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1、学习必备欢迎下载 一、电机学共同问题 1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生： 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的？ 漏磁场是如何产生的？何时有？何时无？ 2.磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中，磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机、同步电机中，电枢反应的物理意义是是什么？ 磁势平衡和电枢反应有何联系？ 3.数学模型问题： I. 直流电机：u = E + I ra （+ 2 Ub） （电动） E = u + I ra （+ 2 Ub） （发电） E = CEn CE = PNa/60/
2、a TE = CM Ia CM = PNa/2 /a 其中 Na上总导体数 II. 变压器：折算前 1111 2222 120 12 10 22 / m L UEI Z UEI Z IIkI EkE EI Z UI Z 折算后 1111 2222 012 12 10 22 m L UEI Z UEIZ III EE EI Z UIZ III. 异步电机： f 折算后 1111 2222 012 12 1mm / / i e UEI Z EIRsjX IIIk Ek E EI Z w 折算后 1111 2222 102 12 10m /j UEI Z EIRsX III EE EI Z 未折算时
3、 1111 222222 012 1222 1mm , , ssss s es UEI Z EIRjXXsX FFF Ek EEsE EI Z 学习必备欢迎下载 IV. 同步电机： 0 () adadqaq addqq EUI RjXjI XjI X UIRjI XjI X （凸极机、双反应理论） 0 () aa at EUI RjXjIX UIRjIX （隐极机） 4.等效电路： I. 直流电动机： II. 变压器： III. 异步动机： 学习必备欢迎下载 IV. 同步发电机： 隐极机 5. 相量图及其绘制 I直流电机： （无） II 变压器： 6 异步电机： 学习必备欢迎下载 IV 同步电
4、机 隐极机（不计饱和） 学习必备欢迎下载 6. 交流绕组与直流绕组 共同的概念直流电机独有交流电机独有 单层、双层绕组 叠绕组、波绕组 y1 、y 2 、y 短距、长距、整距 集中、分布 换向器节距yk 电刷 电刷移位 几何中性线 物理中性线 绕组系数：111Nyq kk k 短距系数： 1 1 sin90 y y k 分布系数： 1 1 1 sin 2 sin 2 q q k q 分数槽绕组 单一闭合回路 并联支路对数a 三相星形、三角形 并联支路数a 主磁场、漏磁场、励磁磁场圆形旋磁： 椭圆旋磁： 脉振磁场： 磁场旋转速度： 60 f n p 直流电动势： 60 E a E ECn pN
5、C a （N a为电枢总导体数、 a 为并联支路对数） 交流电动势： 1 4.44 N EfNk （N 为每相串联匝数） 直流磁动势： ( ) / a a aa F xAx AN iD （无移刷时的情况。x 以磁极中心为起点，A 为电负荷） 学习必备欢迎下载 2 aq FA () 2 aq ad FAb FAb （移刷 电角度时） 交流磁动势： 1 1 0.9 N NkI F p （单相脉振幅值，N 为每相串联匝数，I 为相电流有效值） 1 1 1.35 N NkI F p （三相旋转磁动势幅值） 7. 电磁转矩（功率） I. 直流电机： / 2 emMa Ma TCI CpNa II. 变压
6、器： 1122NNNNN SUIUI （单相） 11 3 NNN SUI （三相） III. 异步电机： 11 3cos NNNNN PIU 22 12em R Pm I s 2cuem psP (1) mecem Ps P 1 mecem em m PP T 2 2 11 22 2 1 1112 2()() em em R m pU P s T R fRXX s （忽略激磁支路而得） 最大电磁转矩发生的位置为： 2222 112 ()() m R RXX s ，即在忽略激磁支路后，当等 效电路中的转子电阻值R 2/sm等于电路的其余元件的阻抗之和时，异步电机电磁转矩达到最大值。 IV 同步电
