201509学期—电机学
电机学
B dA BA
(0-3)
Ni Hl B L L A
（0-4）
Ni F
L A
Rm
（0-5）
F Rm
Rm
l A
1
上式 F Rm 称为磁路的欧姆定律，与电路欧姆定律形式上相似。
注：Rm 与电阻 R 对应，两者的计算公式相似，但铁磁材料的磁导率 μ 不是常数，所 以 Rm 不是常数。 3、磁路的基尔霍夫第一定律 对于有分支磁路，任意取一闭合面 A，由磁通连续性的原则，穿过闭合面的磁通的代数 和应为零，即：
绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。接入电能的一端称为原绕组 （或一次绕组）
2
输出电能的一端称为付绕组（或二次绕组） 一、二次绕组中电压高的一端称高电压绕组，低的一端称低电压绕组高压绕组匝数多，导线细；
低压绕组匝数少，导线粗。因为不计铁心的损耗，根据能量的守恒原理U1I1 U2 I2 S （s
四、漏磁通和漏磁电抗 在实际变压器中，除交链一、二次绕组的主磁通外，还有一部分仅与一个绕组交链通过空气闭 合的漏磁通
i1 1
e1
N1
d1 dt
i2
2
e2
N2
d 2 dt
漏电抗是表征漏磁效应的一个参数，漏磁路可以认为是线性的，所以 X 1 和 X 2 为常数
综合上述分析的空载运行时变压器一、二次侧的电压方程式如下：
教、医疗卫生、信息产业及日常生活中奠基的应用将会愈加广泛。
二、电机的主要类型
按功能进行分类，可分为：
（1）发电机
将电能转换为机械能
（2）电动机
将机械能转换为电能
（3）变压器
将电能变换为不同等级的电能
（4）控制电机
《电机学》复习资料+试题
知道其中一种就可以推导出其他两种。在实际工作中，可根据具体情况灵活运用。
变压器负载时的基本方程式为
《电机学》复习资料
第 5页
.
.
.
U1
E1 I 1 Z（1 一次侧电压方程式）
. '
U2
.
.
'
E2
I 2' Z 2（' 二次侧电压方程式）
.
.
.
'
I1 I 2
I m（磁动式方程式）
.
.
E1 E 2（' 一、二次侧电动势关
表：不同励磁方式电机各绕组之间的关系
发电机
电动机
他励
I=Ia ， If 与 Ia 无关
I=Ia ， If 与 Ia 无关
并励
I=Ia-If
I=Ia+If
串励
I=Ia=If
I=Ia=If
《电机学》复习资料
第 3页
复励
I=Ia-If,Is=Ia
I=Ia+If,Is=Ia
对于复励电机， Is 为串励绕组电流， If 为并励绕组电流。 ▲ 对于发电机： E>U， Ia 与 E 同方向， Tem 与 n 反方向，将机械能转化为电能；对于电动
▲电动机的转速与电磁转矩之间的关系曲线称为机械特性。当电枢回路不串入调节电阻时
的机械特性叫做自然机械特性，串入电阻叫做人工机械特性。
▲直流电动机的起动方法有：直接启动；在电枢回路串电阻起动；降压起动。不管采用哪
种起动时，在起动时，励磁回路的调节电阻要调到最小，以保证起动时
达到最大。
▲直流电动机具有良好的调速性能。电动机的转速为
▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关，而与电机的励磁方式无关
电机学总复习要点大全资料
电机学总复习要点大全资料1.电机分类：-直流电机：按励磁方式分为永磁直流电机和电梯直流电机。
-交流电机：按形状分为异步电机和同步电机。
异步电机包括感应电动机和异步永磁电动机；同步电机包括同步感应电动机和永磁同步电动机。
2.电机工作原理：-直流电动机：利用安培力和洛伦兹力的相互作用实现电能与机械能的转换。
-交流电动机：利用磁场旋转和感应原理实现电能与机械能的转换。
3.直流电机的构造：-励磁系统：提供磁场，分为永磁励磁和电梯励磁。
-转子系统：可以是铁芯或者铁心绕组。
-定子系统：通常由定子绕组、定子铁芯和机壳组成。
4.直流电机的性能参数：-额定功率：在额定工作条件下，电机所能提供的机械功率。
-额定电压：在额定工作条件下，电机所需的电压。
-额定电流：在额定工作条件下，电机所需的电流。
-额定转速：在额定工作条件下，电机的转速。
-效率：电机所输出的有用功率与输入的电能之比。
5.交流电机的构造：-感应电动机：由定子和转子组成，定子绕组通常为三相绕组，转子可以是鳄鱼绕组或者铜条短路绕组。
-同步电动机：由定子和转子组成，转子一般为永磁体，定子绕组可以是三相绕组或者单相绕组。
6.交流电机的性能参数：-引入功率：电机所需的电能。
-输出功率：电机输出的机械功率。
-功率因数：引入功率与输出功率的比值。
-正弦波方程：描述电机的电压和电流之间的关系。
7.电机的运行和控制方法：-直流电机的运行和控制方法：电流控制和电势控制。
-交流电机的运行和控制方法：-异步电动机：变频调速技术，通过改变电源频率改变电机的转速。
-同步电动机：电势控制和电流控制。
8.电机的应用：-家用电器：洗衣机、冰箱、风扇等。
-工业机械：泵、风机、压缩机等。
-车辆和交通：电动汽车、铁路车辆等。
-可再生能源：风力发电、太阳能发电等。
电机学-习题答案
些主要特性？答：电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。
这类材料应具有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。
