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(chēng)：電機(jī)學(xué)II課程英文名稱(chēng)：ElectricMachinesII課程編號(hào)：204T0062學(xué)分：2學(xué)時(shí)數(shù)：32（其中：講課學(xué)時(shí)：32；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0；實(shí)踐學(xué)時(shí)：0。）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路原理適用專(zhuān)業(yè)：智能電網(wǎng)信息工程課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)核心課/必修使用教材：戈寶軍，梁艷萍，溫嘉斌.電機(jī)學(xué)(第三版)，中國(guó)電力出版社，2016開(kāi)課單位：電氣與新能源學(xué)院課程簡(jiǎn)介：電機(jī)是電能的生產(chǎn)與轉(zhuǎn)換的機(jī)電裝置，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。電機(jī)學(xué)課程所研究的電機(jī)是電、磁、力、運(yùn)動(dòng)等物理問(wèn)題和工程問(wèn)題的綜合。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，獲得電機(jī)的基礎(chǔ)理論，基礎(chǔ)知識(shí)，電機(jī)的基本分析方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程作好準(zhǔn)備。一、課程性質(zhì)本課程是智能電網(wǎng)信息工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課、必修課。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉電機(jī)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，掌握變壓器、同步發(fā)電機(jī)這兩類(lèi)電磁式電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和運(yùn)行特性，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并具備將電機(jī)理論應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域的初步能力。二、教學(xué)目標(biāo)課程目標(biāo)1：通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生的“四個(gè)自信”，幫助學(xué)生初步掌握科學(xué)的方法論和認(rèn)識(shí)論，塑造學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和創(chuàng)新能力。課程目標(biāo)2：掌握各類(lèi)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及內(nèi)部電磁關(guān)系，獲得基本方程式、等效電路和相量圖，并對(duì)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行分析，掌握其運(yùn)行特性。同時(shí)，能將電機(jī)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于智能電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題，將電機(jī)學(xué)的知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于推演、分析智能電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題。課程目標(biāo)3：能運(yùn)用電機(jī)的基本原理、基本分析方法，借助文獻(xiàn)研究，分析過(guò)程的影響因素，分析智能電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題，獲得有效結(jié)論。三、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系1.工程知識(shí)1.3：能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于推演、分析智能電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)22.問(wèn)題分析2.4：能運(yùn)用基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析過(guò)程的影響因素，獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3四、教學(xué)內(nèi)容及要求第一篇基礎(chǔ)理論（第一、二章）1.教學(xué)內(nèi)容（1）了解本課程的性質(zhì)和任務(wù)；了解電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位、作用和國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況；了解本課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法；掌握電機(jī)的概念和分類(lèi)。（2）熟悉和鞏固電機(jī)理論中常用的基本電、磁、力定律及能量守恒原理。（3）掌握鐵磁材料及其特性，掌握磁場(chǎng)中基本物理量、磁路的概念及基本定律，以及簡(jiǎn)單磁路的計(jì)算。2.重難點(diǎn)：鐵磁材料特性，電磁基本定律，簡(jiǎn)單磁路的計(jì)算。3.課程思政融入點(diǎn)：對(duì)于“電機(jī)學(xué)”這門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程，通過(guò)解讀國(guó)家的發(fā)展規(guī)劃、方針政策來(lái)告訴學(xué)生們?yōu)槭裁磳W(xué)這門(mén)課？同時(shí)說(shuō)明對(duì)于這門(mén)課程學(xué)生們學(xué)什么？怎么學(xué)？