《電機學C》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養方案課程代碼：05155001課程性質：學科基礎必修課學分：4學分學時：64學時（理論56學時，實驗8學時）先修課程：高等數學、大學物理、電路原理等后續課程：電力系統分析、電力系統繼電保護適用專業：智能電網信息工程開課單位：電氣工程與自動化學院一、課程說明《電機學C》是智能電網信息工程專業的一門學科基礎必修課程。本課程主要講授電機中存在的電磁轉換現象，不同類型的電機結構、工作原理、工作特性及分析方法，為學習其他有關課程及以后從事技術工作打下必要的基礎。本課程注重基本理論知識的深入學習，強調培養運用基礎理論知識解決生產實際中問題的能力，在提高學生的邏輯推理能力、分析計算能力、總結歸納能力及自學新知識的能力的同時，兼顧新技術、新發展方向的介紹，培養高素質應用型人才。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：通過本課程的學習，使學生了解電機的基本結構，掌握電機的基本工作原理、基本分析方法和基本實驗技能。包括磁路的概念、基本定律、分析計算；變壓器的基本工作原理、結構及分類、分析與計算等；掌握直流電機、交流電機的相關知識；掌握同步發電機的相關知識。課程目標2：通過本課程的學習，學生能正確運用實驗、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，運用在后續的仿真建模中。從而培養學生嚴謹的學習態度、以及獨立思考、解決問題和分析問題的能力。課程目標3：掌握電機的實驗方法，并能分析歸納測試結果；能夠進行設計或開展試驗研究。在傳授知識的同時，幫助學生養成積極探索的治學精神，扎實可靠的實驗技能，認真細致的工作作風，客觀辯證的思維方式，提高學生綜合運用知識分析問題和解決工程實踐問題的能力。適當引入與課程內容相關的案例分析，培養學生愛國主義、憂患意識和民族自豪感，引導學生踐行社會主義核心價值觀。三、課程目標與畢業要求《電機學C》課程教學目標對智能電網信息工程專業畢業要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業要求關系畢業要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.3能夠掌握智能電網信息工程專業基礎知識，分析并提出解決復雜工程問題的方案。課程目標1：通過本課程的學習，使學生了解電機的基本結構，掌握電機的基本工作原理、基本分析方法和基本實驗技能。包括磁路的概念、基本定律、分析計算；變壓器的基本工作原理、結構及分類、分析與計算等；掌握直流電機、交流電機的相關知識；掌握同步發電機的相關知識。H2.問題分析2.3能夠應用工程科學的基本原理，通過文獻研究，對本專業復雜工程問題進行分析，以獲得有效結論。課程目標2：通過本課程的學習，學生能正確運用實驗、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，運用在后續的仿真建模中。從而培養學生嚴謹的學習態度、以及獨立思考、解決問題和分析問題的能力。M4.研究4.2能夠結合智能電網信息工程問題的具體需求，應用科學原理并采用科學方法選擇研究路線，設計可行的實驗方案。課程目標3：掌握電機的實驗方法，并能分析歸納測試結果；能夠進行設計或開展試驗研究。在傳授知識的同時，幫助學生養成積極探索的治學精神，扎實可靠的實驗技能，認真細致的工作作風，客觀辯證的思維方式，提高學生綜合運用知識分析問題和解決工程實踐問題的能力。適當引入與課程內容相關的案例分析，培養學生愛國主義、憂患意識和民族自豪感，引導學生踐行社會主義核心價值觀。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業要求的關聯度。四、教學內容、基本要求與學時分配1.理論部分理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時實驗學時對應的課程目標1.緒論1.1電機學課程的性質、任務、學科特點1.2電機的定義、主要類型1.3電機在國民經濟中的作用1.4電機發展簡史1.5電機的一般分析方法教學要求：理解電機學課程的性質、任務、學科特點；掌握電機的定義、主要類型；了解電機在國民經濟中的作用；了解電機的一般分析方法。重點:電機的定義、主要類型。難點:電機的一般分析方法。112.磁路2.1磁路的基本概念，基本定律2.2常用的鐵磁材料及其特性2.3磁路的計算2.4電抗與磁導的關系教學要求：理解磁場的基本概念；理解磁路的基本定律；掌握鐵磁材料的磁化性能；掌握直流磁路的計算；掌握電抗與磁導的關系。重點:鐵磁材料的磁化性能；直流磁路的計算；電抗與磁導的關系。難點:鐵磁材料的磁化性能；直路磁路的計算。413.