《電機學(xué)A（2）》教學(xué)大綱

《電機學(xué)A（2）》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05132091課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論32學(xué)時）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路原理等后續(xù)課程：電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)適用專業(yè)：電氣工程及其自動化開課單位：電氣工程與自動化學(xué)院一、課程說明《電機學(xué)A（2）》是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)必修課。本課程主要講授電機中存在的電磁轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，電機的結(jié)構(gòu)、工作原理、工作特性及分析方法，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識的深入學(xué)習(xí)，強調(diào)培養(yǎng)運用基礎(chǔ)理論知識解決生產(chǎn)實際中問題的能力，在提高學(xué)生的邏輯推理能力、分析計算能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識的能力的同時，兼顧新技術(shù)、新發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握交流同步電機、直流電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、工作特性與分析方法；熟悉特種電機、控制電機的結(jié)構(gòu)特點、工作原理；并將這些專業(yè)知識應(yīng)用到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和實踐中，能夠?qū)?fù)雜電氣工程問題進(jìn)行分析、計算并提出解決方案。課程目標(biāo)2：能正確運用實驗、方程、等效電路、相量圖、對稱分量法等方法分析電機工作原理及運行特性；并將電機的分析方法，運用在后續(xù)的仿真建模中，并通過文獻(xiàn)研究以獲得有效結(jié)論。從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度、以及獨立思考、解決問題和分析問題的能力。課程目標(biāo)3：掌握電機的實驗方法，并能分析歸納測試結(jié)果；能夠進(jìn)行設(shè)計或開展試驗研究。在傳授知識的同時，幫助學(xué)生養(yǎng)成積極探索的治學(xué)精神，扎實可靠的實驗技能，認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，客觀辯證的思維方式，提高學(xué)生綜合運用知識分析問題和解決工程實踐問題的能力。適當(dāng)引入與課程內(nèi)容相關(guān)的案例分析，培養(yǎng)學(xué)生愛國主義、憂患意識和民族自豪感，樹立正確的勞動觀念和精神，引導(dǎo)學(xué)生踐行社會主義核心價值觀。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電機學(xué)A（2）》課程教學(xué)目標(biāo)對電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度1.工程知識1.3能夠利用專業(yè)基礎(chǔ)知識對復(fù)雜電氣工程問題進(jìn)行分析、計算并提出解決方案。課程目標(biāo)1：掌握交流同步電機、直流電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、工作特性與分析方法；熟悉特種電機、控制電機的結(jié)構(gòu)特點、工作原理；并將這些專業(yè)知識應(yīng)用到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和實踐中，能夠?qū)?fù)雜電氣工程問題進(jìn)行分析、計算并提出解決方案。H2.問題分析2.3能夠運用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，并通過文獻(xiàn)研究分析影響復(fù)雜電氣工程問題的因素，以獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2：能正確運用實驗、方程、等效電路、相量圖、對稱分量法等方法分析電機工作原理及運行特性；并將電機的分析方法，運用在后續(xù)的仿真建模中，并通過文獻(xiàn)研究以獲得有效結(jié)論。從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度、以及獨立思考、解決問題和分析問題的能力。H4.研究4.2能夠根據(jù)復(fù)雜電氣工程問題的特征，選擇研究路線，設(shè)計實驗方案課程目標(biāo)3：掌握電機的實驗方法，并能分析歸納測試結(jié)果；能夠進(jìn)行設(shè)計或開展試驗研究。在傳授知識的同時，幫助學(xué)生養(yǎng)成積極探索的治學(xué)精神，扎實可靠的實驗技能，認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，客觀辯證的思維方式，提高學(xué)生綜合運用知識分析問題和解決工程實踐問題的能力。適當(dāng)引入與課程內(nèi)容相關(guān)的案例分析，培養(yǎng)學(xué)生愛國主義、憂患意識和民族自豪感，樹立正確的勞動觀念和精神，引導(dǎo)學(xué)生踐行社會主義核心價值觀。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.同步電機1.1同步電機的基本結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)1.2空載和負(fù)載時同步發(fā)電機內(nèi)的磁場1.3隱極同步發(fā)電機的電壓方程、相量圖和等效電路1.4凸極同步發(fā)電機的電壓方程、相量圖1.5同步發(fā)電機的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程1.6同步電抗的測定1.7定子漏抗和電樞等效磁動勢的測定1.8同步發(fā)電機的運行特性1.9同步發(fā)電機與電網(wǎng)的并聯(lián)運行1.10同步電動機與同步補償機教學(xué)要求：熟悉同步電機的基本結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)；理解空載和負(fù)載時同步發(fā)電機內(nèi)的磁場；掌握隱極、凸極同步發(fā)電機的電壓方程、相量圖和等效電路；掌握同步發(fā)電機的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程；了解同步電抗、定子漏抗和電樞等效磁動勢的測定；理解同步發(fā)電機的運行特性；掌握同步發(fā)電機的并聯(lián)運行；理解同步電動機運行特性、啟動方法；了解同步補償機的工作原理。重點：同步發(fā)電機的電壓方程、相量圖和等效電路；同步發(fā)電機的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程；同步發(fā)電機的并聯(lián)運行。難點：同步發(fā)電機的電壓方程、相量圖、等效電路；同步發(fā)電機的功率方程、轉(zhuǎn)矩方程；同步發(fā)電機的運行特性。151、2、32.