电气工程及其自动化专业知识讲解

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1、The Electrical Engineering College电气工程及其自动化专业核心课程建设标准贵州大学电气工程学院二o六年目录电机学2-1课程建设标准 0自动控制理论课程建设标准5电力系统稳态分析课程建设标准10电力系统暂态分析课程建设标准14电力系统自动化课程建设标准19继电保护原理课程建设标准24电气一次部分课程建设标准29电机学 2-1课程建设标准电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门主要专业基础课。其目的是使 学生了解电机的基本结构，掌握电机的基本工作原理、基本分析方法和基本实验 技能；培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为进一 步学习专业课以及毕业

2、后从事专业工作打下必要的基础。一、课程教学团队1、课程负责人：邹晓松本课程负责人为邹晓松，具体负责电机学 2-1课程的教学组织、课程的 建设与管理工作。2、课程团队序号姓名性别学位职称1邹晓松男博士教授2敖伟智男硕士讲师3胡晓男博士讲师电机学 2-1课程团队成员由邹晓松、敖伟智、胡晓组成。团队成员中博士 2 人，硕士 1 人，其中高级职称 1 人、中级职称 2 人。其中邹晓松、敖伟智均有 多年的电机学教学经验，胡晓为新进博士，团队具有合理的知识结构和年龄结构。 团队新成员可以在其他成员的帮助下逐步培养独立承担课程教学工作的能力。二、教学内容1、教学大纲2013年电机学2-1课程为3 学分，每学

3、分16学时，共48 学时，其中理 论讲授 44 学时，实验 4 学时。课程教学内容主要以理论教学为主，含一定的课 内实验课。2016 年根据要求对教学大纲进行了修改，学分仍为 3 学分，每学时 18学分，总学时 54 学时。2、课程教学内容电机学 2-1的教学基本内容为：变压器的基本作用原理与理论分析；三 相变压器及运行；三相变压器的不对称运行及瞬变过程；电力系统中的特种变压 器；变压器的非对称运行；交流电机绕组及其感应电动势；交流绕组的磁动势。（1）绪论（4学时）电机在国民经济中地位，特别在电力系统中的地位；电机中常用的基本电磁 定律及磁路基本概念；常用的铁磁材料及其特性；直流和交流磁路的特

4、点。（2）第1章 变压器的基本作用原理与理论分析（12学时）主要介绍变压器的基本原理；变压器的结构；变压器的额定值。变压器的空 载运行；变压器的负载运行；变压器参数的测定；变压器的运行特性。基本要求： 了解变压器结构，弄清变压器的工作原理和铭牌数据。掌握变压器的空载及负载 运行时的平衡方程、等值电路，掌握变压器励磁参数、短路参数的测试方法，掌 握变压器的运行特性。（3）第2章 三相变压器及运行（10学时） 三相变压器的磁路；三相变压器的连接组；三相变压器绕组连接法及其磁路系 统对电动势波形的影响；变压器的并联运行。（4）第3章 三相变压器的不对称运行及瞬变过程（8学时）对称分量法；三相变压器的

5、各序阻抗及其等效电路；三相变压器Yyn联接组 单相运行；变压器次级侧突然短路时的瞬态过程；变压器空载合闸时的瞬态过程。（5）第4章 电力系统中的特种变压器（6学时）当前随着电力市场改革的不断深化，用户对供电质量要求越来越高。如何从 设备设计与选型上消除或减少电力系统中的谐波，提高系统运行的稳定性和用户 端的供电质量是电力工程研究的一个重要课题变压器是电力系统中重要设备 之一，承担着传输和分配电能的重要任务。（6）第5章 交流电机绕组及其感应电动势（6学时）介绍交流绕组的基本要求和分类；三相单层绕组和三相双层绕组的结构；正弦分布磁场下绕组的电动势的计算及非正弦分布磁场下电动势中的高次谐波及 其削

