电机学学习笔记

第1章磁路1.1磁路的基本定律⚫安培环路定律：，符合右手螺旋关系，可导出磁路的基尔霍夫第二定律：。

⚫磁路的欧姆定律： F=ΦR m，其中， R m=lμA。

磁导率μ不是一个常值，磁路是非线性的，磁路的欧姆定律由安培环路定律导出。

⚫磁通连续性定律：∮B⃗ ∙da=0A，可导出磁路的基尔霍夫第一定律：∑Φ=0。

1.2常用的铁磁材料及其特性⚫磁化和磁滞是铁磁材料的两大特性。

⚫初始磁化曲线：对铁磁材料进行磁化，磁通密度随磁场强度增大而增大的曲线B=f(H)。

初始磁化曲线有4个阶段：①开始磁化，磁密缓慢增大；②外磁场增强，磁密呈线性增长；③开始出现饱和；④完全饱和。

膝点在电机设计中很重要。

⚫磁滞回线：将铁磁材料周期性交变磁化，B=f(H)呈回线。

剩磁：去掉外磁场后仍然保留的磁密B r。

为使B r降至零，必须施加的反向磁场强度称为矫顽力H c。

⚫基本磁化曲线：各磁滞回线顶点组成的单值函数。

⚫铁磁材料：①软磁材料：回线窄、剩磁和矫顽力都很小，常用于制造电机和变压器的铁心；②硬磁材料：回线宽、剩磁和矫顽力都很大。

⚫磁滞损耗：材料被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦造成损耗，pℎ=fV∮HdB，经验公式：pℎ=CℎfB m n V。

