绪论
（一）本章重点
1. 磁感应强度，磁场强度、磁导率、电磁力与电磁转矩的概念。
2. 全电流定律、磁路的欧姆定律、电磁感应定律、电磁力定律。
3. 磁性材料的B-H 曲线，铁心损耗与磁场储能。 （二）本章考点
磁路的基本概念，磁路的计算，铁磁材料及其特性。 （三）注意点
1、欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通m F Φ=Λ，1m m
S R l
μΛ=
=
2、22
2
2m S fN
S N l
X
L N
l
μμωωπω==Λ==
3、随着铁心磁路饱和的增加，铁心磁导率μFe 减小，相应的磁导、电抗也要减小。
（四）例题（补充习题答案）
1、解：1）016000m F e
R S
μ=
，0
0.01
60m m F e R R S δμ==
(1)61m m F e m m F e R R R R δδ==+=
2
2
0(1)(1)2
7
4
600061100600041010010
61
1.0
0.012(H )
m A
N
L N l
δδμπ==--=Λ=????=?
≈
2）01100m F e
R S
μ=
，0
0.01
m m F e R R S δμ==
(1)2m m F e m m F e R R R R δδ==+=
2
2
0(1)(1)2
7
4
1002
100100410
10010
2
1.0
0.006(H )
m A
N L N l δδμπ==--=Λ=????=?
≈
3）0
m F e
R =，0
0.01
m R S δμ=
(1)m m F e m m R R R R δδδ==+=
2
2
0(1)(1)2
7
4
1001
100100410
10010
1
1.0
0.012(H )
m A
N L N l δδμπ==--=Λ=????=?
≈
4）016000m F e R S
μ=
，
2
2
0(0)(0)2
74
60001
1006000410
10010
1
1.0
0.754(H )
m A
N L N l δδμπ==--=Λ=????=?
≈
5）01100m F e R S
μ=
，
2
2
0(0)(0)2
74
1001
100100410
10010
1
1.0
0.012(H )
m A
N L N l δδμπ==--=Λ=????=?
≈
2、解：3
7
1.0
10
15000410
2F e F e
l
B
F
l S
μμππ
-=Φ
=
=
?=
??
10 1.592F i N π
=
== A
3、解：
0773
10.00115000410410310
F e
l F B δμμπππ
--??
=+ ?
???
?=?+ ?
??????= 30
9.549F i N π
=
==A
第一章 变压器的用途、分类与结构
（一）本章重点
1. 变压器的主要结构、类别、基本工作原理。
2. 额定值的意义和计算。 （二）本章主要考点
额定值的计算和变压器的工作原理。 （三）注意点
变压器的额定值计算是变压器计算的基础，要正确使用公式，注意单相和三相之间的不同之处，变压器的额定值对三相变压器来说电压、电流均为线值，功．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．率是三相视在功率，计算时一定要注意。．．．．．．．．．．．．．．．．．．
对单相变压器：
N N
N N N I U
I U S 2211==
对三相变压器：
（三）例题（习题1-1）
N
N
N N N I U
I U S 221133=
=
第二章 变压器的运行分析（重点）
（一）本章重点
1．变压器空载运行和负载运行的主要区别在于原绕组电流大小的变化。空载时原绕组电流为
I ．负载时为了维持铁心中的主磁通
保持不变，使变压器原、
副绕组在负载时的电磁平衡达到一种新的状态，原绕组中的电流变为1
I ，因此要
分析并理解在不同运行状态下，
I 、
1
I 和
2
I 等参数的物理意义。
2．基本方程式、等值电路、相量图是分析变压器内部电磁关系的有效工具，可借助于它们来分析变压器各种运行状态。
3. 变压器的空载试验和短路试验是求解参数的重要手段，在变压器的计算中很重要。
4. 变压器的电压变化率和效率计算也是变压器计算的重点。 （二）本章难点
变压器空载电流的波形（励磁电流的波形p 17）和变压器参数折算的概念（折算
原则：二次绕组产生的磁动势2
F 保持不变）。 （三）本章主要考点
1. 变压器参数计算、电压变化率的计算、效率的计算。
2. 变压器空载和负载时的基本概念和基本理论。 3．标幺值的概念及其计算方法。
（四）例题（习题2-1,2-2，2-7，2-11,2-16，2-27,2-28）
第三章 三相变压器
（一）本章重点
1. 三相变压器联接组别的确定是分析变压器相位的关键，它关系到变压器能否并联运行。
2. 三相磁路系统的不同结构和连接组别对相电势的波形有较大的影响。 （二）本章难点
三相变压器绕组的连接法和磁路系统对相电势波形的影响。
（三）本章考点
三相变压器绕组的连接组别的判定，三相变压器不同联结方式不同变压器结构时空载运行电动势波形。
（四）例题（思考题3-8，习题3-1,3-2）
第四章三绕组变压器和自耦变压器
（一）本章重点
1. 三绕组变压器的基本原理
2.自耦变压器的原理及其容量关系。
（二）例题（思考题4-6，习题4-6）
第6章直流电机的用途、基本原理与结构（一）本章重点
1. 直流电机的主要结构、基本工作原理。
2. 额定值的意义和计算。
（二）本章主要考点
额定值的计算和直流电机的工作原理，电刷和换向器的作用。
（三）注意点
1. 在额定值计算时要注意电动机和发电机的额定值定义不同。
2. 直流电机在结构上具有两大部分：静止的磁极与电刷，转动的电枢绕组与换向器，通过二者相对运动实现机电能量转换。从直流电机的外部看，它的电压、电流和电势都是直流的，但每个电枢绕组元件中的电压、电流和电势都是交流的，这一转换过程是通过换向器与电刷实现的．
（四）例题（思考题6-1、6-2，习题6-2）
第7章直流电机的磁路和电枢绕组
（一）本章重点
1. 单叠绕组和单波绕组的绕组联结方式。
2. 感应电动势和电磁转矩。 （二）本章主要考点
1、 电枢绕组（单叠、单波）的节距、电刷数、并联支路数、电刷放置原则，绕组联结次序。
2、 电枢绕组的感应电动势和电磁转矩。 （三）注意点
直流电机中的气隙磁场是机电能量转换的耦合介质，磁场与电枢绕组元件间的相对运动产生感应电势，磁场与绕组元件中的电流相互作用产生电磁转矩．电枢绕组的感应电势n C E e a Φ=，对于任何既定的电机来说，感应电势E 的大小仅取决于每极磁通Φ和转速n 。电磁转矩a T M I C T Φ=，仅取决于每极磁通Φ和电枢电流I a 。
