电机学概念以及公式总结

一、直流电机A.主要概念1.换向器、电刷、电枢接触压降2Ub2.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.绕组展开图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CE、转矩常数CT16.电磁功率Pem电枢铜耗pCua励磁铜耗pCuf电机铁耗pFe机械损耗pmec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.稳定性21.DM的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动22.DM的调速方法：电枢回路串电阻、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：PN＝UNIN(输出电功率)电动机：PN＝UNINηN(输出机械功率)反电势：60EaEECnpNCa电磁转矩：ema2TaTTCIpNCa直流电动机（DM）电势平衡方程：aaEaaUEIRCΦnIRDM的输入电功率P1：12()()afafaaafaaafemCuaCufPUIUIIUIUIEIRIUIEIIRUIPpp12emCuaCufemFemecadPPppPPpppDM的转矩方程：20ddemTTTJtDM的效率：21112100%100%(1)100%PPppPPPp他励DM的转速调整率：0NN100%nnnnDM的机械特性：em2Tjajaa)(TΦCCRRΦCUΦCRRIUnEEE.并联DM的理想空载转速n0：二、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1及其区别，主磁路、漏磁路空载电流、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Xm、励磁电阻Rm、一次侧漏电抗X1、二次侧漏电抗X29.负载运行时变压器的原理示意图10.变压器的磁势平衡11.绕组折算原则、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、注意事项15.标幺值、基准的选择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.变压器并联运行的三个理想条件26.变压器并联运行的负载分配27.电流互感器、电压互感器的用途，使用中的注意事项28.对称分量法，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：E1=4.44fN1Φm、E2=4.44fN2Φm磁势平衡方程：112210NININI折算前的变压器方程组（数学模型）：11112222122101022mLUEIZUEIZEkEIIIkEIZUIZ折算后的变压器方程组：11112222012121022'''''''''mLUEIZUEIZIIIEEEIZUIZ电压变化率简化计算公式：ΔU=β(Rk*cosφ2-Xk*sinφ2)×100%效率：30aoAOEE滞后于的相角联接组号＝三、交流绕组A.主要概念1.对交流绕组的要求：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4.三相单层绕组画法5.线圈、节距y1，极距，短距、长距、整距6.并联支路数a、最大并联支路数amax7.三相双层绕组画法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.谐波电动势的削弱方法12.脉振磁动势13.磁动势的空间矢量表示、矢量叠加14.磁动势计算的短距系数、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.对称的三相交流绕组，通对称的三相交流电流，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.交流电机的主磁通、漏磁通、槽漏磁通、端部漏磁通、谐波漏磁通、漏电抗%100)cos1(kN202NkN20ppSpp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：m=360°/Z3.槽距角：e=p*360°/Z4.每极每相槽数：q=z/2pm5.导体电动势：Ec1=2.22f短距系数：ky1=sin(/2*y1/)7.线圈电动势：Ey1=2Nc*Ec1*ky1=4.44Ncfky18.分布系数：2sin2sin111qqkq9.线圈组电动势：Eq1=q*Ey1*kq1=4.44q*Nc*f**ky1*kq110.绕组系数：kN1=ky1*kq111.相绕组电动势：11144.4ΦfNkEN(N为每相串联匝数)12.每相串联匝数：cc()2()pqNaNpqNa单层绕组双层绕组13.相绕组脉振磁动势幅值的最大值：pINkpINkFNN111m9.0π22（其中I是电流的有效值）14.相绕组磁动势基波的表达式：cossincos),(1m11tFFtf（其中=0处为相绕组轴线）15.相绕组磁动势中的ν次谐波磁动势最大值、瞬时表达式：mm220.9π(,)sincosNNNkINkIFppftFt16.三相合成磁动势基波的幅值F1：pINkFFN11m135.12317.三相合成的谐波磁动势：（1//vvvnnv=，）5m57m73sin(5)(61)23sin(7)(61)2fFtkfFtk次谐波,反转次谐波,正转,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.异步电动机必须从电网吸收滞后的无功，用于励磁。3.半闭口槽、半开口槽、开口槽4.气隙5.转差率s6.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；磁势是平衡的（12mFFF）。9.电动势变比、电流变比10.定子电流的负载分量I1L、定子电流的励磁分量Im（或I0）。11.转子旋转时，异步电机的定、转子磁场仍相对静止，磁动势仍平衡（12msFFF）。12.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、机械损耗的分离方法16.异步电机的短路试验，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z2，每相匝数等于1/2；极对数等于定子磁场的极对数。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’2(1-s)/s上的三相总功率。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Tem-s曲线21.异步电机的最大电磁转矩发生在22m11σ2σ/RsRXX时。22.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：NNNNNcos3IUP2.同步转速：pfn11603.转差率：11nnns4.转子静止时的方程式（转子折算到定子后）：11112222σ0121210mUEIZEIRjXIIIEEEIZ5.电动势变比ke：..11112222NeeNNkEkEkEENk，6.电流变比ki：11121222iNiLNmNkIkImNkk，7.转子旋转时，转子的频率：f2s=sf1转子电动势：2222m22ssNEfNksE转子漏电抗：2σ22σ2σ2ssXfLsX转子相电流：2222sssEIRjX8.转子旋转时，频率折算后的方程式：11112222σm12121mm//ieUEIZEIRsjXIIIkEkEEIZ9.转子旋转时，经频率、绕组折算后的方程式：11112222σ1m2121mm/UEIZEIRsjXIIIEEEIZ10.异步电动机的功率总功率平衡：P1=Pem+pcu1+pFe，电磁功率平衡：Pem=pcu2+Pmec机械功率平衡：Pmec=P2+pmec+pad功率比例关系：Pem：pcu2：Pmec=1：s：(1-s)11.异步电机的电磁转矩：2211emem2212111σ2σ2RmpUPsTRfRXXs12.最大电磁转矩：2m2211σ2σ211max221111σ2σ4RsRXXmpUTfRRXX13.过载倍数：kM=Tmax／TN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kc。6.主磁通0和励磁电动势E0的相位关系：0是原因，E0是结果，前者超前后者90º7.同步电机的电枢反应；电枢反应的性质；电枢反应电抗，（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Id和Iq分量，分别单独考虑它们的电枢反应作用。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：定子电流为纯直轴分量；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.同