电机学知识点总汇(极力推荐)
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电机学II重点知识汇总优选版电机学II 重点知识点汇总1. 异步电机变频调速: 基频以下调速,保证11U C f =,目的保证φ不变,理由111114.44N U E f N k φ≈=。
适合恒转矩调速。
基频以上调速,保证11N U U =,理由电压不能超过额定电压,属于弱磁调速,适合恒功率调速。
关于调速的课后作业和例题。
2. 异步电机同步转速表达式:160f n P=,是气隙旋转磁动势F δ相对定子的转速,气隙旋转磁动势由定子磁动势1F 和转子磁动势2F 合成。
且F δ、1F 、2F 的转速都是1n ,1F 、2F 相对静止,空间相对位置确定,相对转子的转速为1n n -。
3. 异步电机等效电路中,附加电阻的物理意义是什么?4. 异步电动机能否直接起动?为什么?怎么解决?5. 异步电机的机械特性曲线,人为机械特性曲线,要求会画,会分析。
如:绕线式异步电机,转子回路串入电阻,机械特性曲线如何变化?如果带恒转矩负载,转速如何变化?定子电流如何变化?6. 得到圆形旋转磁场的条件:三相对称绕组通入三相对称电流;两相绕组空间互差90°电角度通入时间上差90°电角度的电流。
单相绕组单相交流电流产生什么磁场?三相对称绕组通入三相不对称电流产生什么磁场?如何解决单相电机的起动问题?如:作业p207,11-6第一问。
7. 他励直流发电机的额定功率:N N N P U I =;他励直流电动机的额定功率N N N P U I <。
他励直流发电机的电压平衡方程式:2a a a E U I R U =++∆他励直流电动机的电压平衡方程式:2a a a U E I R U =++∆8. 同步电机:阴极机和凸极机的相量图会画,并且会根据三角形关系进行计算。
如作业:12-1等。
9. 同步电机电抗三角形的高物理意义是什么?如何做图?四条线分别对应什么?各自的条件是什么?10. 同步电机的功角特性方程是什么?如:同步电动机负载增加,转速是否变化?答:不变,同步转速不变。
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。
电机学知识点总结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=9.55Ce14、发电机 Ea=U+IaRa电动机 U=Ea+IaRa15、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。
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。
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11112222120121022/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11112222012121022'''''''''m LU 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()11112222σ012121m m //i e U E I ZE 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 Zσσσ⎧=-+⎪=+=⎪⎪=+⎨⎪==⎪⎪=-⎩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 a a tE U I R jX jIX U IR 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)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:()/aa a aF x Ax A N i D π==(无移刷时的情况。
电机学基础必学知识点1. 电磁感应原理:根据法拉第电磁感应定律,导线在磁场中运动时会产生感应电动势。
2. 磁场的产生:磁场可以由磁铁或电流产生。
3. 左手定则:用于确定电流通过导线时的磁场方向。
将拇指指向电流方向,其他手指弯曲的方向即为磁场方向。
4. 电机运动方向的确定:根据洛伦兹力定律,当电流通过导线时,会受到磁场力的作用,方向由右手定则确定。
5. 电动势和电流的关系:根据欧姆定律,电动势等于电流乘以电阻。
6. 磁化曲线和磁滞回线:用于描述磁场强度与磁化力的关系。
7. 磁感应强度和磁场强度:磁感应强度是磁场中的磁感线的密度,而磁场强度表示一个点的磁场强度大小。
8. 电磁铁:由线圈和铁芯构成,通电时能够产生强磁场。
9. 电感和感应电动势:当电流变化时,会产生感应电动势,这种现象称为自感。
10. 洛伦兹力:电流通过导线时,在磁场中会受到力的作用,该力称为洛伦兹力。
11. 感应电动势的大小:根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁通量的变化率。
12. 动能定理:将电能转换成机械能的定律,表征电机的工作原理。
13. 电机的功率和效率:电机的功率等于输入功率减去损耗功率,效率等于输出功率除以输入功率。
14. 直流电机:根据电流方向和磁场方向的关系,直流电机分为永磁直流电机和励磁直流电机。
15. 交流电机:根据电流的形式,交流电机分为异步交流电机和同步交流电机。
16. 电机的控制方法:电机的控制方法包括电压控制、电流控制和频率控制等。
17. 电机故障检测和维护:电机故障检测和维护包括温度检测、振动检测、绝缘检测等。
18. 电机的选型和应用:根据具体的应用需求选择合适的电机类型和规格进行设计和应用。
电机学知识点总结电机学知识点总结直流电动机知识点:直流电动机的主要结构包括定子和转子。
定子由定子铁心、励磁绕组和电刷组成,而转子由转子铁心、电枢绕组和换向器组成。
通过电刷和换向器,直流电动机可以与外部电路相连接。
直流电动机的工作原理是,通过电刷和换向器之间的切换,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。
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”。
直流电机的励磁方式分为他励式和自励式,其中自励式包括并励式、串励式和复励式。
直流电机的额定值包括额定功率PN、额定电压和额定电流。
磁极数等于电刷数,等于支路数(2p=电刷数=2a,其中p为极对数,a为支路对数)。
在空载时,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。
电枢反应是负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。
电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。