涡流损耗：根据电磁感应定律，铁心中将产生感应电动势，引起环流，造成损耗，经验公式：p e=C eΔ2f2B m2V。

铁心损耗：p Fe=pℎ+p e≈C Fe f1.3B m2G。

1.3磁路的计算⚫正问题：由Φ求F；逆问题：由F求Φ。

⚫气隙磁场的边缘效应：Aδ(有效)=(a+δ)(b+δ)。

⚫永磁磁路的计算特点：H M l M+Hδδ=0，F=−H M l M，永磁体工作在磁滞回线的第二象限，称退磁曲线（外特性曲线）。

工作点由气隙磁阻线和退磁曲线交点确定，故F M不是定值，而与外磁路的磁阻有关。

1.4电抗和磁导的关系⚫Ψ=NΦ=N(Ni)R m =Li，L=Ψi=N2R m=N2Λm， X=ωN2Λm。

电机与拖动笔记线圈的励磁：磁通密度与形成的磁通闭合回路有关。

磁势具有与电路电压一样的特性：导磁铁基本跟导体一样，而磁隙就如同在电路中的电容。

磁压降基本在磁隙处，磁隙处的媒介导磁性越小，那么，磁压降越集中，就如电阻越大电源导线及内电阻的分压降越小，这样提高了磁路的效率。

B = u*W*I/dL : 磁通密度与励磁电流、线圈匝数成正比，与磁隙距离成反比。

单位1T= 10000Gs ：1特斯拉等于1万高斯。

磁通饱和之前，磁通量与励磁电流基本成正比，饱和时导磁铁的内部成一个方向，再加大电流时，磁通量不会增加很大。

所以直流电机工作在额定电流下时的功率因数最好，太小太大，利用率都会下降。

转子的电流会产生磁场，这个磁场，在饱和状态之前是增加了励磁磁场，但是增加是根据旋转方向不对称的，转子进入磁场的一侧的磁通被加强，而出来的一侧被减弱。

当转子磁通饱和之后再增大电流，则出现的是有少部分的减少进入侧的磁峰高度。

电机种类：1. 直流电机，转子的电流方向改变，励磁方向不变。

稳定转速由转子电压和励磁大小决定，励磁越大，磁感应强度越大，反电势越大，为了保持转矩不变，要增加电流，所以减小转速，使反电势减小，电流增加，保持与负载转矩相同。

加速度由转子电流和励磁大小决定，电流越大，转矩越大，励磁越大，转矩越大。

可见直流电机的转速随负载增加，是减少的。

速度由电机本身的固有特性决定。

要调速只有励磁和电压。

速度 = U / M, 转矩 = I * B * L, 机械硬度决定于转子的电阻 R 。

2. 交流异步（感应）电机，转子是不接电源的电机，转子电流由定子磁场感应产生，所以转子电流大小决定于定子磁场。

当转差率大时，感应电流大，当转子转起来后，转差率变小，感应电流变小。

但是由于启动时，定子阻抗大，定子电流小，所以启动转矩并不是最大，当转速起来后达到额定转速后转矩达到最大，但是随着转速再提高，力矩会减小。

速度由定子磁场转速决定，V = F（频率）/ p(磁极对) M ，磁极对数约多，转速越慢。

电机学学习笔记一、绪论1)基本概念：电机：指应用电磁感应作用而运行的机械，用于电能的转换与不同形式电能之间的变换电机按照功能的分类：有电动机，发电机，变压器与控制电机按照结构特点分类：有变压器与旋转电机，旋转电机分为交流电机与直流电机，交流电机分为同步电机与异步电机2)电机学使用的基本公式：磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫第一定律（KCL）、磁路基尔霍夫第二定律（kvl）安培环路定律、电磁感应定律3)电路与磁路相关概念的对比：磁动势：就是所有电流产生磁场，公式为F=Ni磁位降：就是在安培换路定律中的Hl，也等于在这段磁路里面的磁阻乘于磁通，也就是抵消掉磁动势的东西4)关于损耗：磁路中的损耗为铁耗，铁耗包括滞磁损耗和涡流损耗二、变压器1)基本概念变压器：实现相同频率的交流电能之间的转换几种绕组的分类：高压绕组，低压绕组；一次绕组，二次绕组变压器按照绕组数目分类：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器按照冷却方式分类：油浸式变压器、干式变压器按照铁芯结构分类：心式变压器、壳式变压器变压器的基本构成：1、必须有电路部分跟磁路部分；2、绕组套在铁芯上，构成器身（变压器的核心部分）变压器的额定值：额定容量SN：输出视在功率的保证值，规定一次二次绕组的视在功率相同一次绕组额定电压U1N：正常运行时一次绕组应该加的电压的有效值二次绕组额定电压U2N：一次绕组加额定电压时二次绕组空载时的输出电压有效值一次、二次绕组额定电流I1N、I2N：正常运行时一二次绕组能够承担的电流的有效值，可以通过额定容量来计算额定负载：就是当二次绕组电流I2达到其额定值I2N时的负载，也成为满载单向变压器的额定容量计算：就是拿该相的电压乘以该相的电流（额定值）三相变压器的额定容量计算：要注意，这里给出的额定电压都是线电压，因此虽然三相变压器的额定容量就是三个相的容量加起来，但是每个相的容量的计算中已经用到了线电压除以根号三，所以总的是线电压乘以线电流乘以根号三：2)变压器的运行分析：参考方向的问题：考虑电路中电压、电动势、电流、磁通的参考方向。

《电机学》课程复习要点课程名称：《电机学》适用专业：电气工程及其自动辅导教材：《电机学》（第5版）汤蕴璆主编第一章绪论内容：了解本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》课程在自动化专业中的地位，从而明确学习目的；了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，了解电机的分类、主要作用。

要求：熟练掌握电机理论中常用的基本电磁定律；铁磁材料的特性。

第二章变压器内容：单相变压器运行原理、三相变压器连接法和联结组别、标幺值概念及用标幺值进行各种运算要求：了解三相变压器磁路系统、三相变压器绕组接法和磁路系统对电动势波形的影响；理解单相变压器空载运行物理现象及电势、电流分析；变压器工作特性；掌握变压器基本工作原理结构,原理图各量参考方向的规定；额定值；单相变压器负载；熟练掌握单相变压器空载及负载运行时基本方程式、等效电路、相量图、功率关系及相关运算、标幺值概念及用标幺值进行上述各种运算。

第三章直流电机内容：直流电机磁场及电枢反应、电机的可逆原理、直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组。

要求：理解直流电机空载和负载时的磁场及电枢反应、电机的可逆原理；掌握直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组；熟练掌握直流电机电枢电动势、电磁转矩和电磁功率、直流电动机的运行原理、电动机惯例、基本方程式、机械特性、工作特性及相关运算。

