杭州電子科技大學《電機學》本課程的性質（課程地位）課程目標工程知識：直流電機、變壓器、交流繞組、同步電機、異步電動機等基本原理；分析問題的能力：識別電機類型并準確描述其原理，通過文獻研究能分析其基本問題并獲得有效結論；設計/開發能力：設計電機控制方案并體現創新意識；研究能力：理解與設計電機控制電路，實驗測試與數據分析處理，獲得正確研究結果；使用現代工具：學會使用電源、示波器、萬用表等實驗工具，能判斷測試數據的正確性。本課程的主要內容緒論直流電機原理他勵直流電動機的調速變壓器交流繞組的共性問題同步電機異步電動機原理異步電動機的調速單相異步電動機本課程的實驗要求他勵直流電動機的機械特性測定實驗他勵直流電動機的起動與制動實驗異步電動機的機械特性測定實驗異步電動機的起動與制動實驗本課程與其他課程的聯系本課程的學時安排課內總學時課堂教學實驗64568課外學時：線上學習（計入平時成績）本課程的考核方式平時成績（30%）

課堂表現、作業、線上學習、線上測驗、線上考試、學習筆記、回帖/發帖實驗成績（10%）

實驗驗收、實驗報告期末考試（60%）本課程的教學資源教材：《電機學》自編講義教學視頻和PPT：

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學習筆記、回帖/發帖本課程的教學資源教學參考書1、湯蘊璆等，《電機學》（第5版）。北京：機械工業出版社，20142、顧繩谷，《電機及拖動基礎》上、下冊（第5版）。北京：機械工業出版社，20163、海老原大樹主編，王益全等譯，《電動機技術實用手冊》。北京：科學出版社，20054、StephenJ.Chapman，《ElectricMachineryFundamentals》

（5thEdition）。McGraw-HillEducation，20115、A.E.Fitzgerald等，《ElectricMachinery》（6thEdition）

McGraw-HillEducation，2003網絡資源：鵬芃科藝

/杭州電子科技大學《電機學》自動化學院1.3課程的基礎知識1.3.1電機學的基本概念電機旋轉方向的規定：電機的轉子按逆時針方向旋轉為正轉，而按順時針方向旋轉為反轉。電機轉子的磁極中心線與定子的磁極中心線之間的夾角，單位為度(°)或者弧度(rad)。1.角位置

電機轉子的磁極中心線相對于定子的磁極中心線之間的旋轉角速度。單位為度/秒(°/s)和弧度/秒(rad/s)。2.角速度

rad/s和r/min之間的換算關系采用很難直觀地理解電機的轉速情況。常采用轉/分(r/min)作為電機轉速的單位，并用表示。電機轉子上單根導體所受到的電磁轉矩單位為牛米(N.m)，單根導體所受到的電磁力，導體到轉子中心的距離。3.轉矩

電機轉子繞其中心軸線旋轉時轉子慣性的量度。4.轉動慣量電機轉子的轉動慣量直接關系到電機的動態性能：細而長的轉子，轉動慣量較小，具有良好的加、減速性能；粗而短的轉子，轉動慣量較大，具有良好的穩速性能。5.功

在旋轉運動中，轉矩對轉子所做的功式中，為轉矩對轉子所做的功，單位為焦耳()。當轉矩恒定時，功的計算6.功率P

在電機學中，功率是電機在單位時間內所做的功。單位為焦耳/秒(J/s)或者瓦(W)。包括電功率和機械功率。

從電功率的角度，以直流電動機為例，式中，為直流電動機的供電電壓，為直流電動機的電樞電流。從機械功率的角度，機械功率的計算或者表示為磁感應強度，也稱磁通密度或者磁密，是表示磁場強弱和方向的物理量，單位為特斯拉(T)。7.磁感應強度iB(a)螺線管磁力線(b)單根導體磁力線iB用磁感應強度表示磁場的強弱：磁感應強度越大表示磁場越強，磁感應強度越小表示磁場越弱。通常用磁力線的多少描述磁場的強弱。磁力線是無頭無尾的閉合曲線。8.磁通通過磁場中某一面積的磁力線的數量稱為通過該面積的磁通量，也稱磁通。單位為韋伯(Wb)。若磁力線在某一平面上均勻分布，并且磁力線與該平面垂直，9.磁場強度

