電機學期末復習總結

1、精選文檔電機學期末復習材料第三篇 交流電機理論的共同問題1、同步電機的結構：定子三相對稱繞組，通入三相對稱電流，產生一個旋轉磁場。轉子直流勵磁，是一個恒穩(wěn)磁極。極對數p與轉速n之間的關系是固定的，為2、異步電機的結構：定子三相對稱繞組，通入三相對稱電流，產生一個旋轉磁場。轉子三相對稱短路繞組，產生一個旋磁磁通?！救鄬ΨQ：空間上差120度電角度；時序上差120度電角度?！?、電角度與機械角度：電角度：磁場所經歷的角度稱為電角度。機械角度：轉子在空間所經歷的幾何角度稱為機械角度。電角度機械角度4、感應電勢：感應電勢的頻率：感應電勢的最大值：（）每根導體感應電勢的有效值：5、極距：概念：一個磁極在

2、空間所跨過的距離，用來表示。（了解整距、短距、長距）公式：6、線圈電勢與節(jié)距因數：節(jié)距因數：物理意義：表示了短距線圈電勢的減少程度。分布因數：物理意義：表示了分布繞組電勢的減少程度。繞組因數：合成電勢：槽距角：電角度每極每相的槽數：【練習1】一臺三相同步發(fā)電機，定子鐵芯長，定子鐵芯內徑，定子槽數，槽，每相串聯(lián)匝數，磁通密度的空間分布波的表示式為。試求：（1）繞組因數；（2）每相感應電勢的有效值。7、消弱諧波電勢的方法：采用不均勻氣隙，以改善氣隙中磁場分布情況。采用短距繞組。采用分布繞組。8、雙層繞組與單層繞組：雙層繞組：指沿槽深方向有上、下兩層線圈邊的繞組。單層繞組：指沿槽深方向只有一層線圈邊

3、的繞組。9、畫某相疊繞組展開圖的一般步驟：計算出槽距角、槽距畫出電勢星圖（注意單層繞組、雙層繞組）畫出某相疊繞組展開圖（注意支路數）【練習2】有一雙層三相短距繞組，。（1）分別畫出支路數和的A相疊繞組展開圖；（2）算出繞組因數。10、單相繞組的磁勢（脈動磁勢）：單相磁勢的特點是：磁勢軸線（即磁勢幅值所在的位置）在空間固定不動，而各點磁勢的大小則隨時間在變化，因此稱為脈動磁勢。單相繞組所產生的脈動磁勢可以分解成基波和一系列諧波，基波磁勢的振幅為：11、一個在空間按正弦律分布，且振幅隨時間作正弦變化的脈動磁勢，可以分解為兩個以相同速率但向相反方向旋轉的圓形旋轉磁勢。圓形旋轉磁勢的幅值為原有脈動磁勢

4、幅值的一半，圓形旋轉磁勢的轉速為。當脈動磁勢為最大值時，兩個旋轉磁勢正好轉到相互重合的位置。（即：一個脈動磁勢可以分解為大小相等，轉向相反的兩個旋轉磁勢。）12、三相繞組的磁勢（旋轉磁勢） 應用三角恒等式寫成：所以合成磁勢：當三相對稱電流流過三相對稱繞組時，三相合成的基波磁勢是一個圓形旋轉磁勢。它主要特點是：旋轉磁勢的轉速為，我們稱基波旋轉磁勢的轉速為同步轉速；旋轉磁勢的軸線總是與電流達到最大值的那一相繞組的中心線相重合；旋轉磁勢的轉向總是從超前電流的相轉向滯后電流的相，因而只要改變電流的相序（即改變三相電源的任意兩個接頭）便可以改變磁勢的旋轉方向；三相旋轉磁勢的幅值為單相脈動磁勢最大幅值的3

5、/2倍，其中1/2是由每相的脈動磁勢分解為兩個旋轉磁勢得來，3則是由三相相加而得到的。13、主磁通與漏磁通：主磁通：由定、轉子繞組磁勢所共同激勵，并同時與定、轉子繞組相匝鏈的磁通。漏磁通：單獨由定子繞組或者轉子繞組磁勢所激勵，并分別與定子繞組或轉子繞組相匝鏈的磁通。【練習3】有一臺三相同步發(fā)電機，接法，槽，匝，槽，。試求：（1）一相繞組所產生的基波磁勢幅值；（2）三相繞組所產生的合成磁勢的基波幅值及其轉速?！揪毩?】有一臺三相交流電機，定子為雙層疊繞組，每相串聯(lián)匝數，今在繞組中通入頻率為、有效值為35A的對稱三相電流，計算基波旋轉磁勢的幅值。第四篇 感應電機1、感應電機工作原理：定子繞組所產生