交轴电枢反应会使气隙磁场发生畸变,物理中线偏离几何中线,而且在饱和时具有一定的去磁作用。
当电刷偏离几何中线时,会出现直轴。
直流电机的公式包括Ea=CeΦn、Te=CTΦIa和CT=9.55Ce。
发电机的公式是Ea=U+IaRa,而电动机的公式是XXX。
他励发电机的特性主要包括外特性U=f(I),曲线向下倾斜的原因是,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。
此外,交轴电枢反应还会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。
并励发电机的自励条件包括电机的磁路中要有剩磁,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,以及励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。
并励发电机的外特性U=f(I)曲线下降的原因与他励发电机类似,包括电枢电阻压降IaRa增大、交轴电枢反应产生的去磁作用以及励磁电流减小等。
最后,励磁绕组不能开断,这是因为励磁绕组的磁场是直流磁场,如果开断励磁绕组,磁场会消失,电机就无法运转。
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11112222120121022/m LU E I Z U E I Z I I k I E kE E I ZU I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪+=⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩折算后11112222012121022'''''''''m LU 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()11112222σ012121m m //i e U E I ZE 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 Zσσσ⎧=-+⎪=+=⎪⎪=+⎨⎪==⎪⎪=-⎩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 a a tE U I R jX jIX U IR 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)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β 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)11N N N S I(三相)III. 异步电机:11cos N N N N N P I U ϕ 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 ϕ =1,I 最小,)8. 效率计算:211111P P p p P 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U 0、I 0、p 0;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U 0、I 0、p 0;分离p mec ,计算Z m 、R m 、X m 等 p 0同U 02为近似线性关系,p mec 基本不变,故在U 0=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β 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110120L 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110120L 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。
用I 和E 0的夹角来区分:E 0代表滞后Φm 、I f 、F f 90°的交轴(q 轴)方向。
电枢反应磁动势、磁场、磁通、电动势:F a 、B a 、Φa 、E a 隐极机:电枢反应电抗X a ,同步电控X t = X a +X σ 凸极机:(双反应理论)直轴电枢反应电抗X ad 、直轴同步电抗X d = X ad +X σ交轴电枢反应电抗X aq 、交轴同步电抗X q =X aq +X σ16. 励磁问题:1. 直流电机: 他励、并联、自励、串励、复励(积复励、差复励、平复励)2. 变压器:I m 、Φm 基本不变:空载时由一次侧单独提供;负载时,Φm 由F 1、F 2共同产生 3. 异步电机: I m 、Φ0基本不变:空载时由定子电流单独提供;负载时,Φ0由F 1、F 2共同产生 4. 同步电机: 直流励磁发电机励磁同步励磁发电机旋转整流励磁静止整流装置整流励磁17. 不对称运行问题: 对称分量法:(正序、负序、零序的概念)00A A A A B B B B C C C CI I I I I I I I I I I I +-+-+-⎧=++⎪=++⎨⎪=++⎩22000 ; ; B A C A B A C A AB C I I I I I I I I I I I αααα++++----⎧==⎪==⎨⎪==⎩2201()31()31()3A A B C A AB C A A B C I I aI a I I I a I aI I I I I +-⎧=++⎪⎪⎪=++⎨⎪⎪=++⎪⎩1. 直流电机(无)2. 变压器:(正序、负序、零序)电路及阻抗的特点单相负载或短路分析两相间短路分析3. 异步电动机:不对称电压下的运行分析4. 同步发电机:(正序、负序、零序)电路及阻抗单相负载或短路分析两相间短路分析三相短路I k3:两相短路I k2:单相短路I k1 = 1:318. 折算问题1. 直流电机(无)2. 变压器:绕组折算变比k3. 异步电机:频率折算、绕组折算电动势变比ke电流变比ki4. 同步电机(无)19. 标幺值问题基准的选择20 额定值问题额定值间的关系21. 定、转子磁场相对静止问题22. 发电机、电动机可逆原理23. 稳定性问题、判断二、电机学个别问题1. 直流电机为什么需要换向器?电枢导体中的电流是交流还是直流?单波绕组的并联支路对数等于1 单叠绕组的并联支路对数等于p2. 变压器三相变压器的两种磁路结构;三相变压器的连接组号和组别、时钟表示法;同一铁心柱上的两套绕组,感应的反电势要么同相位,要么反相位:绕组同名端的概念; 电压互感器不能短路,电流互感器不能开路3.异步电动机三种运行状态鼠笼转子的特点、极数自动适应问题单相(电源)异步电动机4.同步电动机转差发测量x d 、x q 的不饱和值特性三角形:空载特性曲线、零功率因数特性曲线间相差一个特性三角形利用特性三角形求漏电抗x p短路比:在空载额定电压时,发生短路,相应的短路电流标幺值。