第一章 概述
1．1 概述
定义：电机就是一种将机电能量进行转换的电磁装置。
包括机械能→电能；电能→机械能；电能→电能。
特点：（1）它依赖于电磁感应定律和电磁力定律。
BlifordtdNeorBlve
（2）导磁材料构成磁路；导电材料构成电路
功能分类：（1） 发电机-----机械能→电能
(2) 电动机-----电→机
(3) 电→电-------变压器、变流机、变频机、移相器
(4) 控制电机--------自动控制系统中的被控元件或进行信号传递与转换。
导磁材料：亦称铁磁材料，它是指电机专用的高磁导率材料-----硅钢片，亦称电工钢片。
导电材料：采用电阻率小的紫铜线（棒）
此外，还有结构材料：机座、机壳采用的铸铁、铸钢或钢板（大电机）以及电气绝缘材料。
1．2 电机发展历史与发展趋势
自十九世纪三十年代出现直流电机的雏形以来，不断提高电机单机容量和电压等级始终是发展方向之一。由于直流电机自身固有的缺点（主要是换向问题，特别是高电压的情况下），到了19世纪80年代以后，人们的注意力逐渐向交流电机方面转移。到了90年代末，建立了电机基本理论和设计方法。
变压器
单相变压器
三相变压器
直流发电机
电机 旋转电机 直流电机 直流电动机 感应电动机
感应电机（异步电机） 感应发电机
交流电机 同步电机 同步发电机
同步电动机
同步补偿机
直线同步（永磁）电动机
直线电机 直线异步电动机
第六章 同步电机
6．1 同步电机和异步电机在结构上有哪些区别？
同步电机：转子直流励磁，产生主磁场，包括隐极和凸极
异步电机：转子隐极，是对称绕组，短路，绕组是闭合的，定子两者都一样。
6．2 什么叫同步电机？怎样由其极数决定它的转速？试问75r/min、50Hz的电机是几极的？
同步电机：频率与电机转速之比为恒定的交流电机601fpn，16060507540fnP（极）
6．3 为什么现代的大容量同步电机都做成旋转磁极式？
∵励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较为方便，而电枢绕组电压高 ，电流大，放在转子上使结构复杂，引出不方便，故大容量电机将电枢绕组作为定子，磁极作为转子，称为旋转磁极式。
6．4汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？为什么有这样的特点？
气轮发电机：转速高，一般为一对极，min3000rn，考虑到转子受离心力的作用，为很好的固定励磁绕组，转子作成细而长的圆柱形，且为隐极式结构。转子铁心一般由高机械强度和磁导率较高的合金钢锻成器与转轴做成一个整体，铁心上开槽，放同心式励磁绕组。
水轮发电机：n低，2P较多，直径大，扁平形，且为立式结构，为使转子结构和加工工艺简单，转子为凸极式，励磁绕组是集中绕组，套在磁极上，磁极的极靴行装有阻尼绕组。
6．6 为什么水轮发电机要用阻尼绕组，而汽轮发电机却可以不用？
水轮发电机一般为凸极结构，为使转子产生异步转矩，即能异步起动，加阻尼绕组。
汽轮发电机一般为隐极结构，它起动时的原理与异步机相同，∴不必加起动绕组。
6．7 一台转枢式三相同步发电机，电枢以转速n逆时针方向旋转，对称负载运行时，电枢反应磁动势对电枢的转速和转向如何？对定子的转速又是多少？
对电枢的转速为n，为定子的转速为0，方向为顺时针。原因是：要想产生平均转矩，励磁磁势与电枢反应磁势必然相对静止，而现在励磁磁势不变。∴电枢反应磁势对定子也是相对静止的，而转子逆时针转，∴它必须顺时针转，方能在空间静止。
6.2答：转子的转速与电源的频率之间保持严格的pfnn1160关系的交流电机称为同步电机。其转速与它的极数成反比。75r/min、50Hz的电机其极数为80。（注意：p为极对数，而不是极数）
