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电机学

发文时间：2025-07-04 撰稿人：

M307011B 电机学

（4学分，64学时；专业教育平台/专业核心必修课程；适用专业：电气工程及其自动化；先修课：微积分、几何与代数、大学物理、电路、工程电磁场）

电机学课程是电气工程及其自动化专业的专业核心课，授课对象为3年级本科生，其教学目标和任务是使学生掌握电机的基本知识、基本理论、基本计算方法和解决一般工程应用问题，为后续专业课：新型电机进展及应用、电机调速与控制、电力电子技术、电力系统分析等的学习打好必要的基础，并为学生在未来的工作中分析和解决所遇到的电机方面的实际问题奠定基础。

电机学课程的主要内容，包括：变压器、交流电机的公共理论、三相感应电动机、三相同步发电机和直流电机五大部分。电机实验是本课程的重要环节，包括变压器实验、感应电机实验和直流电机实验，培养学生对实验数据的分析能力及对电机进行一般操作的动手能力。

课程教学内容和要求

1、理论教学的主要知识点内容、教学要求、课时建议及其支撑的课程目标如下表所示：

序号	知识单元（章节）	知识点	教学要求	推荐学时	教学方式	支撑课程教学目标
1	绪论（2学时）	磁路、磁场、铁磁材料特性以及基本电磁定律等	1.了解电机的分类与应用领域以及在国民经济各行业中的地位； 2.了解电机学课程的主要内容、性质、特点和要求； 3. 掌握磁路、磁场的基本概念，基本电磁定律等。	2	讲授	教学目标1、2、3、4、5


2	变压器（12学时）	变压器的基础知识	1.了解变压器的基本结构、额定值、基本工作原理和应用现状 2. 掌握变压器变比定义、感应电动势与主磁通、频率及匝数的关系	2	讲授	教学目标1

		变压器的空载与负载运行分析	1. 掌握单相变压器空载运行的电磁关系及主要物理量的特点 2. 掌握单相变压器负载运行的电磁关系及其分析 3. 掌握单相变压器的磁动势方程和电压方程的推导与分析教学	3	讲授	教学目标1

		变压器T形等效电路与相量图	1. 掌握单相变压器T形等效电路的推导过程 2. 掌握单相变压器相量图的绘制方法 3．能用T形等效电路进行变压器的性能计算 4．能用相量图进行变压器运行的分析	1	讲授	课程目标1
		变压器的参数测定	掌握变压器T形等效电路参数的测定方法	1	讲授	课程目标1
		变压器运行分析与计算	1. 掌握变压器的运行特性及其分析 2. 能用标幺值进行变压器的性能计算	2	讲授	课程目标1

		三相变压器	1. 了解三相变压器磁路结构的特点 2. 理解三相变压器联接组别的判定方法 3. 掌握变压器并联运行的条件	2.5	讲授	课程目标1


		其他变压器	了解自耦变压器和仪用互感器的工作原理与应用	0.5	讲授	课程目标1
3	交流电机的共同理论（10学时）	交流绕组基础知识及其功能之一	1. 理解三相同步发电机的工作原理和运行特点 2. 理解交流绕组的功能和构成原则	3	讲授	课程目标2

		交流绕组的电动势	1. 掌握交流绕组感应电动势的分析 2. 能计算交流绕组的感应电动势 3. 掌握感应电动势高次谐波的计算及其削弱方法	2	讲授	课程目标2
		交流绕组的磁动势及其功能之二	1. 理解三相感应电动机的工作原理和运行特点 2. 掌握单相交流绕组磁动势的性质、特点与计算 3. 掌握三相交流绕组磁动势的性质、特点与计算	5	讲授	课程目标2


4	三相感应电机（12学时）	三相感应电动机的基础知识	1. 了解三相感应电机的基本结构、额定值以及感应电机的应用现状 2. 理解三相感应电机的三种运行状态	1	讲授	课程目标3

		三相感应电动机空载与负载运行分析	1. 掌握三相感应电动机空载和负载运行时电磁关系的分析方法 2. 掌握三相感应电动机T形等效电路的分析推导方法 3. 掌握三相感应电动机相量图的绘制方法 4．能用T形等效电路进行三相感应电动机的性能计算 5．能用相量图进行三相感应电动机的运行分析 6. 掌握三相感应电动机参数测定方法	3	讲授	课程目标3