（四）例题（习题7-1、7-2、7-3、7-4）
第8章 直流发电机
（一）本章重点
1. 直流发电机的运行原理（能熟练综述），励磁方式。
2. 不同励磁方式下的电势平衡方程式，功率平衡方程式和转矩平衡方程式。
3. 电枢反应对直流发电机运行性能的影响。 （二） 本章主要考点
1、 电势平衡方程式和有关的概念。
2、 电枢反应。
3、 运行特性（空载特性、外特性、调节特性、效率曲线等）
4、 并励发电机的自励条件。 （三）注意点
1、当电机有负载时，气隙磁场由主磁极的励磁磁势和电枢电流所产生的电枢磁势共同建立，电枢磁势对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应分为直轴电枢反应和交轴电枢反应。电枢反应不仅使气隙磁场发生畸变，而且有一定的去磁作用(当磁路饱和时)，因此电枢反应直接影响感应电势和电磁转矩的大小，它对电
机的运行性能关系很大，所以对电枢反应的形成原因和补偿方法都要给予足够的注意。
2、并励直流发电机没有另外的电源提供励磁电流，他的磁场是由发电机本身建
立起来的，因此学习时要注意并励直流发电机建立电压的过程和条件。 （四）例题（思考题8-3、8-7、8-8、8-11、8-12，习题8-1、8-2）
第9章 直流电动机
（一）本章重点
1. 直流电机的可逆原理，能熟练综述直流电动机的运行原理，励磁方式。
2. 直流电动机的基本方程式。
3. 直流电动机的机械特性和工作特性，直流电动机的稳定运行。
4. 直流电动机的启动过程、调速原理和制动概念。
（三） 本章主要考点
1、 直流电动机的工作特性和机械特性。
2、 电机运行方式的判断。
3、 直流电动机启动、调速和制动。 （三）注意点
1．直流电动机的机械特性是个非常重要的公式，一定要熟练地掌握。要注意
固有特性和不同情况下人为特性的计算，特别要注意N
a aN N
N
e n R I U
C -=
Φ
，由
于数值较小，计算时至少要保留三位小数。同时当电路参数发生变化时，Φe C 的变化：对于电枢回路串电阻和降低电枢电压的人为特性，在参数变化的前后
N
e e C C Φ
=Φ；对于减弱磁通的人为特性，Φe C 将随着Φ的变化而成正比的变
化。
2. 要注意电力系统稳定运行的条件：在电动机的机械特性和负载特性的交点所对应的转速之上，应保证L
T
T <；而在这一转速之下，应保证L T
T >。若用
数学表达式表示，在工作点上，若L d T d T d n
d n
<，则系统能稳定运行，该式称为电
力系统稳定运行的条件。
3. 直流电动机的起动：直流电动机由于在起动瞬间转速为零，而电枢电阻很
小，所以起动电流a
N
st R U
I
，有很大的值过大的起动电流使电机的换向恶化，
并引起电网电压波动，还会对机械系统产生很大的冲击，因此一般直流电动机是不允许直接起动的。直流电动机常用的起动方法有电枢串电阻起动和降压起动两种方法。应注意不论采用那一种起动方法，起动时均应保证电动机的磁通达到最大值，因为在一定的起动电流的情况情况下磁通大起动转矩也大。
4. 直流电动机的调速：直流电动机的调速方法有三种：改变电枢电压、电枢回路串电阻、减弱磁通调速。注意三种方法的不同之处，当电动机带恒转矩负载时，改变电枢电压和电枢回路串电阻调速前后电枢电流不变，而弱磁调速前后电枢电流将要变化。改变电枢电压调速一般是将转速由高速往低速调，电枢回路串电阻调速将随着电枢电阻的加大而逐渐降低，而弱磁调速一般是将转速由低速往高速调。在调速时还要注意各种调速方法与负载的配合。改变电枢电压和电枢回路串电阻调速属于恒转矩调速，，而弱磁调速属于恒功率调速。对于不同的负载正确的选择调速方法，可以使电动机得到充分利用。 （四） 例题（习题9-4、9-9、9-10、9-13、9-16）
第10章 交流电机的绕组和电动势
（一）本章重点
1. 三相电机工作原理模型，
2. 交流绕组的各概念，绕组联结方式（单层，双层，集中，分布，整距，短距），
3. 绕组的基波感应电动势和谐波电动势。 （二）本章主要考点
1、 交流绕组各量的计算，包括槽距角、每极每相槽数、并联支路数等…
2、 交流绕组电动势的分析和计算方法。
3、 理解绕组的谐波电动势，了解其削弱方法，主要指绕组因数对电动势的影响。 （三）注意点
1. 电角度和机械角度的关系；
2. 交流绕组的主要型式有三相单层绕组和三相双层绕组两种，它们的构成原则是一致的，最主要的是使旋转磁势在绕组中的感应电势获得最大的基波电势而尽
可能地削弱谐波电势，并保证三相电势对称。搞清交流绕组的排列规律和联接方式，通过三相单层和双层短距绕组的介绍，掌握交流绕组节距的计算、绕组的联接和展开图的绘制方法。
2. 当定子绕组切割正弦分布的旋转磁势便产生感应电势，分析的方法是从导体电势开始到线圈组进而到一相绕组。必须注意把导出的感应电势的表达式和变压器线圈电势表达式进行比较。掌握交流绕组感应电势的计算方法，理解绕组的短距系数、分布系数及绕组系数的含义，以及分布和短距绕组对消除高次谐波电势的作用。
（四）例题（思考题10-2、10-6、10-11，习题10-6、10-7、10-11、10-23、10-24）
第11章交流电枢绕组的磁动势
（一）本章重点
1. 交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法。分清脉动磁动势、圆形磁动势和椭圆形磁动势的区别及相互关系。
2. 理解绕组的谐波磁动势，了解其削弱方法，主要指绕组因数及对交流绕组磁动势的影响。
3.磁动势的表示方法。
（二）本章主要考点
1、脉振磁势、旋转磁势的特性及其产生的条件。
2、理解绕组的谐波电动势，了解其削弱方法，主要指绕组因数对电动势的影响。（三）注意点
1、单相绕组的磁势是一个脉振磁势。其基波磁势是一个正弦分布的脉动磁势，它可以分解为两个个具有同一同步转速、幅值相等且保持不变，但旋转方向相反的正弦分布旋转磁势。
2、在对称的三相绕组中通以对称的三相正序电流时，产生的合成磁势为正向旋转磁势，三相绕组中通以负序电流，则合成的结果为反向旋转磁势。
3、三相绕组合成磁势的基波为旋转磁势波，要注意其幅值、转向和转速。
4、交流绕组产生的磁势和绕组切割磁场而产生的感应电势，都是在绕组中发生
的电磁规象。绕组采用分布式和短距式，对磁势和电势有同样的影响。在分析电势和磁势的过程中特别要注意到，感应电势仅是时间的函数，而磁势却既是时间的函数又是空间的函数。
（四）例题（思考题11-4、11-8、11-12、11-15，习题11-3、11-5、11-8）
第12章 同步电机的基本类型与结构
（一）本章重点及考点
1. 同步电机的定义及运行原理。