6、的旋轉磁場，以轉差率切割轉子導體，于是在轉子導體中感應電勢，產生電流，轉子導體中的電流與旋轉磁場相作用而產生電磁轉矩，使轉子旋轉。2、“感應”的含義：必須異步，才能產生感應電勢，有了感應電勢，就能感生三相短路電流，這是形成旋磁。3、轉差率：轉差率是感應電機的一個基本變量，它表示了感應電機的各種不同運行情況。（）在正常運行范圍內，轉差率的數值通常都是很小的。滿載時，轉子轉速與同步轉速相差并不大，而空載時，可以認為轉子轉速等于同步轉速。啟動運行空載4、感應電機的三種工作狀態(tài)：電動機運行發(fā)電機運行制動運行5、感應電機的基本結構：定子又稱定子鐵芯，由三相繞組組成，是一個機座。轉子又稱轉子鐵芯，由三相短

7、路繞組組成，是一個轉軸。轉子的結構分為：a.籠型轉子：優(yōu)點：轉子結構簡單，既無集電環(huán)又無絕緣，既省材料又制造方便，是一種經濟耐用的電機，工業(yè)上應用廣泛。b.繞線轉子：可以通過集電環(huán)及電刷在轉子回路中引入外加電阻，以改善電動機的啟動和調速性能。缺點：轉子繞組結構復雜，價格較貴，可靠性較差。氣隙勵磁。6、感應電機的額定值：額定電壓（線電壓）額定電流（線電流）額定功率（在額運時，電機的輸出功率，對電動機而言，就是轉軸上所消耗的機械功率。）額定轉速【練習5】一臺三相感應電動機，。試問：（1）電動機的極數是多少？（2）額定負載下的轉差率s是多少？（3）額定負載下的效率是多少？【練習6】有一臺8極感應電動

8、機，額定轉差率，試求（1）同步轉速；（2）額定轉速；（3）時的轉差率；（4）時的轉差率；（5）起動瞬間的轉差率。7、感應電機的電勢平衡方程式：定子側： ，其中 轉子側： ；則得出：； 旋磁相對于轉子本身的轉速：相對于定子的轉速：轉子基波磁勢的幅值：8、感應電機的磁勢平衡方程式：根據，可以得出9、感應電機的歸算：采用的方法：頻率歸算和繞組歸算。（歸算是一種等效的計算方法，替代原轉子的等效轉子均是虛擬的。）頻率歸算：因為，所以繞組的歸算：A的歸算：B的歸算：C阻抗的歸算：；10、感應電機的T型等效電路：基本方程式：11、感應電機與變壓器的區(qū)別：由于感應電機的轉子是旋轉的，因此轉子中的電勢頻率不僅與

9、電源頻率有關，還決定于轉子的轉速，即與轉差率有關，轉差率是感應電機的基本變量；感應電機氣隙中的主磁場是旋轉磁場，而變壓器中是脈動磁場；感應電機是分布短距繞組，而變壓器則是集中繞組，因此感應電機的電勢計算公式與變壓器有些差別。12、感應電動機的功率平衡方程式：輸入功率：定子功率：；電磁功率：轉子功率：機械功率：附加電阻上的電功率就是電動機所產生的機械功率輸出功率：由上式可以得出：所以：【練習7】有一臺繞線轉子感應電動機，定、轉子繞組均為三相。，。每相參數：，略去不計。定、轉子繞組均為聯(lián)接，且有效匝數比為4。（1）求滿載時的轉差率；（2）繪出簡化等效電路；（3）求出、和；（4）滿載時轉子每相電勢的

10、有效值和頻率；（5）總機械功率。【練習8】有一臺三相感應電機，。在額定運行下的各項損耗：定子銅耗，鐵耗，轉子銅耗，機械損耗，求此時的電磁功率、輸入功率和轉速。13、轉矩平衡式和電磁轉矩：因為，所以基礎公式：轉矩：又因為所以：根據上式，算出相應的電磁轉矩作出轉矩隨轉差率而變化的曲線，即曲線，它被稱為感應電動機的機械特性。臨界轉差率：最大轉矩：【練習9】有一臺三相感應電動機，。滿載運行時，轉子銅耗，機械損耗和雜散損耗，求此時的電磁轉矩和輸出轉矩。14、串電阻問題：公式：或者：【練習10】有一臺三相感應電動機，定子繞組為聯(lián)接。每相參數：，。在額定運行下的各項損耗：，；求（1）額定運行時的電磁轉矩；（

