电机学知识点总汇
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《电机学》中的45个常识1 . 单相变压器空载时的电流与主磁通不同相位,存在一个相位角度差αFe,因为存在铁耗电流。
空载电流是尖顶波形,因为其中有较大的三次谐波。
2 . 直流电机电枢绕组中流动的也是交流电流。
但其励磁绕组中流的是直流电流。
直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励、复励等。
3 . 直流电机的反电势表达式为E =C E Φ n;而电磁转矩表达式则为T em =C T ΦI。
4 . 直流电机的并联支路数总是成对的。
而交流绕组的并联支路数则不一定。
5 . 在直流电机中,单叠绕组的元件是以一个叠在另外一个之上的方式,串联而成的。
无论是单波绕组、还是单叠绕组,换向片将所有元件串联在一起、构成了一个单一的闭合回路。
6 . 异步电机又称感应电机,因为异步电机的转子电流是通过电磁感应而产生的。
7 . 异步电动机降压起动时,起动转矩减小,起动转矩和绕组的起动电流的平方成正比地减小。
8 .一次侧电压的幅值、频率不变时,变压器的铁心的饱和程度是基本不变的,励磁电抗也基本不变。
9 . 同步发电机的短路特性是一条直线,三相对称短路时磁路是不饱和的;三相对称稳态短路时,短路电路为纯去磁的直轴分量。
10 . 同步电机励磁绕组中的电流是直流电流,励磁方式主要有励磁发电机励磁、静止整流器励磁、旋转整流器励磁等。
11 . 三相合成磁动势中没有偶次谐波;对称三相绕组通对称三相电流,其合成磁动势中没有3的倍数磁谐波。
12 . 三相变压器一般都希望有某一侧是三角形连接或者有某一侧中点接地。
因为三相变压器的绕组联结都希望有三次谐波电流的通路。
13 . 对称三相绕组通对称三相电流时,其合成磁动势中的5次谐波是反转的;7次谐波是正转的。
14 . 串励直流电动机的机械特性比较软。
他励直流电动机的机械特性比较硬。
15 . 变压器短路试验可以测量变压器绕组的漏阻抗;而空载试验则可以测量绕组的励磁阻抗参数。
16 . 变压器的变比等于一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比。
电机学知识点讲义汇总第一章 基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的,掌握这些基本定律,是研究电机基本理论的基础。
▲ 全电流定律全电流定律 ∑⎰=I Hdl l式中,当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时,电流取正号。
在电机和变压器的磁路计算中,上式可简化为∑∑=Ni Hl▲电磁感应定律 ①电磁感应定律 e=-dtd N dt d Φ-=ψ 式中,感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。
②变压器电动势磁场与导体间无相对运动,由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。
电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的,线圈中感应电动势的有效值为m fN E φ44.4=③运动电动势e=Blv④自感电动势 dtdiL e L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dtdi1 ▲电磁力定律f=Bli▲磁路基本定律 ① 磁路欧姆定律 Φ=A l Ni μ=mR F =Λm F 式中,F=Ni ——磁动势,单位为A ;R m =Alμ——磁阻,单位为H -1; Λm =lA R m μ=1——磁导,单位为H 。
② 磁路的基尔霍夫第一定律0=⎰sBds上式表明,穿入(或穿出)任一封闭面的磁通等于零。
③ 磁路的基尔霍夫第二定律∑∑∑==mRHl F φ上式表明,在磁路中,沿任何闭合磁路,磁动势的代数和等于次压降的代数和。
磁路和电路的比较第二章 直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应 ▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。
穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通;仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。
直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。
空载时,主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f (F 0)为电机的磁化曲线。
从磁化曲线可以看出电机的饱和程度,饱和程度对电机的性能有很大的影响。
▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关,而与电机的励磁方式无关。
电机必备知识点总结大全一、电机的工作原理1. 电机的基本原理电机的基本原理是利用电磁力产生机械运动。
当通入电流时,导体在磁场中受到安培力的作用,产生受力运动。
2. 电机的工作过程电机的工作过程可以分为电磁感应和电磁力的作用两个阶段。
在电磁感应阶段,电流通过导体产生磁场,导体在磁场中受到电磁感应力。
在电磁力的作用阶段,导体受到的电磁感应力产生机械运动,从而实现电能到机械能的转化。
3. 电机的转矩和速度电机的转矩和速度是描述电机工作特性的重要参数。
转矩是电机输出的力矩,速度是电机的转动速度。
电机的转矩和速度对于电机的工作性能和运行效果具有重要影响。
二、电机的分类1. 按照工作原理分类电机可以根据工作原理分为直流电机和交流电机。
直流电机是利用直流电源供电的电机,其工作原理是利用直流电流在磁场中产生安培力。
交流电机是利用交流电源供电的电机,其工作原理是利用交变电流在磁场中产生安培力。
2. 按照结构分类电机可以根据结构形式分为异步电机和同步电机。
异步电机是指转子和定子的转速之间存在差异的电机,常见的有感应电机和异步电动机。
同步电机是指转子和定子的转速同步的电机,常见的有同步电机和步进电机。
3. 按照用途分类电机可以根据用途分为通用电机和专用电机。
通用电机是指适用于各种场合的电机,常见的有三相感应电机和直流电机。
专用电机是指特定场合使用的电机,如风机电机、卷扬电机等。
4. 按照工作特性分类电机可以根据工作特性分为恒速电机和调速电机。
恒速电机是在额定负载下保持稳定转速的电机,常见的有同步电机和异步电机。
调速电机是可以根据负载要求调整转速的电机,常见的有直流电机、无刷电机等。
三、电机的选型1. 选型原则在选型电机时,需要考虑电机的工作要求、环境条件、安装空间等因素。
选型原则包括性能匹配、可靠性、效率、功率因数、安全性等方面。
2. 选型步骤选型电机的步骤包括确定工作要求、了解电机性能参数、选择适合的电机类型和规格、进行性能对比、最终确定合适的电机型号。
电机学简要总结(学生版)汇总电机学电机分类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。
ll H dl H dl i '=?=∑??,123lH dl I I I ?=+-?磁路的欧姆定律磁动势:F Ni = 磁阻:m l R Aμ=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311221k k m m mk N i H iR R Rδδ??===++∑ 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)基本磁化曲线对同一铁磁材料,选择不同的磁场强度进行反复磁化,可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点联接起来,所得的曲线。
电机学知识点总结电机是一种将电能转化为机械能的设备,广泛应用于各种工业和家用设备中。
本文将对电机学知识进行总结,包括电机的分类、工作原理、性能参数、调速控制等方面的内容。
一、电机的分类根据电机的工作原理和结构特点,电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
1. 直流电机:直流电机是利用直流电源供电的电动机,其工作原理是利用磁场和电流的相互作用产生转矩,将电能转化为机械能。
直流电机具有简单的结构、良好的速度调节性能和较高的启动转矩,广泛用于需要精密调速和大启动转矩的场合,如印刷设备、纺织设备、混凝土搅拌机等。