2. 同步电机的额定值（注意发电机与电动机的区别）。 （二）注意点
1. 同步电机的分类和基本结构
（1）电动势的频率1f 与转子转速n 之比为恒定值的电机称为同步电机，定义表述了同步电机的主要特点。即p
f n 1
60
。
（2）同步电机按转子结构不同，可分为隐极式和凸极式两类。 2. 同步电机的额定值
（1）额定容量N S 或额定功率N P ：对同步发电机来说，额定容量N S 是指出线端的额定视在功率，—般以千伏安（kV A ）、兆伏安(MV A)为单位；额定功率N P 是指发电机输出的额定有功功率，一般以干瓦（kW ）或兆瓦（MW ）为单位。对同步电动机来说，N P 是指轴上输出的有效机械功率。
（2）额定电压、额定电流、额定功率因数、额定效率的定义与异步电动机的相同。
（三）例题（习题12-2、12-3）
第13章 同步电机的基本电磁关系
（一）本章重点
1. 同步发电机的电枢反应。
2. 同步发电机的的电势平衡方程式和相量图。 （二）本章考点
1、判断同步发电机的电枢反应的性质（和ψ角的关系）。
2、同步发电机的的电势平衡方程式和相量图，学会用相量图或方程式来解决实际问题，需要说明的是为了计算方便，更多地采用相量图法。 （三）注意点
1. 同步发电机的电枢反应
电枢反应理论是分析同步电机内部电磁关系和能量关系的理论基础，是同步电机的重要内容之一。
（1）同步发电机带上三相对称负载后，定子三相绕组（电枢绕组）中便有电流流通，不仅会在电枢绕组中产生电压降落，并且三相电流将共同产生一个旋转磁场（在此又称为电枢磁场），由旋转磁场理论可知，这个磁场的转向是顺着相序A —B —C 的方向，转速p
f n 60=
(也就是同步转速)。所以电枢磁场与转子
磁场（主磁场）的转向相同、转速相等，在空间是相对静止的。
（2）电枢磁场的出现，必然会对主磁场产生影响，使主磁场的分布和强弱发生变化。我们把负载时电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。
（3）电枢反应的性质（交磁、去磁或助磁），取决于电枢磁场与主磁场的相对位置。定、转子磁场的相对位置可通过励磁电势与电枢电流之间的相位差角ψ来反映。ψ称为内功率因数角。
2. 隐极机的同步电抗
（1）同步发电机有负载时，定、转子之间的气隙中存在着两个旋转磁场，当不考虑磁路饱和的影响时，可把定子绕组中的感应电动势看成是由转子和定子这两个旋转磁场分别感应的电动势之和。其中，一个是由励磁磁通感应的励磁电势0E ，另一个是由电枢反应磁通感应的电枢反应电动势a E ，不计磁路饱和的影响时，电枢反应磁通a Φ正比于电枢电流a I ，而a E 正比于a Φ，所以a E 在大小上与a I 成正比，而在相位上a E 滞后于a Φ900，也就是滞后a I 900，可表示为
a a a x I j E -=，式中a
x 称为电枢反应电抗。 （2）电枢反应电抗的大小表示一个单位的电枢电流所能产生的电枢反应电动势。单位电流产生的电枢反应磁场愈强，则感应产生的电枢反应电动势a E 愈大。因此，电枢反应电抗a x 的大小可以说明电枢反应的强弱，也就是说明电枢
反应磁场(由三相电流共同产生)对定子一相电路的影响。从物理本质来看，a x 相当于变压器中的励磁电抗m x 。
（3）为了反映定子三相对称电流产生的电枢反应磁通a Φ和各相漏磁通σΦ，在定子一相绕组个感应产生的全部电动势，可用—个总的电抗压降来表达，而这个总的电抗，就是同步电抗s x ，即σx x x a s +=。所以，同步电抗是表征电枢反应磁场和定子漏磁场共同对各相电路的作用的一个综合参数。它反映了三相对称电流所产生的总磁场各相电路的影响。
3. 同步发电机的的电势平衡方程式和相量图 这一部分都是要求掌握的重点。．．．．．．．．．．．．．．
（四）例题（思考题13-3、13-9，补充习题）
第14章 同步发电机的运行特性
（一）本章重点及主要考点
1. 空载特性、短路特性、外特性、调节特性。
2. 电压调整率的计算。
3、同步电抗测定：两种方法（一种利用空载短路特性，另一种为转差法） （二）例题（思考题14-7，习题14-2）
第15章 同步发电机的并联运行
（一）本章重点
1. 同步发电机的并联运行的条件；
2. 转矩平衡和功率平衡关系；
3. 有功功率、无功功率的调节。 （二）本章主要考点
1、 同步发电机并网运行的条件，暗灯法、旋转灯法。
2、 功角特性，有功功率、无功功率的调节。
3、 V 型曲线 （三）注意点
1. 同步发电机的并网运行的条件
同步发电机是旋转的，它的转速会影响频率；励磁电流的大小会影响电压；并且还有相序和相位问题。投入并联运行时，牵扯到一系列的调节操作(术语称为“整步”)，比变压器并入电网要复杂得多，条件也更严格。因此，同步发电机投入电网并联运行时，要满足以下条件：
（1）发电机的电压和电网电压大小相等。（2）发电机的电压和电网电压相位相同。（3）发电机的频率和电网频率相等。（4）发电机电压的相序和电网电压相序相同。
如果并联时不符合上述条件，就称为非同期并联。非同期并联时可能产生很大的冲击电流，严重损坏电机及有关的电气设备。因此发电机并联运行时要进行整步。
2. 同步发电机的功角特性
同步电机稳态的功角特性是指同步发电机接在电网上稳定运行时，发电机的电磁功率与功率角的关系。功率角是研究同步发电机的重要参数，它决定同步发电机并联运行时的输出功率；功率角反映转子的空间位置。通过功率角可说明同步电机的机—电有功能量变化的电磁关系。
3. 有功功率的调节
要想增加输出的有功功率，必须增加来自原动机的输入功率，同时功率角也增大。减小有功功率的调节过程与此相反。可自行分析。
4. 无功功率的调节、V 形曲线
（1）发电机输出感性无功时，电枢反应是去磁的，将使电压降低影响电网电压。所以无功会比较明显地的影响电压。无功不足，将使电压过低，对于同步发电机来说调节无功功率就需调节励磁电流。
（2）同时应明确的是，调节无功功率对有功功率不会有影响，这从能量守恒来看不难理解。但是，调节有功功率时，由于功率角变化，不仅有功功率发生变化，无功功率也将发生变化。
（2）所谓V 形曲线，是指在有功功率保持不变的前提下，定子电流与励磁电流的关系曲线，即)(f I f I =。该曲线形状像字母“V ”，因而得名。 由此可知，对应于每一个给定的有功功率．调节励磁电流使1cos =?时，定子电流有最小值。这时，无论增大或减小励磁电流f I 都将使定子电流增大，所以，
恒功率、变励磁时，定子电流和励磁电流的关系)(f I f I =是V 形曲线，将不同有功功率时的V 形曲线最低点连起来，就得到一条向右顷斜的、1cos =?的曲
线，这是因为：当输出的有功功率增大时，为了保正1cos =?， cos em P I ?