第四章交流电机共同问题内容：交流电机的电枢绕组、交流绕组的绕制方法、交流绕组感应电动势、交流绕组建立的磁动势。

要求：了解交流电机的电枢绕组、理解交流绕组的绕制方法、掌握交流绕组感应电动势及交流绕组建立的磁动势。

第五章感应电机内容：感应电机的结构、基本工作原理、额定值、三相感应电机磁动势、磁场、工作特性及运行原理。

要求：了解感应电机的结构、基本工作原理、额定值；理解三相感应电机磁动势、磁场和工作特性；掌握三相感应电动机堵转时运行特性、转子转动时运行特性、频率折算和转子绕组折算、三相感应电动机参数测定；熟练掌握感应电动机基本方程式组、等值电路、功率与转矩平衡关系及相关运算。

第0章 绪论：1、电机：利用电磁感应原理实现能量转换的机械2、电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源。

第1章 直流电机1.2绕组1、单叠绕组：ε±=p Z y 21，即][pZy 21=（向下取整）；1=k y ，k y y y -=12。

p 为磁极对数，Z 为槽数，1y 为第一节距（同一个元件的两个边跨过的距离），k y 为换向器节距。

画图步骤：1）计算1y ；2）根据Z 的数目画线（等间距），线的数目和Z 相同。

（Z=16，1y =4）（实线、虚线都画）3）根据1y 的值连接绕组，即编号为1的实线，需要跟编号为5（1+1y ）的虚线相连。

4）将编号为1的实线连接到编号为1换向片（位置自己定，换向片宽度和实线间宽度一样），（换向器编号和实线编号一致），将编号为5的虚线连接到编号为2的换向片。

5）平移将其他的画出来6）画磁极，磁极宽度约为PZ270.倍的实线间宽度，极性交替放在线中，磁极平移距离为PZ2倍的实线宽度；在磁极中心下方画出电刷（N 极下为+，S 极下为—） 单叠绕组特点：1）并联支路对数等于磁极对数，即p a =；2）电刷数等于主磁极数，电刷间电动势等于并联支路电动势，电刷位置应使支路感应电动势最大（即电刷位置对准磁极中心）；3）电枢绕组闭合回路中，感应电动势之和为0，内部无换流4）正负电刷引出的电枢电流a I 为各支路电流之和，a a ai I 2=。

a 为支路对数 5）元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上，即1=k y 。

2、单波绕组：ε±=p Z y 21，即][p Z y 21=（向下取整）；pK y k 1±=（向下取整），12y y y k -=。

画图与单叠类似。

特点：1）并联支路数=2，与磁极对数无关，即1=a 。

2）电刷数等于主磁极数，电刷间电动势等于并联支路电动势，电刷位置应使支路感应电动势最大（即电刷位置对准磁极中心）；（理论上电刷用2个就够了，但为了可靠换向，采用全额电刷）3）正负电刷引出的电枢电流a I 为各支路电流之和，a a i I 2=。

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、2222m SfN 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。

直流电机一、主要内容直流电机的励磁方式，直流电机绕组参数与特点，空载磁场，负载时的直轴和交轴电枢反应分析，电枢绕组的感应电动势，电压和功率平衡，电枢绕组的电磁转矩，转矩平衡。

《电气工程概论》第一章电机与电器基础（第3节）课堂笔记及练习题主题：第一章电机与电器基础（第3节）学习时间： 2015年10月26日--11月1日内容：我们这周主要学习第一章第三节电机的部分内容，即直流电机部分，要了解直流电机的工作原理、基本结构、励磁和损耗及效率。

第一章电机与电器基础第三节电机电机是依据电磁感应定律和电磁力定律，实现电能和机械能相互转化的电磁装置。

按照电机的用途分类：可分为发电机、电动机和控制电机。

按照电机的电流类型分类：可以分为直流电机和交流电机，其中交流电机可以分为同步电机和异步电机。

按照电机的相数分类：可以分为单相电机和多相电机，如单相交流电机和最常见三相电机。

按照电机的大小尺寸、容量分类：有大、中、小和微型电机。

1.3.1 直流电机直流电机是电机的主要类型之一。

一台直流电机既可作为发电机使用，也可以作为电动机使用。

直流发电机可以用来得到直流电源，但目前大部分被整流电源所替代，主要用作电力系统中同步发电机的励磁机。

直流电动机用来输出转矩，它具有良好的启动、调速性能，所以在调速要求较高的场所应用广泛。

1．直流发电机工作原理原动机带动线圈abcd逆时针旋转，根据右手定则，ab边和cd边均产生感应电动势e，经过换向器1、2和电刷A、B把电动势e引出来，得到直流电。