2. 交流电机:交流电机是利用交流电源供电的电动机,其工作原理是利用交流电流在磁场中产生旋转磁动力,从而驱动转子旋转。
交流电机具有结构简单、成本低、维护方便等优点,广泛应用于家用电器、工业生产线、汽车空调压缩机等领域。
二、电机的工作原理电机是利用电流通过导体时所产生的磁场力来实现能量转换的装置。
其主要工作原理包括磁动力原理和电磁感应原理。
1. 磁动力原理:磁动力原理是指在磁场中的导体内产生电流或者在电流中的导体内产生磁场时,力的作用。
根据此原理,电机内部的磁场和电流相互作用,从而产生力矩,驱动转子旋转。
2. 电磁感应原理:电磁感应原理是指导体在磁场中运动时会产生感应电动势,而感应电动势又会产生感应电流。
根据此原理,电机内部的磁场和感应电动势相互作用,从而产生转矩,驱动转子旋转。
三、电机的性能参数电机的性能参数是衡量其工作性能的重要指标,主要包括额定功率、转速、效率、启动转矩、额定电流等。
1. 额定功率:电机在额定工作条件下所能输出的功率,通常用单位千瓦(kW)或者马力(HP)来表示。
2. 转速:电机在额定工作条件下的输出转速,通常用单位转每分钟(r/min)来表示。
3. 效率:电机在额定工作条件下所能输出的功率与其输入的功率之比,通常用百分比来表示。
4. 启动转矩:电机在启动时所能输出的最大转矩,通常用单位牛顿·米(N·m)来表示。
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 b2. 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a10. 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 T16. 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 npN C a Φ==电磁转矩:em a 2T aT T C I pN C aΦπ==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 fa aa f em Cua CufP UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cuf em Fe mec adP P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程:20d d em T T T J tΩ--= DM 的效率:21112100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑=⨯=⨯=-⨯+∑ 他励DM 的转速调整率: 0NN100%n n n n -∆=⨯DM 的机械特性:em 2T j a j a a )(T ΦC C R R ΦC UΦC 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。
电机必备知识点总结一、电机的分类1. 按照电源供给方式分:直流电机和交流电机。
2. 按照工作原理分:感应电机、同步电机、步进电机等。
3. 按照使用场景分:家用电机、工业电机、特种电机等。
二、电机的基本原理1. 电机的磁场原理:电机是利用电流在磁场中产生力的原理来实现电能转换。
2. 电机的电磁感应原理:利用磁场的变化产生感应电流,并在导体中形成力矩来实现电能转换。
3. 电机的电动原理:通过外加电源使电机转子形成磁场,从而与定子的磁场相互作用来产生力矩,推动电动机转动。
三、电机的结构与工作特性1. 电机的结构:电机通常由定子、转子、端盖、轴承等构成,根据不同的类型和用途,结构会有所不同。
2. 电机的工作特性:电机在励磁条件下的速度、功率、效率等参数是电机性能的重要指标,也是电机设计和选型的依据。
四、电机的性能参数1. 额定功率:电机能持续输出的功率。
2. 额定转速:电机额定负载下的转速。
3. 额定电流:电机额定工作条件下的电流。
4. 额定效率:电机在额定条件下的能量转换效率。
五、电机的控制技术1. 电机的调速控制:通过改变电机的供电电压、频率和转子电流来改变电机的转速。
2. 电机的启动控制:通过电机的起动器和软启动器来实现电机的平稳启动。
