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2∆Ub
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
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;启动电流
22.DM的调速方法:
电枢串电阻、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:
电磁转矩:
直流电动机(DM)电势平衡方程:
DM的输入电功率P1:
DM的转矩方程:
DM的效率:
他励DM的转速调整率:
DM的机械特性:
.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Φ、漏磁通Φ1σ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.Φ、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X1σ、二次侧漏电抗X2σ
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、Γ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:
折算前的变压器方程组(数学模型):
折算后的变压器方程组:
电压变化率简化计算公式:
ΔU=β(Rk*cosφ2-Xk*sinφ2)×100%
效率:
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amax
7.三相双层绕组画法
8.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
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:
αm=360°/Z
3.槽距机械角度:
αe=p*360°/Z
4.每极每相槽数:
q=z/m/2p
5.导体电动势:
Ec1=2.22fΦ
6.短距系数:
ky1=sin(π/2*y1/τ)
7.线圈电动势:
Ey1=2Nc*Ec1*ky1=4.44NcfΦky1
8.分布系数:
9.线圈组电动势:
Eq1=q*Ey1*kq1=4.44q*Nc*f*Φ*ky1*kq1
10.绕组系数:
kN1=ky1*kq1
11.相绕组电动势:
(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:
(其中I是电流的有效值)
14.相绕组磁动势基波的表达式:
(其中θ=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:
16.三相合成磁动势基波的幅值F1:
17.三相合成的谐波磁动势:
(
)
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
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(
)。
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(
)。
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
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:
2.同步转速:
3.转差率:
4.转子静止时的方程式(转子折算到定子后):
5.电动势变比ke:
6.电流变比ki:
7.转子旋转时,转子的频率:
f2s=sf1
转子电动势:
转子漏电抗:
转子相电流:
8.转子旋转时,频率折算后的方程式:
9.转子旋转时,经频率、绕组折算后的方程式:
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:
12.最大电磁转矩:
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Φ0和励磁电动势E0的相位关系:
Φ0是原因,E0是结果,前者超前后者90º
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,
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Fδ、气隙合成磁场Bδ、气隙合成电动势Eδ。
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.同步发电机的外特性:
U随I变化的规律,cosϕ不同,变化趋势不同。
16.电压调整率:
额定励磁电流时,空载与额定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、特性三角形求定子绕组漏电抗的方法。
18.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,静态稳定性,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,E0的终点轨迹是垂直线。
25.V形曲线:
保持有功不变时,cosϕ=1时为正常励磁,负载电流I最小;减小励磁电流,欠励,E0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,E0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
28.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=
。
B.主要公式
1.功率
(发电机)
(电动机)
2.励磁电动势:
E0=4.44fNkN1Φ0
3.隐极电机负载运行(不饱和时):
气隙电动势:
定子绕组总电动势平衡:
励磁电动势平衡:
4.凸极电机负载运行(不饱和时):
气隙电动势:
定子绕组总电动势平衡:
励磁电动势平衡:
5.凸极电机负载运行(考虑饱和时):
气隙电动势:
(由d轴合成
产生)
定子绕组总电动势:
6.电压调整率:
7.低转差法求Xd和Xq的不饱和值:
8.功角特性:
9.极限功率:
Pemmax
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