0.2在图0.3中，当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 和2N 中各感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？答：当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 中便有交变电流流过，产生相应的交变的磁动势，并建立起交变磁通，该磁通可分成同时交链线圈1N 、2N 的主磁通和只交链线圈1N 的漏磁通。
这样，由主磁通分别在线圈1N 和2N 中感应产生交变电动势21,e e 。
由漏磁通在线圈1N 中产生交变的σ1e 。
电动势的大小分别和1N 、2N 的大小，电源的频率，交变磁通的大小有关。
0-3 感应电动势=e dt d ψ-中的负号表示什么意思？ 答：dt d e ψ-=是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为dtd Ne Φ-=；当磁路是线性的，且磁场是由电流产生时，有L Li ,=ψ为常数，则可写成dt diL e -=。
0.4试比较磁路和电路的相似点和不同点。
答：磁路和电路的相似只是形式上的，与电路相比较，磁路有以下特点：1）电路中可以有电动势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通；2）电路中有电流就有功率损耗；而在恒定磁通下，磁路中无损耗3）由于G 导约为G 绝的1020倍，而Fe μ仅为0μ的4310~10倍，故可认为电流只在导体中流过，而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通；4）电路中电阻率ρ在一定温度下恒定不变，而由铁磁材料构成的磁路中，磁导率μ随B 变化，即磁阻m R 随磁路饱和度增大而增大。
0.5电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？答：电机运行时，热量主要来源于各种损耗，如铁耗、铜耗、机械损耗和附加损耗等。
《电机学完整》课件
直流电机控制精度高，响应速度快，因此适用于需要精确控制速度的场合，如数控机床、机器人等。同时，直流电机也具有较好的过载能力和启动性能。
总结词
通过改变交流电机的输入电源频率、电压或相位，实现对交流电机启动、制动、调速的目的。
总结词
交流电机结构简单、价格便宜、维护方便，适用于大规模生产和应用。
交流电机是指输入交流电能，输出机械能的电机。
根据工作原理的不同，交流电机可以分为异步电机和同步电机两大类。
交流电机具有结构简单、维护方便、可靠性高等优点，因此在电力、冶金、化工等领域得到广泛应用。
电机的运行原理
直流电机的基本结构
01
直流电机由定子和转子组成，定子包括主磁极和励磁绕组，转子包括电枢绕组和换向器。
专业保养
可能是电源问题、电机内部故障或负载过大。需要检查电源、电机和负载情况，找出具体原因并解决。
启动困难
可能是电机过载、通风不良或润滑不足。需要检查电机的运行状态、通风情况以及润滑情况，找出具体原因并解决。
过热
可能是电机内部有故障、轴承损坏或机械不平衡作原理
02
当直流电流通过励磁绕组时，主磁极产生磁场；当电枢绕组中有电流通过时，受到磁场的作用而产生电磁转矩，从而使转子转动。
直流电机的调速与控制
03
通过改变输入到电枢绕组的电流大小或方向，可以调节直流电机的转速或转向。
交流电机分为异步电机和同步电机，异步电机主要由定子和转子组成，同步电机还包括励磁绕组和集电环。
详细描述
交流电机结构简单、价格便宜、维护方便，因此在大规模生产和应用中得到广泛应用。同时，交流电机也具有较高的效率和可靠性。
第一章 电机学
Φ Φm sin t
根据电磁感应定律：
dΦ e N NΦm cos t Em sin( t 90 0 ) dt
dΦ e N NΦm cos t Em sin( t 90 0 ) dt
感应电动势的有效值：
Em NΦm E 2 2 2fNΦm 4.44 fNΦm
式中： K h ---- 不同材料的计算系数
f ---- 电流频率 Bm ---- 磁感应强度（磁密）的最大值
V ---- 铁芯体积
---- 由试验确定的指数，对于常用的
硅钢片( Bm 1.2 ~ 1.6T ),
2
(2) 、涡流损耗
K f B dV pw 12
式中： K ---- 电动势比例常数
三、磁滞性
将一块尚未磁化的铁磁
材料放在磁场中进行磁化，
反复磁化一个循环，形成一
磁滞回线：“a-b-c-d-e-f-a”
当H=0时，B=Br Br 称为剩余磁感应强度； 当B=0时，H=Hc， Hc 称为矫顽力。
1、铁磁材料产生磁滞的原因 在外磁场作用下，磁畴翻转，产生摩擦，由于 这种摩擦的存在，外磁场停止作用时，磁畴不能够 恢复到原来的状态，保留一定的剩磁，因此形成磁 滞和剩磁。
为过原点直线
2、在铁磁材料中：
B H
不为常数
磁化曲线:
B f (H )
如右图所示为一曲线
2、在铁磁材料中：
图中，C 点称为拐 点，拐点前为非饱和区 （线性区）；拐点后称 为饱和区。
问题：为什么铁磁材料的磁化曲线会存在拐点？
2、在铁磁材料中： 设计电机时，使其 工作在C点附近，若 工作在线性区说明铁 磁材料没有得到充分 利用，电机体积大， 浪费铁磁材料；若工 作在饱和区，虽然工 作电流增加很大，但 磁感应强度几乎不变，浪费电能，也浪费铜线。
《电机学》知识点总结
进给等，实现衣物的洗涤和烘干。
电动工具和家用电器