=
，
当U 为常数、cos ?=1时，e m e m P I P I ∝↑?↑，，根据电动势平衡方程式
00
C E U IZ I E =+↑?↑ ，，所需的励磁电流I f 增加，故cos ?=1的连线随着负
载有功功率的增加而向励磁电流增大的方向偏移。在这条虚线的右侧，发电机处于过励状态，功率因数是滞后的，既输出有功功率，又输出感性的无功功率；虚线的左侧．发电机处于欠励状态，功率因数是超前的，既送出有功功率，又送出容性无功功率(吸收感性大功功率)。
（四）例题（思考题15-3、15-4，习题15-2、15-8）
第18章 三相异步电动机的结构和原理
（一）本章重点
1. 异步电动机的结构、铭牌数据的计算。 （二）注意点
1. 三相异步电动机的额定值。在异步电动机的各项额定值中，需要特别注意的是以下两点：
（1）额定功率N P 。是指在额定条件下运行时，电动机由轴端输出的机械功率，单位为kW 。定子三相绕组从电网吸取的电功率必须乘以效率之后才等于转子输出的机械功率，即
N N N N
N I U
P η?cos 3=
。
2. 异步电机的三种运行状态
由转差率s 的正、负相它的数值所在的区间可以判断异步电机的三种运行状态：
（1）电动机运行状态所对应的转差率区间为：10<>n n )。特点是n 与1n 同方向，且1n n <，电磁转矩是驱动性质的，将电能变为机械能。 （2）发电机运行状态所对应的转差率区间为：0<<∞-s （1n n >>∞)。特点是n 与1n 同方向且1n n >，电磁转矩是制动性质的，将机械能变为电能。
（3）电磁制动运行状态所对应的转差率区间为：+∞<>n 0）。特点是n 与1n 反方向；转子导体以高于同步速的速度切割旋转磁场，电磁转矩是制动的，定子从电网吸收的电能和转子的机械能都变成电机内部的损耗而转换为热能(电源反接制动就是一个例子)。 （三）例题（习题18-2）
第19章 三相异步电动机的运行原理
（一）本章重点
1．三相异步电动机空载和负载运行时的基本电磁关系，掌握基本方程式、等效电路和相量图的三种分析方法，并注意与变压器的对比，着重分析转子转动后的情况，转子绕组的折算和频率的折算。
2．掌握异步电动机的功率的计算和流程图，电磁转矩与电磁功率和机械功率之间的关系，电磁转矩的物理表达式。 （二）本章难点
三相异步电动机的频率折算 （三）注意点
1. 异步电动机的磁路和磁通的分析，可应用变压器中的一些概念，但要注意异步电机与变压器的区别，如在磁路的组成上、漏磁通的种类以及主磁通的性质(变压器的主磁通是脉动磁通，异步电动机是旋转磁通)。
2. 异步电动机是在学习过的变压器的基础上开始的，因此分析异步电动机的电磁关系要注意与变压器的对比。例如，正常运行的异步电动机转子总是旋转的，但是为了更好地与变压器相比教，先从转子不转时进行分析然后再研究转子旋转时的情况，这样的分析方法由简到繁、循序渐进，有利于温故知新。
3. 转子静止不动，并且转子绕组开路其电磁关系和变压器空载的相同，定子绕组相当于变压器原边，转子绕组相当于变压器副边，但异步电机的绕组多数是短距、分布的，因此定、转子绕组不仅匝数不等，而且绕组系数也不同，所以定、转子电势之间存在有电压变比2
211w w e k W k W k =
和电流比2
22111w w i k W m k W m k =
。
4. 当异步电动机的转子绕组短路并把转子堵住不动，其电磁关系相当于变
压器短路运行状态。由于定、转子的相数、绕组匝数和绕组系数的不同，为了用同一个等效电路来表达它们的关系，就要进行绕组折算，折算的条件是磁势不变和功率不变。
5. 转子转动后的情况应是本章分析的重点，首先注意分析转子电流产生的
磁势2F 的性质，它为什么可以与定子磁势1F
进行叠加，如何建立异步电动机的
磁势平衡关系．由于转子电势、电流的频率2f 与定子电势、电流的频率1f 不相等，要画出异步电动机运行时的等效电路，就必须进行频率折算，也就是用一个静止的转子去代替转动的转子，而它们的内部电磁关系不变。
6. 异步电动机的基本方程式、等效电路和相量图是分析电磁关系的三种基本方法，各种不同情况下，它们的表达形式有一定的差异，因此代表着不同的物理意义，特别注意转子转动后的情况，对“T ”形、“ ”形和简化等值电路都必须注意它们的筒化过程和条件．
7. 电磁转矩是载流导体在磁场中受力的作用而产生的，在电磁转矩的作用下，电动机转子才能拖动生产机械旋转，向负载输出机械功率，因此电磁转矩是电机进行机电能量转换的关键，所以异步电动机的功率和转矩的分析也是本章的重点内容之一。利用等效电路来导出各个功率和损耗之间的关系，既简单明了，也易于记忆。
8. 对绕线式异步电动机，转子绕组的极数必须和定子绕组的一样才能使定、转子基波磁势相对静止而实现机电能量转换。对鼠笼式异步电动机，则无论导条数目多少，鼠笼转子的极数总是自动地等于定子绕组的就极数，他的相数等于每对极下的导条数，因此必须进行转子的相数折算。
9. 当电动机的负载变化时电动机的转速(或转差率)、效率、功率因数、输出转矩、定予电流随输出功率而变化的曲线称为异步电动机的工作特性。了解异步电动机的工作特性对正确设计电力拖动系统；选择拖动电机都是很重要的．要分析主要工作特性并掌据求取这些特性的方法。
10. 异步电动机的参数包括励磁参数和短路参数，与变压器的参数类似，可通过空载试验和短路试验测出。
（四）例题（习题19-1、19-3、19-12）
第20章 异步电动机的功率、转矩和运行性
能
（一）本章重点
1. 三相异步电动机的功率关系、转矩关系；
2. 三相异步电动机的机械特性表达式；
3. 稳定运行条件；
4. 工作特性（效率计算）、参数测定。 （二）本章难点
1、 转子绕组的相数、有效匝数和频率的归算方法。 （三）注意点
1、 异步电动机的工作原理和三种运行状态。
2、 异步电动机转子开路、转子短路堵转、转子旋转时的电磁关系，前两种分析过程可与变压器对比，转子旋转后要注意频率的折算。
3、 转子旋转时，转子电流和电压的频率为21
f sf ，但不管转子转速n 大小如何，
转子电流产生的磁势
2
F
的转速恒为同步速n1。
4、 异步电动机的电势、功率（流程图）、转矩和磁势的平衡。
5、 异步电机的机械特性（表达式和曲线）和稳态运行的计算（最大转矩max
T 和
起动力矩
st
T ）。
6、 鼠笼转子绕组的极对数、相数和有效匝数。 （四）例题（20-3、20-5、20-13、20-15）
第21章 22章 三相异步电动机的启动与调
速
（一）本章重点
1. 异步电机的启动方法，启动转矩、启动电流的分析。
2. 三相异步电动机的调速方法：（1）改变电动机定子绕组的极对数p ，以改
变定子旋转磁场的转速1n ，也就是变极调速；（2）改变电动机所接电源的频率1f ，以改变同步转速1n ，这就是变频调速；（3）改变电动机的转差率s 。
2. 三相异步电动机稳态运行的计算：计算的主要内容是在负载已知的前提下，给定电机参数求转速，或者给定转速求参数，这里所讨论的各种运行状态的稳态计算主要是针对绕线式异步电动机转子回路串入不同电阻时的情况。 （二）例题（思考题21-2，习题21-3、22-7）
《电机学》期末复习材料 第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电 流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为 60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用 τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ① 节 距 因 数 ： 1 90sin 90)1(cos 11≤?? ? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4=
⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路数） 【练习2】有一双层三相短距绕组，24=z ， 42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组展开图； （2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： )cos(2 1 )cos(21cos cos t x F t x F t x F ωωωφφφ++-= 单相磁势的特
《电机学》教学大纲 1 课程的基本描述 课程名称：电机学Electric Machinery 课程编号：0301D06W 课程性质：学科基础课适用专业：电气工程及其自动化 前导课程：高等数学、大学物理、电路、电磁场 后续课程：电机控制技术、电机设计、电机测试技术、控制电机、特种电机、永磁电机设计等 学科基础课 2 教学定位 2.1 能力培养目标 通过本课程的学习主要培养学生 （1）获得专业基础理论知识的学习能力和理解能力； （2）建立对工程问题进行理论分析的逻辑思维能力和建模解析能力； （3）进行工程试验的设计实施能力； （4）分析和解决工程问题的实践能力。 2.2 课程的主要特点 电机是一种机电能量转换装置，它亦是电力系统，自动控制系统中的一个元件。电机学课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课，本课程的教学内容既面向电机制造业，又强调电机的运行与应用，是电气类专业的学生必须掌握的专业知识，是学生下一步学习专业课的基础，也为今后从事专业工作打下坚实的基础。 2.3 教学定位 本课程的先修课是“高等数学”，“大学物理”，“电路”，“电磁场”等，这些课程的学习，为本课程奠定数学基础和必需的电学知识。本课程主要阐述电机的基本原理、分析方法和简单的工程问题。通过本课程的学习，获得电机原理，电机基本理论和电机稳态分析
