电机学知识点

电机学第一篇变压器第二篇直流电机第三篇交流电机的绕组电动势和磁动势第四篇同步电机第五篇异步电机第一章变压器的用途、分类与结构1.变压器的基本作用原理变压器是根据___________原理，将一种电压等级的交流电能变换为同频率的另一种电压等级的的交流电能的静止电机。2.变压器的主要额定值1）额定电压U1N/U2N(V或kV)一次侧额定电压是指正常运行时，电源加到一次侧的额定电压。二次侧额定电压是指变压器一次侧加____________，二次侧的____________电压。三相变压器的一次、二次额定电压都是指____________。电磁感应空载线额定电压额定线电压2）额定电流I1N/I2N(A)额定电流是指变压器在额定运行条件下一、二次绕组允许通过的电流。三相变压器的一次、二次额定电流都是指____________。3）额定容量SN(VA或kVA)在铭牌规定的额定状态下变压器输出的视在功率。变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系：•单相双绕组变压器NNNNNIUIUS2211•三相双绕组变压器4）额定频率fN(Hz)NNNNNIUIUS221133额定线电流基本知识：变压器的工作原理及额定数据。第二章变压器的运行分析基本要求：1.掌握变压器的基本工作原理，熟练应用感应电势公式2.掌握变压器绕组的折合条件、折合方法3.掌握分析变压器的基本方法—变压器的基本方程式、等值电路和相量图4.掌握变压器等值电路参数的测定方法5.掌握变压器的运行性能指标及其计算第二章变压器的运行分析1.变压器的磁场为了便于研究，根据变压器内部磁场的实际分布和所起作用的不同，通常把磁通分为__________和_________。主磁通的性质和作用：主磁通沿铁心闭合，其磁路是一种非线性磁路，m与I0呈非线性关系，主磁通在一、二次绕组中分别感应电势E1和E2，将电磁功率从一次绕组传递到二次绕组，起_______________的作用。漏磁通的性质和作用：漏磁通主要沿非铁磁性材料闭合，其磁路是一种线性磁路，s1（s2）与I1（I2）呈线性关系，漏磁通只起_______________的作用，不直接参与从一次绕组到二次绕组的能量传递。主磁通漏磁通传递能量产生漏电抗压降一次绕组感应电动势mfNjE1144.4二次绕组感应电动势mfNjE2244.4变压器的变比：变压器的一次侧与二次侧_____________，称为变压器的变比，用k表示，即2121NNEEk2.主磁通感应电动势和励磁电流相电势之比励磁电流：在铁心饱和时，为了得到正弦波的主磁通，励磁电流应为__________。尖顶波的励磁电流可以分解为基波和3、5、7…一系列奇次谐波。考虑铁耗的影响后，励磁电流将超前主磁通一个铁耗角。尖顶波3.变压器绕组的折合折合条件：____________________________。折合方法：22EkEkII22222ZkZLLZkZ24.变压器的基本方程式、等效电路、相量图T型等效电路折合前后二次绕组的磁动势不变T型等效电路中各参数的物理意义：励磁电阻Rm是表征铁耗的等效电阻。励磁电抗Xm反映了主磁通对电路的电磁效应，是与_____________对应的电抗。一次绕组漏电抗X1反映了一次绕组漏磁通对电路的电磁效应，是同_________________相对应的电抗。二次绕组漏电抗X2反映了二次绕组漏磁通对电路的电磁效应，是同______________________相对应的电抗。4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图主磁通一次绕组漏磁通二次绕组漏磁通4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图简化等效电路5.变压器的参数测定变压器的空载试验10NmUZI励磁阻抗020mPRI励磁电阻22mmmXZR励磁电抗120NUkU变比5.