电机学概念以及公式总结.docx
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电机学概念以及公式总结.docx
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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2AUb
2.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
&第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距
9.并联支路对数a
10.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Ct
16•电磁功率Pem
电枢铜耗“cua
励磁铜耗"cuf
电机铁耗pFe
机械损耗"mcc
附加损耗/窃
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
1&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、电爪
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(输岀电功率)
电动机:
Pn=UnInHn(输岀机械功率)
反电势:
电磁转矩:
―泌
2曲
直流电动机(DM)电势平衡方程:
U=E+IaRa=CE^n+IaRa
DM的输入电功率Pi:
P产UlW—yUIf=(£+/尼儿+UIf
=Ela+I;Ra+UIf=%+PCua+Pcuf
PX=打+Pcua+Pcuf
Pe,n=£+服+P,nec+Pad
DM的转矩方程:
Tem-T2-Ta=J—
DM的效率"討。
0%=舒S。
。
%十島)xWO%
他励DM的转速调整率:
An=也二匹x100%
DM的机械特性:
川
_S+Rj)_U忆+Rj
c®C&CeW
并联DM的理想空载转速n0:
2.变压器
A.主要概念
1
2
3
4
5
6
7
8
单相.三相:
变压器组.心式变压器;电力变压器、互感務:
干式.汕浸式变压器铁心柱、轨部
额泄容呈:
、一次侧、二次侧
高压绕组、低压绕组
空载运行,主磁通①、漏磁通①2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
①、i、c正方向的规宦。
变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压
励磁电抗X吓励磁电阻R叭一次侧漏电抗Xg、二次侧漏电抗X%
9.负载运行时变圧器的原理示意图
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、r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
1&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联结组务有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
2&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:
片=4.4幼V]①m、£2=4-^2°m
磁势平衡方程:
和\+4=心人
折算前的变压器方程组(数学模型):
u2=i2zL
折算后的变压器方程组:
0严-£+也
U'VZ',
■■■■
/o=A+/,2
-匸LU„
u'2=i\z'L
电压变化率简化计算公式:
△U=0(R「cos02-Xk+sin02)X1OO%效率:
7=(1/"Q」宜匚一)x100%
瓯COS0++
联接组号=—油后于El。
的相角
330°
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.槽电势星形图及苴画法、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、节距人,极距,短距、长距、整距
6.并联支路数a、最大并联支路数a„珈
7.三相双层绕组画法
&每相串联匝数N
9.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這,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。
1&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
B.主要公式
1.反电势频率、转子转速、极对数的关系:
f=n/60/p
2.槽距机械角度:
am=360°/Z
3.槽距角:
g=p*360°/Z
4.每极每相槽数:
q=z/2pm
5.导体电动势:
Eu=2.222
6.短距系数:
kyi=sin(7T/2*yi/T)
7.线圈电动势:
Eyi=2Nc*Eci*kyi=4.44NcfOkyl
&分布系数:
sin型
-2
gsin冬
2
9.线圈组电动势:
Eqi=q*Evi*kqi=4.44q*Nc*f*0*kvi*kqi
10.绕组系数:
kNi=kyi%i
11.相绕组电动势:
E机=4・44川3禺(N为每相串联匝数)
12.
每相串联匝数:
13.
相绕组脉振磁动势幅值的最大值:
14.相绕组磁动势基波的表达式:
几I(人=心COS6=凡01sine/cos&
(其中e=o处为相绕组轴线)
15.相绕组磁动势中的y次谐波磁动势最大值、瞬时表达式:
_2>/2Nkn、,I_noNg/
几(f,°)=你舛sin初cosM
16.
三相合成磁动势基波的幅值
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s
6.异步电机的三种运行状态:
电动、制动、发电
7.感应电机
&堵转时的异步电机:
等效于一台短路的三相变压器(不过英主磁通是旋转的):
转子频率等于泄子频率:
左转子磁动势同步旋转、相对静I上:
磁势是平衡的(*+E=En)。
9.电动势变比、电流变比
10.定子电流的负载分屋1山、左子电流的励磁分呈:
Im(或1())。
11.转子旋转时,异步电机的左、转子磁场仍相对静止,磁动势仍平衡(尺+甩=丘)。
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:
极对数等于泄子磁场的极对数。
1&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/?
