电机学
1000+ 人选课
更新日期:2026/04/01
开课平台智慧树
开课高校青岛理工大学
开课教师周晓燕张民朱文杰国珍唐旭
学科专业工学电气类
开课时间2026/01/21 - 2026/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
1.我们处在新一轮科技革命和产业变革加中华民族伟大复兴的历史交汇期,有智能制造工业4.0时代背景,电机扮演着十分重要的角色,它不仅应用于一般传统工业,也广泛应用于交通运输、电力系统、机器人系统、新能源系统、家用电器等领域中,是工业系统和民用系统动力的来源,也是发电系统中机电能量转换的核心。2. 在互联网+时代,学习行为模式发生变化,共享、讨论、互动、协作成为最普遍的学习模式。3. 面对挑战,在线教育,在线学习,知识共享成为业界共识。因此,建设《电机学》在线开放课程,为电气制造人才的培养打下坚实基础,助力中国制造2025进程。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
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电机的基本结构和原理
周晓燕
电机的应用领域
周晓燕
电机的基本原理
磁场的基本概念
磁通连续性定理、安培环路定律
周晓燕
电磁感应定律、电磁力和电磁转矩
周晓燕
磁路
磁路的概念
周晓燕
磁路的计算
周晓燕
铁磁材料
铁磁材料的特性
周晓燕
铁耗
周晓燕
电感和磁场储能
周晓燕
变压器
变压器的工作原理和结构
周晓燕
变压器的空载运行
基本方程
周晓燕
主磁通和励磁电流
周晓燕
变压器的负载方程
周晓燕
变压器的负载等效电路和相量图
周晓燕
等效电路参数的测定
周晓燕
标幺值
周晓燕
三相变压器的磁路系统与联结组
磁路结构
周晓燕
联结组
周晓燕
变压器的运行特性
周晓燕
直流电机
直流电机的工作原理
周晓燕
直流电机的结构
周晓燕
直流电机的磁场
直流电机的空载磁场
周晓燕
直流电机的负载磁场
周晓燕
直流电机的感应电动势和电磁转矩
周晓燕
直流电动机的运行特性
周晓燕
直流电机的调速
周晓燕
交流电机的共同问题
交流绕组的基本概念
周晓燕
三相双层绕组
周晓燕
正弦磁场下交流绕组的感应电动势
周晓燕
感应电动势中的谐波及其削弱方法
周晓燕
正弦电流下绕组的磁动势
正弦电流下单相绕组磁动势
周晓燕
正弦电流下三相绕组磁动势
周晓燕
感应电机
感应电机的结构和工作原理
周晓燕
感应电机的磁动势和磁场
感应电机的空载磁动势和磁场
周晓燕
感应电机的负载磁动势和磁场
周晓燕
感应电机的等效电路
周晓燕
三相感应电动机的参数测定
周晓燕
感应电动机的方程
周晓燕
感应电机的电磁转矩和机械特性
周晓燕
感应电机的起动
周晓燕
感应电机的调速
调速方法
周晓燕
变频调速
周晓燕
同步电机
同步电机的结构和运行状态
周晓燕
同步电机的空载磁场和电枢反应
周晓燕
隐极同步电机基本方程和相量图
周晓燕
凸极同步电机的基本方程和相量图
周晓燕
同步发电机的方程和功角特性
周晓燕
同步发电机的运行特性
周晓燕
同步发电机的并网运行
周晓燕
三相同步电动机
周晓燕
  • 绪章绪论

    讲述电机的基本结构,基本原理,发展历史以及电机的应用。明确本课程的性质和任务;电机在国民经济中的地位、作用及国内外发展概况。

  • 0.1电机的基本结构和原理

    讲述电机的基本结构,基本原理,发展历史以及电机的应用。

  • 0.2电机的应用领域

    电机在电力系统、电力拖动、军工以及交通运输行业等的应用

  • 第一章电机的基本原理

    介绍磁场与磁路的基本概念;磁路的分析计算方法;介绍铁磁材料的特性;铁磁材料饱和的概念;介绍电感和磁场储能的计算;介绍机电能量转化的基本原理

  • 1.1磁场的基本概念

    讲述磁场和磁路的基本概念:磁感应强度、磁通、磁动势、磁链、电磁力、电磁转矩等,学习磁路的基本定理:安培环路定律、电磁感应定律等。

  • 1.2磁路

    讲授磁路的基本概念及其定律,磁阻、磁导、欧姆定律、基尔霍夫定律等,以及磁路的计算。

  • 1.3铁磁材料

    讲授铁磁材料的特性,重点讲授三类磁化曲线,以及交变磁场中铁磁材料的损耗。

  • 1.4电感和磁场储能

    讲授自感、互感以及楼电感的概念,磁场储能的推导和计算

  • 第二章变压器

    介绍变压器的基本结构;掌握变压器的基本工作原理及分类;明确变压器的额定值;变压器在电力系统中的应用。介绍变压器的空载运行和负载运行规律;变压器的参数测定、等效电路和相量图三种基本分析方法,并注意基本方程式、相量图和等效电路的统一性;变压器参数的物理意义及测量方法,了解标么值的概念;掌握变压器运行性能的分析方法与计算。讲述三相变压器磁路系统的特点和三相绕组的连接方法及联结组。讲述三绕组变压器、自耦变压器和互感器的用途及结构特点;掌握三绕组变压器的基本电磁关系、简化等效电路及其参数的物理意义和测定方法;了解自耦变压器的容量关系和分析计算;掌握互感器在电力系统中应用。
    5.掌握变压器的理想并联条件,熟悉并联运行时的负荷分配。