等方面的知识和实验技能，为学生进行电机设计，电机控制，电机运行分析打下良好的专业理论基础。 3 知识点与学时分配 3.1基础理论 电机及电机学课程概述（学时：1学时） 电机的历史、现状和发展（了解，核心）。 电机学课程的性质、学习方法（了解，核心）。 磁场中基本物理量、磁路的概念、磁路的基本定律（学时：1学时） 磁场分析基本量，磁路的基本定律（理解，核心）。 磁性材料及其特性、简单磁路计算（学时：1学时） 常用铁磁材料及其磁化特性（理解，核心）。 简单串联、并联磁路计算（理解，核心）。 交流磁路中的激磁电流和磁通、电磁感应定律（学时：1学时） 交流磁路中激磁电流和磁通的波形对应关系（理解，核心）。 共4学时 3.2 变压器 变压器概述（学时：1学时） 变压器的用途，结构，分类，额定值（了解，核心）。 变压器运行方式（学时：2学时） 变压器空载运行与变压原理（理解，核心）。 变压器负载运行与能量传递原理（理解，核心）。 变压器的归算（学时：1学时） 绕组归算，电抗归算（理解，核心）。 变压器等效电路与基本方程（学时：2学时） 变压器电压方程，等效电路，向量图，等效电路参数测定（理解，核心）。 三相变压器组和三相心式变压器及联接组号（学时：2学时） 三相变压器磁路系统，绕组联结方法与组号判断（运用，核心）。 三相变压器的激磁电流、主磁通和感应电动势波形与标幺值（学时：2学时）激磁电流、主磁通与感应电动势波形（理解，核心）。 标幺值的定义与应用（理解，核心）。 变压器的电压变化率和效率（学时：1学时） 电压变化率、效率、最大效率（理解，核心）。 变压器的并联运行（学时：1学时） 并联运行（运用，推荐） 自耦变压器、三绕组变压器、互感器（学时：2学时）
电机学主要知识点复习提纲 一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua
励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM ）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、 软特性 20. 稳定性 21. DM 的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动； 启动电流 22. DM 的调速方法：电枢串电阻、调励磁、调端电压 23. DM 的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式： 发电机：P N ＝U N I N (输出电功率) 电动机：P N ＝U N I N ηN (输出机械功率) 反电势： 60E a E E C n pN C a Φ==
电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率：2111 2100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?=? DM 的机械特性：em 2 T j a j a a ) (T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-= . 并联DM 的理想空载转速n 0： 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器； 干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组
《电机学》实验教学大纲 课程名称：《电机学》课程编码：060132008 课程类别：专业基础课课程性质：选修 适用专业：自动化 适用教学计划版本：2017 课程总学时：32 实验（上机）计划学时： 8 开课单位：自动化与电气工程学院 一、大纲编写依据 1．自动化专业2017版教学计划； 2．自动化专业《电机学》理论教学大纲对实验环节的要求； 3．近年来《电机学》实验教学经验。 二、实验课程地位及相关课程的联系 1．《电机学》是自动化专业的专业基础课程； 2．本实验项目是《电机学》课程综合知识的运用； 3．本实验项目是理解直流电机，交流电机及变压器的基础； 4．本实验以《电路》、《大学物理》为先修课； 5．本实验为后续的《运动控制基础》、《直流运动控制系统》、《交流调速系统》及《工厂供电及节能技术》课程学习有指导意义。 三、实验目的、任务和要求 1．本课程是自动化专业的一门专业基础课。课程主要讲解直流电机、变压器、交流电机。它一方面研究电机的基本理论问题、另一方面又研究与其相联系的科学实验和生产实际中的问题。本课程的实验目的是使学生掌握直流电机、交流电机、变压器的基本理论，为学习“直流运动控制系统”、“交流调速系统”和“工厂供电及节能技术”等课程打下坚实基础； 2．通过实验培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力； 3．通过综合性、设计性实验训练，使学生初步掌握电机的应用； 4．培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。 5．实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求； 6．巩固和加深学生对电机学理论的理解，提高学生综合运用所学知识的能力； 7．通过实验，要求学生做到： （1）预习实验，自行设计实验方案并撰写实验报告； （2）正确连接实验线路； （3）用电机学理论知识独立分析实验数据。 四、教学方法、教学形式、教学手段的特色 重视学生的实际动手能力 五、实验内容和学时分配
一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua 励磁铜耗p Cuf 电机铁耗p Fe 机械损耗p mec 附加损耗p ad 输出机械功率P2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 稳定性 21. DM的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动 22. DM的调速方法：电枢回路串电阻、调励磁、调端电压 23. DM的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式： 发电机：P N＝U N I N(输出电功率) 电动机：P N＝U N I NηN(输出机械功率)
反电势： 60E a E E C n pN C a Φ== 电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率：21112 100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?= ? DM 的机械特性：em 2T j a j a a ) (T Φ C C R R ΦC U Φ C R R I U n E E E +-= +-= . 并联DM 的理想空载转速n 0： 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器；干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组 5. 空载运行，主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角 6. Φ、i 、e 正方向的规定。 7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压 8. 励磁电抗X m 、励磁电阻R m 、一次侧漏电抗X 1σ、二次侧漏电抗X 2σ