03
电动工具和家用电器中的电机作为执行元件，实现各种功能，
如切割、打磨、抛光等。
THANKS
感谢观看
交流电机
交流电机的基本结构
主要包括定子和转子两部分， 其中定子产生旋转磁场，转子 切割磁力线产生感应电动势和
电流。
工作原理
基于电磁感应原理，旋转磁场 与转子中的感应电流相互作用 产生转矩，从而使转子转动。
分类
根据电源相数的不同，可以分 为单相和三相交流电机；根据 用途不同，可以分为电动机和 发电机。
电机学的发展历程
电机学的发展始于19世纪初，随着电磁理论的不断完善 ，电机的设计和应用逐渐成熟。
20世纪以来，随着电力工业和电子技术的快速发展，电 机学的研究和应用取得了长足的进步。
近年来，随着新能源和智能制造等领域的兴起，电机学 的研究和应用面临着新的机遇和挑战。
02
电机类型与工作原理
Chapter
电机调速技术概述
电机调速技术是通过改变 电机的输入电压或电流， 实现对电机转速的精确控 制。
直流电机调速
直流电机调速是通过改变 电机的输入电压或电流， 实现电机的无级调速。
交流电机调速
交流电机调速是通过改变 电机的输入频率或转矩， 实现电机的无级调速。
电机驱动与制动
电机驱动技术
电机驱动技术是通过电力电子器 件将电能转换为机械能，驱动电 机的旋转。
性能参数
变压器的性能参数包括额定电压、额定电流、额定容量等 ，这些参数决定了变压器的使用范围和安全性。
03
电机性能分析
Chapter
电机性能参数
电机输出功率与输入功率之比， 反映了电机的能量转换效率。
电机学绪论
电动势 E
电 流 I
磁动势 F NI
磁 通
产生磁通的源：载流线 圈。I为电流，N为匝。 由磁动势产生，在磁路 中流通。
电流密度
电场强度 E 电阻率 电导率
J=I/S
表示电场的强弱。
磁通密度
磁场强度 H 磁阻率
B = / S
表示磁场的强弱。
反映导体对电流阻 力大小的系数。
m
反映磁体对磁通阻力大 小的系数。
5
绪 论
变压器* 异步电机 交流电机 异步电动机* 异步发电机
电机分类
同步电机
直流电机
同步发电机*
同步电动机
直流电动机* 直流发电机
电机学：研究电机的理论，是专业基础课。 工作原理 基本结构 本课程任务： 重点研究带*号的四种电机的 运行特性 试验方法
6
绪 论
0.2 电机中所用的材料和铁磁材料的磁特性
4.铁心损耗：
2 p f B 磁滞损耗： h m
在交变磁场作用下，铁磁体内的磁筹反复被磁化，磁筹
反复转向产生摩擦引起的损耗。
2 2 2 涡流损耗： pe f Bm d / Re
在交变磁通作用下，铁心产生感应电动势并产生涡流， 涡流在铁心电阻上引起的损耗。
1.3 2 铁心损耗： pFe f Bm 磁滞损耗与涡流损耗的统称。
7
绪 论
二、铁磁材料的磁特性
1.磁化特性：铁磁体会被外磁场磁化，即 铁磁体内磁筹受外
磁场作用形成附加磁场，而呈现出很强的磁性。 2.高导磁性: 铁心磁导率 Fe 0
7 空气：0 4 10 H/m
3.饱和特性： Fe 常数
Fe f ( H ) 是非线性磁化曲线
电机学基础知识
步进电机与伺服电机
总结词
步进电机是一种将脉冲信号转换为旋转机械能的装置 ，而伺服电机是一种接受控制信号后精确控制电机转 动的装置。
04
电机的应用领域
工业领域的应用
电机驱动系统
电机是工业自动化生产线和各种 机械设备中的重要驱动元件，用 于实现精确的位置控制、速度调 节和力矩输出。
ห้องสมุดไป่ตู้
泵和风机
电机广泛应用于泵和风机等流体 机械中，用于输送液体和气体， 提供必要的动力。
自动化生产线
电机驱动传送带、装配机械手等 自动化设备，实现生产线的连续、 高效运行。
汽车领域的应用
起动电机
在传统汽车中，起动电机用于起动发 动机，随着新能源汽车的发展，起动 电机也应用于混合动力和纯电动汽车 中。
雨刷电机
车窗升降电机
车窗升降电机用于控制车窗的升降， 提供便利的开关操作。
雨刷电机用于控制汽车雨刷的摆动， 保持风挡玻璃的清晰。
家电领域的应用
01
洗衣机电机
洗衣机电机作为洗衣机的主要动 力源，驱动波轮或滚筒的旋转， 实现洗涤功能。
机器人技术
03
在机器人技术中，电机用于驱动机器人的关节、手臂、腿部等
运动部件，实现机器人的动作和控制。
05
电机的未来发展与挑战
电机的未来发展趋势
高效能化
随着节能减排需求的增加，电机的高效能化成为未来的发展趋势， 包括永磁同步电机、开关磁阻电机等新型电机的研发和应用。
智能化
电机与传感器、控制系统的集成，实现电机的智能化控制，提高电 机的运行效率和可靠性。
电机学知识点总结
电机学知识点总结电机学知识点总结电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。
下面请看小编带来的电机学知识点总结。
电机学知识点总结直流电动机知识点1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。
转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。
2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。
3、直流电动机的工作原理：通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。
4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。