3. 电机的制动控制:通过电机的电阻制动、电磁制动等来实现电机的快速停止。
六、电机的维护与保养1. 定期检查电机的绝缘电阻和接地性能,并进行维护和绝缘处理。
2. 保持电机通风良好,防止灰尘和异物对电机的影响。
3. 定期检查电机的轴承和润滑油脂,及时更换磨损的部件和润滑材料。
以上就是电机的基本知识点的总结,希望对你有所帮助。
如果你对电机的学习有兴趣,可以继续深入学习电机的原理、设计、应用等方面的知识。
知识点第一章:(以填空题、判断题、简答题为主)p13,p17,p30电机的定义(广义、侠义)电机的任务基本电磁定律(全电流定律、电磁感应定律、电磁力定律)铁磁材料特点,磁滞损耗、涡流损耗的产生机理、影响因素,产生条件磁路基本定律(磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫第一/第二定律),定性分析交流磁路特点,磁化曲线分析(磁通与励磁电流的波形)变压器电动势产生原因与磁通之间的相位关系铁磁材料磁导率特点,磁饱和特性闭合磁路磁饱和时主磁通和励磁电流间的波形关系软硬磁材料区别,磁滞回线剩磁矫顽力磁导率铁耗,涡流损耗和磁滞损耗,产生原因及应对措施第二章:(以填空题、判断题、简答题为主)直流电机电枢绕组线圈感应电动势的交变性,直流电动势产生机理;直流电机电枢绕组虚槽数、换向片数、元件数、线圈数关系;第一节距、第二节距、合成节距、换向器节距含义;单叠绕组、单波绕组线圈绕制原则、支路数;电枢反应;感应电动势、电磁转矩的定义及计算;直流发电机、直流电动机的功率流;各种直流电机的特性曲线分析;直流电力拖动机组稳定运行条件;直流电动机的启动、调速与制动;直流电机转子线圈感应电动势的交变性及直流电动势产生机理空载磁场的产生原因及方向并励直流发电机自励条件及临界点电阻随转速的变化关系并励直流发电机,并励直流电动机等效电路及电磁功率计算直流电力传动系统稳定运行条件直流电机电枢反应定义,分类,产生条件及影响并励直流发电机和他励直流发电机外特性比较,拐弯现象解释第三章:(以填空题、判断题、简答题、计算大题为主)变压器的额定值定义;变压器的变比定义;变压器空载电流与励磁电流的关系;变压器的绕组折算方法、条件、折算前后物理量的对应关系;变压器等效电路图及各参数的含义;变压器参数测定(空载实验、短路实验);标幺值的含义、各物理量的基值、标幺值的计算及相关物理量标幺值的等值关系;负载系数的含义;变压器电压变化率的计算;变压器效率的计算及其取最大值的条件;三相变压器的连接组判断;绕组连接法及磁路系统对空载电动势波形的影响;变压器并联运行的条件,并联时的容量计算;自偶变压器的容量;电压互感器、电流互感器的作用及其使用注意事项;变压器二次测额定电压定义变比计算变压器绕组折算后一二次侧感应电动势大小关系主磁通漏磁通区别和等效电路空载或短路实验测得损耗对应关系及参数求取并联运行理想条件和实际条件电压互感器电流互感器单项变压器外加电压与励磁电流波形关系连接组别判断3.49电压变化率,最大效率求解3.46并联变压器容量分配,最打输出容量计算3.52第四章:(以填空题、判断题、简答题为主)交流绕组感应电动势与励磁磁动势间时空变化规律;交流绕组槽距角、槽距电角、相带、极距、极相组的概念;单层绕组、双层绕组每相最大并联支路数;导体电动势、匝电动势、线圈电动势、线圈组电动势、相电动势的概念及计算;消弱谐波电动势的方法(短距绕组);单相绕组磁动势、三相绕组基波合成磁动势性质;谐波磁动势的次数、转速;单相绕组通单相交流电,三相绕组通三相对称交流电产生的磁动势三相绕组基波磁动势转向与电流向序关系对称绕组消除3n次谐波短路绕组消除或削弱谐波时第一节距选择第五章:(以填空题、判断题、简答题、计算大题为主)异步电机的转子结构;同步转速、转差率的计算;异步电机的三种运行状态;异步电机额定值;异步电机工作原理;定子磁场和转子磁场相对静止关系;异步电机的绕组折算;转子绕组中感应电动势及电流的频率计算;异步电机的频率折算及其含义;异步电机的等效电路;异步电机的参数测定(空载实验、短路实现);异步电机的功率流及相关功率之间的关系;异步电机的电磁功率计算(最大转矩、起动转矩);异步电机电磁转矩的三种表达式;异步电机特性曲线分析;异步电机的启动特点;异步电机启动方法及相关计算;异步电机的制动及调速;异步电机定子磁场和转子磁场同步,转子和磁场异步异步电机三种运行状态及各种状态下功率流程异步电机铁耗的主要产生原因频率