第十章 同步发电机的基本电磁关系
一.教学要求
(1) 掌握同步发电机空载运行时的磁动势与电动势的时-空向量图 (2) 理解对称负载时的电枢反应 二.教学难点
电和磁之间的抽象时空关系 三.知识结构
(1) 起点：电路中的时间相量图
(2) 新的应用条件：时间相量与空间向量的联系（时-空向量图）
(3) 要求：定性分析发电机端电压、空载电动势及电枢电流之间的关系，定量计算功率因数角、内功率因数角 (4) 知识结构图
发电机的磁场电磁耦合基本方程式及相量图 四.教学策略
以图一或图二为例，给出相关的空载运行时的磁场分布图（能够通过改变极数、气隙大小等条件得到不同的情况下的磁场），分析磁动势与电动势之间的关系，画出时-空向量图。
在温习电枢磁场产生机理的基础上，结合励磁磁场的空间分布情况，通过时空向量图理解电枢反应。 最后以数学分析的方式得出基本方程式（凸极机利用磁场分布图解释双反应理论） 五.教育技术应用 (1) 人机交互技术 (2) 数值分析可视化技术 (3) 动画可视化技术 六.教学预习
(1) 交流电枢绕组的磁动势的公式； (2) 产生旋转磁势的条件；
(3)用三角函数和向量来表示磁动势；
(4)邱关源主编的《电路》第十一章正弦电流电路的分析。
七.相关的科研进展
永磁同步电动机空载气隙永磁磁密波形优化 作者：徐衍亮. 许家群. 唐任远. 《微特电机》 2002 06
第十一章 同步发电机的并联运行
一、教学要求
(1) 熟悉同步发电机并联合闸的条件和方法
(2) 掌握同步发电机并联运行的基本电磁关系、功率及转矩平衡方程式 (3) 掌握有功功率和无功功率的调节 (4) 理解V形曲线的物理意义 二、教学难点
涉及到了有功功率和无功功率的调节，V 形曲线的物理意义。 三、知识结构
(1) 起点：同步发电机的单机运行
(2) 新的应用条件：无限大电网的特点及在此基础上的并联运行 (3) 要求：并联运行时的空载运行与单机运行时的异同 定量计算功率因数角、内功率因数角及功角 定量计算有功功率和无功功率的调节时的空载电动势 (4) 知识结构图：
单机运行发电机的基本结构--基本方程式及相量图--并联运行的功率平衡--有功功率和无功功率的调节
四、教学策略
首先通过人机交互实验（模拟暗灯法和旋转灯光法）使学生理解并联合闸的条件和方法；利用动画可视化技术和数值分析可视化技术（图和曲线）表现并联运行的同步发电机由空载到负载运行的过程；利用动画技术画出有功功率和无功功率调节时对应的相量图通过交互实验理解V形曲线的物理意义。 五、教育技术应用 (1) 人机交互技术 (2) 数值分析可视化技术 (3) 动画可视化技术 六、教学预习
(1) 同步发电机的电动势相量图和电动势磁动势的时空相-矢量图 (2) 同步发电机的单机运行的基本方程式及相量图
七、相关的科研进展
一种估计同步发电机功角的新方法 谢小荣. 肖晋宇. 《中国电机工程学报》2003 年11期
第十二章 同步电动机和同步调相机
一、教学要求
(1)了解同步电动机的优缺点 (2)熟悉同步补偿机的用途 二、教学难点
同步电动机与同步发电机的比较 三、知识结构
(1) 起点：同步发电机的结构及运行特性
(2) 新的应用条件：同步电动机和同步补偿机的运行特性
(3) 要求：定性分析同步电动机和同步补偿机的运行，掌握同步电动机的起动 (4) 知识结构图
同步电动机的运行方式---基本方程式及相量图---有功功率和无功功率的调节 四、教学策略
利用动画可视化技术表现同步电机的可逆性，加强对同步电动机的理解 五、教育技术应用 动画可视化技术 六、教学预习
（1）同步发电机的电动势相量图和电动势磁动势的时空相-矢量图。 （2）同步发电机的单机运行的基本方程式及相量图 七、相关的科研进展
一种新型的无刷同步电动机 黄孝和.《北京理工大学学报》，1998年 01期