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1、电机学概念以及公式总结 资料一、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. 绕组绽开图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、转矩常数 C ET16. 电磁功率 Pem电枢铜耗 pCua 励磁铜耗 pCuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 pm
2、ec附加损耗 pad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. 稳固性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,UI 输出电功率 NNN电动机:P,UI 输出机械功率 NNNN反电势:ECn,EpNaC,Ea60电磁转矩 :TCI,emaT pNaC,Ta2,直流电
3、动机 DM电势平稳方程 : UEIRC, , , nIRaaEaaDM的输入电功率 P : 1PUIUIIUIUIEIRIUI, , , 1afafaaaf 2, , , EIIRUIPppaaafemCuaCufPPpp, 1emCuaCufPPppp, emFemecad2d,TTTJ, DM的转矩方程 : em20tdPPpp,21 DM 的效率:,100%100%1100%, , , ,PPPp,112nn,0N 他励 DM的转速调整率 : , n100%nNU,IR ,RR,RUaajaj DM 的机械特性 :n,T em2C CCCEEET. 并联 DM的抱负空载转速 n: 0二、
4、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 , 、漏磁通 , 及其区分,主磁路、漏磁路 1,空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系,铁耗角6. ,、i 、e 正方向的规定；7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压8. 励磁电抗 X、励磁电阻 R、一次侧漏电抗 X、二次侧漏电抗 Xmm1,2,9. 负载运行时变压器的原理示意图10. 变压器的磁势平稳11. 绕组折算原就、折算方法、作用12. 功率因数滞后时的变压器相量图画法13. T
5、 型等效电路、 , 型等效电路、简化等效电路14. 空载试验、短路试验的用途、留意事项15.标幺值、基准的挑选16. 不同负载时的 电压变化率,短路阻抗、短路电阻、负载系数17. 效率最大值发生的条件18. 三相变压器的磁路 : 组式、心式19. 三相变压器的电路 : 星形连接、三角形连接20. 同名端、首端、尾端、中性点21. 联结组、联结组号、时钟表示法22. Y,y联结组, D,d 联结组各有 6 个偶数联结组号 ; Y,d 联结组, D,y 联结组各有 6 个奇数联结组合23. 主磁通、励磁电流的波形问题24. 在三相变压器中,三次谐波电流通路的重要性,在不同磁路中的影响25. 变压器
6、并联运行的三个抱负条件26. 变压器并联运行的负载安排27. 电流互感器、电压互感器的用途,使用中的留意事项28. 对称重量法,正序、负序、零序,29. 变压器的正序、负序、零序电路,各序激磁阻抗的特点30. 单相对中点短路时,各序电流与短路电流的关系B. 主要公式反电势:E=4.44fN E= 4.44fN 11m、 22m, 磁势平稳方程 : NININI,112210 折算前的变压器方程组 数学模型 :, ,UEIZ, ,1111, , UEIZ,2222, ,E1,k ,E,2 , , I,2 , II ,10,k,EIZ,10m, , UIZ,22L,折算后的变压器方程组 :, ,U
7、EIZ, ,1111, , UEIZ,2222, , III,012 , EE,12, , ,EIZ10m, ,UIZ,22,L*电压变化率简化运算公式 : U =Rcos - Xsin 100% k2k2效率:2,p , p0kN,1, 100%2,Scos , p, pN20kN, EE滞后于的相角 aoAO 联接组号 ,30:三、沟通绕组A. 主要概念1. 对沟通绕组的要求 : 各相绕组空间对称,产生的反电动势基波尽可能大、幅值相等、相差 120 度电角度,尽可能接近正弦波2. 槽电势星形图及其画法、槽距电角度、槽距机械角度3. 相带、 120.相带、 60.相带、每极每相槽数4. 三相
8、单层绕组画法5. 线圈、节距 y,极距,短距、长距、整距 16. 并联支路数 a、最大并联支路数 a max7. 三相双层绕组画法8. 每相串联匝数 N9. 谐波磁场的转速、极对数10. 谐波电动势的绕组系数11. 谐波电动势的减弱方法12.脉振磁动势13. 磁动势的空间矢量表示、矢量叠加14. 磁动势运算的短距系数、分布系数与电动势的相同15. 脉振磁动势、旋转磁动势、行波、驻波16. 圆形旋转磁动势、椭圆形旋转磁动势17. 对称的三相沟通绕组,通对称的三相沟通电流,产生一个合成的圆形旋转 磁动势；当哪相电流最大时,该合成圆形旋转磁动势的最大值位置,就同哪相的绕 组轴线重合；因此旋转的方向是