当在转速一定的情况下，电动势的大小与切割导体的磁通密度有关系，而直流电机气隙处的磁通密度分布并不均匀，所以输出的电动势波形具有脉动成分。

2．直流电动机工作原理电源通过电刷1、2和换向片A、B向线圈供直流电，根据左手定则，线圈ab边产生向左力f，线圈cd边产生向右力f，线圈在f的作用下以n的转速逆时针旋转。

由此可知，（1）电机的可逆原理：直流电机可作为发电机运行，也可作为电动机运行。

（2）换向器的作用是实现电枢线圈内的交流电动势、电流与电刷的直流电压、电流之间的转化。

3．直流电机的结构直流电机主要包括转子和定子两大部分。

电机学笔记
电机学是一门非常重要的工程学科，主要研究电动机的原理、结构、性能，以及其应用于各种实际工程中的运用。

以下是电机学的一
些笔记：
1.电动机的分类：电动机按照不同的标准可以分为很多种类，比
如按照能量传递方式可分为直流电机和交流电机，按照电源形式可分
为单相电机和三相电机，按照转子类型可分为异步电机和同步电机等。

2.电动机的主要构造：电动机由定子和转子两部分组成，其中定
子是由绕组和铁心组成的，绕组中笆分为定子绕组和励磁绕组；转子
则是由导体和铁心组成，其中导体又可以分为串联转子、并联转子和
环形转子等。

3.电动机的工作原理：电动机的工作原理是利用电磁感应的原理，能量从电源输入到电动机中，经过一系列的电流变化和磁通变化，最
终使得转子转动，从而实现电动机的工作。

4.电动机的运用：电动机在工业领域中得到了广泛的运用，比如
风力发电机、水力发电机、液压泵站、电梯、风扇、电动汽车等等，
电动机的发展对于现代工业的发展起到了很大的推动作用。

5.电机性能的测试：在电机的使用过程中，对于其性能的测试也
很重要，比如需要测试电机的高速性能、额定电压下的工作性能、过
载保护能力等等，以保证电机在使用过程中的可靠性和稳定性。

以上是电机学的一些笔记，希望对大家有所帮助。

总体基础：导线的感应电动势：e=Blv 电机感应电动势E=C Eφn=pN60a*φn导线所受电磁力：f=Bxli 电磁转矩Tem=pN2πaφIa=C TφI a电机内气隙磁场：F m=F a+F f1第一部分直流电机一、结构：定子为永磁极，为电机提供一个固定的磁场，成对出现。

绝大多数不采用永磁体，由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。

转子上面为电枢绕组。

电动机时，转子通以直流电压，经过换向器变在转子内部体现为每根导体上的交变电流，用以驱动旋转。

发电机时，由于转子切割磁场，电枢内每根导线上产生交变电流，通过换向器对外体现为直流电。

换向器通过电刷连接外电路。

电枢铁心用于固定支撑电枢绕组和导通磁路。

为了减少涡流损耗，采用0.5~0.35的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。

额定值：额定功率P N（W），额定电压U N（V），额定电流I N（A），额定转速n N（r/min）,额定效率η，额定转矩T N。

发电机：P N=U N*I N 电动机：P N=U N*I N*η额定值是电机运行的基本依据，一般希望电机按照额定值运行。

运行于额定值时称为满载。

运行时超过额定容量，称为过载。

运行远低于额定容量，称为轻载。

过载使电机过热，降低使用寿命，甚至损坏电机，应避免。

轻载浪费容量和降低了效率，不建议采用。

二、直流电机分类和通用方程1、分类：他励：励磁电流和电枢电路采用不同电源。

并励：励磁绕组和电枢并联串励：励磁绕组和电枢串联复励：电机里同时存在并励绕组和串励绕组。

并励和串励绕组磁动势相加称积复励，相减称差复励。

并励绕组与电枢绕组并接，串励绕组与电枢串接，称短复励。

并励绕组与串励绕组串联后与电枢绕组并联，称长复励。

2、直流电机可逆性：当电机以较高转速n旋转时，产生E>U，则电机电枢电流与E同向，电磁转矩Tem与n反向，电机为发电机运行状态。

当电机以较低转速n旋转时，产生E<U，则电机电枢电流与E反向，电磁转矩Tem与n同向，电机为电动机运行状态。

《电气工程概论》第一章第三节同步电机课堂笔记及练习题主题：第一章第三节同步电机学习时间： 2015年11月9日--11月15日内容：我们这周主要学习交流电机的另一种——同步电机，通过学习我们要掌握同步电机的工作原理、结构，掌握同步电机并网所需要的条件，了解电动势平衡方程式及电枢反应，了解同步电机的各种特性和功率平衡。