6、弱方法。基本要求：了解三相绕组的构成原则和连接方法，其中以三相双层 短矩叠绕组为主。掌握交流绕组电势的分析和计算方法。（7）第6章 交流绕组的磁动势（8学时）分析单相绕组的脉振磁动势；三相电枢绕组产生的基波合成磁动势；三相电 枢绕组合成磁动势的高次谐波及两相电枢绕组产生的磁动势。基本要求：掌握交 流电机磁势的性质及分析法，分清脉振磁势和圆形旋转磁势的区别和相互关系， 着重掌握圆形旋转磁势的振幅、相位、转向、转速，并了解谐波旋转磁势和漏磁 通的基本概念。3、教学方法和手段本课程采用课堂多媒体授课为主的教学方式，运用启发式、讨论式以及案例 式等教学方法，首先激发学生的学习兴趣，以问题为引导有效调动

7、学生的学习积 极性，鼓励学生运用网络资源、学校图书数据库开展自主学习探究式学习。4、实践教学电机学 2-1是一门实践性较强的重要的专业基础课，理论分析需通过实 验环节的验证来得到进一步加深，同时学生可以通过实验内容扩展课堂知识提升 对电机实际运行特性的全面掌握。本课程实践教学主要采用课内实验的形式，共4 个学时，变压器参数测定2 学时，变压器连接组别和运行特性 2 学时。课内实验促进学生将理论知识与实验 装置相结合，在深入掌握课堂讲授的知识，引导学生积极思考，将理论知识转变 为解决问题的能力。5、教材及相关资料理论课选用“十一五”国家级规划教材电机学（胡敏强、黄学良编著, 电 机学. 北京：中

8、国电力出版社， 2014），该教材有由出版社统一提供的课件。任 课老师结合自己实际教学需要在统一课件的基础上对内容进行修订，适当增加部 分电机结构示意图、动画及视频，达到提高教学效果的作用。参考书：a. 电机学王正茂等编著.西安交通大学出版社，2000。b. 电机学蒋豪贤编.华南理工大学出版社，1997。c. 电机学第2版汤蕴缪等编著机械工业出版社2005。三、教学过程1、教学组织本课程教学团队在课程负责人组织下，每学期定期开展相关的教研活动，进 行教学经验交流和效果评估，及时保证本课程教学按教学大纲和教学日历执行。 教学过程中跟踪教学效果，任课老师间相互听课，切磋教学方法。2、课堂教学任课老

9、师课堂教学中需认真负责，每次上课准备好课堂所需的教学大纲、教 学日历、教学计划、教案、教材、点名册等教学材料，课后认真辅导和批改作业， 注重教学反馈，根据学生反馈适当改变教学进度和在大纲标准下适当改变教学内 容，介绍本学科的新知识、新成就等以增强学生兴趣；课堂上多采用驱动式、互 动式、讨论式、研究式及案例式的教学方法，培养学生兴趣与积极性。注重能力 培养，概念明确，重点突出，难点讲解清楚，逻辑性强。3、成绩考核本课程考核方式为考试，其中期末考试成绩占 70%，平时成绩占 30%（以考勤、 作业、研讨、答问、自主学习、实验为依据）。每次考试有难度相同或相近的 A、 B 两套试题，题型多样，考试内

10、容覆盖大纲要求，难易程度合适，考试成绩能反 映学生对教学内容的掌握程度。四、教学研究与改革积极开展与教学内容、教学方法、实践性教学等相关的教学研究。首先引进 国外先进的教学资源，包括教材、课件、习题等，吸收国外先进的教学理念和方 法。整体上完善电机学2-1教学体系，从教材、课件、教学方法、题库、案 例、工程实例等多层面加大建设力度，推进教学改革，积极开展重点和双语课程 建设，从院级教改课题立项开始，逐步申报校级、省级，甚至国家级重点或双语 课程教改项目。五、教学评价1、学生评价鼓励学生积极参与教学过程，增加老师与学生的互动，每学年主讲教师的学 生总体满意度需达到 90%以上。2、同行评价 接受