《电机学》课程教学大纲 课程代码：060431004 课程英文名称：Electrical Machine Theory 课程总学时：64 讲课：64 实验：0 上机: 0 适用专业：电气工程及其自动化 大纲编写（修订）时间：2017.11 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课。课程主要讲解变压器、异步电机、同步电机和直流电机。它一方面研究电机的基本理论问题、另一方面又研究与其相联系的科学实验和生产实际中的问题。 本课程的教学目标是使学生掌握变压器、异步电机、同步电机和直流电机的基本理论，为学习“交直流调速控制系统”、“电力系统分析”等课程打下坚实基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 通过本门课程学习,要求学生掌握各种电机的基本原理、基本方程式、等值电路、矢量图,并具备一定的实际工作能力，掌握各电机的运行特性及实验方法，了解电机在工程上的实验应用知识，了解电机在控制系统和电力系统中的地位和作用。 本课程理论严谨，系统性强，教学过程中应注意培养学生的思维能力，及严谨的科学态度。 在本课程的教学过程中，应注意运用启发式教学，注意阐述各种分析方法的横向联系，以达到培养学生分析、归纳和总结的能力。 （三）实施说明 本课程教学实施说明： 1.在变压器部分，着重介绍变压器的工作原理、结构和铭牌数据，变压器空载运行、负载运行、参数测定、运行特性，三相变压器。 2.在异步电机部分，着重介绍三相交流绕组的结构及连接规律、三相交流绕组的感应电动势和磁动势的特点与计算公式，三相异步电动机的工作原理、结构，三相异步电动机的等值电路、相量图。熟练掌握其机械特性和工作特性及其测定。熟悉异步电机的启动方法，了解常用的调速方法及其制动运行状态。 3.在同步电机部分，着重介绍同步发电机的基本结构、励磁方式、基本工作原理、类型和额定值。理解掌握同步发电机空载特性及负载后的电枢反应、电枢反应电抗及同步电抗，电势平衡方程式及相量图、功角特性及有功功率的调节，无功功率调节，同步电动机的异步起动，磁阻同步电动机，开关磁阻同步电动机。 4.在直流电机部分，着重介绍直流电机的工作原理、结构和铭牌数据，直流电机的电枢绕组、磁场、感应电动势和电磁转矩，直流电动机，直流发电机。 （四）对先修课的要求 在电路、大学物理基础上进行。 （五）对习题课、实验环节的要求 习题是对讲授内容的消化,因此,要求学生按时完成作业,并将作业内容带到实践环节去验证. （六）课程考核方式 1.考核方式：考试。
第一章变压器 1.变压器基本工作原理，基本结构、主要额定值 变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能变换为另一种同频率且不同电压等级的交流电能的静止电气设备，它在电力系统，变电所以及工厂供配电中得到了广泛的应用，以满足电能的传输，分配和使用。变压器的原理是基于电磁感应定律，因此磁场是变压器的工作媒介 变压器基本结构组成： 猜测可能出填空题或选择题 三相变压器按照磁路可分为三相组式变压器和三相芯式变压器两类 变压器的型号和额定值
考法：例如解释S9-1250/10的各项数值的含义 2.变压器空载和负载运行时的电磁状况；空载电流的组成、作用、性质。变压器一次侧接到额定频率和额定电压的交流电源上，其二次侧开路，这种运行状态称为变压器的空载运行。 变压器空载运行原理图 变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行方式， 称为变压器的负载运行方式。 变压器负载运行原理图 实际运行的电力变压器的磁路总是工作在饱和状态下。 通过磁化曲线推得的电流波形可以发现：
21 21N N E E =空载电流（即励磁电流）呈尖顶波，除了基波外， 还有较强的三次谐波和其他高次谐波。 产生主磁通所需要的电流称为励磁电流，用m i 表示； 同理产生主磁通的磁动势称为励磁磁动势，用 m F 表示。 变压器铁芯上仅有一次绕组空载电流0i 所形成的磁动势0F ， 即空载电流0i 建立主磁通，所以空载电流0i 就是励磁电流m i ，即m 0i i = 同理，空载磁动势0F 就是励磁磁动势，即m 0F F =或m 101i N i N = 因为空载时，变压器一次绕组实际上是一个铁芯线圈， 空载电流的大小主要决定于铁芯线圈的电抗和铁芯损耗。 铁芯线圈的电抗正比于线圈匝数的平方和磁路的磁导。 因此，空载电流的大小与铁芯的磁化性能，饱和程度有密切的关系。 3. 变压器变比的定义；磁动式平衡关系的物理含义，用此平衡关系分析变压器的能量传递；变压器折算概念和变压器折算方法，变压器基本方程组、等效电路和相量图 在变压器中，一次绕组的感应电动势1E 与二次绕组的感应电动势2E 之比称为变比，用k 表示，即k = 变压器负载运行时，作用于变压器磁路上111N I F ? =和222N I F ? =两个磁动势。 对于电力变压器，由于其一次侧绕组漏阻抗压降很小，负载时仍有 m 111fN 44.4E U φ=≈，故变压器负载运行时铁芯中与1E 相对应的主磁通? m φ近似等 于空载时的主磁通，从而产生? m φ的合成磁动势与空载磁动势近似相等，即 m 021F F F F ==+ m 1012211I N I N I N I N ? ?? ? ==+
《电机学》各章练习题与自测题参考答案 第1章 思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt d N e φ=可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。 1.2变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？ 答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。
电机学知识点总结 电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。下面请看我带来的电机学知识点总结。 电机学知识点总结 直流电动机知识点 1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。 2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。 3、直流电动机的工作原理：通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。 4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。 5、励磁方式分为他励式和自励式；自励式包括并励式、串励式和复励式。（只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形） 6、直流电机的额定值：①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率；对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。 7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数） 8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和
漏磁通两部分。 9、电枢反应：负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。 10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 11、交轴电枢反应的影响：①使气隙磁场发生畸变；②物理中线偏离几何中线；③饱和时具有一定的去磁作用。 12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。 13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce 14、发电机 Ea=U+IaRa 电动机 U=Ea+IaRa 15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I)） 曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa；随着负载电流I增大，电枢电阻压降 IaRa 随之增大，所以U减小。②交轴电枢反应产生一定的去磁作用；随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。 16、并励发电机自励条件：①电机的磁路中要有剩磁；②励磁绕组的接法要正确，使剩磁电动势所产生的电流和磁动势，其方向与剩磁方向相同；③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 17、并励发电机的外特性U=f(I)，曲线下降原因①②同上他励发电机；③励磁电流减小，引起气隙磁通量和电枢电动势的进一步下降。 18、为什么励磁绕组不能开断？ 若励磁绕组开断，If=0，主磁通将迅速下降到剩磁磁通，电枢电动势也将下降到剩磁电动势，从而使电枢电流Ia迅速增大，如果负载为轻载，则电动机转
