shí)、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)專業(yè)課和從事電力系統(tǒng)行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過對該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在知識(shí)方面、能力方面和素質(zhì)方面均有一定的提高，掌握電機(jī)學(xué)的研究內(nèi)容、基本理論知識(shí)和研究方法及電機(jī)學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系；掌握電機(jī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能，滿足智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)后續(xù)學(xué)習(xí)和自身發(fā)展需求。通過學(xué)習(xí)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握電機(jī)學(xué)的基本理論知識(shí)和基本電磁關(guān)系的分析，包括變壓器、同步電機(jī)；使學(xué)生們熟悉各類電機(jī)的運(yùn)行原理，掌握對各類電機(jī)的運(yùn)行性能的評判。進(jìn)而能夠分析出變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求和應(yīng)滿足的條件，能夠分析出同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的條件和并網(wǎng)的方法這樣一些實(shí)際工程問題，同時(shí)又能分析出各類電機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過電磁關(guān)系的分析，獲得各類電機(jī)的電壓方程和電流方程，把物理模型轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模型，從而獲得其電路模型，以此提升學(xué)生識(shí)別、表達(dá)電氣工程問題的能力。三、支撐的畢業(yè)要求課程對畢業(yè)要求的支撐課程教學(xué)目標(biāo)、達(dá)成途徑和評價(jià)依據(jù)等1工程知識(shí)：具有從事輸電線路工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)和管理知識(shí)，掌握輸電線路工程專業(yè)的基本理論知識(shí)教學(xué)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握電機(jī)學(xué)的基本理論知識(shí)和基本電磁關(guān)系的分析，包括變壓器、同步電機(jī)，使學(xué)生們熟悉各類電機(jī)的運(yùn)行原理，掌握對各類電機(jī)的運(yùn)行性能的評判，進(jìn)而能夠分析出變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求和應(yīng)滿足的條件，能夠分析出同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的條件和并網(wǎng)的方法這樣一些實(shí)際工程問題，同時(shí)又能分析出各類電機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。達(dá)成途徑：課堂講解；平時(shí)作業(yè)；參與討論。評價(jià)依據(jù)：作業(yè)；考勤及平常表現(xiàn)；課堂討論互評；期末考試。評價(jià)方式：評估平時(shí)作業(yè)的正確性與完整性，給出成績；根據(jù)平時(shí)表現(xiàn)與考勤情況，給出成績；結(jié)合課堂討論由學(xué)生給出互評成績；評價(jià)期末考試的得分率。4設(shè)計(jì)與分析：具備設(shè)計(jì)針對輸電線路工程問題的解決方案能力，并能使用各種工具對方案進(jìn)行分析與模擬。教學(xué)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握電機(jī)學(xué)的基本理論知識(shí)和基本電磁關(guān)系的分析，包括變壓器、同步電機(jī)；通過各類電機(jī)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生們掌握各類電機(jī)的基本實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力；提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、分析處理和獲得有效結(jié)論的能力；培養(yǎng)學(xué)生寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。達(dá)成途徑：實(shí)驗(yàn)課堂講解；實(shí)驗(yàn)。評價(jià)依據(jù)：考勤及實(shí)驗(yàn)課堂表現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告。評價(jià)方式：根據(jù)考勤及實(shí)驗(yàn)課堂表現(xiàn)給出成績；根據(jù)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)給出成績；結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給出成績；評價(jià)實(shí)驗(yàn)綜合得分。5創(chuàng)新型研究：掌握基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí)；具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計(jì)過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素。教學(xué)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握電機(jī)學(xué)的基本理論知識(shí)和基本電磁關(guān)系的分析，包括變壓器、同步電機(jī)；通過電磁關(guān)系的分析，獲得各類電機(jī)的電壓方程和電流方程，把物理模型轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模型，從而獲得其電路模型，以此提升學(xué)生識(shí)別、表達(dá)電氣工程問題的能力。達(dá)成途徑：課堂講解；平時(shí)作業(yè)。評價(jià)依據(jù)：作業(yè)；考勤及平常表現(xiàn)；期末考試。評價(jià)方式：根據(jù)考勤及課堂表現(xiàn)給出成績；根據(jù)平時(shí)作業(yè)給出成績；評價(jià)期末考試的得分率。四、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排和基本要求第1章緒論（4學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：主要研究內(nèi)容、常用研究方法（1）了解本課程的性質(zhì)和任務(wù)；了解本課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法；了解電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位、作用和國內(nèi)外的發(fā)展概況；掌握電機(jī)的概念和分類。