电机学7
《电机学》复习要点
一、主要内容磁场、磁感应强度，磁场强度、磁导率，全电流定律，磁性材料的B-H 曲线，铁心损耗与磁场储能，电感，电磁感应定律，电磁力与电磁转矩。
二、基本要求牢固掌握以上概念对本课程学习是必须的。
三、注意点1、欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通m F Φ=Λ，1m m S R l μΛ==2、2222m SfN S N l X L N l μμωωπω==Λ== 3、随着铁心磁路饱和的增加，铁心磁导率µFe 减小，相应的磁导、电抗也要减小。
一、主要内容额定值，感应电动势、电压变比，励磁电流，电路方程、等效电路、相量图，绕组归算，标幺值，空载实验、短路实验及参数计算，电压变化率与效率。
三相变压器的联接组判别。
三相变压器绕组的联接法和磁路系统对相电势波形的影响。
二、基本要求熟练掌握变压器的基本电磁关系，变压器的各种平衡关系。
三种分析手段：基本方程式、等效电路和相量图。
正方向确定，基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。
理解变压器绕组的归算原理与计算。
熟练掌握标幺值的计算及数量关系。
熟悉变压器参数的测量方法，运行特性分析方法与计算。
掌握三相变压器的联接组表示与确定。
三、注意点1、变压器的额定值对三相变压器来说电压、电流均为线值，功率是三相视在功率，计算时一定要注意。
三相变压器参数计算时，必须换成单相数值，最后结果再换成三相值。
2、励磁阻抗的物理意义，与频率和铁心饱和度的关系。
3、变压器的电势平衡、磁势平衡和功率平衡（功率流程图）。
4、变压器参数计算（空载试验一般在低压侧做，短路实验一般在高压侧做。
在哪侧做实验，测出来的就是哪侧的数值，注意折算！）5、变压器的电压调整率和效率的计算（负载因数1I β*=）。
6、单相变压器中励磁电流、主磁通和感应电势的波形关系，三相变压器的铁心结构和电势波形。
7、联接组别的判别。
8、变压器负载与二次侧接线方式要一致，若不一致，必须将负载∆-Y 变换。
直流电机一、主要内容直流电机的励磁方式，直流电机绕组参数与特点，空载磁场，负载时的直轴和交轴电枢反应分析，电枢绕组的感应电动势，电压和功率平衡，电枢绕组的电磁转矩，转矩平衡。
华南理工电机学课后习题及答案
华南理工电机学课后习题及答案第-篇直流电机1.在直流发电机屮，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时，（C ）A只有直轴电枢反应磁势。
B只有交轴电枢反应磁势。
C直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为去磁性质。
D 直轴和交轴电枢反应磁势都有，而II直轴电枢反应为助磁性质。
2.单波绕组的并联支路数应等于（A ）A2 B极对数p C极数2p D换向片数k3.电磁转矩应等于（B ）A Ce<I)nB CT(DIaC P2/QD CeKflfla3. 电磁转矩应等于（B ）A CeOnB CT中laC P2/QD CeKflfla4.他励发电机外特性是指转速恒定且（A ）A励磁电流恒定时，发电机端电压与线路电流之间的关系。
B发电机端电压恒定时，励磁电流与线路电流之间的关系。
C发电机线路电流恒定时，发电机端电压与励磁电流之间的关系。
D发电机端电压恒定时，励磁电压与线路电流之间的关系。
5.他励发屯机的调整特性是（B ）A卜垂C水平D没准6.下列说法错误的是（C ）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和冋馈制动。
B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。
C串励电动机允许空载运行。
D串励电动机的优点足有较大的起动转矩和过载能力。
7.电磁功率应等于（A）A EalaB Pl+pOC P2-p08.单叠绕组的并联支路数应等于（C ）A 2 B极对数p C极数2p9.感应电动势应等于（A ）A CeOnB CTOIaC P2 /la10.对于能耗制动来说，下列说法错误的是（A ）A能量冋馈到电网。
B电机内仍符主磁场。
C电机变成他励发电机。
D T2QD换向片数kI) CTKfTflaD电磁转矩为制动性转矩。
13.A 用虚槽数计算的节距有（ABD第一节距 B 第二节距)oC换向器节距 D 合成节距14.直流电动机的电磁功率表达式有（BCD)oAPl-pO B TeQC Pl-pcuf-pcuaD Eala14.直流电动机的电磁功率表达式有（ BCD )<,APl-pO B TeQc Pl-pcuf-pcuaD Eala15.并励直流发电机的自励条件有（ACD)oA磁路中必须有剩磁B 电枢回路的总电阻必须小于临界电阻C 励磁磁动势与剩磁方向相同 D励磁回路的总电阻必须小P 临界电阻16.并励直流发电机外特性的特点是（ABC ）。
《电机学》(华中科技大学出版社)课后答案