9、依相序,从超前相的轴线转向滞后120.的相的轴线,在转到下一个滞后120.的相的轴线；18. 三相合成的谐波磁动势只有奇次谐波,没有偶次谐波；19. 沟通电机的主磁通、漏磁通、槽漏磁通、端部漏磁通、谐波漏磁通、漏电抗B. 主要公式1. 反电势频率、转子转速、极对数的关系: f = n /60 / p2. 槽距机械角度 :, = 360./Z m3. 槽距机械角度 :, = p* 360./Z e4. 每极每相槽数 :q = z/m/2p5. 导体电动势 :E = 2.22 f , c1,短距系数 :k = sin,/2*y/, y117. 线圈电动势 :E = 2N*E* k = 4.44 N
10、f , k y1cc1y1c y18. 分布系数 :,q1sin2 ,kq1,1qsin29. 线圈组电动势 :E = q*E* k = 4.44q*N*f*,*k*kq1y1 q1cy1q110. 绕组系数 :k = k*kN1y1q1E,4.44fNk 11.相绕组电动势 : N为每相串联匝数 ,1N1112. 每相串联匝数 :pqN,c 单层绕组 ,aN, ,2pqNc,双层绕组 ,a,13. 相绕组脉振磁动势幅值的最大值: NkINkI22N1N1F,0.9,m1pp 其中 I 是电流的有效值 14. 相绕组磁动势基波的表达式 :ft,Fcos,Fsin,tcos, ,1,1m,1 其
11、中,=0 处为相绕组轴线 15. 相绕组磁动势中的 次谐波磁动势最大值、瞬时表达式 :NkINkI22NN,F,0.9m,ppftFt,sincos,m,16. 三相合成磁动势基波的幅值 F: 1 NkI3N1 FF,1.35,1m1p2,=/vnnv, 17.三相合成的谐波磁动势 : vv1 3, ,次谐波, 反转 fFtksin5 615m5,23, ,次谐波 , 正转,fFtksin7 61,7m7,2四、异步电机A. 主要概念1. 单相、三相异步电机,绕线、鼠笼转子,铸铝转子2. 异步电动机必需从电网吸取滞后的无功,用于励磁；3. 半闭口槽、半开口槽、开口槽4. 气隙5. 转差率 s6
12、. 异步电机的三种运行状态 : 电动、制动、发电7.感应电机8. 堵转时的异步电机 : 等效于一台短路的三相变压器 不过其主磁通是旋转的 ;转,子频率等于定子频率 ; 定转子磁动势同步旋转、相对静止 ; 磁势是平稳的 ；FFF,12m9. 电动势变比、电流变比10. 定子电流的负载重量 I 、定子电流的励磁重量I 或 I ； 1Lm0,11. 转子旋转时,异步电机的定、转子磁场仍相对静止,磁动势仍平稳FFF, ；12ms12. 异步电机转子的频率折算；13 异步电机转子旋转时的T 型等效电路、简化等效电路14. 相量图的画法15. 异步电机的空载试验、机械损耗的分别方法16. 异步电机的短路试
13、验,同变压器短路试验的差别17. 笼型转子的相数等于导条 槽 数 z,每相匝数等于 1/2; 极对数等于定子磁场的 2极对数；18. 异步电机的电磁功率等于传递到转子的功率; 总机械功率等于电阻 R 1 - s/s上的 2 三相总功率；19. 异步电机的电磁转矩,等于电磁功率除以同步机械角速度,也等于机械总功率除以转子机械角速度；20. 异步电机的 T-s 曲线 em22, 21.异步电机的最大电磁转矩发生在时； RsRXX/, m11222. 过载倍数23. 在异步电动机的工作特性中,效率特性、功率因数特性有最大值；24. 异步电动机的起动方法 : 直接起动 ; 降压起动 串电抗器、自耦变压
14、器、先星形后三角形 ; 绕线式转子串电阻起动；各种方法的特点；25. 异步电动机调速 : 变极、变频 恒转矩、恒功率 、变转差率 s 定子串电抗器降压、绕线转子串电阻 26. 异步电动机的制动方法 :转速反向 定子三相正接、转子电阻耗能 、正转反接 降速、刹车 、回馈制动 位能将电动状态超速到发电状态 、能耗制动 定子接直流、转子电阻耗能 27. 单相电动机原理B. 主要公式 :1. 异步电动机的功率 : P,3UI,cos,NNNNN2. 同步转速 : 60f1n,1p3. 转差率: n,n1s,n14. 转子静止时的方程式 转子折算到定子后 :, ,UEIZ, ,1111, , ,EIRj
15、X, ,2222 , , ,III,012, , ,EE,12, ,EIZ,10m,.NkE11N1 5.电动势变比 k: kEkE, 12eeeENk222N, mNkI111N2, 6.电流变比 k: kI, iiL1mNkk222iN7.转子旋转时,转子的频率 :f= s f 2s 1转子电动势 : EfNksE,2,2222m2ssN转子漏电抗 : XfLsX,2,2ss222, E2s, 转子相电流 : ,I2s,RjX,22s8. 转子旋转时,频率折算后的方程式 :, ,UEIZ, ,1111, , EIRsjX, ,/ ,2222 , , IIIk,/,m12i, , EkE,1