折算和绕组折算共同条件鼠笼型异步电机转子相数降压启动特点变频调速时保证磁通不变的方法异步电机功率流程,转子转速,转差率,转子频率,电磁转矩,效率,定子电流,Y三角形启动转矩或启动电流计算第六章:(以填空题、判断题、简答题、计算大题为主)同步电机的特点;同步转速的计算;同步电机的额定值;同步电机的运行原理;同步电机的电枢反应;隐极机、凸极机在磁路不饱和、饱和状态下的电磁关系(方程式、向量图)及相关计算;同步发电机的运行特性(空载特性、短路特性、零功率因数特性、外特性、调整特性)分析;保梯电抗、短路比的概念及对电机性能的影响;同步发电机的并联运行条件及方法;同步电机功率和转矩平衡方程;同步电机电磁功率的计算及含义;同步电机交轴电枢反应对机电能量转换的意义;同步电机静态稳定的条件;同步电机无功功率的调节和V形曲线分析;同步电动机无功调节及V性曲线;同步电动机的起动和调速;调相机的作用、机理和运行状态;步进电动机工作原理及步距角计算。
3.I.数学模型问题:直流电机:u = E + I x ra (+ 2 E = u +I x ra (+ 2 U) E = C E nU b)(电动)(发电)II. 变压器:C E = PN a/60/aT E = C M I aC M = PN a/2 /a其中N上总导体数折算前UU1E2I1乙虹2折算后U;E1 lL乙E'2I '2 z '2III. 异步电机: f折算后1E2日1 E1未折算时UE2SF oE112/k|o Z mI2Z L折算后II2 R2/S jX2I1 Ib/k ik e E z"m Z mI1乙Ls R2 jX 2 sF1k e E?, E2S SE22s(TX2 s SX2E11U'22l|°Z m'2Z'L1Z1l|2 R2/S jX2ffE1E1IE2I o Z m、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?H m Z m阁工T4出励电动机的实验接线图E o UI(R a jX ) jlX a (隐极机)U lR a jlX t■ sttl傅2.51片励H 流电动机聘效电甌帶转轴)II. 变压器T 型等效电路III .异步动机:IV.同步电机: u—H Ed・JRa ak R adXdcjl|q X aq(凸极机、双反应理论)4.等效电路: I. 直流电动机:A R'R;j;兔=監1心-1 'YR;J占lr异步电机的T型等妓电路IV.同步发电机:隐极机5.I .II相量图及其绘制直流电机:(无)6. 异步电机:IV .同步电机dm图丨汁界步电机和秋图(l)<H<并])隐极机(不计饱和)a 6工不计饱利时凸极同姙电机的相・共同的概念直流电机独有交流电机独有单层、双层绕组叠绕组、波绕组y i、y2、y短距、长距、整距集中、分布换向器节距y k电刷电刷移位几何中性线物理中性线绕组系数:k N1 k y1k q1短距系数:k y1si90.q 1 si n =分布系数:k q1 ----------- ---・ 1 qsin— 2分数槽绕组单一闭合回路并联支路对数a三相星形、三角形并联支路数a主磁场、漏磁场、励磁磁场圆形旋磁:椭圆旋磁:脉振磁场:60 f 磁场旋转速度:nPX直流电动势:E CEnC E PN a 60a交流电动势:E 4.44 fNk N1(2为电枢总导体数、a为并联支路对数)(N为每相串联匝数)直流磁动势: F a(X)AxA N a i a/ D a(无移刷时的情况。
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 (+ 2U b )(电动)E = u + I ×ra (+ 2U b )(发电)E = C EnC E = PN a /60/a T E = C MI aC M = PN a /2/a其中N a 上总导体数II. 变压器:折算前11112222120121022/m LU E I ZU E I Z I I k I E kE E I ZU I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪+=⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩&&&&&&&&&&&&&&&折算后 11112222012121022'''''''''m LU E I ZU EI Z I I I E E E I ZU I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪=+⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩&&&&&&&&&&&&&&&III. 