7、机： 2 011 11 sin()sin 2 2 em dqd mEUmU P XXX （凸极机） 学习必备欢迎下载 01 sin em t mE U P X （隐极机） 保持 Pem不变，调节无功： 0sin co cos Enst Iconst （以 U 垂直为参照， E0终点轨迹垂直，I 终点轨迹水平） V 形曲线（励磁正常时，cos =1，I 最小， ） 8. 效率计算： 21 111 1 PPpp PPP I. 直流电动机： 0cuacufmecFeadcu pppppppp II. 变压器： 0cuFeadcu pppppp 2 cukN pp 2 0 22 2020 cos 1
8、coscos kNNN NkNNNkNN ppS SppSpp 最大效率发生位置： 2 0kNN pp ，即可变损耗等于不变损耗时。 III. 异步电机： 12012 ()() cucumecFeadcucucuadmecFe ppppppppppppp 发生最大效率的位置：可变损耗等于不变损耗时，即 12 ()() cucuadmecFe ppppp时。 IV. 同步电机： 0cuacufmecFeadcu pppppppp （不要求） 9电压变化率或电压调整率 I. 直流发电机电压变化率： 0N N UU U U II. 变压器电压变化率： 学习必备欢迎下载 20222 22 * 22 (
9、cossin) N NN kk UUUU U UU RX （一次侧为额定电压不变） III. 异步电机（无） IV. 同步发电机电压调整率： 0N N EU U U （励磁电流不变为IfN） 10. 电动机的调速： I. 直流电动机调速： 2 aaa em EEEM UI RRU nT CCC C ：调压调速、电枢串电阻调速、调励磁调速等 II. 异步电动机调速： 1 1 60 (1)(1) f ns ns p ：变频、变极、变转差率调速 22 11 22 2 1 1112 2()() em em R m pU P s T R fRXX s ：调压、转子串电阻等调s 法 III. 同步电动机调
10、速： 1 1 60 f n p ：变频、变极 11. 起动、并网问题： I. 直流电动机起动：直接起动、三点启动器、调压软起动 II. 变压器并联运行：变比相同；连接组号相同；短路阻抗标幺值相同、阻抗角相等。 负载分配：与短路阻抗成反比 III. 异步电动机起动：调压器降压起动、先Y-后起动、转子回路串电阻起动 IV. 同步发电机并网：相序相同、频率相同、电压大小和相位相同 旋转灯光法（交叉连接）、灯光熄灭法（对应连接） 同步电动机起动：牵入同步法（阻尼、励磁绕组短路的异步电动机起动法）； （异步电动机带动到接近同步转速的起动法）； 变频器供电起动 12. 制动问题： I. 直流电动机：电源反
11、接制动（E、U 同向，快速） 串励电动机超速制动（EU ，能量回馈） 学习必备欢迎下载 II. 异步电动机：从 0 速开始，沿同步速的反方向下放重物； 电动机运行中，调换电源某两相，制动减速或停车； 定子接入直流电，电磁制动 III. 同步电动机：定子绕组短路电磁制动（不要求） 13. 空载试验： I. 直流电发机空载试验：测磁化曲线 直流电动机空载试验： II. 变压器空载试验：电压侧进行，测UN附近的数据 U0 、I 0 、p 0；计算 Zm 、R m 、 X m （也叫开路试验，忽略1、2 次侧漏抗） III. 异步电动机空载试验：测UN附近的数据 U0、I0、p0；分离 pmec，计算
12、 Zm、Rm、Xm等 p0同 U0 2 为近似线性关系，pmec基本不变，故在U0=0 时，可分离出pmec。 IV. 同步发电机空载试验：测磁化曲线 14. 短路试验： I. 直流电机（无） II. 变压器短路试验：在高压侧做，测IN附近的数据 Uk 、I k 、 p k；计算 Zk 、R k 、X k （忽略激磁支路） III. 异步电动机短路试验：计算定、转子漏阻抗参数 （也称堵转试验，不能忽略激磁支路） IV 同步发电机三相对称短路试验：短路电流只有去磁性质的Id分量， Id和 If成正比，测Xd的不饱和值。 15磁势平衡与电枢反应问题 I. 直流电机的电枢反应：电枢（负载）电流产生一