磁場強度是描述磁場性質的一個基本量，單位為安培/米(A/m)。磁場強度與介質無關，而磁感應強度與物質的相對磁導率有關。磁感應強度與磁場強度的關系10.磁動勢

磁動勢(Magneto-motiveforce，MMF)是電流流過導體所產生磁通量的勢力，是用來度量磁場的一種量。類似于電場中的電動勢。磁動勢也稱為磁通勢或者磁勢，單位為安培(A)。(1)

其中為磁通，為磁阻。(2)

其中為匝數，為電流。(3)

其中為磁場強度，為磁路的長度。1.3.2電路基本定律1.基爾霍夫電流定律

電路中流入任意節點電流的代數和等于零。2.基爾霍夫電壓定律電路中任意一條閉合回路電壓的代數和等于零。1.3.3磁路基本定律

1.磁路歐姆定律磁阻的計算與電阻計算公式表述形式相似，磁阻的大小與磁路的長度成正比，與材料的磁導率和磁路的截面積成反比。根據可得2.磁路基爾霍夫定律變壓器一相繞組及其等效磁路磁通方程式磁動勢回路方程式電路和磁路的類比電路磁路電動勢磁動勢電流磁通電阻磁阻歐姆定律歐姆定律節點節點回路回路電場強度磁場強度磁路與電路在形式上具有很多的相似之處，但是它們之間卻存在著本質的區別。電流的流動是真實的帶電粒子的運動，而鐵磁材料的磁化是鐵磁材料內部磁疇的轉動，形成一個附加的磁場。當電流流過電阻會引起能量的損耗，而恒定的磁場經過磁阻不會產生任何形式的能量損耗，而只是表示有能量儲存在該磁阻表示的磁路段中。1.3.4電磁學基本定律1.安培環路定理安培環路定理也稱為全電流定律，是電生磁的基本定律。在穩恒磁場中，磁場強度沿任意閉合路徑的線積分等于該閉合路徑所包圍的各個電流的代數和。假定閉合磁力線是由匝線圈電流產生的，且沿閉合磁力線上的磁場強度處處相等。2.電磁感應定律電磁感應定律是由法拉第提出，也稱法拉第電磁感應定律，是描述磁生電的基本定律。交變的磁場會產生電場，并在導體中產生感應電動勢(Electro-motiveforce,EMF)，這種現象稱為電磁感應現象。在電機學中，感應電動勢可以分為兩種，即變壓器電動勢和運動電動勢(也稱為切割電動勢或者速度電動勢)。變壓器電動勢是由交變的磁場在線圈中感應的電動勢，而運動電動勢是導體切割磁力線而產生的電動勢。變壓器電動勢的計算螺線管的電流正方向與磁通的正方向符合右手螺旋定則。運動電動勢的計算在磁場中，若導線中通過的電流為，導線處的磁感應強度為，假設磁場在空間的分布均勻且不隨時間變化，則導體所受電磁力的大小為

3.電磁力的計算

1.3.5鐵磁材料及其特性附加磁場外磁場鐵磁材料一般采用鐵或者鐵與鈷、鎢、鎳和鋁等組成的合金材料。采用鐵磁材料的目的是加強電機的磁場，提高電機的運行效率。B1<B2iB1iB21.鐵磁材料的曲線

鐵磁材料除了具有高的磁導率，還存在飽和和磁滯現象。經過反復的磁化過程，最后穩定在一個閉合曲線上，這個閉合曲線稱為磁滯回線。磁化曲線和磁滯回線是鐵磁材料分類和選用的主要依據。按照磁滯回線形狀的不同，磁性材料分為軟磁性材料和硬磁性材料。軟磁材料：磁滯回線狹長，矯頑力、剩磁和磁滯損耗均較小，

是制造變壓器、電機和交流磁鐵的主要材料。硬磁材料：磁滯回線較寬，矯頑力大、剩磁強，

可用來制造永磁體。2.鐵心損耗鐵心損耗：鐵磁材料存在于交變或脈動磁場中產生的功率損耗，

也稱為鐵耗或者磁芯損耗，鐵心損耗以熱的形式表現。鐵心損耗分為磁滯損耗和渦流損耗兩部分。磁滯損耗：當鐵磁材料受到交變磁場的作用被反復磁化后，

其內部的磁疇將相互間不斷地摩擦而引起鐵心發熱。為磁滯損耗系數，為交變磁場的頻率，為最大磁通密度，為鐵心的體積，