变压器的参数测定变压器的短路试验kkkUZI短路阻抗2kkkPRI短路电阻22kkkXZR短路电抗'12'121212kkRRRXXX对T型等效电路：6.变压器的运行性能1）变压器的电压调整率△U定义：变压器带上负载以后，电压变化的差值（二次额定电压U2N与二次电压U2之差）与二次额定电压的比值称为电压调整率，用U表示，即222100%NNUUUU计算公式：)sincos(22kkXRU影响变压器电压调整率U的因素有：_____________、______________和________________。负载的大小kkRX短路阻抗参数、负载的性质2）变压器的损耗和效率变压器的损耗有铁耗和铜耗。铁耗不随负载的大小而改变，也称为不变损耗，0Pepp22CupI铜耗随负载的大小而改变，也称为可变损耗，2CukNpp变压器额定负载时的铜耗（即额定短路功率）为pkN，则任意负载时的铜耗为。变压器的效率计算公式：202201coskNNkNPpSpp2）变压器的损耗和效率202201coskNNkNPpSpp变压器产生最大效率的条件：20mkNPP或0mkNPP即当时，变压器的效率最高。Fecupp影响变压器效率的因素有：_____________、___________和________________________________。负载的大小负载的性质变压器本身的损耗p0、pkN第三章三相变压器基本要求：1.掌握三相变压器组和三铁心式变压器磁路的特点2.掌握三相变压器的联结组标号，能利用电动势相量图判定联结组标号3.掌握变压器理想并联运行的条件4.掌握变压器并联运行时负载分配的计算方法第三章三相变压器1.三相变压器的磁路系统•独立磁路系统：三相变压器组•相关磁路系统：三铁心柱式变压器2.三相变压器的联结组三相变压器的联结组标号表示高、低压侧对应__________之间的相位关系。已知三相变压器的绕组接线图确定其联结组标号；已知三相变压器的联结组标号画绕组接线图线电势3.三相变压器空载运行电动势波形不同的磁路系统和绕组的联结方式对变压器空载电势波形的影响很大。为了获得正弦波相电势，三相变压器组不应采用Yy联结，否则相电动势畸变为尖顶波；小容量三铁心柱式变压器可以采用Yy联结。当三相变压器采用Dy联结或Yd联结时，或者一次侧采用YN接时，其空载相电势为正弦波或接近正弦波。4.变压器的并联运行1）变压器理想并联运行的条件各变压器的变压比相等；联结组标号相同；短路阻抗的标幺值相等。2）并联运行变压器的负载分配kkkZZZ1:1:1::SSSSNNN1.直流电机是进行直流电能和机械能转换的一种旋转电机。直流电机的工作原理是建立在定律和定律的基础上的，它赖以实现机电能量转换的媒介是气隙磁场。任何一台直流电机既可作为发电机运行，也可以作为电动机运行，这就是直流电机运行的可逆性。第六章直流电机的用途、基本工作原理与结构电磁感应电磁力直流交流换向器电刷2.常用的直流电机是换向器式电机，直流电机电枢旋转时，从电机外部看，它的电压、电流和电动势都是，但是每个线圈中的电压、电流和电动势都是。这种交直流之间的转换是通过和的配合作用实现的。3.直流电机由定子和转子两大部分组成，定子部分包括主磁极、机座、换向极、电刷装置、端盖等。转子部分包括转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器等。定子的作用是建立主磁场和进行机械固定。转子的作用是产生电动势，流过电流，产生电磁转矩。4.直流电机的额定值电机的额定值是电机长期运行时允许的各物理量的值。直流电机的额定值主要有额定功率、额定电压、额定电流、额定转速等。•额定功率PN(kW)：额定运行状态下电机的。•额定电压UN(V)：额定运行状态下电机出线端的平均电压。输出功率•额定电流IN(A)：额定运行状态下电机出线端的电流。•额定转速nN(r/min)：额定运行状态下时转子的转速。