5、励磁方式分为他励式和自励式；自励式包括并励式、串励式和复励式。
（只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形）6、直流电机的额定值：①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率；对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。
②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。
7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数）8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和漏磁通两部分。
9、电枢反应：负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。
10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。
11、交轴电枢反应的影响：①使气隙磁场发生畸变；②物理中线偏离几何中线；③饱和时具有一定的去磁作用。
12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。
13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce14、发电机 Ea=U+IaRa电动机 U=Ea+IaRa15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I)）曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa；随着负载电流I增大，电枢电阻压降 IaRa随之增大，所以U减小。
②交轴电枢反应产生一定的去磁作用；随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的.增大使电压的下降程度增大。
《电机学课件》课件
电机的种类和工作原理
直流电机
直流电机通过直流电源提供电 流，可实现精确控制和调速。
交流电机
交流电机利用交流电源提供电 流，有许多种不同的类型和工 作原理。
步进电机
步进电机是一种特殊的电机， 可以实现精确的位置控制。
电机的控制方法
1
直接启动
最简单的电机控制方法，直接将电源连接到电机启动。电机，通过改变电路连接方式来减小起动电流。
3
变频调速
通过改变输入电压和频率来实现电机的调速控制。
电机的特性与参数
扭矩
效率
电机扭矩是电机输出力矩的大小， 决定了电机的动力性能。
电机效率是指电机的输出功率与 输入功率之比，衡量了电机的能 量利用效率。
转速
电机转速是指电机旋转的速度， 通常以转/分钟来表示。
电机学课件
本PPT课件将为您介绍电机学的基础知识，包括电机的种类和工作原理，控制 方法，特性与参数，应用领域，发展趋势。最后进行总结和回顾。
电机的基础知识
1 电机的定义
电机是将电能转化为机械 能的设备，广泛应用于各 个领域。
2 电机的组成
电机由定子、转子、电磁 铁、轴等部件组成。
3 电机的工作原理
电机的应用领域
工业
电机广泛应用于工业自动化设备、机械制造等领 域。
家电
电机在家庭电器中的应用，如洗衣机、冰箱等。
交通
电机在交通工具中的应用，如电动汽车、电动自 行车等。
能源
电机在能源领域的应用，如风力发电机、太阳能 光伏系统等。
电机的发展与趋势
1
高效能
电机的效率不断提高，节能环保成为发展的重要方向。
《电机学》课程复习要点
《电机学》课程复习要点课程名称：《电机学》适用专业：电气工程及其自动辅导教材：《电机学》（第5 版）汤蕴璆主编第一章绪论内容：了解本课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确《电机学》课程在自动化专业中的地位，从而明确学习目的；了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，了解电机的分类、主要作用。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧。
要求：熟练掌握电机理论中常用的基本电磁定律；铁磁材料的特性。
第二章变压器内容：单相变压器运行原理、三相变压器连接法和联结组别、标幺值概念及用标幺值进行各种运算要求：了解三相变压器磁路系统、三相变压器绕组接法和磁路系统对电动势波形的影响；理解单相变压器空载运行物理现象及电势、电流分析；变压器工作特性；掌握变压器基本工作原理结构,原理图各量参考方向的规定；额定值；单相变压器负载；熟练掌握单相变压器空载及负载运行时基本方程式、等效电路、相量图、功率关系及相关运算、标幺值概念及用标幺值进行上述各种运算。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅。
第三章直流电机内容：直流电机磁场及电枢反应、电机的可逆原理、直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组。
