电机学 复习提纲共54页

电机学复习资料第一章 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 dt di Le L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dt di 1 ▲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 =Al μ——磁阻，单位为H -1； Λm =l A 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∑∑∑==m R Hl 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 aE E C npN C aΦ==电磁转矩：em a2T aT T C I pN C aΦπ==直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a aU 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 a a f em Cua CufP UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cufem Fe mec adP P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程：20d d em T T T Jt Ω--=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： 0N N 100%n n n n -∆=⨯DM 的机械特性：em 2T 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。

复习提纲一、填空题（20分，每空1分）范围：1、P75 直流发电机的可变损耗和不变损耗；2、电机的起动（①直接启动；②电枢回路串电阻启动；③降压启动）、调速（①电枢回路串电阻调速；②改变励磁电流调速；③改变端电压调速）制动（①能耗制动；②反接制动；③回馈制动）；3、直流磁场和交流磁场的特点；4、电机的铁心材料（软磁材料，硅钢片）。

二、选择题（10分，5小题，每题2分）变压器的可变损耗(铜耗)和不变损耗（铁耗）；P51、P53单叠单波绕组的特点；P215同步转速及转差率；P215异步电机的运行方式；P49电机的额定值。

三、判断题（20分，10小题，每题2分）范围：P119变压器的作用(利用电磁感应原理，将一种交流电压的电能转换成同频率的另一种交流电压的电能)；磁导率；P77直流电机的空载特性（当n=常值、I=0时，U0=f(I f)的关系曲线；无论是何种励磁方式的直流电机，其空载特性曲线均由他励接线方式测定）；直流电机绕组；感应电机运行；变压器的损耗；异步电机的转速。

四、简答题（10分，2小题，每题5分）范围：P95直流电机的调速；P74、P79并励发电机(试写出并励直流电动机电枢回路的电压方程、功率方程和转矩方程。

电磁转矩对转子起什么作用？)五、计算题（40分，4小题，每题10分）D硅钢片迭成，截面积1．P25对于下图，如果铁心用23A Fe,铁心的平均长度l Fe，空气隙，线圈的匝数为匝，试求产生磁通 韦时所需的励磁磁势和励磁电流。

(10分)2. 一台并励直流电动机，P N，U N，n N，I N电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）R a,励磁回路电阻R f,略去电枢反应影响。

试求：（1）额定负载时的电磁转矩（C TΦ=9.55C eΦ）；（4分）（2）额定负载时的效率；（2分）（3）当电枢回路串入电阻r a=0.15Ω时，在额定输出转矩时的转速。

（4分）3．一台八极的三相感应电动机，已知额定转差率s，电源频率为50Hz，试求：（1）该机的同步转速？（3分）（2）转子的电流频率？（2分）（3）当该机运行在min /800r 时，转差率是多少？（2分） （4）当该机运行在起动时， 转差率是多少？（3分）4. P181试画出下图所示变压器的高、低压方电动势相量图，并判断其联接组。

及格必备知识点一、直流电机：1、直流电机特点：具有优良的调速性能和启动性能。

（P1）2、换向器的作用：整流作用。

（P5）3、改善换向的方法：（1）安装换向极。

（2）正确移动电刷。

（3）正确选用电刷。

（4）装设补偿绕组。

（P19-20）4、直流电动机的组成：直流电动机由定子和转子两大部分组成。

（P2）5、直流电动机的调速方法：（1）电枢回路串电阻调速。

（2）降低电枢电压调速。

（3）弱磁调速。

（P37-39）6、直流电动机的制动及适用场合：（1）能耗制动——用于要求迅速停车的场合。

（2）电枢反接制动——要求迅速反转的场合。

（3）倒拉反接制动——用于慢速下放重物的场合。

（4）回馈制动——用于电车下坡或起重机快速下放重物。

（P49-52）7、直流电机的启动方法:（1）电枢回路串电阻器启动。

（2）减压启动。

（P46-48）8、计算题：P8 例1-1二、变压器：1、变压器基本作用：在交流电路中变电压、变电流、变阻抗、变相位和电气隔离。

（P60）2、变压器的组成：最主要组成部分是铁心和绕组。

（P63）3、变压器的理想运行条件：暂无4、变压器的外特性：（P77）5、互感器的注意事项：（1）电压互感器运行时，二次绕组绝不允许短路。

（2）电压互感器和电流互感器的铁心和二次绕组的一端必须接地。

（3）电压互感器的二次侧所接电压线圈的阻抗值不能过小。

（4）电流互感器工作时二次绕组不许开路。

（5）电流互感器二次绕组回路串联的电流线圈阻抗值不得超过允许值。

（P99-100）6、自耦变压器注意事项：（1）接电源前一定要调到零位。

（2）输入、输出的公共端U2和u2接零线，输入接线端U1和U2接电源，输出接线端u1和u2接负载。

（P98）7、计算题：P66 例2-1三、三相异步电动机：1、三相异步电动机的优缺点：优点：结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便、效率较高、体积小、重量轻；缺点：功率因数较低、启动和调速性能较差。