S(l-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Tcm-S曲线
21.异步电机的最大电磁转矩发生在尺/%=J/^+g+X;』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(泄子串电抗器降压、绕线转子串电阻)
26.异步电动机的制动方法:
转速反向(楚子三相正接、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(建子接直流、转子电阻耗能)
27.单相电动机原理
B.主要公式:
2.同步转速:
3.转差率:
4.转子静止时的方程式(转子折算到左子后):
E;=igjx®h+i;
5.电动势变比人:
k严且=兰如,Ex=keEi
E?
MR”?
转子电动势:
E2s=^27rf2xN2kN2^m=sE2
转子漏电抗:
x2cs=2兀厶.、厶o=sX2c
转子相电流:
I2s=---^—
转子旋转时,频率折算后的方程式:
〃严-E+也E2=I2(RJS+jX2c)An訂+/;伙£=亿E}=-Lzm
■
9.转子旋转时,经频率、绕组折算后的方程式:
〃严弋+也'耳J;(尼/s+凶J
•••
/严几―/;^
&=耳E.=-izm
■
10.异步电动机的功率
总功率平衡:
P]=^em+"cu1+»Fc,
电磁功率平衡:
^em=〃cu2十^mec
机械功率平衡:
pmec=p2+pmec+pad
11・异步电机的电磁转矩:
12.最大电磁转矩:
13.过载倍数:
z:
M=rmax/rN
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、静止整流装巻励磁、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:
饱和系数怎。
6.主磁通①“和励磁电动势Eo的相位关系:
①。
是原因,E)是结果,前者超前后者9(T
7.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,
&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.气隙合成磁动势尺、气隙合成磁场民、气隙合成电动势
10.隐极同步发电机相量图的画法
H.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:
短路时左子只有直轴电流;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:
左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.同步发电机的外特性:
U随I变化的规律,coscp不同,变化趋势不同。
16•电压调整率:
额泄励磁电流时,空载与额泄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、特性三角形求立子绕组漏电抗的方法。
1&同步电机中,利用短路特性、空载特性求直轴同步电抗Xd不饱和值的方法。
19.短路比
20.低转差法侧Xd和Xq不饱和值的方法。
21.同步发电机并联运行的条件:
并网的方法(准确同步法:
直接,交叉)
22.功角、功角特性、基本电磁功率、附加电磁功率
23.有功功率的调节,极限功率,静态稳左性,整步功率系数,过载能力Km,
24•无功功率的调节:
保持有功不变、U不变(垂直)时,调节励磁电流,则I的终点轨迹是水平线,E)的终点轨迹是垂直线。
25.V形曲线:
保持有功不变时,cos(p=l时为正常励磁,负载电流I最小;减小励磁电流,欠励,Eu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,E)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
2&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分量法分析。
29.稳态单相短路电流:
两相间短路电流:
三相短路电流=\:
L:
.=3:
E。
B.主要公式
I.功率
Pn=込Wncos%.(发电机)
Pn=4Un【ncos0\「〃n(电动机)
2.励磁电动势:
Eq=4.44/A^n1%
3.隐极电机负载运行(不饱和时):
气隙电动势:
E,=Ea+E0
宦子绕组总电动势平衡:
EQ+Ea+Ea=U+iRn
励磁电动势平衡:
E.=u+iRn+jixa+jixa=u+iRa+jixl
气隙电动势:
5.
&=1)点人+似曲似屮jix。
=u+iRn+jidxd+応凸极电机负载运行(考虑饱和时):
左子绕组总电动势:
工E=Ed+Eg+E严Ej+E°=U+IRa
6.电压调整率:
MJ=E、_Ug门00%
Uno
7.低转差法求Xd和Xq的不饱和值:
V—"mux
min
max
&功角特性:
〃迟"
sin&+
mU2
"y
—)sin2&Xd
Pcmmax
9.极限功率:
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