航空电机学

中国人民解放军空军工程大学建设的慕课
航空电机学课程是中国人民解放军空军工程大学建设的慕课、国家级精品资源共享课、国家精品在线开放课程、国家级一流本科课程。该课程于2019年10月09日首次在学堂在线开课，授课教师为刘勇智、解武杰、范冰洁、吕永健、王薇。据2021年10月学堂在线官网显示，该课程已运行5学期。
航空电机学课程共二十章，包括基础知识、航空变压器、交流电机的绕组磁势和电势、航空异步电机、航空同步电机、航空直流电机等内容。
课程建设
2002年，航空电机学课程被确定为大学“重点建设课程”和“现代化教学示范课程”。
2003年，航空电机学课程被列为空军重点网络课程。
2004年，航空电机学课程被认定为大学优质课程。
2005年，航空电机学课程被认定为首批“军队院校优质课程”和“国家精品课程”。
2013年，航空电机学课程被陕西省教育厅认定为陕西省精品资源共享课程。
2016年6月28日，航空电机学课程被中华人民共和国教育部认定为“第一批国家级精品资源共享课”。
2018年，航空电机学课程和SPOC在学堂在线上线。
2019年，航空电机学课程被中华人民共和国教育部认定为“国家精品在线开放课程”。
2020年11月24日，航空电机学课程被中华人民共和国教育部认定为“首批国家级一流本科课程”。
课程性质
课程定位
航空电机学课程是一门研究各类航空电机的基本结构、基本工作原理、运行理论、能量转换关系、运行特性和运行分析方法以及一般试验方法等基本理论的课程，也是中国人民解放军空军工程大学电气工程及其自动化、自动化、航空机电工程等本科专业的基础课程。
适应对象
航空电机学课程适合航空电机学、电机学课程的军地高校、职业院校学生学习，也适合从事企业、研究所等电气专业领域工程技术人员学习。
课程简介
航空电机学课程共二十章，第一章至第五章介绍基本电磁理论、航空电机的发展趋势、单相变压器工作原理、三相变压器磁路系统、三绕组变压器等知识点；第六章至第十章讲述三相交流绕组、交流绕组电势、交流绕组磁势、三相异步电动机基本工作原理、异步电动机等内容；第十一章至第十五章介绍改善异步电动机起动性能方法、三相异步发电机、同步电机基本结构型式和工作原理、同步发电机电磁关系、同步发电机特性等知识点；第十六章至第二十章讲述同步发电机并联运行、直流电机基本工作原理、直流电机电枢磁势、直流发电机特性、直流发电机控制等内容。
课程大纲
第一章 电机学中的基本电磁理论	1.1电机定义的内涵	1.2电机中电路的基本概念和主要参数	1.3电机中的基本电路定律	1.4电机中几个基本电磁物理量之间的关系	1.5电机中的基本磁路定律	1.6电机中的基本电磁定律	1.7电机中的几种特殊物理现象	1.8电机的制造材料	1.9铁磁材料的磁导率	1.10交流磁路的特点	1.11电机的基本分析方法	1.12电机中的机电能量转换过程	第二章 航空电机概论	2.1电机在航空工业中的应用与分类	2.2航空电机的工作条件	2.3航空电机的特点	2.4航空电机的基本技术要求	2.5航空电机的发展概况	2.6航空电机的发展趋势及存在的问题	第三章 单相变压器	3.1单相变压器的基本工作原理和结构	3.2单相变压器空载运行时的物理情况	3.3变压器中各电磁物理量正方向的规定	3.4单相变压器空载运行时的基本方程式	3.5单相变压器空载运行时的等值电路	3.6变压器等值电路中漏阻抗和激磁阻抗的物理意义	3.7单相变压器的空载电流	3.8单相变压器负载运行时的磁势平衡	3.9单相变压器负载运行时的电势平衡	3.10单相变压器负载运行时的参数折算	3.11单相变压器负载运行时的等值电路	3.12单相变压器的基本特性和参数测定	第四章 三相变压器	4.1三相变压器的磁路系统	4.2三相变压器的电路系统	4.3三相变压器的磁路系统及连接方法对电势波形的影响	第五章 航空特种变压器	5.1三绕组变压器	5.2自耦变压器功率传递机理	第六章 交流电机的绕组	6.1三相交流绕组的基本概念	第七章 交流绕组的电势	7.1交流一相绕组的基波电势	7.2一相绕组的谐波电势	第八章 交流绕组的磁势	8.1交流一相绕组的磁势	8.2交流一相绕组磁势的性质	8.3旋转磁场的产生原理	第九章 异步电机的基本结构和基本工作原理	9.1鼠笼式异步电动机的基本结构	9.2三相异步电动机的基本工作原理	9.3三相异步电动机的额定值	9.4异步电机的运行状态	第十章 异步电动机的基本电磁关系与运行分析	10.1异步电动机“T”形等值电路图的获取方法与思路	10.2转子不动时异步电动机定子绕组的磁势和电势	10.3转子不动时异步电动机转子绕组的磁势和电势	10.4三相异步电动机转子绕组的相数和极对数	10.5转子不动时异步电动机的绕组折算与等值电路	10.6转子转动对异步电动机各物理量的影响	10.7转子转动时异步电动机的频率折算与等值电路	10.8异步电动机的相量图	第十一章 异步电动机的特性和控制	11.1异步电动机的功率平衡与转矩平衡	11.2异步电动机的电磁转矩和机械特性	11.3异步电动机的几个重要指标的物理意义	11.4异步电动机的稳定工作范围	11.5转子电阻对异步电动机机械特性的影响	11.6异步电动机的起动要求和决定起动方法的原则	