2．14何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？直流发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点？又有哪些主要区别？
电枢反应：电枢磁场对励磁磁场的作用
交轴电枢反应影响：①物理中性线偏离几何中性线
②发生畴变
③计及饱和时，交轴有去磁作用，
直轴可能去磁，也可能增磁。
对空心线圈：所以
自感：
所以，L的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A、磁路平均长度l有关。
闭合铁心µµ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u1、绕组电阻R1、电流i1时，问
空载：仅由励磁磁动势建立，
负载：由和Ax共同建立：由每极合成磁通计算，即负载磁通计算，∵负载时，导体切割的是负载磁通（即合成磁通）
2．16一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响？
电动机电刷逆电枢转向移动，直轴电枢反应去磁，交轴电枢反应总是去磁的
磁密
查磁化曲线
气隙：
磁动势:
=
=473.9(A)
∵F=NI∴I=F／N=473.9／600=0.79(A)
1．12设1．11题的励磁绕组的电阻为，接于110V的直流电源上，问铁心磁通是多少？
先求出磁势：∵是直流电源∴不变，
∴∴
然后根据误差进行迭代设则
∴
∴
∴
=551.3-550=1.3很小，∴假设正确
（2）如有一元件断线，电刷间的电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载？
电机学试卷
电机学试卷一、填空题1、变压器负载运行（空载运行）是指变压器一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组接负载（开路）时运行状态。
2、三相感应电动机在运行时有一相断线，能继续运行；当电机停转后，否再启动。
（能或否？）3、三相双绕组变压器的标准连接组别有Y,yn0、Y,d11、YNd11、YN,y0、Y,y0 。
4、有一台4极36槽的三相交流电机，则该电机是极距τ=9，每极每相槽数q=3，槽距角α=20°。
5、同步电机同所有旋转电机一样，其运行是可逆的，它既可作发电机运行，又可作电动机运行，还可作调相机运行。
6、当同步发电机并网运行时，其cosα=0.8（滞后），电机运行于过励状态。
7、异步电动机的调速方法有变频调速、变极调速、变转差率调速。
8、直流电机接励磁方式的不同又分为他励电机、并励电机、串励电机、复励电机。
9、变压器带负载运行，当负载增大，则其铜损耗增大，铁损耗不变。
10、直流电机的定子由主磁极、换向磁极、机座及电刷装置等组成。
11、变压器效率的大小与负载大小、性质以及空载损耗和短路损耗有关。
12、变压器理想的并联运行需要满足的条件有：变比相等、连接组别相同、短路阻抗标幺值及短路阻抗角相等。
13、同步发电机主磁极对数一定时，其感应电动势的频率与电机的转速之间有着严格不变的关系。
14、异步电动机的折算条件是保持折算前后电机内部的电磁关系不变。
15、通常希望异步电机在启动时，起动转矩足够大，起动电流较小，启动设备尽量简单、可靠、操作方便，启动时间短。
16、判断直流电机运行是发电机还是电动机状态的依据是：E和U大小的比较。
17、三相同步发电机的转子绕组又称励磁绕组；定子绕组又称电枢绕组。
二、选择题。
1、从物理意义上分析，若减少变压器一次绕组匝数，二次电压将（A）A、增大B、不变C、减少D、以上都有可能2、变压器的空载实验又可以测的（B）A、铜损耗B、铁损耗C、附加损耗D、以上均不是3、一台同步发电机的电动势频率为50Hz，转速为600r/min，其极对数为（B）A、2B、5C、10D、204、同步发电机对称负载时＿对＿的影响，称为电枢反应（C）A、励磁电流电枢电流B、主磁通漏磁通C、电枢磁动势励磁磁动势D、励磁磁动势电枢磁动势5、一台6极三相异步电动机额定频率为50Hz，额定转速为970r/min，电动机的额定转差率是（C）A、0.015B、0.15C、0.03D、0.36、感应电动机的转差率为S<0时，电机运行于（C）状态。
《电机学课件》PPT课件
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
• 参考书：汪国梁主编《电机学》
05.12.2020
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《电机学》（二）课程简介
• 课程名称： 中文名称：电机学（二） • 英文名称：Electrical Machinery （Part 2） • 教学对象：电气工程类专业、本科 • 课程定位：《电机学》是本专业的一门主要技
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
•
Stephen J.Chapman, Electric Machinery
