电机学_I_概念、公式

电机学公式整理范文电机学是电力工程和自动控制领域中的重要学科之一，涉及到电机的基本原理、转子动力学、电动机调速、电机转矩计算等内容。

在学习电机学的过程中，我们需要熟悉一些基本公式和理论知识。

下面将对电机学常用的公式进行整理。

1.电动机转矩电动机的转矩计算是电机学中最基本的问题之一，转矩公式如下：T=K×φ×I其中，T为电动机的转矩，K为电机常数，φ为磁通量，I为电流。

2.电动机功率电动机的功率可以通过转矩和转速计算得到，公式如下：P=Tω其中，P为电机的功率，T为电机的转矩，ω为电机的角速度。

3.磁动势和磁通量磁动势（F）和磁通量（φ）的关系可以用下面的公式表示：F=N×Iφ=F/μ其中，F为磁动势，N为匝数，I为电流，μ为相对磁导率。

4.磁动势和磁场强度磁动势和磁场强度（H）的关系可以用下面的公式表示：F=H×l其中，F为磁动势，H为磁场强度，l为磁路长度。

5.电动机的磁场电动机产生的磁场可以通过下面的公式计算：B=μ×H其中，B为磁场的磁感应强度，μ为相对磁导率，H为磁场强度。

6.电动机的反电动势电动机的反电动势（E）可以通过下面的公式计算：E=K×φ×ω其中，E为反电动势，K为电机常数，φ为磁通量，ω为电机的角速度。

7.电动机的效率电动机的效率（η）可以通过下面的公式计算：η = (Pout/Pin)×100%其中，Pout为输出功率，Pin为输入功率。

8.电动机的转速电动机的转速（N）可以通过下面的公式计算：N=(120f/P)×(1-s)其中，f为电机的电源频率，P为电机的极对数，s为滑差。

9.电动机的滑差电动机的滑差（s）可以通过下面的公式计算：s=(N1-N2)/N1其中，N1为输入转速，N2为输出转速。

10.电动机的线圈电压电动机的线圈电压（V）可以通过下面的公式计算：V=E-IR其中，V为线圈电压，E为反电动势，I为电流，R为电阻。

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。

电动机功率计算公式2009-08-24 21:49视在功率S＝UI有功功率P＝UIcosθ无功功率Q＝UIsinθ视在功率的平方＝有功功率的平方+无功功率的平方电机的功率计算公式为：P＝√3UIcosθη其中P－电机的额定输出轴功率U－额定电压I－额定电流cosθ—电机的功率因数η—电机的效率cosθ功率因数是指电机消耗的有功功率占视在功率的比值。

η电机效率是指电机的输出功率占有功功率的比值。

比如一台电机消耗的有功功率为5千瓦，而由于电机的线圈有阻抗，所以要消耗电能而发热。

致使输出功率为4.5千瓦，那么它的效率就是4.5/5=0.9.首先的内容：三相交流异步电动机-介绍三相交流异步电动机三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。

它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。

对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。

三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点,被广泛应用于各个领域。

三相交流异步电动机-基本结构三相异步电动机主要由定子和转子构成，定子是静止不动的部分，转子是旋转部分，在定子与转子之间有一定的气隙。

三相线绕式电动机转子结构示意图三相线绕式电动机转子结构示意图定子由铁心、绕组与机座三部分组成。

转子由铁心与绕组组成，转子绕组有鼠笼式和线绕式。

鼠笼式转子是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成；线绕式转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里。