要求：理解直流电机空载和负载时的磁场及电枢反应、电机的可逆原理；掌握直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组；熟练掌握直流电机电枢电动势、电磁转矩和电磁功率、直流电动机的运行原理、电动机惯例、基本方程式、机械特性、工作特性及相关运算。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東。
第四章交流电机共同问题内容：交流电机的电枢绕组、交流绕组的绕制方法、交流绕组感应电动势、交流绕组建立的磁动势。
要求：了解交流电机的电枢绕组、理解交流绕组的绕制方法、掌握交流绕组感应电动势及交流绕组建立的磁动势。
第五章感应电机内容：感应电机的结构、基本工作原理、额定值、三相感应电机磁动势、磁场、工作特性及运行原理。
要求：了解感应电机的结构、基本工作原理、额定值；理解三相感应电机磁动势、磁场和工作特性；掌握三相感应电动机堵转时运行特性、转子转动时运行特性、频率折算和转子绕组折算、三相感应电动机参数测定；熟练掌握感应电动机基本方程式组、等值电路、功率与转矩平衡关系及相关运算。
《电机学完整》课件
02
电机类型与工作原理
Chapter
直流电机
直流电机是指依据电磁感应定律实现 电能转换或传递的一种电磁装置。
直流电机有定子和转子两大部分组成 ，定子上有励磁绕组，转子上有励磁 极，励磁极上有铁心。
未来电机技术的前景展望
新型电机材料
随着新材料技术的发展，新型电机材料如碳纤维、纳米材料等将为 电机的发展带来新的机遇和挑战。
数字化电机
数字化电机的应用将进一步提高电机的性能和可靠性，实现更加智 能化的控制和管理。
新能源电机
随着新能源技术的不断发展，新能源电机如太阳能电机、风力电机等 将得到广泛应用，为可再生能源的开发利用提供有力支持。
集成化
集成化电机能够减小体积、降低 成本，提高电机的可靠性和稳定 性，满足各种小型化设备的需求 。
01 02 03 04
智能化
随着人工智能和物联网技术的发 展，电机的智能化成为新的发展 方向，能够实现远程监控、故障 诊断等功能。
可持续性
随着环保意识的提高，电机的可 持续性发展成为重要挑战，需要 研发更加环保、节能的电机技术 。
步进电机有多种类型，如永磁式、反应式和混合式等， 每种类型都有其特点和适用范围。
步进电机的工作原理基于磁阻效应，即当磁场改变方向 时，铁心会因为磁阻的变化而产生旋转力矩。
步进电机的转速与输入脉冲频率和电机极数有关，可以 通过调节输入脉冲频率来控制电机的旋转速度。
03
电机设计与制造
Chapter
电机设计基础
01
03
交流电机的转速与电源频率、磁极对数和电机极数有 关，其计算公式为：n=60f/p，其中f为电源频率，p
电机学(完整版)
11.05.2020
《电机学》 第一章 导论
1.3 电机中磁路基本定律
1. 全电流定律—安培环路定律
LH dl I
i1 dl
式中，若电流的正方
向与闭合回线L的环行方 向符合右手螺旋关系时，
H
i取正号，否则取负号。
22
i2 i3
L
11.05.2020
LH•d li1i2i3
《电机学》 第一章 导论
11.05.2020
21
2．电机的近代发展及趋势
单机容量不断增加 如汽轮发电机：
1900 1920 1937空气冷却
氢气冷却
5MVA 1956水内冷 25MVA 1960 100MVA 目前 150MVA
208MVA 320MVA >1000MVA
中小型电机技术与经济指标不断改进 新的设计方法（CAD）、工艺、材料、测试手段
辜承林 华中科技大学出版社
《电机学》第三版 许实章 机械工业出版社
《电机学》
汤蕴璆 机械工业出版社
《电机学》
胡虔生 中国电力出版社
11.05.2020
《电机学》 第一章 导论
6
※ 课程要求 1. 认真听课 2. 独立完成作业
11.05.2020
《电机学》 第一章 导论
7
第一章 导论
1.1 概述 1.2 电机发展简史 1.3 电机中的基本电磁定律 1.4 铁磁材料特性 1.5 磁路基本定律及计算方法
2. 磁通本身不随时间变化，但由于线圈与磁场间有相 对运动而引起线圈中磁链的变化，这样产生的电势 称为运动电势或速度电势
11.05.2020
《电机学》 第一章 导论
13
《电机学》学习指导及习题解答
∴
dφ dt
<0
∴
i 增大
dφ dt
接在交流电源上，同上 直流电源：∵ 但 φ 仍然减小。
=0
∴
i 不变
1．10 一个有铁心的线圈，电阻为 2Ω 。当将其接入 110V 的交流电源时，测得输入功率为 90W，电流为 2.5 A ，试求此铁心的铁心损耗。
电功率平衡可知（或能量守恒） ，输入的功率一部分消耗在线圈电阻上，一部分为铁耗
= BA
∴ ev = − b [ B ( a + c + vt ) − B ( a + vt ) ] v
+ c + vt = b ∫a a + vt Bx dx
B (a + c + vt ) = μ0 H (a + c + vt ) = μ0
∵I =
I 2π (a + c + vt )
∫
H l = H (a + c + vt) ⋅ 2π (a + c + vt)
Φ = 10.9 × 10 −4 Wb 时所需的励磁磁动势和励磁电流。
磁密 B =
Φ A 10.9×10 = 12.25 = 0.89(T ) ×10−4
−4
查磁化曲线 H F e = 299( A 气隙： H δ = 0.89 磁动势:
m
)
4 π × 10 − 7
= 7.08599 × 10 − 5 ( A
dΦ dt
产生感应电动势.