•额定励磁电流IfN(A)：额定运行状态时电机的励磁电流值。NNNIUPNNNNIUP直流电动机：直流发电机：基本知识：1.直流电机的基本工作原理2.直流电机的额定值基本知识：1.直流电机的磁化曲线2.单叠绕组和单波绕组的特点3.单叠绕组和单波绕组节距的计算方法4.直流电机的电枢绕组电动势和电磁转矩第七章直流电机的磁路和电枢绕组第七章直流电机的磁路和电枢绕组1.直流电机的空载磁场和磁化特性直流电机空载运行时的气隙磁场由励磁磁势建立，该磁势由主极上的励磁绕组通以直流电流所产生。1）空载时气隙磁密的分布曲线Bibb空载时，励磁磁动势主要消耗在____上。当忽略铁磁材料的磁阻和电枢表面的齿槽效应时，主磁极下气隙磁通密度的分布取决于气隙的大小和形状。气隙2.直流电机的电枢绕组直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时每极主磁通0与励磁磁动势2Ff之间的关系曲线0=f(2Ff)。根据磁化特性可以判断电机磁路的饱和程度。气隙线)(2ffIF00磁化曲线2）磁化特性曲线直流电机的电枢绕组是直流电机产生感应电势和电磁转矩，从而实现机电能量转换的重要部件。直流电机的电枢绕组，无论什么形式，都是将各元件通过相应的换向片依次连接起来而构成的闭合绕组。直流电机的电枢绕组通过电刷引入或引出电流，并在正负极性电刷间形成偶数条并联支路。1）电枢绕组的节距第一节距y1：每个元件的两个元件边在电枢表面的跨距，用虚槽数计算。整数pQyu21式中：—小于1的分数。第二节距y2：相串联的两个元件中，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边在电枢表面上所跨的距离，用虚槽数计算。合成节距y：相串联的两个元件对应边在电枢表面上所跨的距离，用虚槽数计算。21yyykyy换向器节距yk：每个元件所联的两片换向片在换向器表面的跨距，用换向片数表示。单叠绕组是y=yk=1的一类电枢绕组，它是把上层元件边在同一主极下的各元件串联起来成一条支路，所以单叠绕组的并联支路对数_________，p是直流电机的极对数。2）电枢绕组的特点单波绕组是的一类电枢绕组，它是把上层元件边在同极性主极下的各元件串联起来成一条支路，所以单波绕组的并联支路对数_________。pQpkyyuk11直流电机电枢绕组的电势是通过电刷引出的，电刷的位置应使正负电刷间的感应电动势最大。当元件几何形状对称时，电刷在换向器表面的位置应对准磁极中心线。此时正、负电刷间感应电势最大，被电刷短路的元件感应电势为零。a=1a=p3.直流电机电枢绕组的感应电势60aepzEnCna60epzCa式中，—电势常数；—负载时气隙合成磁场的每极磁通。电枢电势Ea的大小与每极磁通量和转速n的大小成正比，Ea的方向取决于和n的方向。直流发电机的电枢电势与电枢电流同方向，而直流电动机的电枢电势与电枢电流方向相反，称为反电势。4.直流电机电枢绕组的电磁转矩电磁转矩T的大小与每极磁通量和电枢电流Ia的大小成正比，T的方向取决于和Ia的方向。直流发电机的电磁转矩与转速方向相反，为制动转矩。而直流电动机的电磁转矩与转速方向相同，为驱动转矩。ataICIapZT2直流电机的转矩常数。—式中，apZCt2第八章直流发电机基本知识：1.利用直流发电机的基本方程式进行计算2.电枢反应的概念和电枢反应的性质3.他励和并励直流发电机外特性曲线的形状，以及影响电压变动的因素4.并励直流发电机自励建压的条件第八章直流发电机1.直流电机的励磁方式直流电机的主磁场一般由套在主磁极铁心上的励磁绕组通以直流电流产生。励磁绕组的供电方式称为励磁方式，直流发电机的励磁方式分为______、______、_____、_____。不同励磁方式的直流发电机，运行特性存在很大的差异。aII•他励直流发电机：•并励直流发电机：•串励直流发电机：faIIIfaIII他励并励串励复励2.直流发电机的基本方程式直流发电机的电动势平衡方程式、转矩平衡方