宣揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀，作為學(xué)生，要做到愛(ài)國(guó)、敬業(yè)，認(rèn)真學(xué)習(xí)成為優(yōu)秀的學(xué)生是學(xué)生當(dāng)前的責(zé)任和義務(wù)；作為未來(lái)的電力人，在疫情、災(zāi)難、事故前勇于投身一線，確保電力通暢就是電力人的責(zé)任和義務(wù)。4.考核要點(diǎn)：基本電磁定律，鐵磁材料特性，簡(jiǎn)單磁路的計(jì)算。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的線下教學(xué)。6.作業(yè)安排：1-1，1-5，2-3。第二篇變壓器（第三~七章）1.教學(xué)內(nèi)容（1）了解變壓器的分類(lèi)、用途、基本結(jié)構(gòu)，明確變壓器的額定值。（2）熟練掌握變壓器的基本理論，包括空載和負(fù)載時(shí)行時(shí)基本電磁關(guān)系，磁動(dòng)勢(shì)平衡的基本物理概念，變壓器的基本方程式，折算方法，等效電路、相量圖，變壓器參數(shù)的測(cè)量方法和運(yùn)算。（3）掌握三相變壓器的磁路特點(diǎn)、繞組連接方法和連接組別，以及勵(lì)磁電流、主磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形；掌握標(biāo)幺值的概念。（4）掌握變壓器運(yùn)行特性及效率分析方法與計(jì)算，掌握變壓器的并聯(lián)運(yùn)行條件及負(fù)載分配計(jì)算。（5）了解三繞組變壓器、自耦變壓器和互感器的用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.重難點(diǎn)：變壓器的電磁關(guān)系分析，等效電路，參數(shù)測(cè)定，運(yùn)行特性，三相變壓器的連接組別及并聯(lián)運(yùn)行。3.課程思政融入點(diǎn)：將“中國(guó)電機(jī)之父”鐘兆琳先生介紹給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)、敬業(yè)情懷，以及學(xué)以致用，勇于創(chuàng)新的精神。把變壓器相關(guān)的科技成果引入到教學(xué)中來(lái)，讓學(xué)生們了解科技前沿知識(shí)和技術(shù)難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新和求真務(wù)實(shí)精神。將中國(guó)已處于世界領(lǐng)先地位的領(lǐng)域，如“特高壓直流輸電”等介紹給學(xué)生，作為未來(lái)卓越的電氣工程師，應(yīng)該有科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。4.考核要點(diǎn)：（1）變壓器的額定值，主磁通和漏磁通，磁動(dòng)勢(shì)平衡的基本物理概念，基本方程式，折算方法，等效電路，相量圖，參數(shù)的測(cè)量方法和運(yùn)算。（2）三相變壓器的繞組連接方法和連接組，三相變壓器勵(lì)磁電流、主磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形，標(biāo)幺值的概念與運(yùn)算。（3）變壓器運(yùn)行特性及效率分析，并聯(lián)運(yùn)行的條件及并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載分配。（4）電流互感器和電壓互感器。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的線下教學(xué)。6.作業(yè)安排：3-1，3-5，4-2，4-10，4-12，4-15，5-2，5-3，5-4，5-9，6-2，6-4，6-8，7-6，7-7。第三篇交流電機(jī)理論的共同問(wèn)題（第八~十章）1.教學(xué)內(nèi)容（1）了解同步發(fā)電機(jī)和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理。（2）掌握三相交流繞組的構(gòu)成原則以及三相單層、雙層的連接方法。（3）掌握交流繞組電動(dòng)勢(shì)的分析和計(jì)算方法，了解繞組系數(shù)的物理意義及其對(duì)改善波形的作用，了解繞組的諧波電動(dòng)勢(shì)及其削弱方法。（4）掌握交流繞組磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)及其表示和分析方法，掌握脈振磁動(dòng)勢(shì)、圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的區(qū)別及相互關(guān)系，了解諧波磁動(dòng)勢(shì)概念。2.重難點(diǎn)：交流繞組電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的分析和計(jì)算方法。3.課程思政融入點(diǎn)：介紹我國(guó)電機(jī)工程的先驅(qū)——丁舜年先生，為我國(guó)電機(jī)、電氣工業(yè)的建設(shè)和發(fā)展奮斗了70個(gè)年頭，學(xué)生們應(yīng)以他為榜樣，努力學(xué)習(xí)，報(bào)效祖國(guó)。4.考核要點(diǎn)：（1）三相交流繞組的構(gòu)成原則以及三相單層、雙層的連接方法。（2）交流繞組電動(dòng)勢(shì)的分析和計(jì)算方法，削弱諧波電動(dòng)勢(shì)的方法。（3）交流繞組磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)及其表示和分析方法。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的線下教學(xué)。6.作業(yè)安排：8-2,8-15,9-3,9-5,9-13,10-3,10-13。第五篇同步電機(jī)（第十六~十八章）1.教學(xué)內(nèi)容（1）熟悉汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，了解同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、勵(lì)磁方式、型號(hào)和額定值。（2）熟練掌握同步電機(jī)的電樞反應(yīng)，著重理解同步電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的形成、電樞反應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)的關(guān)系及其對(duì)電機(jī)運(yùn)行的影響。