  • 2.1变压器的工作原理和结构

    变压器的工作原理,结构,额定值。

  • 2.2变压器的空载运行

    变压器空载运行的基本方程,一二次侧的电压比,空载主磁通和励磁电流以及励磁阻抗。

  • 2.3变压器的负载方程

    变压器负载运行时的磁动势平衡方程和能量传递,漏磁通和漏电抗,变压器的电压方程。

  • 2.4变压器的负载等效电路和相量图

    变压器的负载运行、基本方程和T型等效电路的推导,讲授变压器的相量图。

  • 2.5等效电路参数的测定

    利用空载实验测试变压器的铁耗、励磁参数,利用变压器的短路实验测等效漏阻抗、阻抗电压。

  • 2.6标幺值

    标幺值的概念及优点,基值的选取,利用标幺值的概念分析变压器的参数。

  • 2.7三相变压器的磁路系统与联结组

    三相变压器磁路结构的基本概念,三相变压器联结组的定义以及判定方法。

  • 2.8变压器的运行特性

    变压器的外特性和电压调整率,效率特性和损耗。

  • 第三章直流电机

    介绍直流电机的基本工作原理和结构,明确直流电机的额定值。介绍直流电机电枢绕组的特点,熟悉直流电机电枢反应的作用,掌握直流电机电枢绕组的感应电动势和电磁转矩的计算。讲述直流电机的励磁方式,了解直流发电机的电压、功率、转矩平衡方程式,了解直流发电机的运行特性。讲述直流电动机的电压、功率、转矩平衡程式,了解直流电动机的工作特性及直流电动机的起动、调速方法与计算。

  • 3.1直流电机的工作原理

    讲述直流发电机和电动机的工作原理以及直流电机的结构。

  • 3.2直流电机的结构

    直流电机的结构:定子和转子,以及直流电机额定值。

  • 3.3直流电机的磁场

    直流电机的励磁方式,直流电机的空载磁场分布与电枢磁场分布。直流电机的负载磁场。

  • 3.4直流电机的感应电动势和电磁转矩

    推导直流电机感应电动势公式以及电磁转矩计算公式。

  • 3.5直流电动机的运行特性

    直流发电机的电压平衡方程,功率平衡方程,转矩平衡方程以及直流发电机的运行特性。直流电动机的电压平衡方程,功率平衡方程,转矩平衡方程以及直流电动机的运行特性。

  • 3.6直流电机的调速

    衡量直流电机调速性能的指标,以及直流电机调速方法:电枢回路串电阻,减少气隙磁通,改变电枢端电压。

  • 第四章交流电机的共同问题

    介绍理解交流电机绕组的概念;掌握三相绕组展开图的绘制;介绍掌握三相感应电动势的概念及其计算;讲述掌握三相感应磁动势的概念及其计算。

  • 4.1交流绕组的基本概念

    交流绕组的基本概念包括电角度与机械角度,槽距角,节距,槽距角,相带,每极每相槽数,三相绕组槽电动势星形图和相带划分,绕组展开图的绘制。

  • 4.2三相双层绕组

    双层绕组的特点,相带划分,绕组展开图的绘制。

  • 4.3正弦磁场下交流绕组的感应电动势

    交流绕组感应电动势的推导。

  • 4.4感应电动势中的谐波及其削弱方法

    谐波电动势产生的原因:主极磁场非正弦分布,定子开槽引起的气隙磁导不均匀等。削弱谐波电动势的方法:分布绕组,短距绕组,改善主极极靴外形,斜槽,分数槽等。

  • 4.5正弦电流下绕组的磁动势

    单相绕组磁动势的推导,三相绕组磁动势的推导。

  • 第五章感应电机

    介绍三相感应电机的基本结构,掌握感应电机的基本工作原理,着重理解转差率的意义及其与感应电机运行状态的关系,明确感应电机的额定值。介绍三相感应电动机的基本电磁关系:磁动势和磁场,熟悉反映感应电动机基本电磁关系的基本方程式、等效电路和相量图三种分析方法,明确各参数的物理意义,掌握参数的测定方法。讲述感应电动机的功率传递关系、功率平衡和转矩平衡,熟练掌握电磁转矩各种表达式及其应用,掌握感应电动机的机械特性。讲述鼠笼式感应电动机的起动方法,掌握绕线式感应电动机的起动方法;了解三相感应电动机的各种调速方法、特点及应用,掌握变频调速、串级调速方法。