Fundamentals, McGRAW-HILL International
Editions
• 参考书：汪国梁主编《电机学》 返回
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变压器图片、图形、动画
变压器的空载运行 变压器运行特性 三绕组变压器 三绕组变压器向量图 变压器外特性 TR三次谐波磁通路径 YYN变压器组中性点浮动 三相变压器组铁芯磁通波形 相量图
变压器参数测定 变压器暂态运行 自耦变压器 互感器 对称分量合成 变压器并联运行 T形电路 三相变压器
05.12.2020
术基础课，定位为：
* 电气工程的基础 * 电力系统的核心
• 课程特点：课程特点是概念多、理论性强，与 工程联系密切。
05.12.2020
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《电机学》（二）课程简介
主要内容：本课程主要讲述：同步电机的结构， 工作原理、运行等到方面的内容。具体为：
❖同步电机的基本理论与运行特性 ❖同步发电机在大电网上运行 ❖同步发电机不对称运行 ❖同步发电机的突然短路。
MIT电机学教程中文版第7章
麻省理工学院电气工程和计算机科学系6.685 电机课程讲义7：永磁“无刷DC直流”电动机2005年9月5日James L. Kirtley Jr.版权所有，20031．前言在本文中，简要介绍了永磁体电动机的设计评估，着眼于伺服和驱动应用方面。
本文的组织方式如下：首先，我们介绍了永磁体电动机的三种不同几何布局：1.面安装磁体，传统定子2.面安装磁体，气隙，定子绕组，以及3.内部磁体（磁通集中）。
定性讨论这些几何因素后，我们将讨论电机的基本额定参数，介绍了实现额定值的方式，以及评估电动机转矩和功率-速度特性的方法。
随后，我们将讨论如何使用电机的几何参数来评估基本额定参数和其他相关参数的方法，这些其他参数可用于更详细地评估电机性能。
在本文的附录中，给出了一些更深的数学推导。
2．电动机形态当然，有很多制造永磁体电动机的方式，但在本文中我们仅考虑几种。
实际上，一旦理解了这些内容，应能相当直接地评估大多数采用其他几何构造的电机的额定性能。
请注意，事实上“转子内部”和“转子外部”的差别并不重要，只有少数情况例外，我们将对例外情况加以说明。
2.1 面磁体电机在图1中，给出了电动机的基本磁形态，磁体安装在转子面上，并采用了传统定子绕组。
在该示意图上，未给出电机的某些重要机械因素，如将永磁体固定在转子上的方式，因而在考虑该示意图时请谨慎。
此外，该示意图以及后面的其他示意图并不必然具有制造可行电机的恰当比例。
在本图中，显示了四极（p = 2）电机的轴截面。
四个磁体安装在一个圆柱形转子“芯”或轴筒上，转子芯由铁磁材料制成。
通常情况下，它是简单的钢轴筒。
在某些应用中，磁体可简单地联结在钢部件上。
对于某些应用，胶合联接并不能满足要求（例如，高速电机），需要某种形式的转子带或定位环结构。
该电机的定子绕组是“传统性”的，十分类似于感应电动机的定子绕组，由位于槽中的导线构成，槽位于定子芯表面。
定子芯本身由层叠式铁磁材料制成（可以是硅铁片），层片的特性和厚度由工作频率效率要求决定。
电机学基础知识
第1章 电机学基础知识
1.1.2 电磁感应定律
1. 运动电势
长度为l 的直导体与磁场有相对运动时，导体中会产生感
应电势
e
e B lv v
需互相垂直
v
感应电势正方向： 右手定则
8
第1章 电机学基础知识
2. 变压器电势 匝数为N的线圈环链着磁通，当发生
变化时，线圈两端产生感应电势。
iA
第1章 结 束
32
i1
i2
i3 1. 对于通电螺线管，磁场是均匀
的，磁场强度H处处相等，总电
流由通有电流的匝线圈提供：
l
H lN i
H dl
13
第1章 电机学基础知识
2.工程中用到几何形状复杂的磁路，可以将磁路分成几 段，分别应用安培环路定律，再求电流的总和。
n
Hklk i
1
3.对于带气隙的铁心磁路，磁 场是不均匀的
磁场中各点的磁感应强度可以用磁力线的疏密 程度来表示。
2
第1章 电机学基础知识
磁力线的分布和方向：
I
B
II
B
I
磁力线的特性： ① 磁力线的回转方向和电流方向之间的关系遵
守右手螺旋法则。 ② 磁力线总是闭合的，既无起点，也无终点。 ③ 磁场中的磁力线不会相交。
3
第1章 电机学基础知识
2. 磁通量和磁通连续性定律
第1章 电机学基础知识
1.1 电机学的基本电磁定律
1.2 电机的磁路及其基本定律
1.3 电机的制造材料
A1
l1
H
N i
A2
l2
1
第1章 电机学基础知识 1.1 电机学的基本电磁定律 1.1.1 磁场的基本概念 1. 磁感应强度和磁力线
电机学基础必学知识点
电机学基础必学知识点1. 电磁感应原理：根据法拉第电磁感应定律，导线在磁场中运动时会产生感应电动势。
2. 磁场的产生：磁场可以由磁铁或电流产生。
3. 左手定则：用于确定电流通过导线时的磁场方向。
将拇指指向电流方向，其他手指弯曲的方向即为磁场方向。