直流電機2.1直流電機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)2.2直流電樞繞組2.3空載和負(fù)載時直流電機內(nèi)的磁場2.4電樞的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩2.5直流電機的基本方程2.6直流電機的運行特性2.7直流電動機的起動、調(diào)速和制教學(xué)要求：理解直流電機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、勵磁方式、額定值；掌握直流電機電樞繞組的特點；熟悉空載和負(fù)載時直流電機內(nèi)的磁場；掌握電樞的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩；掌握直流電機的基本方程；掌握直流電機的運行特性；熟悉直流電動機的起動、調(diào)速和制動方法。重點：電樞的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩；直流電機的基本方程、運行特性；直流電機的運行特性。難點：空載和負(fù)載時直流電機內(nèi)的磁場；電樞的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩；直流電機的基本方程、運行特性。131、2、33.單相串激電動機、永磁電動機和開關(guān)磁阻電動機3.1單相串激電動機3.2永磁電動機3.3正弦波永磁無刷電動機3.4矩形波永磁無刷電動機3.5開關(guān)磁阻電動機教學(xué)要求：掌握單相串激電動機的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和運行特性；掌握永磁直流電動機、同步電動機的基本結(jié)構(gòu)特點；了解正弦波永磁無刷電動機的原理、基本方程和運行特性；了解矩形波永磁無刷電動機的原理、基本方程和運行特性；了解開關(guān)磁阻電動機的工作原理、結(jié)構(gòu)特點。重點：單相串激電動機、永磁電機的工作原理、運行特性。難點：單相串激電動機、永磁電動機和開關(guān)磁阻電動機的工作原理、運行特性。21、24.控制電機4.1直流測速發(fā)電機4.2直流伺服電動機4.3交流兩相伺服電動機4.4旋轉(zhuǎn)變壓器4.5自整角機教學(xué)要求：熟悉直流測速發(fā)電機的原理和運行特性；了解伺服電動機的原理和運行特性；了解旋轉(zhuǎn)變壓器的原理和運行特性；了解自整角機的原理和運行特性。重點：直流測速發(fā)電機的原理和運行特性；旋轉(zhuǎn)變壓器的原理和運行特性。難點：伺服電動機、旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角機的原理和運行特性。11、25.電機的發(fā)熱和冷卻5.1電機的溫升和溫升限值5.2電機內(nèi)部所生熱量的傳導(dǎo)和散出5.3交流定子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升5.4電機的冷卻方式教學(xué)要求：熟悉電機的溫升和溫升限值；了解電機內(nèi)部所生熱量的傳導(dǎo)和散出；了解交流定子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升；熟悉電機的冷卻方式。重點：電機的冷卻方式。難點：電機內(nèi)部所生熱量的傳導(dǎo)和散出；交流定子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升。11、2合計32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、視頻資源共享、階段測試、課堂互動、作業(yè)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，在掌握電機常用的分析方法基礎(chǔ)上，具備解決和分析電機工作特性的能力。六、課程資源1.推薦教材：（1）湯蘊璆.電機學(xué)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2014.（2）\o"戈寶軍，梁艷萍，溫嘉斌編著"戈寶軍,\o"戈寶軍，梁艷萍，溫嘉斌編著"梁艷萍,\o"戈寶軍，梁艷萍，溫嘉斌編著"溫嘉斌.電機學(xué)[M].北京:中國電力出版社,2016.2.參考書：（1）李發(fā)海,朱東起.電機學(xué)(第六版)[M].北京:科學(xué)出版社,2021.（2）胡敏強,黃學(xué)良,黃允凱,徐志科.電機學(xué)(第三版)[M].北京:中國電力出版社,2014.（3）王秀和.電機學(xué)(第三版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2019.3.期刊：（1）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣與電子工程師學(xué)會)主辦（2）中國電機工程學(xué)報,中國電機工程學(xué)會主辦（3）電機與控制應(yīng)用,上海電器科學(xué)研究所(集團)有限公司主辦（4）電工技術(shù)學(xué)報,中國電工技術(shù)學(xué)會主辦（5）河南工學(xué)院學(xué)報,河南工學(xué)院主辦4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）李勇.電機學(xué)[Z/OL].北京:“中國大學(xué)MOOC”網(wǎng),2017[2022]./course/HIT-1002267006（2）李永剛.電機學(xué)[Z/OL].北京:“中國大學(xué)MOOC”網(wǎng),2019[2022]./course/NCEPUB-1206460826七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核（大作業(yè)）成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)20（1）根據(jù)課堂出勤情況、課堂互動情況、討論、課程資源學(xué)習(xí)等進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?84作業(yè)10（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√442階段測試10（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次階段測試單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以階段測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42期末考核60（1）大作業(yè)成績100分，以大作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；（2）主要考核電機的基本結(jié)構(gòu)、基本原理、基本分析方法、運行特性、電機的常用公式及計算方法等內(nèi)容?！獭獭?02010合計：100分463618八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、階段測試、期末考核（大作業(yè)）等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┛己耍ù笞鳂I(yè)）成績和過程性考核成績組成。其中：期末大作業(yè)成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），期末大作業(yè)中基本知識、基本理論、基本技能的考核不超過50%，綜合應(yīng)用與分析能力考核不低于50%；課堂表現(xiàn)、作業(yè)、階段測試等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和大作業(yè)考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)50積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。認(rèn)真參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70