		三相感应电动机的转矩与功率方程	1. 掌握三相感应电动机的转矩方程和功率方程的分析方法 2. 能用转矩方程和功率方程进行三相感应电动机的性能计算 3. 理解三相感应电动机电磁转矩的推导及其物理意义 4. 理解笼型转子的相数和极数	2	讲授	课程目标3
		三相感应电动机的运行特性	1. 掌握三相感应电动机工作特性及其分析 2. 掌握三相感应电动机工作特性的测定方法	2	讲授	课程目标3

		三相感应电动机的机械特性	1. 掌握三相感应电动机的机械特性的定义、三种表达式 2. 掌握机械特性物理表达式的推导与分析方法 3. 掌握机械特性参数表达式的推导与分析方法	2	讲授	课程目标3
		三相感应电动机的起动与调速	1. 理解三相感应电动机的起动方法 2. 理解三相感应电动机的调速方法	2	讲授	课程目标3

5	三相同步电机（12学时）	三相同步发电机的基础知识	了解同步电机的基本结构、励磁方式、额定值、三种运行状态以及同步电机的应用现状	1	讲授	课程目标4
		三相同步发电机空载与负载运行电磁过程	1. 理解同步发电机空载和负载运行时的电磁关系 2. 理解同步电机电枢反应的概念、性质、作用	3	讲授	课程目标4

		三相同步发电机的电压方程、等效电路和相量图	1. 掌握隐极同步发电机的电压方程、等效电路和相量图 2. 掌握凸极同步发电机的电压方程和相量图 3. 能用相量图进行同步发电机运行性能的分析和计算	2	讲授	课程目标4

		三相同步发电机的功率与转矩方程	1. 掌握同步发电机的功率方程和转矩方程 2. 能用功率方程和转矩方程进行同步发电机运行性能的分析和计算	1	讲授	课程目标4
		三相同步发电机的运行特性	1. 掌握同步发电机的运行特性分析 2. 掌握同步发电机运行特性的实验测定方法	2	讲授	课程目标4
		三相同步发电机的并网运行分析	1. 理解同步发电机并网运行的条件 2. 掌握同步发电机的功角特性的推导与分析 3. 掌握同步发电机有功功率的调节和无功功率的调节的方法 4. 能用相量图进行有功功率调节分析 5. 能用相量图进行无功功率调节分析	3	讲授	课程目标4

6	直流电机（8学时）	直流电机的基础知识	了解直流电机的基本结构、工作原理、励磁方式、额定值，以及电枢绕组特点	2	讲授	课程目标5
		直流电机空载与负载磁场	1. 理解直流电机空载和负载时的磁场与电枢反应 2. 掌握直流电机的电磁转矩及感应电动势的推导与分析方法 3. 能计算直流电机的电磁转矩和感应电动势	1.5	讲授	课程目标5

		直流发电机的运行	1. 理解直流发电机的功率流程 2. 掌握直流发电机的基本方程与运行特性	1.5	讲授	课程目标5

		直流电动机的运行	1. 理解直流电动机的功率流程 2. 掌握直流电动机的基本方程与运行特性 3. 理解直流电动机的起动方法、制动方法与调速方法	3	讲授	课程目标5

2、实验教学内容对应的知识点内容、教学要求、课时建议及其支撑的课程目标如下表所示：

序号	知识单元	知识点	教学要求	推荐课内学时	教学方式	支撑课程教学目标
1	变压器	变压器等效电路参数的测定	1. 了解实验的仪器、设备及用电和操作安全注意事项 2. 掌握变压器参数测定方法和实验步骤 3. 记录实验数据和实验现象，分析并总结实验结果 4. 撰写合格的实验报告	2	实验	课程目标6、7
2	感应电机	三相感应电动机工作特性测定	1. 了解实验的仪器、设备及用电和操作安全注意事项 2. 掌握三相感应电动机工作特性的测定方法和实验步骤 3. 记录实验数据和实验现象，绘制测试电机的工作特性曲线 4. 撰写合格的实验报告	2	实验	课程目标6、7
3	同步电机	三相同步发电机运行特性的测定	1. 了解实验的仪器、设备及用电和操作安全注意事项 2. 掌握三相同步发电机运行特性的测定方法和实验步骤 3. 记录实验数据和实验现象，绘制测试电机的运行特性 4. 撰写合格的实验报告	2	实验	课程目标6、7
4	直流电机	他励直流电动机工作特性测定	1. 了解实验的仪器、设备及用电和操作安全注意事项 2. 掌握他励直流电动机工作特性的测定方法和实验步骤 3. 记录实验数据和实验现象，绘制测试电机的工作特性曲线 4. 撰写合格的实验报告	2	实验	课程目标6、7