電器原理課程教學(xué)大綱

電器原理課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程編號：201404173課程中文名稱：電器原理課程英文名稱：PrincipleofElectricalApparatus課程性質(zhì)：專業(yè)選修課程開課專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化開課學(xué)期：6總學(xué)時(shí)：40（其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）總學(xué)分：2.5二、課程目標(biāo) 目標(biāo)1：能夠綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、電路等所學(xué)知識解決電器及其控制領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。（對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)1-4）目標(biāo)2：能夠通過工程原理、工程方法和文獻(xiàn)研究綜合對電器及其控制領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析，并獲得有效結(jié)論。（對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)2-3）目標(biāo)3：具備設(shè)計(jì)和實(shí)施電器及其控制實(shí)驗(yàn)的能力，掌握實(shí)驗(yàn)方法，并能夠獲得試驗(yàn)結(jié)論。（對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)4-2）通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解電器原理的一些基本概念、基本理論和方法，解決與電器原理相關(guān)的復(fù)雜工程問題。學(xué)生通過運(yùn)用電器原理的技術(shù)方法、思維方式，能夠?qū)?fù)雜工程問題明確設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)解決方案。能夠運(yùn)用專業(yè)知識對電器原理相關(guān)的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究。結(jié)合具體情況進(jìn)行實(shí)踐，能達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際、活學(xué)活用的基本目標(biāo)，提高動(dòng)手能力和應(yīng)用技能，并使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、獨(dú)立思考的習(xí)慣，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練使學(xué)生具備不斷學(xué)習(xí)、適應(yīng)電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的能力。三、教學(xué)基本要求 1、掌握電器中電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)及其計(jì)算方法、電接觸和電弧理論、電磁機(jī)構(gòu)的原理及其計(jì)算方法，能夠?qū)⑵溆糜陔娖髦械陌l(fā)熱、電動(dòng)力、電接觸、電弧、電磁機(jī)構(gòu)的分析和計(jì)算。（對應(yīng)目標(biāo)1） 2、掌握低壓電器主要產(chǎn)品的工作原理、結(jié)構(gòu)、選擇和高壓電器主要產(chǎn)品的工作原理、結(jié)構(gòu)、選擇及電器控制線路的原理及設(shè)計(jì)方法，并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到低壓電器和高壓電器的實(shí)際應(yīng)用中和對電器控制線路進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)。（對應(yīng)目標(biāo)2）3、掌握常用電器的認(rèn)識、選用、使用和拆裝能力，能夠設(shè)計(jì)和調(diào)試三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路和綜合控制線路。（對應(yīng)目標(biāo)3）四、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配1緒論（2學(xué)時(shí)）1.1電器的定義、用途與分類1.2電器在電力系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)中的作用1.3電力系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)對電器的要求及電器的正常工作條件1.4電器研究的主要理論范疇1.5電器技術(shù)的發(fā)展過程和國內(nèi)外電器工業(yè)發(fā)展概況1.6本課程的任務(wù)2電器的發(fā)熱與電動(dòng)力理論（6學(xué)時(shí)）2.1電器中發(fā)熱的基本概念——電器中的基本熱源、電器的允許溫度和溫升、電器的散熱與綜合散熱系數(shù)2.2電器中發(fā)熱的計(jì)算——電器的發(fā)熱計(jì)算與牛頓公式、電器的工作制及其發(fā)熱計(jì)算2.3短路時(shí)的發(fā)熱和熱穩(wěn)定性2.4電器中電動(dòng)力的基本概念——電動(dòng)力的危害、電動(dòng)力的利用2.5電器中電動(dòng)力的計(jì)算——畢奧-薩伐爾定律計(jì)算電動(dòng)力、能量平衡法計(jì)算電動(dòng)力、交變電流下的電動(dòng)力2.6短路時(shí)的電動(dòng)力和電動(dòng)穩(wěn)定性3電接觸與電弧理論（6學(xué)時(shí)）3.1電接觸的基本概念——電接觸與觸頭、觸頭的接觸電阻3.2觸頭在不同工作狀態(tài)時(shí)的電接觸——閉合狀態(tài)下的觸頭、觸頭接通過程及其熔焊、觸頭分?jǐn)噙^程及其電侵蝕3.3觸頭材料——純金屬觸頭材料、合金材料、粉末合金材料3.4電弧的基本概念——電弧及其產(chǎn)生過程、電弧的特性和方程3.5電弧及其熄滅——直流電弧及其熄滅、交流電弧及其熄滅3.6滅弧裝置——滅火花電路、簡單滅弧、磁吹滅弧裝置、弧罩與縱縫滅弧裝置、柵片滅弧裝置、固體產(chǎn)氣滅弧裝置、石英砂滅弧裝置、油吹滅弧裝置、壓縮空氣滅弧裝置、六氟化硫氣體滅弧裝置、真空滅弧裝置、無弧分?jǐn)?