电机学总结.doc

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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∆U b )(电动) E = u + I ×ra (+ 2∆U b )(发电)

E = C E Φ n C E = PN a /60/a T E = C M Φ I a C M = PN a /2π/a

其中N a 上总导体数

II. 变压器: 折算前1

1

1

1

2222120121022/m L

U E I Z

U E I Z I I k I E kE E I Z

U I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪+=⎪⎨=⎪⎪-=⎪

⎪=⎩&&&&&&&&&&&&&&& 折算后

1111

2222012121022'''''''''m L

U E I Z U E I Z I I I E E E I Z

U I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪=+⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩&&&&&&&&&&&&&&&

III. 异步电机:f 折算后()1

1

11

2222σ012121m m //i e U E I Z

E I R s jX I I I k E k E E I Z ⎧=-+⎪=+⎪⎪=+⎨⎪=⎪⎪=-⎩

&&&&&

&&&&&&& w 折算后()1

1

11

2

222σ102

12

10m

/j U E I Z

E I R s X I I I E E E I Z ⎧=-+⎪''''=+⎪⎪'=-⎨⎪'=⎪⎪=-⎩&&&&&

&&&

&&

&&

未折算时 ()1111

22222201212221m m , , s s s s s e s U E I Z E I R jX X sX F F F E k E E sE E I Z σσσ

⎧=-+⎪=+=⎪⎪=+⎨⎪==⎪⎪=-⎩

&&&

&&

r

r r &&

&&

IV . 同步电机:0()a d ad q aq

a d d q q

E U I R jX jI X jI X U IR jI X jI X σ=++++=+++&&&&&&&&&(凸极机、双反应理论)

0()a a

a

t

E U I R jX jIX U

IR jIX σ=+++=++&&&&&&&(隐极机)

4. 等效电路:

I. 直流电动机:

II. 变压器:

III.异步动机:

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:

IV.同步电机

隐极机(不计饱和)

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 y 1、y 2、y

短距、长距、整距 集中、分布

换向器节距y k 电刷 电刷移位 几何中性线 物理中性线 绕组系数:111N y q k k k = 短距系数:1

1sin

90y y k τ=︒

分布系数:1

11

sin 2sin 2

q q k q αα=

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:60f

n p

=

直流电动势:

60E a E E C n pN C a

=Φ=

(N a 为电枢总导体数、a 为并联支路对数)

交流电动势: 14.44N E fNk =Φ

(N 为每相串联匝数)

直流磁动势:

()/a a a a

F x Ax A N i D π==

(无移刷时的情况。x 以磁极中心为起点,A 为电负荷)

2

aq F A

τ=

()

2aq ad F A b F Ab ββτ⎧

=-⎪⎨

⎪=⎩

(移刷β 电角度时)

交流磁动势:

110.9

N Nk I

F p ϕ= (单相脉振幅值,N 为每相串联匝数,I 为相电流有效值)

11 1.35

N Nk I

F p

= (三相旋转磁动势幅值)

7. 电磁转矩(功率)

I.

直流电机: /2em M a

M a T C I C pN a

π=Φ=

II. 变压器: 1122N N N N N S U I U I ==

(单相)

11N N N S I

(三相)

III. 异步电机:

11cos N N N N N P I U ϕ 22

12

em R P m I s

''= 2cu em p sP = (1)mec em P s P =-

1

mec em em m P P T ==

ΩΩ

2

21122

2111

122[()()]em

em R m pU P s

T R f R X X s

σσπ'=

='Ω'+++

(忽略激磁支路而得)

最大电磁转矩发生的位置为:2222

112

(

)()m

R R X X s σσ''=++,即在忽略激磁支路后,当等效电路中的转子电阻值R ’2/s m 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 .同步电机:

201111

sin ()sin 22em d q d

mE U mU P X X X θθ=+-

(凸极机)

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