（3）熟練掌握隱極和凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程式和相量圖，明確各量間的時(shí)間-空間關(guān)系，掌握同步電抗、繞組漏抗的概念；掌握同步發(fā)電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩方程。（4）掌握同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性，掌握短路比的概念，理解電壓變化率。（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)的電磁功率和功角特性，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定的物理概念，無(wú)功功率的調(diào)節(jié)與V型曲線。2.重難點(diǎn)：同步發(fā)電機(jī)的電壓方程式、功角特性、有功功率的調(diào)節(jié)和無(wú)功功率的調(diào)節(jié)及相互影響。3.課程思政融入點(diǎn)：通過(guò)百年來(lái)我國(guó)水電機(jī)組設(shè)計(jì)制造發(fā)展歷史，尤其是百分百中國(guó)“智”造的白鶴灘單臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組的成功投運(yùn)，充分認(rèn)知到打破技術(shù)封鎖、解決“卡脖子”問(wèn)題，發(fā)展“國(guó)之重器”的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面的重大意義和價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生“立大志、明大德、成大才、擔(dān)大任”。同時(shí)，大力發(fā)展清潔綠色發(fā)電系統(tǒng)，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。4.考核要點(diǎn)：（1）同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、電樞反應(yīng)、電壓方程式和相量圖。（2）同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性。（3）同步電抗、繞組漏抗和短路比的物理概念。（3）同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并列運(yùn)行的條件和方法，同步電機(jī)的功角特性，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功和靜態(tài)穩(wěn)定的物理概念，無(wú)功功率的調(diào)節(jié)和V型曲線。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的線下教學(xué)。6.作業(yè)安排：16-1，16-2，17-3，17-10，17-18，17-20，18-1，18-6，18-7，18-10。五、學(xué)時(shí)分配及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配支撐的課程目標(biāo)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐第一篇（第一~二章）基礎(chǔ)理論41、2第二篇（第三~七章）變壓器141、2、3第三篇（第八~十章）交流電機(jī)理論的共同問(wèn)題41、2、3第五篇（第十六~十八章）同步電機(jī)101、2、3六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式：閉卷考試占60%，平時(shí)成績(jī)占40%。平時(shí)成績(jī)包括課堂考勤10%、課堂表現(xiàn)和雨課堂測(cè)試10%、課程作業(yè)20%。支撐畢業(yè)要求課程目標(biāo)考核與評(píng)價(jià)方式合計(jì)平時(shí)成績(jī)（40%）期末考試（60%）課堂考勤10%課堂表現(xiàn)和雨課堂測(cè)試10%課程作業(yè)20%閉卷考試課程目標(biāo)155指標(biāo)點(diǎn)1.3課程目標(biāo)2203555指標(biāo)點(diǎn)2.4課程目標(biāo)3152540總分占比%40601002.課程考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)考核要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)高于預(yù)期達(dá)到預(yù)期低于預(yù)期優(yōu)秀良好合格不合格1.通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生的“四個(gè)自信”，幫助學(xué)生初步掌握科學(xué)的方法論和認(rèn)識(shí)論，塑造學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。（5分）平時(shí)表現(xiàn)543<32.掌握各類(lèi)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及內(nèi)部電磁關(guān)系，獲得基本方程式、等效電路和相量圖，并對(duì)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行分析，掌握其運(yùn)行特性。同時(shí)，能將電機(jī)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于智能電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題，將電機(jī)學(xué)的知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于推演、分析智能電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題。（55分）平時(shí)表現(xiàn)課程作業(yè)課程考試50-5544-4934-43<333.能運(yùn)用電機(jī)的基本原理、基本分析方法，借助文獻(xiàn)研究，分析過(guò)程的影響因素，分析智能電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題，獲得