(2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律 e1 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。
大学《电机学》试题库及答案
大学《电机学》试题库及答案单选题直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）。
收藏A.电枢绕组和励磁绕组B.电枢绕组C.励磁绕组D.换向极绕组回答错误!正确答案： B一台三相六极的交流电机，定子绕组为单层叠绕组，则该定子绕组共有（）个线圈组收藏A.6B.12C.8D.9回答错误!正确答案： D如果三相异步电动机电源电压下调10％，此时负载转矩不变,则转子电流（）。
收藏A.增大B.不变C.减小D.不一定回答错误!正确答案： A一台他励直流电动机拖一台同步发电机运行，当发电机负载增加时，电动机电枢电流的变化为( )收藏A.变大B.变化不确定C.变小D.不变回答错误!正确答案： A直流电机的电枢绕组（）。
收藏A.每个线圈相互独立B.每个极下的线圈相互独立C.不确定D.全部闭合回答错误!正确答案： D三相绕线式异步电动机采用转子串电阻起动时（）。
收藏A.起动电流减小，起动转矩也减小B.起动电流减小，起动转矩增加C.起动电流减小，起动转矩不变D.起动电流减小，起动转矩可能增大回答错误!正确答案： D(Y,d11)联接的三相变压器中，存在三次谐波的有（）。
收藏A.一次绕组的相电流B.二次绕组的线电流C.二次绕组的相电流D.一次绕组的线电流回答错误!正确答案： C同步发电机带容性负载时，其调整特性是一条（）。
收藏A.下降曲线B.水平直线C.上升的曲线D.有拐点的曲线回答错误!正确答案： A若电枢回路中串入同样大小的电阻，比较能耗制动初瞬与电枢反接制动初瞬时的电枢电流大小为( )。
收藏A.无法确定B.二者相等C.前者小于后者D.前者大于后者回答错误!正确答案： C一台三相六极异步电动机，接到50赫兹额定电源上，额定运行时转差率为0.0 2，此时转子电流的频率（）。
收藏A.49HzB.1HzC.0HzD.50Hz回答错误!正确答案： B直流电机电枢反应的发生原因是（）。
收藏A.与发电机或电动机运行状态有关B.与主极是否励磁有关C.与是否带负载有关D.与是否旋转有关回答错误!正确答案： C三相异步电动机定子绕组接到三相对称电源上，每个极面下的气隙磁通大小主要决定于（）。
电机学 第一章
课程特点：
概念多（如主磁通、漏磁通、机械特性、外特性、 励磁、节距等） 经验参数多（铁耗系数） 研究对象具体 有些概念比较抽象，要加深理解（磁势、旋转磁 场） 相对其它一些课程，本课程相对学习难度较大、 较难理解要多花时间学习 课前要预习，课后要复习，并要多做一些练习题 实践性强，要重视实践，做好实验 考试课程，总成绩由平时成绩和期末试卷成绩构 成，要保证出勤，出勤做为平时成绩的一部分。
1.1.4 电机的作用和地位 在自然界的各种能源中，电能是最方便使用 的能源，具有大规模集中生产、远距离经济传输、 智能化自动控制的突出优点。作为电能生产、传 输、使用和电能特性变换的核心装备，电机在现 代社会所有行业和部门中也占据着十分重要的地 位。 对电力工业本身来说，电机就是发电厂和变 电站的主要设备。火电厂用汽轮发电机将机械能 转换为电能，然后电能经各级变电站利用变压器 改变电压等级，再进行传输和分配。此外，发电 厂的许多辅助设备，如给水泵、鼓风机、调速器、 传送带等，也需要电动机驱动。
2.2.2 交流电机的形成和发展 交流感应电动机的发明与旋转磁场的研究密切相 关。 三相制的提出，使得电能的传输、利用得到极大 的便利，三相电机的结构简单，工作可靠，得到 大量应用。 相应三相交流发电机的发明解决的电力电能大量 生产的问题。 三相及单相变压器的发明，解决了电能的远距离 经济传输及分配问题。 理论方面：复数及相量用来分析交流电路，图解 分析法，双旋转磁场理论，交轴磁场理论，双反 应理论等的建立基本完善了电机的分析方法。
一、电机的广义定义 电机可泛指所有实施电能生产、传输、使用 和电能特性变换的机械或装置。 二、电机学的主要研究范畴(狭义定义) 作为电类相关学科及电气工程的技术基础课， 电机学仅研究那些依据电磁感应定律和电磁力定 律能够大量生产电能，实现机电能量转换和信号 传递与转电机的主要类型 按运动方式分类： 静止的有变压器，运动的有直线电机和旋转 电机，直线和旋转电机继续按电源性质分又有直 流电机和交流电机，交流电机按运行速度与电源 频率的关系又可分为异步电机和同步电机两大类。 因直线电机应用较少，本课程则主要对旋转电机 进行研究，故上述分类结果可归纳为 变压器 电机 旋转电机 (直线电机) 直流电机 交流电机 直流电动机 直流发电机 异步电机 同步电机
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1.（）转子磁极对数决定于定子的磁极数，变极运行时，不必进行任何改动。
A.绕线式异步电动机B.鼠笼式异步电动机C.直流电动机D.同步电动机答案：B2.把机械能转变为直流电能的电机是（）。
A.直流电动机B.交流电动机C.直流发电机D.交流发电机答案：C3.变频调速的异步电动机，在基频以上调速，应使U1（）。