11、2）額定運行時的輸出轉矩；（3）最大轉矩；（4）最初起動轉矩；（5）若使最初起動轉矩等于最大轉矩，轉子中應串入多大的電阻？并畫出特性曲線圖。15、感應電動機的工作特性：當負載發(fā)生變化時，電動機的轉速、效率、功率因數、轉矩及定子電流隨輸出功率而變化的曲線稱為感應電動機的工作特性。（感應電動機應避免長期在低負載下運行）16、感應電動機起動特性：普通感應電動機起動性能的特點是：最初起動電流很大，最初起動轉矩并不大。解決起動問題：A：繞線式：在轉子回路內串入電阻起動。既能減小最初起動電流又能增大最初起動轉矩。B：籠型式：全壓起動（適于小電機） 降壓起動（對起動要求不高）17、基本公式： ； ； ； 【

12、練習11】有一臺三相感應電動機，。定子繞組聯(lián)接。已知在額定電壓下直接起動時，電網所供給的線電流是電動機額定電流的5.6倍。今改用法起動，求電網所供給的線電流。17、感應電動機調速：變極數調速：優(yōu)點：便捷；缺點：有級調速。變頻調速：優(yōu)點：平滑調速，范圍廣，效率高；缺點：需要變頻變壓裝置。變轉差率調速：串入轉子電阻（只適用于繞線式的異步電動機）。18、轉速公式：19、明確一個概念：因為所以在恒轉矩下，當即所以【練習12】有一臺三相感應電動機，轉子是繞線式，如維持電機轉軸上的負載轉矩為額定轉矩，使轉速下降到，試求：（1）轉子回路中要串入多大的電阻？（2）此時轉子電流是原來數值的幾倍？【練習13】有一

13、臺三相感應電動機，；，轉子是繞線式，轉子每相電阻。已知在額定負載下轉子銅耗為2210W，機械損耗為2460W，雜散損耗為310W，試求：（1）此時的轉速及電磁轉矩；（2）若（1）中的電磁轉矩保持不變，而將轉速降到，應該在轉子的每相繞組中串入多大電阻？此時轉子銅耗是多少？20、單相感應電機結構：定子單相繞組； 轉子鼠籠式單相沒有啟動轉矩，即沒有自起動能力，但一經起動，兩個方向均可自行運轉，運轉方向由初始外力決定。重要概念：超前相電流轉向滯后相電流。（接有電容相即為超前相）主極的設計原則：盡量使主磁通正弦?！揪毩?4】標出下列電機的轉速方向。 第五篇 同步電機1、同步發(fā)電機的最大特點是：轉速n、頻

14、率f及極對數p與之間有嚴格不變的關系，即2、同步發(fā)電機的構造：定子（硅鋼片疊裝）：三相對稱繞組，通入三相對稱電流，產生一個旋轉磁場。轉子（普通鋼片）：直流勵磁，是一個恒穩(wěn)磁極。3、轉子的分類：凸極式：（4極）制造方便、機械強度較差，轉動慣量大，適于低速的中小型電機中。（水輪發(fā)電機）隱極式：（2極）制造復雜、機械強度很強，轉動慣量小，適于高速的電機中。（汽輪機） 凸極式 隱極式4、冷卻處理方式：中、小電機采用空氣冷卻，通過風道，將熱量帶走。大型電機采用氫冷卻，但需注意爆炸危險，需提供一套控制設備來保證外界空氣不會滲入到電機內部。5、同步電機的額定值：額定電壓（線電壓）額定電流（線電流）額定功率發(fā)

15、電機：電動機：額定功率額定轉速6、電樞反應：電樞反應的性質主要決定于空載電勢和負載電流之間的夾角，也就是說，決定于負載的性質。與同相位，即（此時的電勢是純做功）滯后90電角度，即（此時的電勢磁勢稱為直軸去磁電樞磁勢）超前90電角度，即（此時的電勢磁勢稱為直軸增磁電樞磁勢）任意角：（定子量在d與q軸分解） 其中；推出：；7、同步電抗值：隱極因為定轉子間氣隙處處相等，所以磁路的磁導也處處相等，故凸極因為直軸的氣隙小于交軸的氣隙，所以為、：；8、隱極同步發(fā)電機的電勢方程式和相量圖9、凸極同步發(fā)電機的電勢方程式和相量圖10、重要公式：純阻性：純感性：純容性：阻容性：【練習15】有一臺三相同步發(fā)電機，接法，（滯后），作單機運行。已知同步電抗，電樞電阻可以忽略不計。每相的感應電勢。求下列幾種情況下的電樞電流，并說明其電樞反應的性質。（1）每相是的三相對稱純電阻負載；（2）每相是的三相對稱純電感負載；（3）