13、个磁动势，对主极磁动势有影响。 A. 电刷在几何中性线上时，只有交轴电枢反应。 ( ) / a a aa F xAx AN iD （无移刷时的情况。x 以磁极中心为起点，A 为电负荷） 2 aq FA 交磁作用：几何、物理中性线不重合；不饱和时每极磁通不变；饱和时，有去磁作用。 B. 电刷移位后，出现直轴电枢反应磁动势，可能去磁，也可能助磁。 () 2 aq ad FAb FAb （移刷电角度时） II. 变压器的磁势平衡： 一次侧电流的负载分量同二次侧电流二者的磁动势大小相同、方向相反，互相抵消，即 110 120 L III III 学习必备欢迎下载 III. 异步电动机的磁势平衡（也称转
14、子反应）： 定子电流的负载分量同转子电流二者的磁动势大小相同、方向相反，互相抵消，即 110 120 L III III IV. 同步电机的电枢反应：电枢（负载）电流产生一个磁动势，对主极磁动势有影响。 用 I 和 E0的夹角来区分：E0代表滞后 m 、I f 、F f 90的交轴（ q 轴）方向。 电枢反应磁动势、磁场、磁通、电动势：Fa、 Ba、a、Ea 隐极机：电枢反应电抗Xa，同步电控Xt Xa X 凸极机：（双反应理论） 直轴电枢反应电抗Xad、直轴同步电抗Xd Xad +X 交轴电枢反应电抗Xaq、交轴同步电抗Xq X aq X 励磁问题： 直流电机：他励、并联、自励、串励、复励（
15、积复励、差复励、平复励） 变压器：Im、m基本不变：空载时由一次侧单独提供；负载时，m由 F1、F2共同产生 异步电机：Im、0基本不变：空载时由定子电流单独提供；负载时， 由 F 1 、F 2共同产生 同步电机：直流励磁发电机励磁 同步励磁发电机旋转整流励磁 静止整流装置整流励磁 17. 不对称运行问题： 对称分量法：（正序、负序、零序的概念） 0 0 0 AAAA BBBB CCCC IIII IIII IIII 2 2 000 ; ; BACA BACA ABC IIII IIII III 2 2 0 1 () 3 1 () 3 1 () 3 AABC AABC AABC IIaIa I
16、 IIa IaI IIII 学习必备欢迎下载 1. 直流电机（无） 2. 变压器： （正序、负序、零序）电路及阻抗的特点 单相负载或短路分析 两相间短路分析 3. 异步电动机：不对称电压下的运行分析 4. 同步发电机： （正序、负序、零序）电路及阻抗 单相负载或短路分析 两相间短路分析 三相短路Ik3：两相短路 Ik2：单相短路Ik1 = 1： 3 ：3 18. 折算问题 1. 直流电机（无） 2. 变压器：绕组折算 变比 k 3. 异步电机：频率折算、绕组折算 电动势变比ke 电流变比ki 4. 同步电机（无） 19. 标幺值问题 基准的选择 20 额定值问题 额定值间的关系 21. 定、转
17、子磁场相对静止问题 22. 发电机、电动机可逆原理 23. 稳定性问题、判断 二、电机学个别问题 1. 直流电机 为什么需要换向器？ 电枢导体中的电流是交流还是直流？ 学习必备欢迎下载 单波绕组的并联支路对数等于1 单叠绕组的并联支路对数等于p 2. 变压器 三相变压器的两种磁路结构； 三相变压器的连接组号和组别、时钟表示法； 同一铁心柱上的两套绕组，感应的反电势要么同相位，要么反相位：绕组同名端的概念； 电压互感器不能短路，电流互感器不能开路 3. 异步电动机 三种运行状态 鼠笼转子的特点、极数自动适应问题 单相（电源）异步电动机 4. 同步电动机 转差发测量xd 、 x q的不饱和值 特性三角形：空载特性曲线、零功率因数特性曲线间相差一个特性三角形 利用特性三角形求漏电抗xp 短路比：在空载额定电压时，发生短路，相应的短路电流标幺值。 * () c d k k X 不饱和 E0与 I 夹角的求取： sin cos q a IXU tg IRU 考虑电枢去磁作用、漏电抗X 压降时，励磁电流 If 的求取方法。