（2）熟悉和鞏固電機(jī)理論中常用的基本電磁定律和鐵磁材料特性，掌握簡單磁路的計(jì)算方法。第2章變壓器（11學(xué)時(shí)，包括專題討論1學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：變壓器的各種平衡關(guān)系，三種分析手段：基本方程式、等效電路和相量圖，變壓器的并聯(lián)運(yùn)行（1）了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)，掌握變壓器的工作原理，明確變壓器的額定值，了解其用途。（2）熟練掌握變壓器的基本電磁關(guān)系，磁動(dòng)勢平衡的基本物理概念，基本電壓方程式，折算方法，等效電路和相量圖，熟悉變壓器運(yùn)行的基本分析方法。（3）掌握變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)，并能通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正確進(jìn)行變壓器參數(shù)的計(jì)算。（4）熟悉標(biāo)幺值的概念以及在電機(jī)分析中的應(yīng)用。（5）掌握變壓運(yùn)行特性分析方法與計(jì)算，掌握變壓器的損耗與效率。（6）掌握變壓器的磁路特點(diǎn)、繞組連接方法和連接組。（7）掌握變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件，熟悉并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載分配。第3章交流電機(jī)的共同理論（4學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：交流繞組磁動(dòng)勢的分析和計(jì)算方法（1）了解三相交流繞組的構(gòu)成原則和連接方法。（2）掌握交流繞組電動(dòng)勢的分析和計(jì)算方法，了解繞組系數(shù)的物理意義及其對改善波形的作用。理解繞組的諧波電動(dòng)勢，了解其削弱方法。（3）掌握交流繞組磁動(dòng)勢的性質(zhì)及其表示和分析方法，分清脈振磁動(dòng)勢、圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢的區(qū)別及相互關(guān)系。第4章異步電機(jī)（4學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：異步電機(jī)的運(yùn)行原理、等效電路的推導(dǎo)及參數(shù)折算和測定方法（1）了解異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，理解轉(zhuǎn)差率的意義及與運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系。（2）掌握三相異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的電磁關(guān)系，著重掌握等效電路，理解其繞組折算和頻率折算的原則和方法。（3）了解異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡與轉(zhuǎn)矩平衡。（4）了解電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性。第5章同步電機(jī)（9學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：同步發(fā)電機(jī)的電壓方程式和電勢相量圖，同步發(fā)電機(jī)的功角特性、有功功率的調(diào)節(jié)和無功功率的調(diào)節(jié)及相互影響（1）了解同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)和額定值。（2）熟練掌握同步發(fā)電機(jī)的空載和負(fù)載運(yùn)行。（3）熟練掌握同步發(fā)電機(jī)的電壓方程式和電勢相量圖，明確各量間的時(shí)間-空間關(guān)系，熟悉同步發(fā)電機(jī)對稱運(yùn)行特征及其計(jì)算，熟悉同步發(fā)電機(jī)的功率平衡和轉(zhuǎn)矩平衡。（4）掌握同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，包括空載、短路特性，以及外特性和調(diào)整特性，了解短路比的意義。（5）掌握同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并列運(yùn)行的條件和方法，熟練掌握同步電機(jī)的功角特性、并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功和無功功率的調(diào)節(jié)，了解靜態(tài)穩(wěn)定的物理概念。五、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)1專題討論專題討論一：校園周邊變壓器的并聯(lián)運(yùn)行及優(yōu)化12平時(shí)作業(yè)基本的電磁定律，鐵磁材料特性變壓器的運(yùn)行原理及相應(yīng)計(jì)算，三相變壓器的連接組判別，并聯(lián)運(yùn)行條件和負(fù)載分配計(jì)算交流繞組磁動(dòng)勢的分析與計(jì)算異步電機(jī)的運(yùn)行原理同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理及運(yùn)行特性，同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)行、功角特性、靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行、有功無功調(diào)節(jié)及計(jì)算0六、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、專題討論等教學(xué)方法與手段。本課程采用雙語教學(xué)，要求教師在授課過程中，所用PPT等教學(xué)材料使用中英文對照專業(yè)詞匯，在教學(xué)過程中適當(dāng)采用英文原版教材部分章節(jié)內(nèi)容、習(xí)題等，以拓展學(xué)生的國際視野與專業(yè)英語閱讀能力。同時(shí)要求教師在講授知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和工程實(shí)踐能力，讓同學(xué)們能夠做到學(xué)以致用，同時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)討論與團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生的交流溝通和團(tuán)隊(duì)合作的能力。七、推薦教材和教學(xué)參考資源教材：（1）劉慧娟、范瑜主編；電機(jī)學(xué)（英漢雙語），機(jī)械工業(yè)出版社；（2）辜承林、陳喬夫、熊永前主編；電機(jī)學(xué)(第三版)，華中科技大學(xué)出版社。參考書：（1）許實(shí)章主編；電機(jī)學(xué)（第三版），機(jī)械工業(yè)出版社；（2）湯蘊(yùn)賕主編；電機(jī)學(xué)（第一版），機(jī)械工業(yè)