《电力系统暂态分析》课程教学大纲 课程名称：电力系统暂态分析 适用专业：2016级电力系统自动化（专科业余函授） 辅导教材：《电力系统暂态分析(第三版)》李光琦主编中国电力出版社 一、课程性质、目的和任务 本课程是电气工程及其自动化专业电力系统及其自动化专业方向的一门专业必修课。其目的是使学生了解电力系统的暂态行为，掌握电力系统在暂态过程中的参数计算和分析方法。 二、教学基本要求 1.掌握同步发电机三相短路的物理分析过程和数学分析方法。 2.掌握电力系统短路的计算机算法。 3.掌握静态稳定的基本概念和分析方法。 4.掌握暂态稳定的基本概念和分析方法。 5.掌握电压稳定的基本概念和分析方法。 6.了解提高电力系统稳定的措施。 三、教学内容及要求 1.同步发电机三相短路的物理过程分析，同步发电机的基本方程、参数和等值电路、Park变换的基本内容、应用同步发电机的基本方程分析突然三相短路电流、自动调节励磁装置对短路电流的影响。 2.电力系统短路故障和非全相运行的计算机计算。 3.同步发电机组的机电特性、自动调节励磁装置的作用原理和数学模型、负荷特性分析。 4.电力系统静态稳定性的基本概念、简单电力系统的静态稳定性分析、小干扰法分析静态稳定性、发电机自动调节励磁系统对静态稳定的影响、多机系统的静态稳定性分析、提高静态稳定性的措施。 5.电力系统暂态稳定性的基本概念、简单电力系统的暂态稳定性分析、复杂系统的暂态稳定性、发电机自动调节系统对暂态稳定性的影响、提高暂态稳定性的措施。 6.电力系统电压稳定性的基本概念及提高电压稳定性的措施。 四、实践环节 电力系统静态稳定性与暂态稳定性仿真实验各2学时。 五、课外习题及课程讨论 每章布置一定数量的作业，根据具体情况可安排2学时习题课。 六、教学方法与手段 以课堂教学为主，课件、仿真实验为辅。 七、各教学环节学时分配
电机学期末复习总结 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
《电机学》期末复习材料 第三篇交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值： m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2== = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ①节距因数： 190sin 90)1(cos 11≤??? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q
物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联 匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效 值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场 分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层 绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路 数） 【练习2】有一双层三相短距绕组， 24=z ，42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别 画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组 展开图；（2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： 单相磁势的特点是：磁势轴线（即 磁势幅值所在的位置）在空间固定不 动，而各点磁势的大小则随时间在变 化，因此称为脉动磁势。 单相绕组所产生的脉动磁势可以分 解成 基波
一、主要内容 磁场、磁感应强度，磁场强度、磁导率，全电流定律，磁性材料的B-H 曲线，铁心损耗与磁场储能，电感，电磁感应定律，电磁力与电磁转矩。 二、基本要求 牢固掌握以上概念对本课程学习是必须的。 三、注意点 1、欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通m F Φ=Λ，1m m S R l μΛ== 2、22 22m S fN S N l X L N l μμωωπω==Λ== 3、随着铁心磁路饱和的增加，铁心磁导率μFe 减小，相应的磁导、电抗也要减小。
一、主要内容 额定值，感应电动势、电压变比，励磁电流，电路方程、等效电路、相量图，绕组归算，标幺值，空载实验、短路实验及参数计算，电压变化率与效率。 三相变压器的联接组判别。三相变压器绕组的联接法和磁路系统对相电势波形的影响。 二、基本要求 熟练掌握变压器的基本电磁关系，变压器的各种平衡关系。 三种分析手段：基本方程式、等效电路和相量图。正方向确定，基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。 理解变压器绕组的归算原理与计算。熟练掌握标幺值的计算及数量关系。 熟悉变压器参数的测量方法，运行特性分析方法与计算。 掌握三相变压器的联接组表示与确定。 三、注意点 1、变压器的额定值对三相变压器来说电压、电流均为线值，功率是三相视在功率，计算时一定要注意。三相变压器参数计算时，必须换成单相数值，最后结果再换成三相值。 2、励磁阻抗的物理意义，与频率和铁心饱和度的关系。 3、变压器的电势平衡、磁势平衡和功率平衡（功率流程图）。 4、变压器参数计算（空载试验一般在低压侧做，短路实验一般在高压侧做。在哪侧做实验，测出来的就是哪侧的数值，注意折算！） 5、变压器的电压调整率和效率的计算（负载因数1I β*=）。 6、单相变压器中励磁电流、主磁通和感应电势的波形关系，三相变压器的铁心结构和电势波形。 7、联接组别的判别。 8、变压器负载与二次侧接线方式要一致，若不一致，必须将负载?-Y 变换。
一、电机学共同问题 1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生： 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的？ 漏磁场是如何产生的？何时有？何时无？ 2. 磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中，磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机、同步电机中，电枢反应的物理意义是是什么？ 磁势平衡和电枢反应有何联系？ 3. 数学模型问题： I. 直流电机： u = E + I ×ra （+ 2?U b ）（电动） E = u + I ×ra （+ 2?U b ）（发电） E = C E Φ n C E = PN a /60/a T E = C M Φ I a C M = PN a /2π/a 其中N a 上总导体数 II. 变压器： 折算前1 1 1 1 2222120121022/m L U E I Z U E I Z I I k I E kE E I Z U I Z ?=-+?=-??+=??=??-=? ?=?&&&&&&&&&&&&&&& 折算后 1111 2222012121022'''''''''m L U E I Z U E I Z I I I E E E I Z U I Z ?=-+?=-??=+??=??-=??=?&&&&&&&&&&&&&&& III. 异步电机：f 折算后()1 1 11 2222σ012121m m //i e U E I Z E I R s jX I I I k E k E E I Z ?=-+?=+??=+??=??=-? &&&&& &&&&&&& w 折算后()1 1 11 2 222σ102 12 10m /j U E I Z E I R s X I I I E E E I Z ?=-+?''''=+??'=-??'=??=-?&&&&& &&& && && 未折算时 ()1111 22222201212221m m , , s s s s s e s U E I Z E I R jX X sX F F F E k E E sE E I Z σσσ ?=-+?=+=??=+??==??=-? &&& && r r r && &&
1) 电力网：由变压器和不同电压等级输电线路组成的网络。 2) 电力系统：由发电机、电力网（变压器、输电线路）以及用电设备（或生产、 输送、分配和消耗电能的各种电气设备），按照一定的规律连接而组成的统一整体。 3) 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在内的系统。 4) 衡量电能的质量指标：电压、频率、波形。 5) 衡量电压质量指标：供电电压允许偏差、电压允许波动和闪变、三项供电电 压允许不平衡度 6) 传输功率越大，输送距离越远，则选择越高的电压等级。 7) 接地包括：工作接地、保护接地、保护接零，防雷接地、防静电接地。 8) 中性点接地的方式有：不接地、直接接地、经消弧线圈接地、经电阻接地 9) 中性点接地的作用：保证电气设备在正常或发生故障的情况下可靠工作。 10) 中性点不接地系统发生故障时，接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性 的电弧。 11) 中性点经消弧线圈接地有三种补偿方式：全补偿，欠补偿，过补偿。其中过 补偿最不容易发生谐振。 12) 能源按获得方式分:一次能源和二次能源；按能源本身性质分：含能体能源和 过程性能源 13) 核电厂由核系统和设备、常规系统和设备两部分组成。 14) 一次设备：发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称 为电气主设备或一次设备。（有W —母线；T1, T2—变压器 ；QF —断路器；L —电抗器；WL ——馈电钱；CS —同步调相机；TV —电压互感器；TA —电流互感器） 注：电流电压继电器不属于一次设备 15) 开关电器中以断路器性能最好，应用最广。 16) 电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电流互感器在工作时二次侧绝 对不允许开路。 17) 有汇流母线的接线：单母线、单母线分段 、双母线、双母线分段 、旁路母 线 、一个半断路器 18) 无汇流母线的接线：桥形接线、角形接线 、单元接线 （注：以上要识图P68） 19) 计算负荷的确定： 功率因数： 式中，Pc 、 Qc 、 Sc 的单位分别为kW 、kvar 、kV A Ps 为设备容量 补偿电容器的容量： 补偿后负荷的计算： 看P120，例5-3 )cos 3/(3cos /tan 22c ?? ?N c c N c c c c c c c c c S ne U P I U S I P S Q P S P Q P K P ===+===或或2 3030) (11cos P Q αβ?+=30 30)tan (tan P q P Q c C ?='-=α??α2302 303030)(30C C Q Q P S Q Q Q -+='-='