16、2e, ,EIZ,1mm,9. 转子旋转时,经频率、绕组折算后的方程式:, ,UEIZ, ,1111, , ,EIRsjX,/ ,2222 , ,III,1m2, , ,EE,12, ,EIZ,1mm,10. 异步电动机的功率总功率平稳 : P= P+ p + p1 em cu1Fe,P= p+ P电磁功率平稳 : em cu2 mec机械功率平稳 : P= P+ p+ pmec 2 mec ad功率比例关系 : P: p:P= 1:s:1-s emcu2 mec11. 异步电机的电磁转矩 :,R22mpU11PsemT,em2, , ,R21,2,2,fRXX, ,1112s,12. 最大电
17、磁转矩 :,R,2,sm,22, RXX, ,11 2, 2,mpU11,Tmax22 , ,4,fRRXX, 11112, ,13. 过载倍数 : k=T,T MmaxN五、同步电机A. 主要概念1. 凸极同步电机、隐极同步电机2. 同步电机的励磁方式 : 直流发电机励磁、静止整流装置励磁、旋转整流装置励磁3. 冷却方式 : 空气冷却、氢气冷却、水冷4. 励磁电流5. 同步电机的空载运行 ; 同步电机的磁化特性 ; 饱和系数 k； c6. 主磁通和励磁电动势 E 的相位关系 : 是缘由, E是结果,前者超前后者90o,00007. 同步电机的电枢反应 ; 电枢反应的性质 ; 电枢反应电抗,
18、直轴、交轴 同步电抗,8. 凸极同步电机的双反应理论 : 将电枢电流分解为 I 和 I 重量,分别单独考虑它们 dq的电枢反应作用；9. 气隙合成磁动势 F、气隙合成磁场 B、气隙合成电动势 E； ,10. 隐极同步发电机相量图的画法11. 同步发电机的空载特性,剩磁影响的校正12. 同步发电机的短路特性 : 短路时定子只有直轴电流; 电枢反应为纯去磁性质 ;磁路不饱和 ; 短路电流与励磁电流成正比 ; 短路特性为一条直线；13.零功率因数负载特性 : 定子电流为纯直轴重量; 电枢反应为纯去磁性质; 磁路饱和; 与空载特性曲线相差一个特性三角形；14. 特性三角形 : 可用于求定子漏电抗；15
19、. 同步发电机的外特性 :U 随 I 变化的规律, cos 不同,变化趋势不同； ,16. 电压调整率 : 额定励磁电流时,空载与额定负载之间的端电压变化率；17. 利用零功率因数特性曲线、空载特性曲线、特性三角形求定子绕组漏电抗的方法；18. 同步电机中,利用短路特性、空载特性求直轴同步电抗x 不饱和值的方法；d19. 短路比20. 低转差法侧 X 和 X 不饱和值的方法； dq21. 同步发电机并联运行的条件 ; 并网的方法 精确同步法 : 直接,交叉 22. 功角、功角特性、基本电磁功率、附加电磁功率23. 有功功率的调剂 ,极限功率,静态稳固性,整步功率系数,过载才能K, M24. 无
20、功功率的调剂 : 保持有功不变、 U不变 垂直 时,调剂励磁电流,就 I 的终点轨迹是水平线, E的终点轨迹是垂直线； 025. V 形曲线: 保持有功不变时, cos=1 时为正常励磁,负载电流I 最小; 减小励磁,电流,欠励, E降低,功率因数角超前 I超前电压 ,I 将增加; 增大励磁电流,过励, E00将增大,功率因数角滞后 I滞后电压 ,I 也将增加；26. 同步发电机如何过渡到同步电动机或调相机27. 同步调相机的用途28. 同步发电机单相对中点稳态短路、两相之间稳态短路可以应用对称重量法分析；稳态单相短路电流 : 两相间短路电流 : 三相短路电流 , ； 29.III:3:3:1
21、,kkk123B. 主要公式1. 功率 发电机 P,3UIcos,NNNN 电动机 P,3UIcos,NNNNN2. 励磁电动势 :E=4.44fNk 0N103. 隐极电机负载运行 不饱和时 :, 气隙电动势 : EEE, ,a0, 定子绕组总电动势平稳 : EEEUIR, , , 0aa, 励磁电动势平稳 : EUIRjIXjIXUIRjIX, , , 0aaat,4. 凸极电机负载运行 不饱和时 :, EEEE, 气隙电动势 : ,adaq0, EEEEEUIR, , , , 定子绕组总电动势平稳 : ,0adaqa,励磁电动势平稳 :, EUIRjIXjIXjIX, 0aadaq, , , UIRjIXjIXaddqq5. 凸极电机负载运行 考虑饱和时 :, 气隙电动势 : 由 d 轴合成产生 FFF, ,EEE,dfad1,daq, 定子绕组总电动势 : EEEEEEUIR, , , ,daqa, EU,0N, 6.电压调整率 : U100%, , UN,7.低转差法求 Xd 和 Xq 的不饱和值 :Umax X,dImin Umin X,qImax2mEUmU110 8.功角特性 : ,Psinsin2em2XXXdqd,2EUU11,0 ,Psinsin2em,2XXXdqd