（P105-106）2、三相异步电动机调速方法：（1）变极调速。

电机学备考部分
CHM
一.电机的分类
1.1）机械能转换为电功率…发电机
2）电功率转换为机械能…电动机
3）电功率转换为另一种形式的电功率…变压器、交流机、变频机、移相机
4）不以传递能量为主要职能，在电气机械系统运行起调节、放大、控制
2.按电流种类：直流电机、交流电机
3.按原理和运动方式
1）没有固定同步速度…直流电机
2）静止设备…变压器
3）作为电动机运行时，速度较同步速度小；作为发电机运行时，速度较同步速度大…异步电机
4）速度等于同步速度…同步电机
5）速度可以在宽广的范围内随意调节，可以从同步速度下调至同步速度以上…交流换向器电机
【同步速度指的是定子的旋转磁场】
二.电机的磁路和磁路定律
电在电机中主要以路的形式出现，即由电机内的线圈（或绕组）构成电机的电路磁在电机中是以场的形式存在，常把磁场简化磁路处理
1 ?电机的电磁基本理论
1）线圈中流过电流将产生磁场（右手螺旋），穿过线圈的磁通形成磁链，一个线圈通过单位电流所产生的磁链为该线圈的电感。

2）线圈流过正弦交流电时，线圈电感常用相应的电抗表示= wl（w为交变频率）
（施加电压 f 磁通磁路越大磁路越饱和磁阻f 电抗丨）
3）电磁感应泄律：若线圈中磁链发生变化，线圈感应出电动势（线圈感应电动势趋于阻碍磁链变化）
三.变压器
1）标幺值=实际值/基值（基值一般取额定值）。

《电机学》复习重点各章习题为作业题（答案全部要求手写）第一章绪论本章介绍了有关磁场、磁路的基本概念，磁路的基本定律和电机电磁基本关系。

一、电机－能量转换装置，电机的用途广泛，种类很多，按照电机在应用中的能量转换职能来分，电机可以分为下列各类。

（1）将机械功率转换为电功率――发电机。

（2）将电功率转换为机械功率――电动机。

（3）将电功率转换为另一种形式的电功率，又可分为：①输出和输入有不同的电压――变压器；②输出与输入有不同的波形，如将交流变为直流――变流机；③输出与输入有不同的频率――变频机；④输出与输入有不同的相位――移相机。

（4）不以功率传递为主要职能，而在电气机械系统中起调节、放大和控制作用的各种控制电机。

按照所应用的电流种类，电机可以分为直流电机和交流电机。

电机还可以按原理和运动方式来分，同步速度决定于该电机的极数和频率，同步速度的确切意义将在后文说明。

电机可分类如下。

（1）没有固定的同步速度――直流电机。

（2）静止设备――变压器。

（3）作为电动机运行时，速度永远较同步速度为小，作为发电机运行时，速度永远较同步速度为大――异步电机。

（4）速度等于同步速度――同步电机。

（5）速度可以在宽广范围内随意调节，可以从同步速度以下调至同步速度以上――交流换向器电机。

二、磁场、磁路运动电荷（电流）的周围空间存在着一种特殊形态的物质，人们称之为磁场。

在电机和变压器里，常把线圈套装在铁芯上，当线圈中流过电流，在线圈周围的空间就会形成磁场，如图1-1所示，其中铁芯由铁磁材料构成，导磁性能比空气好得多，磁通几乎全部在铁芯中流通，而在空气中只存在少量分散的磁通。

所以在一般工程计算中，电机中的磁场常简化为磁路来处理。

三、磁感应强度（磁通密度）、磁通量磁场的大小和方向可用基本物理量磁感应强度来描述，用符号表示，单位是（特斯拉），是一个矢量。

通过磁场中某一面积的磁感应线数称为通过该面积的磁通量，简称磁通，用符号表示。

电机学复习提纲第一章 导论一、电机中常用电、磁、力定律。

二、铁磁材料的三个特性（高导磁性、磁饱和性和磁滞性）。

三、磁导率Fe μ与磁路饱和程度的关系；磁路磁阻与磁路饱和程度的关系。

四、交流磁路与直流磁路（1）交流磁路中存在铁损耗（磁滞损耗和涡流损耗）。

直流磁路中磁场不变，不存在铁损耗。

（2）直流磁路中励磁线圈的外施电压只需要与线圈电阻的压降相平衡，数值较小；交流磁路中外施电压要与线圈中感应的反电势相平衡，因而其数值会大很多，并且相比之下，线圈电阻上的压降相对较小，一般可以忽略。