變壓器3.1變壓器的工作原理、基本結構3.2變壓器的空載、負載運行、基本方程3.3變壓器的等效電路及其參數的測定3.4三相變壓器3.5標幺值3.6變壓器的運行特性3.7變壓器的并聯運行3.8三繞組變壓器3.9電力系統中的特殊變壓器教學要求：熟悉變壓器的工作原理、基本結構；理解變壓器的空載運行、負載運行電磁關系；掌握變壓器的基本方程、等效電路及其參數的測定；掌握三相變壓器的磁路系統、繞組連接方法；掌握標幺值計算方法；掌握變壓器運行特性；掌握變壓器并聯運行；熟悉三繞組變壓器；熟悉自耦變壓器、儀用互感器的特性。重點:變壓器的基本方程、等效電路；三相變壓器連接組別判定；標么值計算；變壓器的運行特性；變壓器的并聯運行。難點:標么值計算；變壓器的基本方程、等效電路；變壓器的運行特性。1241、2、34.直流電機4.1直流電機的工作原理和基本結構4.2直流電樞繞組4.3空載和負載時直流電機內的磁場4.4電樞的感應電動勢和電磁轉矩4.5直流電機的基本方程4.6直流電機的運行特性4.7直流電動機的起動、調速和制教學要求：理解直流電機的工作原理、基本結構、勵磁方式、額定值；掌握直流電機電樞繞組的特點；熟悉空載和負載時直流電機內的磁場；掌握電樞的感應電動勢和電磁轉矩；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、調速和制動方法。重點:電樞的感應電動勢和電磁轉矩；直流電機的基本方程、運行特性；直流電機的運行特性。難點:空載和負載時直流電機內的磁場；電樞的感應電動勢和電磁轉矩；直流電機的基本方程、運行特性。1021、2、35.交流電機理論的共同問題5.1交流繞組的構成原則和分類5.2三相雙層繞組5.3三相單層繞組5.4氣隙磁場正弦分布時交流繞組的感應電動勢5.5感應電動勢中的高次諧波5.6通有正弦電流時單相繞組的磁動勢5.7通有對稱三相電流時三相繞組的磁動勢教學要求：了解交流繞組的構成原則和分類；掌握三相繞組的連接規律；掌握氣隙磁場正弦分布時交流繞組的感應電動勢；了解感應電動勢中的高次諧波；理解通有正弦電流時單相繞組的磁動勢；掌握通有對稱三相電流時三相繞組的磁動勢。重點:三相單、雙層繞組的連接規律；氣隙磁場正弦分布時交流繞組的感應電動勢；通有對稱三相電流時三相繞組的磁動勢。難點:氣隙磁場正弦分布時交流繞組的感應電動勢；通有對稱三相電流時三相繞組的磁動勢。61、26.感應電機6.1三相感應電機的結構和運行狀態6.2三相感應電機的磁動勢和磁場6.3三相感應電動機的電壓方程和等效電路6.4三相感應電動機的功率方程和轉矩方程6.5三相感應電動機參數的測定6.6三相感應電動機的轉矩-轉差率特性6.7三相感應電動機的工作特性6.8三相感應電動機的起動、調速、制動教學要求：熟悉三相感應電機的結構和運行狀態；掌握三相感應電機的磁動勢、磁場、電壓方程和等效電路；掌握三相感應電動機的功率方程和轉矩方程；了解三相感應電動機參數的測定；熟悉三相感應電動機的轉矩-轉差率特性；掌握三相感應電動機的工作特性；熟悉三相感應電動機的起動、調速、制動方法。重點:三相感應電機的磁動勢、磁場、電壓方程和等效電路；三相感應電機的功率方程和轉矩方程；三相感應電動機的工作特性。難點:三相感應電機的磁動勢和磁場；電壓方程和等效電路；三相感應電動機的起動、調速。1021、2、37.同步電機7.1同步電機的基本結構和運行狀態7.2空載和負載時同步發電機內的磁場7.3隱極同步發電機的電壓方程、相量圖和等效電路7.4凸極同步發電機的電壓方程、相量圖7.5同步發電機的功率方程和轉矩方程7.6同步電抗的測定7.7定子漏抗和電樞等效磁動勢的測定7.8同步發電機的運行特性7.9同步發電機與電網的并聯運行7.10同步電動機與同步補償機教學要求：熟悉同步電機的基本結構和運行狀態；理解空載和負載時同步發電機內的磁場；掌握隱極、凸極同步發電機的電壓方程、相量圖和等效電路；掌握同步發電機的功率方程和轉矩方程；了解同步電抗、定子漏抗和電樞等效磁動勢的測定；理解同步發電機的運行特性；掌握同步發電機的并聯運行；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:同步發電機的電壓方程、相量圖和等效電路；同步發電機的功率方程和轉矩方程；同步發電機的并聯運行。難點:同步發電機的電壓方程、相量圖、等效電路；同步發電機的功率方程、轉矩方程；同步發電機的運行特性。131、2合計5682.實驗部分實驗部分的教學內容、基本要求與學時分配見表3。表3實驗項目、實驗內容與學時實驗項目實驗內容和要求實驗學時對應的課程目標1.單相變壓器實驗內容：測定單相變壓器的變比和等效電路參數；繪制空載、短路特性曲線。實驗要求：熟悉實驗臺接線方法，掌握單相變壓器通過空載、短路實驗測定變壓器變比和等效電路參數的方法。能夠繪制空載、短路特性曲線。21、2、32.三相變壓器實驗內容：測定三相變壓器的變比和等效電路參數；測定三相變壓器極性。實驗要求：掌握通過短路或空載實驗測定三相變壓器變比及等效電路參數的方法；掌握三相變壓器極性的測定方法。21、2、33.直流電機實驗內容：測直流電機電樞繞組的冷態電阻；直流他勵電動機的起動、調速及轉向改變。實驗要求：熟悉直流電機、儀表、變阻器等組件；掌握直流電機電樞繞組冷態電阻的測定方法；掌握直流電機的接線、起動、調速以及換向方法。