鼠笼式与线绕式两种电动机虽然结构不一样，但工作原理是一样的。

三相交流异步电动机-工作原理1、旋转磁场定子三相绕组通入三相交流电即可产生旋转磁场。

当三相电流不断地随时间变化时，所建立的合成磁场也不断地在空间旋转，如下图所示。

旋转磁场的旋转方向与旋转磁场三相电流的相序一致，任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。

定子旋转磁场旋转切割转子绕组，转子绕组产生感应电动势，其方向由“右手螺旋定则”确定。

电机控制公式
电机控制公式可以根据具体的电机类型和控制方式有所不同。

以下是一些常见的电机控制公式：
1.直流电机速度控制公式：
o电动势方程：E = Kϕω，E为电动势，K为电机常数，ϕ为磁通量，ω为角速度。

o转矩方程：T = KtI，T为转矩，Kt为电机转矩常数，I 为电流。

2.三相感应电机速度控制公式：
o转矩方程：T = KsIs，T为转矩，Ks为电机转矩常数，Is为电流。

o转速公式：N = (120f) / P，N为转速，f为电网频率，P为极数。

3.步进电机控制公式：
o步进角度公式：θ = 360 / S，θ为步进角度，S为步进角度。

o脉冲频率公式：f = N / (S × T)，f为脉冲频率，N为转速，T为步进周期。

需要注意的是，电机控制公式通常是基于理想条件下的模型推导出来的，并且不考虑实际电机的非线性和动态特性。

在实际应用中，电机控制还需要考虑到控制器的影响、传感器反馈、电机参数变化等因素，因此在具体控制系统设计时，需要结合
实际情况进行调整和优化。

电机学Electric Machinery （第1章导论）第1章导论¾电机中的基本电磁定律¾电机的基本概念¾电机的分类¾电机中使用的材料¾涡流与涡流损耗¾铁耗¾铁磁材料特性¾铁磁材料的磁导率¾磁滞与磁滞损耗¾磁化曲线¾全电流定律¾电磁感应定律¾电磁力定律¾磁路基本定律及其计算方法¾磁路基本定律¾自感和互感¾磁路计算方法¾概述1.1 概述一、电机的基本概念电机是依据电磁感应定律和电磁力定律，由电路和磁路构成的能实现机电能量转换或信号传递与转换的装置。

e = B l v电路磁路f = B l i机械能电能二、电机的分类¾按运动方式分类电机¾按功能分类电机三、电机中使用的材料①导电材料：铜线。

构成电路。

②导磁材料：硅钢片。

构成磁路。

③结构材料：铸铁、铸钢和钢板。

承受力。

④绝缘材料：聚酯漆、环氧树脂、玻璃丝带等。

用于导体之间和各类构件之间的绝缘处理。

电机常用绝缘材料按性能划分为A、E、B、F、H、C等6个等级。

如B级绝缘材料可在130℃下长期使用，超过130℃则很快老化，但H级绝缘材料允许在180℃下长期使用。

1.2 铁磁材料特性一、铁磁材料的磁导率¾磁导率的定义μ= B /H¾非铁磁材料的磁导率μ≈μ0= 4π×10-7H/m 为常数¾铁磁材料的磁导率μFe①μFe >>μ0②μFe 为非常数，随B 的变化而变化③存在磁饱和现象：当铁磁材料中的B 达到一定的程度后，随着H 的增加，B 的增加逐渐变慢，因此μFe 随着H 的增加而减小。