11、专家和同行教师评价，教学效果需达到优良。3、学生素质和能力 使学生在电机学基础理论、基础知识和实验技能方面打下坚实的基础，具备 较强的电机学分析及实践能力，达到教学大纲要求，体现一定的创新性。自动控制理论课程建设标准自动控制理论课程是电气工程及其自动化专业开设的一门专业基础课 程，也是该专业的核心课程之一，在第 7学期开设。本课程是以原理为主的理论 性课程，主要从数学模型出发，介绍经典控制理论的基本原理和控制系统的分析 与设计基本方法。通过本课程的学习，使学生获得一套完整的分析、设计控制系 统的思维方法，并能将掌握的知识初步应用在自动控制系统的建模、分析与校正 上，同时为后续的相关课程打下理论

12、基础。该课程在电气工程及其自动化专业已 开设多年，课程的建设将围绕以下五个方面展开。一、课程教学团队1、课程负责人邱国跃2、课程团队序号姓名性别学位职称1邱国跃男硕士副教授2赵菁女硕士副教授3陆之洋男硕士副教授自动控制理论的课程团队成员如上表所示，团队成员主要由青年骨干教 师组成，由具有较强教学实践经验和科研背景的教师领导，教师队伍的知识结构 和年龄结构合理，成员都能独立承担课程教学任务。二、教学内容1、教学大纲由于自动控制理论历来是电自专业的专业核心课程，所以多年以来本课 程一直开设，但是其教学大纲却不是一成不变的，一直在不断改进和完善，总体 来说，自动控制理论课程教学大纲的建设经历了由初步

13、探索到积累经验两个 阶段。自动控制理论课程原来的开设课时为 72 学时，课程教学内容主要以理 论教学为主，采用的是传统的板书式教学方式。之后，电气工程及其自动化专业 的教学计划根据人才市场的需求变化，在培养学生的核心竞争力的指导思想下不 断修改完善，相应的课程的教学大纲在 2013年及 2016 年也进行优化。自动控 制理论的由原来的72学时调整至 2016年的54 学时，课程的目标及教学内容 和教学手段都不同程度进行了新的优化设计,明确了本课程在专业人才培养方案 中的地位和作用，充分体现了教学内容的前沿性和科学性，以及对人才综合素质 和创新能力的培养。2、课程教学内容根据最新的2016 年版

14、教学大纲的设置，课程教学团队进行了课程教学内容 的调整与优化，特别将 MATLAB 这一数字仿真工具在控制系统中的辅助分析方法 引入到实践环节，使得复杂、抽象的理论教学转化为具体、易懂的理论教学与实 践教学相结合的方式，不仅提高了学生对所学理论的理解程度，还加强了学生的 综合实践能力。在课程优化获得初步成功后，课程教学团队将对自动控制理论 课程做进一步的优化改革，以适应企业对高技能应用型、创新型人才的需求。主 要教学内容如下：（1）对控制工程的基础理论（自动控制理论、现代控制理论）包含的内容 应用及其进展有完整的概念。（2）完整地了解应用线性理论分析控制系统的全过程及可用方法。（3）掌握线性定

15、常系统（含线性化系统）以传递函数为核心和各种数学模 型的建立方法，以及典型环节的输入输出关系在不同数学模型时的表示式。（4）掌握线性定常系统的各种稳定分析方法（判据）的原理及判定方法。（5）掌握线性定常系统及典型环节的动、静态响应性能及其各种分析与计 算方法。（6）了解综合与校正的概念，并掌握各种校正方法原理、应用场合以及校 正过程的计算方法。（7）了解非线性系统的含义，基本了解分析非线性系统的内容及方法。（8）了解计算机仿真在控制系统分析与校正中的应用及其重要作用；基本 掌握MATLAB这一工具在控制系统中作辅助分析的方法。3、教学手段和方法 在以教学质量（学生知识点掌握程度）为控制目标，教学难点、重点梳理为前馈环节，学生教学质量评价为反馈环节的闭环系统中，采用多媒体课堂教学为主、实践上机为辅的经典教学模式的基础上，从教学难点重点梳理、教学 内容设计、多媒体课件制作、课堂教学组织、学生考评等环节进行教学方法和 手段创新的探索。（1）教学难点、重点梳理 在根据上一学年期末考试试卷分析学生教学知识掌握情况的基础上，还要 在教学过程中加入课堂讨