A.不变B.升高C.降低D.波动答案：A4.变压器（）用来直接改变直流电压大小。
A.能B.不能C.一般可以D.其他答案：B5.变压器变比是指（）。
A.一次、二次侧绕组匝数之比B.一次、二次侧绕组功率之比C.一次、二次侧绕组电流之比D.一次、二次侧绕组角度之比答案：A6.变压器标准连接组别（）供三相动力负载。
A.Y,yn0B.YN,d11C.YN,y0D.Y,y0答案：D7.变压器标准连接组别（）用在110kV以上的高压输电线路中。
A.Y,yn0B.YN,d11C.YN,y0D.Y,y0答案：B8.变压器采用从二次侧向一次侧折合算法的原则是（）。
A.保持二次侧电流不变B.保持二次侧电压为额定电压C.保持二次侧磁通势不变D.保持二次侧绕组漏阻抗不变答案：C9.变压器的功能是（）。
A.生产电能B.消耗电能C.生产又消耗电能D.传递功率答案：D10.变压器的铁心损耗可由（）获得。
A.短路试验B.突加负载试验C.空载实验D.负载试验答案：C11.变压器相邻两层铁心叠片的接缝要相互（）。
A.对齐B.咬合C.错开D.独立答案：C12.变压器一次绕组（），二次绕组（）称为负载运行。
A.开路，开路B.接在交流电源上，开路C.接在交流电源上，接在负载上D.开路，接在负载上答案：C13.变压器运行时，一次侧电流与负载（）。
A.有关B.无关C.正比D.反比答案：B14.变压器运行时，在电源电压一定的情况下，当负载阻抗增加时，主磁通如何变化？（）A.升高B.降低C.基本不变D.不确定答案：C15.变压器在（）时，效率最高。
A.铜损等于铁损B.铜损大于铁损C.铜损小于铁损D.额定负载运行答案：A16.变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将（）。
A.减小B.不变C.增大D.不确定答案：C17.标幺值是实际值与基准值的（）。
A.差值B.相乘C.比值D.之和答案：C18.并励线圈导线（）,匝数（）。
A.粗，多B.细，多C.粗，少D.细，少答案：B19.磁场对场中载流导体施加的力叫（）。
A.磁场力B.安培力C.作用力D.反作用力答案：B20.从（）角度，电机中有发电机和电动机之分。
A.结构B.性能C.能量转换D.外观答案：C21.当变压器容量相同时，自耦变压器绕组容量比双绕组变压器（）。
A.小B.大C.相等D.不一定答案：A22.当绕组采用了短矩、分布以及三相连接时，可以使各次谐波电动势大大（）。
A.减小B.增强C.不变D.随其变化答案：A23.电机和变压器常用的铁心材料为（）。
A.软磁材料B.铁磁材料C.硬磁材料D.永久磁铁答案：A24.电力系统中，三相电压的相位互差（）。
A.60°B.90°C.120°D.150°答案：C25.电力系统中测量高电压的变压器叫做（）。
A.自耦变压器B.电压互感器C.电流互感器D.双绕组变压器答案：B26.电枢磁通势的出现，有可能改变气隙磁密的分布情况，这种现象叫做（）。
A.磁通改变B.电枢反应C.磁变D.磁变反应答案：B27.电枢反应磁场的轴线与电刷的轴线重合，与励磁磁通势产生的主磁场（）。
A.重合B.垂直C.角度不定D.角度变化答案：B28.电压与频率都增加5℅时，穿过铁芯线圈的主磁通（）。
A.增加B.减小C.基本不变D.不确定答案：C29.短路试验操作时，先短路，然后（）电压。
A.升高B.降低C.正弦D.余弦答案：A30.反抗性恒转矩负载的转矩的绝对值大小作用方向与运动方向（）。
A.一致B.相反C.无关D.其他答案：B31.感应电动势的方向，用（）确定。
A.左手定则B.右手定则C.食指定则D.拇指定则答案：B32.国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（）极电机。
A.2B.4C.6D.8答案：B33.换向极绕组里流的是（）电流。
A.串励B.并励C.电枢D.感应答案：C34.基波绕组系数Kdq是一个（）1的数。
A.大于B.小于C.等于D.其他答案：B35.将50Hz、220/127V的变压器，接到100Hz，220V的电源上，铁心中的磁通将（）。
A.减小B.增加C.不变D.不确定答案：C36.交流绕组产生的磁通势，既是空间函数，又是（）。
A.角度函数B.时间函数C.机械函数D.磁通函数答案：B37.晶闸管串级调速的异步电动机理想空载转速比同步转速（）。
A.高B.低C.一样D.正比答案：B38.绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（）。
A.起动转矩增大，起动电流增大B.起动转矩增大，起动电流减小C.起动转矩增大，起动电流不变D.起动转矩减小，起动电流增大答案：B39.容量为几千瓦时，直流电动机（）直接启动。
A.能B.不能C.不一定D.其他答案：B40.若变压器的一次侧电源电压升高，但电压频率不变，那么，变压器的励磁电流将（）。
A.升高B.降低C.不变D.不确定答案：A41.三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的（）电压。
A.空载线电压B.空载相电压C.额定负载时的线电压D.额定负载时的相电压答案：A42.三相变压器组不宜采用Yy联接组，主要是为了避免（）。
