電機學概念以及公式總結

、直流電機A.主要概念1.換向器、電刷、電樞接觸壓降2Ubb極數和極對數主磁極、勵磁繞組電樞、電樞鐵心、電樞繞組5.額定值6.元件單疊、單波繞組第1節(jié)距、第2節(jié)距、合成節(jié)距、換向器節(jié)距9.并聯(lián)支路對數a10.繞組展開圖11.勵磁與勵磁方式空載磁場、主磁通、漏磁通、磁化曲線、每級磁通13.電樞磁場14.（交軸、直軸）電樞反應及其性質、幾何中性線、物理中性線、移刷反電勢常數CE、轉矩常數CTET電磁功率Pem電樞銅耗pCua勵磁銅耗pCuf電機鐵耗pFe機械損耗pmec附加損耗pad輸出機械功率P2可變損耗、不變損耗、空載損耗直流電動機（DM）的工作特性串勵電動機的“飛速”或“飛車”電動機的機械特性、自然機械特性、人工機械特性、硬特性、軟特性穩(wěn)定性DM的啟動方法：直接啟動、電樞回路串電阻啟動、降壓啟動；啟動電流DM的調速方法：電樞串電阻、調勵磁、調端電壓DM的制動方法：能耗制動、反接制動、回饋制動B.主要公式：發(fā)電機：pn=unin （輸出電功率）電動機：PN=UNINnN （輸出機械功率）