第一章电机与电器基础第三节电机1.3.3 同步电机同步电机属于交流电机，其转子转速为一固定的同步转速。

同步电机有三种运行方式：发电机、电动机和调相机。

同步电机最重要的用途是作发电机用。

现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。

有时工作于同步补偿机状态，提供无功功率，改善电网的功率因数。

1.同步电机的原理和结构转子绕组直流电励磁产生固定的N、S磁极。

原动机带动转子转动，定子绕组切割磁力线，产生三相交流电。

定子产生旋转磁场与转子同步运行。

此时同步电机处于发电机运行状态。

定子三相绕组通入三相交流电，产生旋转磁场。

转子绕组通入直流励磁产生固定N、S极。

这样旋转磁场就吸引转子同步旋转。

此时发电机处于电动机运行状态。

同步电机的转子有两种构造型式，即凸极式和阴极式。

凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁绕组。

当励磁绕组中通过直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性。

隐极式转子的转子铁芯为圆柱形，沿着转子圆周表面开有许多槽，用来嵌入励磁绕组。

同步电机无论作为发电机或电动机，它的转子速度总等于由电机极对数和电枢电流频率所决定的同步转速，同步由此得名。

2.同步发电机的空载运行当外加原动机带动发电机转子在同步转速下运行，并且转子的励磁绕组通以励磁电流时，电枢绕组开路即为同步发电机的空载运行。

空载运行时，电枢电流等于零，其气隙磁场由转子磁动势单独建立。

电枢绕组切割旋转磁场产生感应电动势，电枢绕组开路时的端电压等于空载电动势。

3.同步发电机的负载运行（1）电枢反应及电动势方程当负载运行时，三相对称电流流过定子三相绕组，形成电枢旋转磁动势，它与转子旋转磁动势同步，且转向相同。

电机学分类电机1 磁路磁路基本定律磁路：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 m k Ni H i R R R δδϕϕϕ===++∑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。

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。

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。

第一章直流电机原理10 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开☆一旦励磁电流If = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。

11 自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件☆☆（1）电机必须有剩磁，如果没有须事先进行充磁；（2）励磁绕组的极性必须正确，也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确；（3）励磁回路的电阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/If 不能太陡，否则如果伏安特性的斜率太陡，与发电机空载特性交点很低或无交点，就无法建立空载电压。

总之，自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压，然后才能带负载运行。

12他励直流发电机的外特性☆随着电流的增大，其输出电压下降。

这是因为：①随着发电机的负载增加，其电枢反应的去磁效应增强，使每极磁通量减小，导致电枢电动势下降。

②电枢回路电阻上的电压将随着电流上升而增大，使发电机的输出电压下降。

13效率他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流Ia 的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。

当负载较小时，Ia 也较小，此时发电机的损耗是以不变损耗为主，但因输出功率小而效率低；随着负载增加，P2增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。

☆一、感应电动势的计算先求出每个元件电动势的平均值，然后乘上每条支路中串联元件数。

感应电动势的计算公式为直流电机的感应电动势的计算公式是直流电机重要的基本公式之一。

感应电动势Ea的大小与每极磁通Φ(有效磁通）和电枢转速的乘积成正比。

如不计饱和影响，它与励磁电流If和电枢机械角速度乘积成正比。

二、电磁转矩的计算电磁转矩计算公式是直流电机的重要基本公式,它表明：电磁转矩Te的大小与每极磁通Φ和电枢电流Ia的乘积成正比。

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 npN C a Φ==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 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：em2T 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。

第 1 页/共 6 页一、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、基本要求结实控制以上概念对本课程学习是必须的。

三、注重点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 lμΛ== 2、2222m SfN SN l X L N l μμωωπω==Λ==3、随着铁心磁路饱和的增强，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、基本要求熟练控制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。