异步电机:f 折算后()11112222σ012121m 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()11112222σ1021210m/j U E I ZE I R s X I I I E E E I Z ⎧=-+⎪''''=+⎪⎪'=-⎨⎪'=⎪⎪=-⎩&&&&&&&&&&&&未折算时 ()111122222201212221m m , , s s s s s e s U E I ZE I R jX X sXF F F E k E E sE E I Z σσσ⎧=-+⎪=+=⎪⎪=+⎨⎪==⎪⎪=-⎩&&&&&r r r &&&&IV. 同步电机:0()a d ad q aqa d d q qE U I R jX jI X jI X U IR jI X jI X σ=++++=+++&&&&&&&&&(凸极机、双反应理论)0()a aatE U I R jX jIX UIR jIX σ=+++=++&&&&&&&(隐极机)4. 等效电路: I. 直流电动机:II. 变压器:III.异步动机:IV. 同步发电机:隐极机5. 相量图及其绘制 I . 直流电机:(无)II . 变压器:6. 异步电机:IV .同步电机隐极机(不计饱和)6. 交流绕组与直流绕组直流电动势:60E a E E C n pN C a=Φ=(N a 为电枢总导体数、a 为并联支路对数)交流电动势:14.44N E fNk =Φ(N 为每相串联匝数)直流磁动势:()/a a a aF x Ax A N i D π== (无移刷时的情况。
x 以磁极中心为起点,A 为电负荷)2aq F Aτ=()2aq ad F A b F Ab ββτ⎧=-⎪⎨⎪=⎩(移刷电角度时)交流磁动势:110.9N Nk IF p ϕ= (单相脉振幅值,N 为每相串联匝数,I 为相电流有效值)11 1.35N Nk IF p= (三相旋转磁动势幅值)7. 电磁转矩(功率)I. 直流电机: /2em M aM a T C I C pN aπ=Φ=II. 变压器: 1122N N N N N S U I U I ==(单相)113N N N S U I =(三相)III. 异步电机: 113cos N N N N N P I U ηϕ= 2212em R P m I s''= 2cu em p sP = (1)mec em P s P =-1mec em em m P P T ==ΩΩ2211222111122[()()]emem R m pU P sT R f R X X sσσπ'=='Ω'+++(忽略激磁支路而得)最大电磁转矩发生的位置为:2222112()()mR R X X s σσ''=++,即在忽略激磁支路后,当等效电路中的转子电阻值R ’2/s m 等于电路的其余元件的阻抗之和时,异步电机电磁转矩达到最大值。
IV .同步电机:201111sin ()sin 22em d q dmE U mU P X X X θθ=+-(凸极机)01sin em tmE U P X θ=(隐极机)保持P em 不变,调节无功: 0sin co cos E nst I constθϕ==(以U 垂直为参照,E 0终点轨迹垂直,I 终点轨迹水平)V 形曲线(励磁正常时,cos=1,I 最小,)8. 效率计算:211111P P p pP P P η-∑∑===- I. 直流电动机: 0cua cuf mec Fe ad cu p p p p p p p p ∑=++++=+II. 变压器: 0cu Fe ad cu p p p p p p ∑=++=+2cu kN p p β=20222020cos 1cos cos kN N N N kN N N kN Np p S S p p S p p ββϕηβϕββϕβ+=-=++++最大效率发生位置:20kN N p p β=,即可变损耗等于不变损耗时。
