电机学同步电机第六章第7讲
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《电机学》课程教学大纲Electric Machinery适用专业:电气工程及其自动化执笔者:武惠芳刘慧娟编写日期:2002年3月14日一、课程的性质和目的课程性质:《电机学》是电气工程及其自动化专业的专业基础课。
主要任务:使学生掌握变压器、交流电机和直流电机的基本知识、基本理论、基本计算方法和一般运行分析问题,为后续专业课的学习打好必要的基础。
电机实验是本课程的重要教学环节,使学生掌握电机基本实验的原理和方法,初步掌握对电机进行一般操作的动手能力和对实验数据的分析能力。
二、课程教学内容《电机学》(I)必修课课程编号:学时:64 学分:4讲课学时:56 实验学时:8绪论(讲课2学时)绪论是学习一门课程的重要环节。
通过绪论的学习,首先要了解课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用,明确《电机学》课程在电气工程及其自动化专业中的地位,从而明确学习目的;其次要了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法,克服畏难思想,转变学习方法;最后要对电机常用的电磁定律进行复习,并要求学生熟练掌握。
重点:本课程的性质、任务、特点和一般分析方法难点:常用的电磁定律在电机中的应用第一篇变压器(讲课18学时,实验4学时)第一章变压器的基本知识及结构(讲课2学时)本课程的特点之一是所研究的对象是一个实物,因此电机的理论分析的第一步除了分析电机的基本知识之外,同时要分析电机的结构。
通过本章学习,首先要掌握变压器的基本变压原理和熟悉变压器主要结构部件的名称、作用及材料;其次要熟悉变压器的铭牌并掌握额定值的含义和它们之间的关系。
重点:变压器的基本变压原理难点:三相变压器额定值的含义和关系关键:搞清楚三相变压器两种连接方式相、线电压和相、线电流的关系第二章变压器的基本原理(讲课10学时,实验2学时)本章是电机理论分析的第二步。
它通过对变压器运行时的电磁物理过程分析,找出各物理量的之间的关系,然后抽象为数学模型(方程式)、物理模型(等效电路)和相量模型(相量图)——方程式、等效电路和相量图是对同一物理过程的不同的表达形式,最后用这些模型去研究变压器的运行性能。
第六章 同步电机6.1 同步电机和异步电机在结构上有哪些区别?同步电机:转子直流励磁,产生主磁场,包括隐极和凸极异步电机:转子隐极,是对称绕组,短路,绕组是闭合的,定子两者都一样。
6.2 什么叫同步电机?怎样由其极数决定它的转速?试问75r/min 、50Hz 的电机是几极的?同步电机:频率与电机转速之比为恒定的交流电机601f pn =,16060507540f n P ⨯===(极)6.3 为什么现代的大容量同步电机都做成旋转磁极式?∵励磁绕组电流相对较小,电压低,放在转子上引出较为方便,而电枢绕组电压高 ,电流大,放在转子上使结构复杂,引出不方便,故大容量电机将电枢绕组作为定子,磁极作为转子,称为旋转磁极式。
6.4汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么?为什么有这样的特点?气轮发电机:转速高,一般为一对极,min 3000r n =,考虑到转子受离心力的作用,为很好的固定励磁绕组,转子作成细而长的圆柱形,且为隐极式结构。
转子铁心一般由高机械强度和磁导率较高的合金钢锻成器与转轴做成一个整体,铁心上开槽,放同心式励磁绕组。
水轮发电机:n 低,2P 较多,直径大,扁平形,且为立式结构,为使转子结构和加工工艺简单,转子为凸极式,励磁绕组是集中绕组,套在磁极上,磁极的极靴行装有阻尼绕组。
6.6 为什么水轮发电机要用阻尼绕组,而汽轮发电机却可以不用?水轮发电机一般为凸极结构,为使转子产生异步转矩,即能异步起动,加阻尼绕组。
汽轮发电机一般为隐极结构,它起动时的原理与异步机相同,∴不必加起动绕组。
6.7 一台转枢式三相同步发电机,电枢以转速n 逆时针方向旋转,对称负载运行时,电枢反应磁动势对电枢的转速和转向如何?对定子的转速又是多少?对电枢的转速为n ,为定子的转速为0,方向为顺时针。
原因是:要想产生平均转矩,励磁磁势与电枢反应磁势必然相对静止,而现在励磁磁势不变。
∴电枢反应磁势对定子也是相对静止的,而转子逆时针转,∴它必须顺时针转,方能在空间静止。