A.线电动势波形发生畸变B.相电动势波形发生畸变C.损耗增大D.有效材料的消耗增大答案：B43.三相感应电动机等效电路中的附加电阻上所消耗的电功率应等于（）。
A.输出功率P2B.输入功率P1C.电磁功率PεmD.总机械功率PΩ答案：D44.三相感应电动机电磁转矩的大小和（）成正比。
A.电磁功率B.输出功率C.输入功率D.全机械功率答案：A45.三相鼠笼式异步电机定子Y-△启动时，启动电流降低到直接启动时的（）。
A.1/2B.1/3C.1/4D.1/5答案：B46.三相异步电动机（）长期运行在最大电磁转矩情况下。
A.可以B.不可以C.随时间变化D.不确定答案：B47.三相异步电动机，启动后电抗器（）定子回路。
A.并联入B.串联入C.切除并联D.切除串联答案：D48.三相异步电动机电磁转矩与电压U1的关系是（）。
A.正比B.反比C.相同D.不确定答案：A49.三相异步电动机在额定电压和频率下运行时，若负载发生变化，则旋转磁场的每极磁通（）。
A.基本不变B.随负载增大C.随负载减小D.不确定答案：A50.三相异步电动机最大电磁转矩与转子回路电阻成（）关系。
A.正比B.反比C.相同D.无关答案：D51.升压变压器，一次绕组的每匝电势（）二次绕组的每匝电势。
A.大于C.等于D.不确定答案：C52.实验时，变压器负载为可变电阻，需要加大负载时，应（）。
A.减小电阻B.增大电阻C.不变电阻D.调节电压答案：A53.鼠笼式异步电动机电磁关系与绕线式的（）。
A.大B.小C.相同D.不一定答案：C54.鼠笼转子每相邻两根导条电动势相位相差的电角度与他们空间相差的电角度（）。
A.大B.小C.相同D.不一定答案：C55.双层绕组是指定子上每个槽有两个圈边，每个圈边为（）。
A.一层B.两层C.三层D.四层答案：A56.双绕组变压器有（）电压等级。
A.一个B.两个C.三个D.四个答案：B57.四极交流电机电枢有36槽，槽距角大小应该是（）（电角度）。
A.10°B.20°C.30°答案：B58.他励直流电动机空载启动，改变电源电压U的方向，电动机要（）。
A.不变B.反向启动C.正向启动D.先正后反启动答案：B59.铁磁材料的磁导率（）非铁磁材料的磁导率。
A.小于B.大于C.等于D.不确定答案：B60.铁心磁回路不能有间隙，这样才能尽量（）变压器的励磁电流。
A.增加B.减小C.恒定D.其他答案：B61.同步电动机可以通过（），调节它的功率因数。
A.电枢电压B.电枢电流C.励磁电流D.电枢电阻答案：C62.同步发电机的定子电动势E0是由（）。
A.定子磁动势产生B.转子磁动势产生C.定子和转子磁动势共同产生D.由电网产生答案：D63.同步发电机与大电网并联以后，若仅调节励磁电流If，则（）。
A.有功不变，无功变化B.有功变化，无功也变化C.有无功均不变D.仅有功变化答案：A64.无论是电动机还是发电机，电枢绕组内电流是（）,电刷之外电流是（）。
A.直流、交流B.交流、直流C.直流、直流D.交流、交流答案：B65.现代社会中，（）是使用最广泛的一种能源。
A.煤炭B.电能C.风能D.太阳能答案：B66.一、二次侧共用一部分绕组的变压器叫做（）。
A.单绕组变压器B.双绕组变压器C.自耦变压器D.三绕组变压器答案：C67.一般鼠笼式三相异步电动机采用自耦变压器启动时，（）拖动额定负载启动。
A.可以B.不可以C.随时间变化D.不确定答案：B68.一台制好的变压器在额定电压下运行时，铁心内主磁通的大小是（）。
A.一定的B.可变的C.随时变化D.正弦答案：A69.以（）拖动发电机生产电能的工厂，称为火电厂或核电厂。
A.蒸汽机B.核能C.汽轮机D.机械能答案：C70.异步电动机转子转动方向与磁场旋转的方向（），转速（）旋转磁场。
A.一致，小于B.相反，小于C.一致，大于D.相反，大于答案：A71.欲使变压器的ΔU=0，那么负载性质应为（）。
A.电阻电感性负载B.纯电阻负载C.纯感性负载D.电阻电容性负载答案：D72.正向回馈制动运行就是转速（）调节的过程。
A.从高到低B.从低到高C.不变D.波动答案：A73.直流电动机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为（）。
A.去磁与交磁B.增磁与交磁C.纯去磁D.纯增磁答案：A74.直流电动机的额定功率指（）。
A.转轴上吸收的机械功率B.转轴上输出的机械功率C.电枢端口吸收的电功率D.电枢端口输出的电功率答案：B75.直流电动机的基本结构主要由静止的（）和旋转的（）两大部分构成。
A.铁心，绕组B.磁极，电枢C.电枢，磁极D.绕组，铁心答案：B76.变压器忽然短路时，对漏磁场、绕组受的电磁力，正确论述有（）。
A.漏磁场轴向分量大于径向分量B.电磁力轴向分量大于径向分量C.轴向电磁力的破坏作用大D.径向电磁力破坏作用大答案：A|C77.变压器一次绕组电抗的大小决定于（）三者的乘积。
A.频率B.匝数平方C.匝数D.磁路磁导答案：A|B|D78.变压器油有（）两个作用。
A.绝缘B.冷却C.导电D.加热答案：A|B79.从变压器的功能上看，（）是变压器的最主要的部分。
A.分接开关B.铁心C.绕组D.储油柜答案：B|C80.从分析变压器电磁关系得出的6个基本方程式，可以分析其（）的运行性能。