正方向决定，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。

熟练控制标幺值的计算及数量关系。

认识变压器参数的测量主意，运行特性分析主意与计算。

控制三相变压器的联接组表示与决定。

三、注重点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，计算时一定要注重。

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（空载实验普通在低压侧做，短路实验普通在高压侧做。

在哪侧做实验，测出来的就是哪侧的数值，注重折算！）5、变压器的电压调节率和效率的计算（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、直流电机电枢铁锌、电枢线圈和换向器构成的整体成为电枢。

下图是工作原理，实际上直流电机的电枢圆周上均匀地嵌放许多线圈，相应地换向器由许多换向片组成，使得电枢线圈所产生的总的电磁转矩足够大并且比较均匀，电动机的转速也就比较均匀。

直流发电机的原理正是这个的逆过程。

所以直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，这种现象称为电机的可逆原理。

直流电机是由定子和转子组成的，定子是提供磁场的，转子是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢。

电机的功率计算公式是：如果电机的电流小于额定值，称为欠载运行，电机利用不充分，效率低；如果电流大于额定电流，称为过载运行，容易烧坏电机。

直流电机的定子部分包括：1.主磁极：其下部有扩宽的极靴，极靴宽于极身，既可以使气隙中磁场分布比较理想，又便于固定励磁绕组，励磁绕组用绝缘铜线绕制而成。

2.换向极：两个相邻的主磁极之间的小磁极叫换向极，也叫附加极或间极，换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。

换向极用绝缘导线绕制而成，换向极的数目与主磁极的数目相等。

3.机座：起到固定和支撑的作用，也是磁路的一部分，一次材料一般用铸钢件或者钢板焊接而成。

4.电刷装置：用于引入或者引出直流电，电刷数目等于极数。

转子部分包括：1.电枢铁心：是主磁路的主要部分，同时用于嵌放电枢绕组，为了降低电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗，用0.5mm的硅钢片叠压而成，外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。

2.电枢绕组：产生电磁转矩和感应电动势的部件，用绝缘线绕在电枢槽内，外面用槽楔固定，防止在离心力的作用下被甩出。

3.换向器：由换向片组成，换向片之间用云母片绝缘，换向器随着电枢绕组一块转动，也就是产生的感应电动势是交变的，但是由于用弹簧片压在换向器上的电刷是不转动的，所以引出的电动势是方向不变的。

4.转轴：对转子起到支撑的作用。

电枢绕组的“元件”与“节距”：电枢绕组的一个线圈就成为“元件”，每个元件有两个有效边（产生转矩或者电动势）嵌放在电枢槽中，称为元件边，元件边以为的部分称为端接部分，为了便于嵌线，每一个元件的一个元件边嵌放在某一个槽的上层，他的另一个元件边嵌放在另一个槽的下层，每个元件有两个出线端，称为首端和末端，均与换向片连接。

电机与拖动总复习一课堂笔记及练习题主题：总复习一学习时间：2017年1月23日--1月29日内容：我们这周主要复习课件1-5章涉及的基本概念。

希望通过下面的内容能使同学们加深对这几章内容基本概念的理解。

一、电机的分类1）发电机—将机械功率转换为电功率2）电动机—将电功率转换为机械功率3）变压器、变流器、变频机、移相器—将电能转换为另一种形式4）控制电机—在自动控制系统中起检测、放大、执行和校正作用，作为控制系统的控制元件按照电机的结构特点及电源性质分类，电机主要有下列几类：1）静止电机—变压器2）旋转电机—包括直流电机和交流电机，根据电机转速与同步转速的关系，交流电机又分为同步电机和异步电机3）直流电机—电源为直流电的电机4）同步电机—交流电机的一种，运行中转速恒为同步转速，电力系统中的发电机主要是同步电机5）异步电机—也是交流电机的一种，运行中电机转速不等于同步转速，异步电机主要用做电动机二、直流电机的工作原理直流电机按其能量转换方向的不同分为直流发电机和直流电动机，两者之间具有可逆性。

1.直流电动机的工作原理：当给电枢绕组通入直流电流时，通过电刷和换向器转换为交变电流，使处于主极磁场中绕组的线圈始终受到相同方向电磁转矩的作用，保证了电动机连续转动，从而实现电能到机械能的转换。