反電勢：pN反電勢：pNa60a電磁轉矩：T=C①IemTaC_PNT2兀a直流電動機(DM)電勢平衡方程：U—E+1R—C①n+1RaaE aaDM的輸入電功率P1：P—UI—U(I+1)—UI+UI—(E+1R)I+UI1 afaf aaaf—EI+12R+UI—P+p+paaafemCuaCufP—P+p+p1 em Cua CufP—P+p+p+pem 2 Fe mec adDM的轉矩方程：T-T-T—J羋em 2 0 dtDM的效率：耳—DM的效率：耳—x100%—1P_'px100%—P1(1一尋)x100%2n-n他勵DM的轉速調整率：An-Tnx100%nNUR+RT—a 片TCUR+RT—a 片TC①CC①2emE ETDM的機械特性：n— aa「C①E并聯(lián)DM的理想空載轉速n°：變壓器A.主要概念單相、三相；變壓器組、心式變壓器；電力變壓器、互感器；干式、油浸式變壓器鐵心柱、軛部額定容量、一次側、二次側高壓繞組、低壓繞組空載運行，主磁通①、漏磁通曾及其區(qū)別，主磁路、漏磁路1ct空載電流、主磁通、反電動勢間的相位關系，鐵耗角①、i、e正方向的規(guī)定。變比、二次側空載電壓、二次側額定電壓勵磁電抗X、勵磁電阻R、一次側漏電抗X】、二次側漏電抗X21b 2b負載運行時變壓器的原理示意圖變壓器的磁勢平衡繞組折算原則、折算方法、作用功率因數滯后時的變壓器相量圖畫法T型等效電路、廠型等效電路、簡化等效電路空載試驗、短路試驗的用途、注意事項標幺值、基準的選擇（不同負載時的）電壓變化率，短路阻抗、短路電阻、負載系數效率最大值發(fā)生的條件三相變壓器的磁路：組式、心式三相變壓器的電路：星形連接、三角形連接同名端、首端、尾端、中性點聯(lián)結組、聯(lián)結組號、時鐘表示法Y,y聯(lián)結組，D,d聯(lián)結組各有6個偶數聯(lián)結組號；Y,d聯(lián)結組，D,y聯(lián)結組各有6個奇數聯(lián)結組合主磁通、勵磁電流的波形問題在三相變壓器中，三次諧波電流通路的重要性，在不同磁路中的影響變壓器并聯(lián)運行的三個理想條件變壓器并聯(lián)運行的負載分配電流互感器、電壓互感器的用途，使用中的注意事項對稱分量法，正序、負序、零序，變壓器的正序、負序、零序電路，各序激磁阻抗的特點單相對中點短路時，各序電流與短路電流的關系B.主要公式m、反電勢：E]=4.44fN]①m、E2=4.4化①mm、磁勢平衡方程：Ni+NI=NI112210折算前的變壓器方程組（數學模型）U=-E+iz1111U=E-1z2222罕=kV2?I?I+-2=Iko-E=Iz10mU=Iz2L折算后的變壓器方程組：U=-E+IZ1111U'=E'-1'Z'2222I=I+1'<012E=E'12-E=IZ0mU'=I'z'2L電壓變化率簡化計算公式：AU=B(Rkcos?2-Xksin?2)X100%效率：n=(1- po+B2入 )x100%pScosp+p+p2pN 2 0 kNE滯后于E的相角聯(lián)接組號=-^ AO30。三、交流繞組A.主要概念對交流繞組的要求：各相繞組空間對稱，產生的反電動勢基波盡可能大、幅值相等、相差120度電角度，盡可能接近正弦波槽電勢星形圖及其畫法、槽距電角度、槽距機械角度相帶、120°相帶、60°相帶、每極每相槽數三相單層繞組畫法線圈、節(jié)距y],極距，短距、長距、整距并聯(lián)支路數a、最大并聯(lián)支路數amax三相雙層繞組畫法每相串聯(lián)匝數N諧波磁場的轉速、極對數諧波電動勢的繞組系數諧波電動勢的削弱方法脈振磁動勢磁動勢的空間矢量表示、矢量疊加磁動勢計算的短距系數、分布系數與電動勢的相同脈振磁動勢、旋轉磁動勢、行波、駐波圓形旋轉磁動勢、橢圓形旋轉磁動勢對稱的三相交流繞組，通對稱的三相交流電流，產生一個合成的圓形旋轉磁動勢當哪相電流最大時，該合成圓形旋轉磁動勢的最大值位置，就同哪相的繞組軸線重合。因此旋轉的方向是依相序，從超前相的軸線轉向滯后120°的相的軸線，在轉到下一個滯后120°的相的軸線。三相合成的諧波磁動勢只有奇次諧波，沒有偶次諧波。交流電機的主磁通、漏磁通、槽漏磁通、端部漏磁通、諧波漏磁通、漏電抗1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.B.主要公式反電勢頻率、轉子轉速、極對數的關系：f=n/60/p槽距機械角度：a=360°/Zm槽距機械角度：ae=p*360°/Z每極每相槽數：q=z/m/2p導體電動勢：E’=2.22f①c1短距系數：kyl=sin（冗/2*『］/工）線圈電動勢：E,=2N*E’*k,=4.44Nf①k,y1 cc1y1 c y1分布系數：qasiniq1qsin—i線圈組電動勢：E,=q*E,*k,=4.44q*N*f*O*k,*k,q1 y1q1 c y1q1繞組系數：kN1=ky1*kq1N1y1q1相繞組電動勢：q1qsin—i線圈組電動勢：E,=q*E,*k,=4.44q*N*f*O*k,*k,q1 y1q1 c y1q1繞組系數：kN1=ky1*kq1N1y1q1相繞組電動勢：E,=4.44fNk① (N為每相串聯(lián)匝數)血 N11每相串聯(lián)匝數：pqNca2pqNca（單層繞組）（雙層繞組）相繞組脈振磁動勢幅值的最大值：Fm,12邁NkIN^-np（其中I是電流的有效值）相繞組磁動勢基波的表達式：f(t,0)=Fcos0=Fsin?tcos0,1 ,1 m,1（其中0=0處為相繞組軸線）相繞組磁動勢中的v次諧波磁動勢最大值、瞬時表達式：m,v2邁NkI“NkINv—=0.9 Nv-nvp vpf(t,0)=F sin①tcosv0,v m,v三相合成磁動勢基波的幅值F1：Fm,1=1.35NkIN1三相合成的諧波磁動勢：(三相合成的諧波磁動勢：(T=t/v，n=n/v)v v13f二F sin（①t+56） （6k-1次諧波，反轉）5 2m?53f=F sin（①t-76） （6k+1次諧波，正轉,）7 2m?7四、異步電機A.主要概念單相、三相異步電機，繞線、鼠籠轉子，鑄鋁轉子異步電動機必須從電網吸收滯后的無功，用于勵磁。半閉口槽、半開口槽、開口槽4.氣隙轉差率s異步電機的三種運行狀態(tài)：電動、制動、發(fā)電感應電機磁勢是平衡的（F磁勢是平衡的（F+F=F）。1 2m電動勢變比、電流變比定子電流的負載分量I1L、定子電流的勵磁分量Im（或【°）。11.轉子旋轉時，異步電機的定、轉子磁場仍相對靜止，磁動勢仍平衡（F+F=F。11.1 2s m異步電機轉子的頻率折算。13異步電機轉子旋轉時的T型等效電路、簡化等效電路相量圖的畫法異步電機的空載試驗、機械損耗的分離方法異步電機的短路試驗，同變壓器短路試驗的差別籠型轉子的相數等于導條（槽）數z2，每相匝數等于1/2；極對數等于定子磁場的極對數。異步電機的電磁功率等于傳遞到轉子的功率；總機械功率等于電阻R'2（1-s）/s上的三相總功率。異步電機的電磁轉矩，等于電磁功率除以同步機械角速度，也等于機械總功率除以轉子機械角速度。異步電機的Tem-s曲線異步電機的最大電磁轉矩發(fā)生在R/s=R2+（X_+X'匕時。m*1 1o 2o過載倍數在異步電動機的工作特性中，效率特性、功率因數特性有最大值。異步電動機的起動方法：直接起動；降壓起動（串電抗器、自耦變壓器、先星形后三角形）；繞線式轉子串電阻起動。各種方法的特點。異步電動機調速：變極、變頻（恒轉矩、恒功率）、變轉差率s（定子串電抗器降壓、繞線轉子串電阻）