21、34.三相交流異步籠型電動機實驗內容：測量三相交流異步籠型電動機定子繞組的冷態直流電阻；判定定子繞組首末端；掌握三相交流異步籠型電動機啟動方法。實驗要求：熟悉三相交流異步籠型電動機的結構及接線方式；掌握定子繞組的冷態直流電阻測定。掌握三相交流異步籠型電動機直接起動、自耦變壓器起動、星形-三角形換接起動。21、2、3合計8五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結合討論、視頻資源共享、階段測試、作業、實驗等教學手段完成課程教學任務和相關能力的培養。學生比較全面地理解電機的基本結構和工作原理，在掌握電機常用的分析方法基礎上，具備解決和分析電機工作特性的能力。在實驗教學環節中，通過啟發式教學、討論式教學培養學生電機學的基本理論、基本知識和基本技能。培養學生自主學習能力、實際動手能力，激發學生的創新思維。六、課程資源1.推薦教材：（1）湯蘊璆.電機學[M].北京:機械工業出版社.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[M].北京:中國電力出版社.2016.2.參考書：（1）李發海，朱東起.電機學（第六版）[M].北京:科學出版社.2021.（2）胡敏強黃學良黃允凱徐志科.電機學（第三版）[M].北京:中國電力出版社.2014.（3）王秀和.電機學（第三版）[M].北京:機械工業出版社.2019.3.期刊：（1）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣與電子工程師學會）主辦（2）中國電機工程學報,中國電機工程學會主辦（3）電機與控制應用,上海電器科學研究所（集團）有限公司主辦（4）電工技術學報,中國電工技術學會主辦（5）河南工學院學報,河南工學院主辦4.網絡資源：（1）李勇.電機學[Z/OL].北京:“中國大學MOOC”網,2017[2022]./course/HIT-1002267006.（2）李永剛.電機學[Z/OL].北京:“中國大學MOOC”網,2019[2022]./course/NCEPUB-1206460826.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表4。表4課程考核對課程目標的支撐考核環節占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現8（1）根據課堂出勤情況、課堂互動情況、討論、課程資源學習等進行考核，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。√√√332作業10（1）主要考核學生對各章節知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業單獨評分，取各次成績的平均值作為此環節的最終成績；（3）以作業成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√622階段測試10（1）主要考核學生對各章節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節的最終成績；（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。√√√532實驗12（1）根據每個實驗的實驗操作完成情況和實驗報告質量單獨評分，滿分100分；（2）每次實驗單獨評分，取各次實驗成績的平均值作為此環節的最終成績；（3）以實驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√66期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面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）主要考核磁路的定律、計算，電機的基本結構、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容；（3）考試題型為：選擇題、填空題、畫圖題、簡答題和計算題等。√√√301515合計：100分442927八、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、實驗、作業、階段測試、期末考試等方式對學生進行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末試卷成績和過程性考核成績組成。其中：期末試卷成績為100分（權重60%），試題類型為填空題、選擇題、畫圖題、簡答題、計算題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應用題、分析題不低于50%；課堂表現、實驗、作業、階段測試等過程性考核成績為100分（權重40%）；過程性考核和考試試