μr = 2000 to 80000二、磁化曲线在外磁场H作用下，磁感应强度B将发生变化，二者之间的关系曲线称为磁化曲线，记为B=f(H)。

电机学概念以及公式总结电机学是研究电动机的相关理论和应用的学科，它涉及到电动机的原理、结构、工作特性、控制方法和应用等方面的内容。

以下是电机学的一些基本概念和公式的总结。

一、基本概念：1.磁通：按照安培环路定理，磁通是由电流所激励在磁路中存在的物理量，用Φ表示。

2.磁场强度：磁场强度是单位长度磁通中所含有的磁通量，用H表示。

3.磁感应强度：磁感应强度是磁场中的单位面积磁通量，用B表示。

4.磁阻：磁阻是磁路中阻碍磁通流动的物理量。

5.磁导率：磁导率是衡量磁场介质导磁特性的物理量，用μ表示。

6.线圈电磁力：线圈电磁力是电流在磁场中受到的力，用F表示。

二、基本公式：1.安培环路定理：磁通Φ等于通过环路的总磁动势和环路上电流线圈数目的乘积，即Φ=ΣNi，其中Ni是第i个电流线圈的匝数。

2.磁感应定律：磁感应强度B等于磁通Φ对所围面积S的导数，即B=dΦ/dS。

3.奥姆定律：在磁通不变的情况下，线圈的电磁力F等于线圈中的电流I与线圈中的磁场强度H的乘积，即F=I*H。

4.磁场强度和磁导率的关系：磁场强度H等于磁感应强度B与磁导率μ的商，即H=B/μ。

三、常见公式：1.额定电磁力：F=K*N*I，其中K是常数，N是线圈的匝数，I是线圈中的电流。

2.磁通和磁势的关系：Φ=B*S，其中Φ是磁通，B是磁感应强度，S是所围面积。

3. 电动势和磁通的关系：E = N * dΦ / dt，其中E是电动势，N是线圈的匝数，Φ是磁通，t是时间。

4.磁场能量：W=(1/2)*Φ*I，其中W是磁场能量，Φ是磁通，I是线圈中的电流。

四、应用公式：1.转矩公式：T=k*Φ*I，其中T是电机的转矩，k是常数，Φ是磁通，I是线圈中的电流。

2.功率公式：P=T*ω，其中P是电机的输出功率，T是电机的转矩，ω是电机的角速度。

3. 电磁动力学方程：U - R * I - L * (dI / dt) = E，其中U是电机的电压，R是电机的电阻，L是电机的电感，I是电机的电流，E是电机的电动势。

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。

电机学概念以及公式总结电机学是一个研究电动机工作原理和运行特性的学科。

电动机是一种将电能转化为机械能的装置，它是现代工业中不可或缺的设备之一、在电机学中，我们需要掌握一些基本概念和公式来分析和计算电动机的性能。

1.电机概念：(1)励磁：通过电流在电动机的励磁线圈中产生磁场。

(2)动极转子：电机的转子部分，通常由电流产生的磁场与定子磁场相互作用来产生转矩。

(3)定子：电机的静态部分，包括固定的线圈和磁场。

(4)动极转子感应电动势：当动极转子旋转时，转子线圈就会受到磁场的影响，产生感应电动势。

(5)动极转子电感电动势：当动极转子上的线圈传输电流时，就会在线圈中产生感应电动势。

2.电机公式：(1)电动势公式：U=E+I*R，其中U是电源电压，E是感应电动势，I 是电流，R是电阻。

(2) 电动机效率公式：η = (Pout / Pin) * 100%，其中Pout是输出功率，Pin是输入功率。

(3)转矩公式：T=k*I*φ，其中T是转矩，k是转矩系数，I是电流，φ是磁通量。

(4)电流-转速方程：N=(U-E)/k*φ，其中N是转速，U是电源电压，E是感应电动势，k是电机常数，φ是磁通量。

(5) 转矩-转速特性公式：T = (Pout * 60) / (2 * π * N)，其中T是转矩，Pout是输出功率，N是转速。

3.电机类型：(1)直流电动机：通过直流电源供电，具有较大的转矩和调速范围。

(2)交流电动机：通过交流电源供电，具有简单的结构和较小的体积。

(3)三相异步电动机：最常用的电动机类型，通过三相交流电源供电。

(4)步进电机：通过脉冲信号驱动，可精确控制转动角度和位置。

4.电机特性：(1)转速特性：描述电机在不同负载下的转速变化情况。

(2)转矩特性：描述电机在不同负载下的输出转矩变化情况。

(3)效率特性：描述电机在不同负载下的能源转换效率。

5.电机控制：(1)转速控制：通过调节电源电压、频率和电流来控制电机转速。