III. 异步电机:12012()()cu cu mec Fe ad cu cu cu ad mec Fe p p p p p p p p p p p p p ∑=++++=+=++++发生最大效率的位置:可变损耗等于不变损耗时,即12()()cu cu ad mec Fe p p p p p ++=+时。
IV. 同步电机:0cua cuf mec Fe ad cu p p p p p p p p ∑=++++=+(不要求)9.电压变化率或电压调整率 I. 直流发电机电压变化率:0NNU U U U -∆=II. 变压器电压变化率:2022222**22(cos sin )N N Nk k U U U U U U U R X βϕϕ--∆==≈+ (一次侧为额定电压不变)III. 异步电机(无)IV. 同步发电机电压调整率:0NNE U U U -∆=(励磁电流不变为I fN )10. 电动机的调速: I. 直流电动机调速:2a a a em E E E M U I R R Un T C C C C -==-ΦΦΦ: 调压调速、电枢串电阻调速、调励磁调速等II. 异步电动机调速:1160(1)(1)f n s n s p=-=-: 变频、变极、变转差率调速2211222111122[()()]emem R m pU P sT R f R X X sσσπ'=='Ω'+++:调压、转子串电阻等调s 法III. 同步电动机调速:1160f n p=: 变频、变极11. 起动、并网问题:I. 直流电动机起动:直接起动、三点启动器、调压软起动II. 变压器并联运行:变比相同;连接组号相同;短路阻抗标幺值相同、阻抗角相等。
负载分配:与短路阻抗成反比III. 异步电动机起动:调压器降压起动、先Y-后起动、转子回路串电阻起动IV. 同步发电机并网:相序相同、频率相同、电压大小和相位相同旋转灯光法(交叉连接)、灯光熄灭法(对应连接)同步电动机起动:牵入同步法(阻尼、励磁绕组短路的异步电动机起动法);(异步电动机带动到接近同步转速的起动法);变频器供电起动12. 制动问题:I. 直流电动机:电源反接制动(E、U同向,快速)串励电动机超速制动(E>U,能量回馈)II. 异步电动机:从0速开始,沿同步速的反方向下放重物;电动机运行中,调换电源某两相,制动减速或停车;定子接入直流电,电磁制动III. 同步电动机:定子绕组短路电磁制动(不要求)13. 空载试验:I. 直流电发机空载试验:测磁化曲线直流电动机空载试验:II. 变压器空载试验:电压侧进行,测U N附近的数据U0、I0、p0;计算Z m、R m、X m (也叫开路试验,忽略1、2次侧漏抗)III. 异步电动机空载试验:测U N附近的数据U0、I0、p0;分离p mec,计算Z m、R m、X m等p0同U02为近似线性关系,p mec基本不变,故在U0=0时,可分离出p mec。
IV. 同步发电机空载试验:测磁化曲线14. 短路试验: I. 直流电机(无)II. 变压器短路试验:在高压侧做,测I N 附近的数据U k 、I k 、p k ;计算Z k 、R k 、X k(忽略激磁支路)III. 异步电动机短路试验:计算定、转子漏阻抗参数(也称堵转试验,不能忽略激磁支路)IV .同步发电机三相对称短路试验:短路电流只有去磁性质的I d 分量,I d 和I f 成正比,测X d 的不饱和值。
15.磁势平衡与电枢反应问题 I. 直流电机的电枢反应:电枢(负载)电流产生一个磁动势,对主极磁动势有影响。
A. 电刷在几何中性线上时,只有交轴电枢反应。
()/a a a aF x Ax A N i D π== (无移刷时的情况。
x 以磁极中心为起点,A 为电负荷)2aq F Aτ=交磁作用:①几何、物理中性线不重合;②不饱和时每极磁通不变;饱和时,有去磁作用。
B. 电刷移位后,出现直轴电枢反应磁动势,可能去磁,也可能助磁。
()2aq ad F A b F Ab ββτ⎧=-⎪⎨⎪=⎩(移刷电角度时)II. 变压器的磁势平衡: 一次侧电流的负载分量同二次侧电流二者的磁动势大小相同、方向相反,互相抵消,即11012L I I I I I I=+'+=&&&&&III. 异步电动机的磁势平衡(也称转子反应):定子电流的负载分量同转子电流二者的磁动势大小相同、方向相反,互相抵消,即11012L I I I I I I=+'+=&&&&&IV. 同步电机的电枢反应:电枢(负载)电流产生一个磁动势,对主极磁动势有影响。