2.直流发电机的工作原理：当原动机拖动电枢转动时，电枢绕组的线圈切割主极磁场而产生交变感应电动势，再通过电刷和换向器转换为直流电动势，由电枢绕组输出直流电流，从而实现机械能到电能的转换。

三、直流电机的基本组成和额定值1.直流电机主要由定子和转子两大部分组成，其基本组成如图1所示。

图1 直流电机的基本组成转子称为电枢，它是能量转换的枢纽。

电枢绕组构成了直流电机的主要电路，它是由很多元件按一定规律连接起来的闭合绕组。

按元件的连接方式和端接形状分类，电枢绕组主要有叠绕组和波绕组两大类。

电枢绕组是电机的重要部件。

直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组。

电机学变压器暂态运行笔记300字
变压器是电力系统中常见的电器设备之一，广泛应用于各种场合中。

在其运行过程中，可能会发生各种暂态过程，如短路故障，负载扰动等。

因此，对于变压器的暂态运行过程进行及时记录和分析，是确保电力系统安全和稳定运行的重要方法之一。

变压器的暂态运行过程可以通过观察其电压、电流的变化及其相关参数的变化来进行记录和分析。

在暂态过程中，变压器的电流和电压会出现瞬间波动，可能会产生高频振荡等现象。

通过记录这些数据，工程师可以对变压器的运行状况进行评估，为其性能提升和故障排除提供依据。

在进行变压器暂态运行记录和分析时，需要注意以下几点：
首先，记录过程中要注意测量仪器的精度和准确性。

合理选择测量仪器可提高暂态记录数据的可靠性。

其次，要按照规定的记录频率进行记录。

记录时间间隔应足够短，以便更好地追踪变压器暂态过程中的波动。

最后，在记录过程中，要注意记录数据的清晰度和准确性。

记录过程中要注意记录时间、数据值和其他相关参数，以便后续分析和比较。

总的来说，变压器暂态运行过程的记录和分析是确保电力系统安全和稳定运行的关键。

通过记录数据并对其进行分析，可以找出变压器运行过程中的潜在问题，并为其性能提升提供依据。

读书笔记《电机理论与运行》（1）2009-12-23 09:521、转速低于1000RPM，可用结构和制造上比较简单的凸极式。

转子的圆周速度和离心力较小。

2、异步，转子感应电流，异步电磁转矩。

同步，转子电流外加，励磁电流频率为零，同步转速这一特定的转速下，才能得到恒定的电磁转矩，同步电磁转矩。

3、异步电磁转矩的大小随转差率变化而变化。

同步转矩则随着功率角的变化而变化。

4、异步，令转差率=0，则转子无电流，相当于不加励磁的同步电机。

5、同步电机电枢反应：交轴电枢磁势与主极磁场的相互作用，决定了电机内部的能量转换。

直轴电枢磁势与主极磁场的相互作用，决定了外特性、调整特性等运行性能。

电枢反应的性质取决于电势E和电流I之间的夹角，七大小取决于电枢磁势和气隙的大小。

读书笔记《电机理论与运行》（2）2009-12-23 12:571、特性。

空载、短路、零功率因数负载特性，用以确定发电机的稳态参数和表征磁路饱和情况。

2、稳态运行特性：包括外特性、调整特性、效率特性。

表征发动机运行性能。

3、稳态功角特性。

研究发电机和电网连接时功率传递情况，以及发电机稳定功率极限。

4、利用空载特性和短路特性，可以确定发电机的直轴同步电抗（短路比的倒数）。

5、短路比：产生空载电压的励磁电流与产生额定电流所需励磁电流之比。

6、短路比越小，负载变化时发电机的电压变化越大，并联运行稳定性差（静态稳定度），但是造价便宜。

增大气隙可使同步电抗变小，短路比增大。

但气隙变大时，在同样气隙磁密下安匝增多，转子用铜量要增加，造价提高。

7、由零功率因数曲线和空载曲线确定定子漏抗和电枢反应磁势。

8、外特性：同步转速，励磁电流和负载功率因数不变时，发电机端电压和负载电流的关系。

9、调整特性：负载变化时，为了保持端电压不变，必须同步调节发电机的励磁电流。

负载电流变化时励磁电流的调整曲线，即调整特性。

（不同功率因数，有不同调整特性曲线）。

10、稳态功角特性是指发电机对称稳态运行时，发电机发出的电磁功率与功率角之间的关系。