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电机设计课程教学大纲

（ElectricMachineDesign）

一、课程概况

课程代码：0201837学 分：2

学 时：32（其中：讲授学时32）

先修课程：电路分析、电机学、工程电磁场适用专业：电气工程及其自动化

教 材：《电机设计》（第2版），陈世坤主编，机械工业出版社，2002

（2008.3重印）

课程性质与任务：本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业课。通过本课程的学习，使学生了解电机设计的流程，掌握电机设计过程中所涉及到的电磁、机械、流体和传热等基本理论知识和基本分析方法，能够将相关知识应用于具体设计过程中，具备通过分析优化调整电机设计方案并改善电机性能指标的能力。本课程采用翻转课堂和案例教学，将课程思政和创新创业融于教学内容、结合线上课程内容，构建“课前自学，课中讨论与讲授、课后练习”的以学生为主体、引导学生自主学习的课程教学和学生学习模式，培养学生具有扎实的理论知识、有效的分析方法和较强的实践能力，为能够针对不同应用场合、不同负载特性，从事电机设计和解决电机与负载性能匹配的复杂工程问题打下坚实的基础。

二、课程目标及对毕业要求的支撑点

序号

课程目标

支撑毕业要求观测点

毕业要求

目标1：掌握主要尺寸关系式及各

参数选取原则、绕组设计和定转子

观测点3.2能够针对微特电机与电力装备相关领域的复杂工程问题，进行特定的需求分析，设计实施过程中的工艺流程、相关控制系统和单元，体现创新意识。

毕业要求3设计/开发解决方案：能够针对微特电机与电力装备相关领域的复杂工程问题设计解决方案，开发满足特定需求的电气系统或装置，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

开槽方法；掌握电机磁路和阻抗参

数的计算方法，能够分析集肤效应

1

和饱和效应对参数的影响，能够根

据不同设计任务给出电机设计方

案，并进行综合分析和最佳方案选

择，解决电机与负载性能匹配的复

杂工程问题。

目标2：掌握各损耗产生的原因、

具体的位置、相关影响因素以及工

观测点5.2能够正确

选择与使用现代电气

毕业要求5使用现代工具：能够针对复杂电气工程问题，选择、使用与开发恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对微特电机与电力装备相关领域复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

程实际中的计算方法，能够分析电

技术、资源和工具，

2

机中损耗发热、散热和机械强度等

方面的问题；掌握电机起动性能和

对微特电机与电力装

备相关领域的复杂工

工作性能的计算方法，能够分析设

程问题进行预测和模

计条件的改变对电机性能的具体

拟，并能够理解其局

影响并做出正确评价。

限性。

三、教学内容及要求

序号

教学内容

思政元素

预期学习成果

教学

学时

教学

方式

支撑课

程目标

马伟明院士为

电机发展概况及

“国产航母装

电机设计中主要

上中国心”的

任务及依据：行

故事，引导学

了解国内外电机行业的发展

业的发展概况、

生坚定胸怀祖

概况、现状包括发电机、新

1

研究热点及学科

发展趋势；电机设计中主要任务

国、服务人民

的理想信念，以国家利益为

能源汽车用永磁电机、高速

电机、高效电机等以及各类特种电机、电机中的研究热

2

讲授/讨论

目标1

及依据。

重，坚持努力，

点和学科发展趋势,掌握电

重点和难点：电

终将取得辉煌

机设计中主要任务及依据。

机设计任务；电

成就，激发民

机设计依据。

族荣誉感和责

任感。

电机各尺寸的确

结合主要尺寸关系式及电磁负荷对电机尺寸、性能的影响，介绍航天及探月设备中电机的设计，激发学生报国热情。

了解主要尺寸，理解主要尺寸关系式推导，掌握主要尺寸关系式中各参数的物理意义以及对电机尺寸、性能的影响；能够应用其结论及推论。掌握电磁负荷选择的依据及对电机性能的影响，能够对具体应用做出合理的选择。理解主要尺寸比的物理意义，掌握主要尺寸比以及对电机结构、性能的影响，能够对具体应用做出合理的选择。掌握电机主要尺寸及气隙的确定；了解系列电机的定义、电机的几何相似定律以及系列电机设计特点。理解定子槽数和槽型的选择原则、绕组型式及节距选择、

每相串联导体数、每槽导体

讲授/讨论/实例教学等/翻转课堂

定：主要尺寸关

系式及电磁负荷

的选择、定转子

绕组及冲片设

2

计。

重点和难点：主

6

目标1

要尺寸关系式及

推论；电磁负荷

的选择原则；开

槽方式及尺寸确

定。

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数计算、转子槽数和槽型的选择原则。掌握“磁开槽、电校核”和“电开槽、磁校核”等定转子开槽原则及适用情况，并能够应用该原则完成定转子冲片设计及槽满率计算、端环尺寸的设计方

法。

3

磁路计算：电机内部磁场分布及场化路等效、齿