  • 5.1感应电机的结构和工作原理

    感应电机的工作原理,感应电机的三种运行状态:电动机,发电机,电磁制动。

  • 5.2感应电机的磁动势和磁场

    感应电机空载和负载运行时的磁动势和磁场分布。

  • 5.3感应电机的等效电路

    感应电机的磁动势方程和电压方程,感应电机的T型等效电路和相量图。

  • 5.4三相感应电动机的参数测定

    利用空载实验测试得到电机的励磁参数,分离铁耗与机械损耗,利用短路实验的结果计算短路参数。

  • 5.5感应电动机的方程

    感应电机功率关系及功率方程,感应电机的转矩方程。

  • 5.6感应电机的电磁转矩和机械特性

    感应电机电磁转矩的三种表达式:物理表达式,参数表达式,实用表达式。

  • 5.7感应电机的起动

    感应电机的起动方法:直接起动,降压起动,转子串电阻起动,深槽和双笼感应电动机。

  • 5.8感应电机的调速

    感应电动机的调速方法:变极调速,变频调速,改变转差率调速。其中改变转差率调速包括改变定子电压调速、转子串电阻调速,串级调速。

  • 第六章同步电机

    介绍同步电机的结构及基本工作原理,明确同步电机的运行特性和额定值。介绍 掌握同步电机的基本电磁关系:空载磁场和电枢反应;掌握电压方程式和相量图,掌握同步电机对称稳态运行特性及其计算;了解同步电动机和同步调相机的工作原理、方程式和相量图,了解同步电动机的起动方法和调节功率因数的方法。介绍无换向器电动机(自控式同步电动机)和步进电动机的结构、工作原理及特点。

  • 6.1同步电机的结构和运行状态

    同步电机的基本结构,隐极同步发电机和凸极同步发电机的结构特点,同步电机的三种运行状态:发电机、补偿机,电动机。

  • 6.2同步电机的空载磁场和电枢反应

    同步发电机的空载磁场分布,空载特性曲线,电枢反应场分布,交轴电枢反应和直轴电枢反应的性质。

  • 6.3隐极同步电机基本方程和相量图

    隐极同步发电机不考虑磁饱和的电压方程和相量图,考虑磁饱和的电压方程和相量图。

  • 6.4凸极同步电机的基本方程和相量图

    凸极同步发电机的双反应理论,凸极同步发电机的电压方程和相量图,直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗的概念和意义。

  • 6.5同步发电机的方程和功角特性

    同步发电机的功率方程、转矩方程和电磁功率的推导,同步发电机的功角特性,基本电磁功率和附加电磁功率。

  • 6.6同步发电机的运行特性

    同步发电机稳态运行特性:外特性、调整特性和效率特性,额定励磁电流和电压调整率的求解。

  • 6.7同步发电机的并网运行

    同步发电机投入并联的三个条件,投入并联的方法和步骤:准确同步法和自同步法。

  • 6.8三相同步电动机

    三相同步电动机的原理、基本方程以及运行特性。

  • 开始学习
  • 绪章  作业测试
    绪章绪论

    0.1 电机的基本结构和原理

    0.2 电机的应用领域

    视频数2
  • 第一章  作业测试
    第一章 电机的基本原理

    1.1 磁场的基本概念

    1.2 磁路

    1.3 铁磁材料

    1.4 电感和磁场储能

    视频数7
  • 第二章  作业测试
    第二章 变压器

    2.1 变压器的工作原理和结构

    2.2 变压器的空载运行

    2.3 变压器的负载方程

    2.4 变压器的负载等效电路和相量图

    2.5 等效电路参数的测定

    2.6 标幺值

    2.7 三相变压器的磁路系统与联结组

    2.8 变压器的运行特性

    视频数10
  • 第三章  作业测试
    第三章 直流电机

    3.1 直流电机的工作原理

    3.2 直流电机的结构

    3.3 直流电机的磁场

    3.4 直流电机的感应电动势和电磁转矩

    3.5 直流电动机的运行特性

    3.6 直流电机的调速

    视频数7
  • 第四章  作业测试
    第四章 交流电机的共同问题

    4.1 交流绕组的基本概念

    4.2 三相双层绕组

    4.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势

    4.4 感应电动势中的谐波及其削弱方法

    4.5 正弦电流下绕组的磁动势

    视频数6
  • 第五章  作业测试
    第五章 感应电机

    5.1 感应电机的结构和工作原理

    5.2 感应电机的磁动势和磁场

    5.3 感应电机的等效电路

    5.4 三相感应电动机的参数测定

    5.5 感应电动机的方程

    5.6 感应电机的电磁转矩和机械特性

    5.7 感应电机的起动

    5.8 感应电机的调速

    视频数10
  • 第六章  作业测试
    第六章 同步电机

    6.1 同步电机的结构和运行状态

    6.2 同步电机的空载磁场和电枢反应

    6.3 隐极同步电机基本方程和相量图

    6.4 凸极同步电机的基本方程和相量图

    6.5 同步发电机的方程和功角特性

    6.6 同步发电机的运行特性

    6.7 同步发电机的并网运行

    6.8 三相同步电动机

    视频数8
  • 期末考试
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