6.4答：汽轮发电机的主要结构特点是，外形细长。由于汽轮机等热力机械只有在高转速下才有较高的效率，因此汽轮发电机的一般做成转速最高的两极式。由于转速较高，不允许转子表面有凸起的磁极，因此做成隐极式。由于转速较高，离心力大，转子的直径较小。由11144.4nkfNE知，当电枢匝数一定时，为了产生一定的电动势，电机必须有一定的磁通。为了满足对磁通的要求，电机转子的直径又比较小，只有增加电机转子的长度（BlBA），故隐极发电机外形细长。而水轮发电机由于转速较低，其转子为凸极式，外形短粗。
6.7 答：电枢反应以同步转速相对于电枢顺时针旋转，相对于定子静止不动。
6.8答：电枢反应与负载的关系为：
当负载为纯电阻性时（此处的负载指的是包括电枢绕组的同步阻抗在内的总负载阻抗），电枢反应为纯交轴电枢反应；当负载为纯电感性负载时电枢反应为直轴去磁电枢反应；当负载为纯电容性时电枢反应为直轴助磁电枢反应。
（1） 负载为纯电阻，但由于电枢绕组有同步电抗，故电枢反应既有交轴电枢反应，又有直轴去磁电枢反应。
（2） 负载为纯电容性，但由于8.0*CX，而电机的同步电抗0.1*tX，因此总的负载仍呈纯电感性（忽略电枢电阻），电枢反应为直轴去磁电枢反应。
（3） 纯电感性负载，电枢反应仍为直轴去磁电枢反应。
（4） 由于容抗大于感抗，故总的负载的性质为电容性，电枢反应为直轴助磁电枢反应。
6.12 根据隐极发电机和凸极同步发电机的相量图的几何关系证明，证明过程略。
6.17答：忽略电枢电阻时，短路时电枢反应的性质为直轴去磁电枢反应，因此磁动势平衡方程式afδFFF就变成了简单的代数相加的关系FFFaf。合成电动势.11..44.4NttkNjXIjXIjUE，即短路时合成电动势仅与电枢绕组的漏抗压降相平衡，电枢绕组的漏抗非常小，因此漏抗压降也不大，故磁路远未饱和，故F，由于IIXEt，所以IF。又由于FFFaf，且IaF，故IFf。而fF为励磁磁动势其大小与励磁电流成正比，因此fkII，也即三相同步发电机对称稳态短路特性为一条直线。
第六章 同步电机
6．1 同步电机和异步电机在结构上有哪些区别？
同步电机：转子直流励磁，产生主磁场，包括隐极和凸极
异步电机：转子隐极，是对称绕组，短路，绕组是闭合的，定子两者都一样。
6．2 什么叫同步电机？怎样由其极数决定它的转速？试问75r/min、50Hz的电机是几极的？
同步电机：频率与电机转速之比为恒定的交流电机601fpn，16060507540fnP（极）
6．3 为什么现代的大容量同步电机都做成旋转磁极式？
∵励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较为方便，而电枢绕组电压高 ，电流大，放在转子上使结构复杂，引出不方便，故大容量电机将电枢绕组作为定子，磁极作为转子，称为旋转磁极式。
6．4汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？为什么有这样的特点？
气轮发电机：转速高，一般为一对极，min3000rn，考虑到转子受离心力的作用，为很好的固定励磁绕组，转子作成细而长的圆柱形，且为隐极式结构。转子铁心一般由高机械强度和磁导率较高的合金钢锻成器与转轴做成一个整体，铁心上开槽，放同心式励磁绕组。
水轮发电机：n低，2P较多，直径大，扁平形，且为立式结构，为使转子结构和加工工艺简单，转子为凸极式，励磁绕组是集中绕组，套在磁极上，磁极的极靴行装有阻尼绕组。
6．6 为什么水轮发电机要用阻尼绕组，而汽轮发电机却可以不用？
水轮发电机一般为凸极结构，为使转子产生异步转矩，即能异步起动，加阻尼绕组。
汽轮发电机一般为隐极结构，它起动时的原理与异步机相同，∴不必加起动绕组。
6．7 一台转枢式三相同步发电机，电枢以转速n逆时针方向旋转，对称负载运行时，电枢反应磁动势对电枢的转速和转向如何？对定子的转速又是多少？
对电枢的转速为n，为定子的转速为0，方向为顺时针。原因是：要想产生平均转矩，励磁磁势与电枢反应磁势必然相对静止，而现在励磁磁势不变。∴电枢反应磁势对定子也是相对静止的，而转子逆时针转，∴它必须顺时针转，方能在空间静止。