電磁機(jī)構(gòu)理論（6學(xué)時(shí)）4.1電磁機(jī)構(gòu)的基本概念——電磁機(jī)構(gòu)的種類和特性、磁性材料及其基本特性、電磁機(jī)構(gòu)中的磁場及其路化、磁路的基本定律和計(jì)算任務(wù)4.2電磁機(jī)構(gòu)的計(jì)算——?dú)庀洞艑?dǎo)和磁導(dǎo)體磁阻的計(jì)算、磁路的微分方程及其解、交流磁路的計(jì)算、電磁機(jī)構(gòu)的吸力計(jì)算4.3交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁力與分磁環(huán)原理——交流電磁吸力的特點(diǎn)、分磁環(huán)及其應(yīng)用、三相電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力4.4吸力特性及其與反力特性的配合——常用電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性、吸力特性與反力特性的配合5低壓電器（6學(xué)時(shí)）5.1低壓電器的共性問題——低壓電器的分類、對低壓電器的基本要求5.2低壓控制電器——主令電器、控制繼電器、低壓接觸器的工作原理、結(jié)構(gòu)、選擇及應(yīng)用5.3低壓配電電器——刀開關(guān)、低壓熔斷器、低壓斷路器的工作原理、結(jié)構(gòu)、選擇及應(yīng)用6電器控制線路（3學(xué)時(shí)）6.1基本控制邏輯——與邏輯、或邏輯、禁邏輯、鎖定邏輯、記憶邏輯、延時(shí)邏輯6.2電動(dòng)機(jī)的基本控制線路——啟?？刂凭€路、正反轉(zhuǎn)控制線路、正常啟停及點(diǎn)動(dòng)控制線路6.3電器控制線路的設(shè)計(jì)方法——經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法、電器工作流程圖法7高壓電器（2學(xué)時(shí)）7.1高壓電器的共性問題——高壓電器的分類、對高壓電器的基本要求7.2高壓斷路器——少油斷路器、真空斷路器、六氟化硫斷路器的工作原理、結(jié)構(gòu)、選擇及應(yīng)用7.3其他高壓電器——隔離開關(guān)、接地開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器、避雷器、高壓限流電抗器的工作原理、結(jié)構(gòu)、選擇及應(yīng)用8組合電器和成套電器（1學(xué)時(shí)）8.1低壓組合電器和成套電器8.2高壓組合電器8.3高壓成套電器五、教學(xué)方法及手段1、以課堂教學(xué)形式達(dá)成課程目標(biāo)分析重點(diǎn)難點(diǎn)，精選內(nèi)容，組織教案；結(jié)合多媒體；將科研最新成果和電器發(fā)展趨勢引入教學(xué)中，保持教學(xué)內(nèi)容的新穎性，啟發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的興趣；課后提出問題，利于同學(xué)深入思考，最終以試卷形式進(jìn)行考核。2、以實(shí)踐性教學(xué)形式達(dá)成課程目標(biāo)本課程安排3次共8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，采用分組形式完成，每組3人。實(shí)驗(yàn)包括常用低壓電器的認(rèn)識、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路和三相異步電動(dòng)機(jī)的綜合控制線路。3、以多環(huán)節(jié)訓(xùn)練相結(jié)合形式達(dá)成課程目標(biāo)測驗(yàn)安排5次，學(xué)生筆試。通過隨堂測驗(yàn)，鞏固學(xué)習(xí)成果，提高學(xué)習(xí)效力。六、實(shí)驗(yàn)（或）上機(jī)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一：常用低壓電器的認(rèn)識、選用、使用和拆裝（2學(xué)時(shí)）——低壓控制電器和低壓配電電器的認(rèn)識、選用、使用和拆裝實(shí)驗(yàn)二：三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路（2學(xué)時(shí)）——三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制、直接啟?？刂坪驼崔D(zhuǎn)控制線路實(shí)驗(yàn)三：三相異步電動(dòng)機(jī)的綜合控制線路（4學(xué)時(shí)）——三相異步電動(dòng)機(jī)的星-三角減壓啟動(dòng)控制線路、能耗制動(dòng)控制線路、星-三角減壓啟動(dòng)和能耗制動(dòng)綜合控制線路七、前續(xù)課程、后續(xù)課程前續(xù)課程：微積分A、大學(xué)物理A、電路基礎(chǔ)B后續(xù)課程：工廠供電、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)八、參考教材及學(xué)習(xí)資源[1]張文義，劉宏達(dá).電器原理[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2017.1.[2]許志紅.電器理論基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.1.九、考核方式教學(xué)基本要求項(xiàng)考核形式占總成績的比例掌握電器中電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)及其計(jì)算方法、電接觸和電弧理論、電磁機(jī)構(gòu)的原理及其計(jì)算方法，能夠?qū)⑵溆糜陔娖髦械陌l(fā)熱、電動(dòng)力、電接觸、電弧、電磁機(jī)構(gòu)的分析和計(jì)算?？荚?0%測驗(yàn)6%掌握低壓電器主要