第一章 变压器的用途、分类与结构 一、思考题 1-1.电力变压器的主要功能是什么？它是通过什么作用来实现其功能的？ 1-2 变压器的铁心为什么要用涂绝缘的薄硅钢片来叠成？若在铁心磁回路中出现较大的间隙，会对变压器有何影响？ 二、作业 无
第二章 变压器的运行分析 一、例题 例2-1一台三相电力变压器的额定容量kVA S N 750=，额定电压为V U U N N 400/1000/21=，Y Y '联接，已知每相短路电阻Ω=4.1k r ，短路电抗Ω=48.6k x ，该变压器原边接额定电压，副边接三相对称Y 接负载，每相负载阻抗Ω+=07.020.0j z L 。计算： (1) 变压器原、副边电流（电压电流没有特别指出为相值时，均为线值）； (2) 副边电压； (3) 输入及输出的有功功率和无功功率； (4) 效率。 解 (1) 原、副边电流 变比 253 /4003/100003/3/21===N N U U k 负载阻抗 212.007.020.0=+=j z L ?29.19/()Ω ()Ω+=='75.431252j z k z L L 忽略0I ，采用简化等值电路计算。 从原边看进去每相总阻抗 ()Ω=+++='+'++='+= 67.21/01.13675.4312548.64.1j j jx R jx r z z z L L K k L K 原边电流 ()A z U I N 45.4201 .1363/100003/11=== 副边电流 ()A kI I 24.106125.422512=?== (2) 副边电压 ()V z I U L 7.389212.025.10613322=??== (3) 输入及输出功率 原边功率因数角
《电机学》课程教学大纲 执笔人：XXX 编写日期：2012年12月 一、课程基本信息 1．课程编号：90L126Q 2．课程体系/类别：专业类/专业基础课，专业主干课 3．学时/学分：80/5 4．先修课程：微积分、几何与代数、大学物理、电路、工程电磁场 5．适用专业：电气工程及其自动化 二、课程教学目标及学生应达到的能力 本课程是电气工程及其自动化专业的专业基础主干课，授课对象为3年级本科生，教学内容为学生未来在电气驱动领域的研究或应用打下理论基础。 学习该课程后，应达到下列要求： 1.了解各类电机的基本结构； 2.理解各类电机的基本工作原理； 3.掌握各类电机正常运行时的基本方程式、相量图和等效电路等； 4.掌握各类电机的分析方法，以及电机的稳态运行性能； 5.掌握电机实验的原理和方法，具有对实验数据进行分析的能力，具有独立完成电机相关实 验的动手能力。 三、课程教学内容和要求 （一）课程教学内容按知识点、要求及学时分类
（二）课程重点、难点 第一章绪论（讲课4学时） 重点：磁路基本概念和基本电磁定律。 第二章变压器（讲课14学时，实验2学时） 重点：变压器的基本原理、基本方程式、等效电路、三相变压器连接组别的概念。难点：变压器绕组归算和连接组别的判定。
第三章直流电机（讲课14学时，实验4学时） 重点：直流电机的基本原理、电枢反应、感应电动势、电磁转矩与直流电机的基本方程式。 难点：直流电机的电枢绕组、电枢反应。 第四章交流电机的公共理论（讲课12学时） 重点：交流绕组的功能和构成原则、交流绕组感应电动势和磁动势的分析与计算。 难点：交流绕组的功能和构成原则、交流绕组感应电动势和磁动势的分析与计算。 第五章感应电机（讲课14学时，实验2学时） 重点：感应电动机的工作原理和运行状态；感应电动机的等效电路和相量图；感应电动机的转矩-转差率特性。 难点：感应电动机运行时内部的电磁关系；频率归算和绕组归算。 第六章同步电机（讲课14学时） 重点：电枢反应、电压方程式、等效电路、相量图；同步电机的功率方程和转矩方程；同步发电机的功角特性。 难点：电枢反应；同步发电机的功角特性；有功功率与无功功率的调节。 四、课程教学安排 （一）课内教学 1. 课堂讲授 课堂讲授包括统一讲授内容和个性化讲授内容。 统一讲授内容：着重讲授基本概念、基本原理和分析方法，配以适量的思考题，启迪学生的思维，加深学生对讲授内容的理解，同时引导学生正确思维。 采用多媒体与黑板相结合的手段进行教学，既重“量”又重“质”，即：既要注重内容的广泛性，又要突出重点。 讲课方式上注重几个环节：(1)问题的引入环节，尽可能以实际问题为切入点，以激发学生的学习兴趣；(2)问题的讲解环节，要注意讲解的节奏，使学生保持兴奋；(3)适当提问，了解学生对知识的掌握情况；(4)结论的归纳总结环节：要注意简明扼要，使学生很容易抓住重点。 个性化讲授内容：给各位教师留下一点自由发挥空间，展示自己的个性和特长，同时也有利于动态优化教学内容。这方面内容不列入考试范围，留出的时间可以集中使用也可以分散使用。 2. 课堂交流 教师选择优秀的报告，鼓励学生进行课堂交流，汇报自己的报告，鼓励其他同学当场提问、交流，以此激发学生兴趣和自主学习能力，在此过程中提高口头交流能力。 共安排2次课堂交流。 3. 实验 实验目的：加深对各类电机基本原理的理解，培养学生对实验结果的观察、分析能力，提高实践能力。 实验前指导：在实验前，教师应进行实验要求、内容方面的指导，或要求学生完成实验前的预习准备工作，经过预习要达到： (1)掌握实验原理，熟悉实验电路； (2)弄清楚测哪些量、调哪些参数、采集哪些数据； (3)根据理论分析，弄清楚正确的结果趋势，调节参数与被测量的关系。 实验项目： 实验一：变压器实验（2学时）
电机学 电 机 分 类
1 磁路 1.1 磁路基本定律 磁路：磁通所通过的路径。 主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，绝大部分磁通将在铁心内通过， 这部分磁通称为主磁通。 漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通， 这部分磁通称为漏磁通。 ? 安培环路定律 全电流定律：磁场强度沿任意的闭合回路的线积分等于闭合回路包围的导体电流 的代数和。 意义：电流是产生磁场的源。 l l H dl H dl i '?=?=∑??蜒，123l H dl I I I ?=+-?? ? 磁路的欧姆定律 磁动势：F Ni = 磁阻：m l R A μ= 磁导：1/m m R Λ= 磁通：/m F R φ= ? 磁路的基尔霍夫第一定律 0φ=∑ 穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量)，这就是磁通连续性定律。 ? 磁路的基尔霍夫第二定律
3 11221k k m m m k Ni H i R R R δδ???===++∑ 定律内容：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。 1.2 常用的铁磁材料及其特性 铁磁物质的磁化：铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为铁磁物质的 磁化。 1.2.1磁化曲线和磁滞回线 将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H 由零逐渐增大时，磁通密度B 将随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线。 随着磁场强度H 的增大，饱和程度增加，μFe 减小，R m 增大，导磁性能降低。 设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势。通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点（磁化曲线开始拐弯的点）附近。 1）磁滞回线 剩磁：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度B r 。 矫顽力：要使B 值减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称 为矫顽力。 2）基本磁化曲线