異步電動機的制動方法：轉速反向（定子三相正接、轉子電阻耗能）、正轉反接（降速、剎車）、回饋制動（位能將電動狀態(tài)超速到發(fā)電狀態(tài)）能耗制動（定子接直流、轉子電阻耗能）27.單相電動機原理B.主要公式：異步電動機的功率1.2.同步轉速：n=60f1p3.轉差率：4.B.主要公式：異步電動機的功率1.2.同步轉速：n=60f1p3.轉差率：4.轉子靜止時的方程式n-ns=i n1轉子折算到定子后)：U=-E+1Z、E'=I+jX')222 2o■=I+112=EE2=-Iz0m 丿I0E15.電動勢變比k:eENk

k=—i-=—,

eENk2 2N2E1=keE26.電流變比k6.電流變比ki:imNkk=―i_ini,IimNk 1L2 2N27.轉子旋轉時，轉子的頻率：f7.轉子旋轉時，轉子的頻率：f2s=sf1轉子電動勢：E=\：'2兀fNk2s①=sE2s2N2m28.轉子旋轉時，轉子漏電抗：X=8.轉子旋轉時，轉子漏電抗：X=2兀fL=sX2os 2s2o 2o轉子相電流：1= 2s-一2sR+jX2 2bs頻率折算后的方程式：U=-E+IZE=I(r/s+jX)2 2 2 2oIU=-E+IZE=I(r/s+jX)2 2 2 2oI=I+1/k>m 1 2iE=kE1 e 2E=-1 Z1mm9.轉子旋轉時，經頻率、繞組折算后的方程式：\o"CurrentDocument"U=-E+IZ 、1=r(R/s+jx‘)22 2o=I-1 >m2=E'2

=-1Z

mm10.異步電動機的功率總功率平衡：P1=Pem+pcu1+pFe"21￡?/1?￡?￡電磁功率平衡：Pem=pcu2+Pmec11.12.機械功率平衡：功率比例關系：PmecPem：異步電機的電磁轉矩：T=pT ememG1最大電磁轉矩：T=±m(xù)axP2+pmec+padpcu2：Pmec=I：s：(I-s)mpU2IIR'\R2s2+(X+X/)21o 2o1o 2ompU2++JR2+(X+X；)1 1 1o 2o13.過載倍數：kM=Tmax／TN五、同步電機A.主要概念凸極同步電機、隱極同步電機同步電機的勵磁方式：直流發(fā)電機勵磁、靜止整流裝置勵磁、旋轉整流裝置勵磁冷卻方式：空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷4.勵磁電流同步電機的空載運行；同步電機的磁化特性；飽和系數kc。主磁通①°和勵磁電動勢E。的相位關系：①°是原因，E。是結果，前者超前后者90°同步電機的電樞反應；電樞反應的性質；電樞反應電抗，（直軸、交軸）同步電抗凸極同步電機的雙反應理論：將電樞電流分解為Id和Iq分量，分別單獨考慮它們的電樞反應作用。氣隙合成磁動勢行、氣隙合成磁場B^、氣隙合成電動勢E0O O O隱極同步發(fā)電機相量圖的畫法同步發(fā)電機的空載特性，剩磁影響的校正同步發(fā)電機的短路特性：短路時定子只有直軸電流；電樞反應為純去磁性質；磁路不飽和；短路電流與勵磁電流成正比；短路特性為一條直線。零功率因數負載特性：定子電流為純直軸分量；電樞反應為純去磁性質；磁路飽和；與空載特性曲線相差一個特性三角形。特性三角形：可用于求定子漏電抗。同步發(fā)電機的外特性：U隨I變化的規(guī)律，cos?不同，變化趨勢不同。電壓調整率：額定勵磁電流時，空載與額定負載之間的端電壓變化率。利用零功率因數特性曲線、空載特性曲線、特性三角形求定子繞組漏電抗的方法同步電機中，利用短路特性、空載特性求直軸同步電抗xd不飽和值的方法。短路比低轉差法側Xd和Xq不飽和值的方法。同步發(fā)電機并聯(lián)運行的條件；并網的方法（準確同步法：直接，交叉）功角、功角特性、基本電磁功率、附加電磁功率有功功率的調節(jié)，極限功率，靜態(tài)穩(wěn)定性，整步功率系數，過載能力Km，無功功率的調節(jié)：保持有功不變、U不變（垂直）時，調節(jié)勵磁電流，貝肛的終點軌跡是水平線，E0的終點軌跡是垂直線。V形曲線：保持有功不變時，cos?=1時為正常勵磁，負載電流I最小；減小勵磁電流，欠勵，E0降低，功率因數角超前（I超前電壓），I將增加；增大勵磁電流，過勵，E0將增大，功率因數角滯后（I滯后電壓），I也將增加。同步發(fā)電機如何過渡到同步電動機或調相機同步調相機的用途同步發(fā)電機單相對中點穩(wěn)態(tài)短路、兩相之間穩(wěn)態(tài)短路可以應用對稱分量法分析。穩(wěn)態(tài)單相短路電流：兩相間短路電流：三相短路電流二I:I:I=3：<3：1。k1k2k3B.主要公式功率P=\：