11.7鼠笼式异步电动机的起动方法	11.8改善异步电动机起动性能的方法	11.9三相异步电动机的调速	第十二章 飞机特种异步电机	12.1单相异步电动机的分析	12.2三相异步发电机	第十三章 同步电机的基本结构和原理	13.1同步电机的基本结构型式和工作原理	13.2航空同步发电机的基本工作原理	第十四章 同步发电机的基本电磁关系与运行分析	14.1同步发电机的电枢反应	14.2同步发电机的同步电抗	14.3隐极式同步发电机的时空向量图	第十五章 同步发电机的特性	15.1同步电抗不饱和值的求法	15.2隐极式同步发电机的功角特性	第十六章 同步发电机的并联运行	16.1同步发电机接入并联的条件	16.2功率的均衡分配	16.3调节激磁电流对同步发电机运行状况的影响	第十七章 航空直流电机的基本工作原理和结构	17.1直流电机的基本工作原理	17.2直流电动机之父——格拉姆的伟大错误	第十八章 直流电机的基本电磁关系与运行分析	18.1直流电机电枢电势的物理意义	18.2直流电机的电枢磁势与电枢反应	18.3直流电机的换向	第十九章 直流发电机的特性与调节	19.1飞机直流发电机的自激过程分析	第二十章 直流电动机的特性与控制	20.1一个控制直流电动机起动电流的典型案例
（注：课程大纲排版从左到右排列）
开课信息
开课次数	开课时间	参与人数
第1次开课	2019年10月09日-2020年01月12日	4953
第2次开课	2020年02月17日-2020年07月31日	5878
第3次开课	2020年09月01日-2020年12月31日	4784
第4次开课	2021年01月04日-2021年07月25日	5463
第5次开课	2021年08月09日-2022年01月16日	待定
该课程1-5次开课授课教师为刘勇智、解武杰、范冰洁、吕永健、王薇，学时安排均为3-5小时每周。
课程特色
1、针对航空电机学课程教学过程中的重点、难点知识点开发三维、平面动画等多种针对性教学媒体。该课程采用教学事件调用教学媒体的理念，合理调用各种教学媒体。
2、航空电机学课程有教材、实验指导、习题集、参考资料、网络课程、授课系统、仿真库、实验辅助软件、实验室、电机陈列室、教学实习基地等系列资源。
3、航空电机学课程的教学不仅仅局限于课堂讲授的教学形式，还拓展实验室、虚拟实验室、实习基地及网络课程、在线论坛、网上实验等新型教学形式。
4、航空电机学课程教学采用任务驱动、“问题链”式、启发式、案例式、对比式等多种课堂教学法，同时按照原理仿真→虚拟实验→实物实验→参观教学的来组织实践教学。
教学目标
知识层面
1、了解航空电机的发展历史、现状和趋势；
2、了解航空电机在飞行器及其各系统中的地位和作用、发展动态、最新研究成果和理论；
3、掌握电机的基本结构及工作原理；
4、掌握电磁过程的基本理论和分析方法；
5、掌握电机在运行过程中存在电机内部的各种电磁关系；
6、掌握分析电机电磁过程基本理论和分析方法；
7、掌握航空电机的特性测试和基本使用维护技术。
能力层面
1、具备一定的分析、引申、解决工程实践问题的能力；
2、具备自觉运用基本理论和基本方法分析解决工程实践中遇到的有关航空电机问题的能力；
3、具备运用所学知识解决工程实际问题的能力；
4、具备运用所学知识对自己身边电机相关设备的结构、运行过程和机理关注和思索的良好习惯。
教学优势
1、航空电机学课程在吸纳教育学家的教学设计理念，研究现代教育教学理论学习研究、分析整理课程知识点的基础上，提出并成功实践“系统教学设计法”。
2、航空电机学课程包含多媒体素材库、辅助授课系统、高水平网络学习平台、在线课程论坛、校外实习基地、课程系列实验室、在线测试系统、虚拟实验系统、自编高水平公开出版教材、课程示范教学视频、课程教案范本等11种较完备的课程教学资源。
教学风格
1、航空电机学课程教学从基本电磁定律和原理开始引入，逐步引导进入各类电机工作原理和电磁运动过程的分析，使学员从回顾自己所熟知的知识开始，进入到对新知识的探索之中。
2、航空电机学课程教学从课题名称的含义分析开始的，确定出课堂总的教学任务，把任务按涉及到的知识点细化成系列问题，以问题为牵引，逐步引导，循序渐进，完成教学任务。
3、航空电机学课程中的每个重点和难点教学内容设计有动画、图形等多媒体手段相辅助，媒体的呈现和使用时机都是按照教学设计和学员现场反应确定的。
学习预备
预备知识
学习航空电机学课程需要掌握高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子线路等课程基础知识。
学习资料
书名	作者	出版时间	出版社
《	航空电机学	》	谢军	2006年1月	国防工业出版社
（注：表格内容参考资料）
教师简介
刘勇智，中国人民解放军空军工程大学航空工程学院教授，承担航空电机学等课程教学工作。
解武杰，中国人民解放军空军工程大学航空工程学院教授，从事电气系统优化控制等领域研究工作。
范冰洁，中国人民解放军空军工程大学航空工程学院副教授。
吕永健，中国人民解放军空军工程大学航空工程学院副教授，承担航空电机学等课程教学工作。
王薇，中国人民解放军空军工程大学航空工程学院讲师。