第二章 直流电机一、重点掌握以下公式 1.额定功率对于发电机 ：N N N I U P = 对于电动机 ：N N N N I U P η= 2.支路对数 单迭绕组：Pa = 单波绕组：1=a3.感应电势及电磁转矩n C E E φ= aPNC aE 60=a T em I C T φ= aPNC aT π2=aN ——电枢导体总数Ω=em em P T602n π=Ω4.电势平衡方程式（1）电动机 a a R I E U += （2）发电机 a a R I U E +=a R —电枢回路的总电阻5.电流平衡方程式 并励电动机 f a N I I I += 并励发电机 f N a I I I += 对于他励电动机和发电机 a N I I =6.功率平衡方程式（1）直流发电机的功率平衡方程式 电磁功率 a em EI P =cu cuf cua em p P p p P P +=++=22 01p P p p p P P em ad Fe mec em +=+++= ∑+=++=p P p p P P cu 2021根据上述功率关系画出功率流程图%10012⨯=P P η（2）直流电动机的功率平衡方程式 电磁功率 a em EI P =输入功率 cu em cuf cua em p P p p P UI P +=++==1 电磁功率 022p P p p p P P ad Fe mec em +=+++=∑+=++=+++++=∴pP p p P p p p p p P P cu ad Fe mec cuf cua 20221根据上述功率关系画出功率流程图7.转矩平衡方程式（1）发电机 根据 01p P P em += 01T T T em += （2）电动机 根据 02p P P em += 02T T T em += 二、直流电动机的起动方法1.直接起动（适用于小容量电机）2.电枢回路串电阻起动3.降压起动 三、直流电机的调速 根据 φE aa C R I U n -=有三种调速方法（1）调电枢电压 （2）调电枢电阻 （3）调励磁电流 掌握各种调速方法的特点。

第一章1.电机：泛指所有实施电能生产、传输、使用、和电能特性变换的机械装置。

2.电机学的主要研究范畴仅限于那些依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量或信号转换的电磁装置。

3.电机：发电机：由原动机拖动，将机械能转换为电能电动机：将电能转换为机械能，驱动电力机械变压器、变流机、变频机、移相器：分别用于改变电压，电流，频率和相位控制电机：进行相位的传递和转换，控制系统中的执行、检测或解算元件4.对于旋转电机，它的结构上就必然要求有一个静止部分和一个旋转部分，且两者之间还要有一个适当的间隙（定子、转子、间隙）第二章1.p50 例题2.1 例题2.2 （小题）2.励磁方式：指励磁绕组的供电方式分为1.他励直流电机（他励）2.并励直流电机3.串励直流电机（自励）4.复励直流电机3.P68 图2.354.电枢反应：在电机学中，电枢磁场对励磁磁场的作用称为电枢反应（交轴电枢反应不但使气隙磁场畸变，而且还有去磁作用。

）交轴（畸变，去磁）直轴（去磁，增磁）5.负载机械特性曲线的切线斜率要大于电动机机械特性曲线的切线斜率。

（）936.直流电动机的常用启动方法：直接启动，电枢回路串电阻启动，降压启动。

7.直流电动机调速方式：电枢回路串电阻，改变励磁电流，改变端电压。

8.制动（电磁制动）：能耗制动，反接制动，回馈制动计算题：调速，启动，制动，公式：（）979.例题2.11 （p97 ）10.改变电动机方向：1改变电枢电流方向2改变励磁电流方向11.习题p113第三章1.变压器按用途分：电力变压器，互感器，特殊用途变压器2.铁芯：铁芯是变压器的磁路，分为芯柱和铁轭两部分作用：为减少交变磁通在铁芯中产生磁滞损耗和涡流损耗，变压器铁芯厚度为0.27mm，0.3mm,0.35mm的冷轧高硅钢片叠装而成。

3.例题3.1 p122 （填空）4.1空载电流就是励磁电流2若铁芯不饱和，空载电流波形也是正弦波3励磁电流的波形呈尖顶波波形p1255.折算：目的简化变压器的运算，原则折算前后变压器内部的电磁过程、能量传递完全等效6.图形p1317.根据变压器空载试验可求出变比K，空载损耗p0，空载电流I0，以及励磁阻抗Zm 例题3.3 p136 例题3.4 p1388.画组别1439.并联运行的各变压器需满足以下条件：1 各变压器一，二次侧额定电压对应相等2 连接组号相同3 短路阻抗标幺值Zk相等10.在运行时电流互感器二次侧不能开路，电压互感器二次侧不能短路。