4. 电机运动方向的确定：根据洛伦兹力定律，当电流通过导线时，会受到磁场力的作用，方向由右手定则确定。
5. 电动势和电流的关系：根据欧姆定律，电动势等于电流乘以电阻。
6. 磁化曲线和磁滞回线：用于描述磁场强度与磁化力的关系。
7. 磁感应强度和磁场强度：磁感应强度是磁场中的磁感线的密度，而磁场强度表示一个点的磁场强度大小。
8. 电磁铁：由线圈和铁芯构成，通电时能够产生强磁场。
9. 电感和感应电动势：当电流变化时，会产生感应电动势，这种现象称为自感。
10. 洛伦兹力：电流通过导线时，在磁场中会受到力的作用，该力称为洛伦兹力。
11. 感应电动势的大小：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小等于磁通量的变化率。
12. 动能定理：将电能转换成机械能的定律，表征电机的工作原理。
13. 电机的功率和效率：电机的功率等于输入功率减去损耗功率，效率等于输出功率除以输入功率。
14. 直流电机：根据电流方向和磁场方向的关系，直流电机分为永磁直流电机和励磁直流电机。
15. 交流电机：根据电流的形式，交流电机分为异步交流电机和同步交流电机。
16. 电机的控制方法：电机的控制方法包括电压控制、电流控制和频率控制等。
17. 电机故障检测和维护：电机故障检测和维护包括温度检测、振动检测、绝缘检测等。
18. 电机的选型和应用：根据具体的应用需求选择合适的电机类型和规格进行设计和应用。
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 U b2。
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a10。
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C E、转矩常数C T16。
电磁功率P em电枢铜耗p Cua励磁铜耗p Cuf电机铁耗p Fe机械损耗p mec附加损耗p ad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22. DM的调速方法:电枢回路串电阻、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:P N＝U N I N（输出电功率)电动机:P N＝U N I NηN(输出机械功率)反电势：60E a E E C npN C a Φ==电磁转矩:em a2T aT T C I pN C aΦπ==直流电动机（DM)电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 :12()()a f a f a a a fa aa f em Cua CufP UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cuf em Fe mec adP P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程:20d d em T T T J tΩ--=DM 的效率:21112100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑=⨯=⨯=-⨯+∑他励DM 的转速调整率： 0NN100%n n n n -∆=⨯ DM 的机械特性：em2T j a j a a )(T ΦC C R R ΦC UΦC R R I U n E E E +-=+-=. 并联DM 的理想空载转速n 0：二、变压器A. 主要概念1。
电机学知识点总结
电机学知识点总结电机学是电气工程领域的重要学科，研究电能转换的原理和方法。
在现代社会中，电机广泛应用于各行各业，推动着社会的发展。
本文将对电机学的相关知识点进行总结，包括电机的分类、基本原理及应用等内容。
一、电机的分类电机根据其工作原理和结构特点可以分为直流电机和交流电机两大类。
1. 直流电机直流电机是最早发展的一种电机，其工作原理基于洛伦兹力。
直流电机按照其励磁方式可以分为永磁直流电机和电磁励磁直流电机。
永磁直流电机：其励磁方式采用永磁体产生磁场，具有结构简单、使用方便等优点。
常见的家用电器中常用永磁直流电机。
电磁励磁直流电机：其励磁方式采用外部电源提供磁场，具有磁场可调性的特点。
在工业领域中，电磁励磁直流电机更为常见。
2. 交流电机交流电机是现代工业中最常见的一种电机，根据其转子结构和工作原理可分为异步电机和同步电机。
异步电机：其转子的转速永远低于定子的旋转频率，适用于大多数家用电器和工业设备。
同步电机：其转子的转速与定子的旋转频率同步，精度高。
同步电机在高精度的控制系统中得到广泛应用。
二、电机的基本原理电机的工作原理是基于电磁感应的。
1. 动磁场与定子相互作用电机中，转子通过外部电源的电流产生动磁场，而定子的绕组周围由于交变电流的存在而产生定磁场。
转子的磁场与定子的磁场相互作用，产生转矩使转子运动。
2. 转矩与功率输出电机的转矩与转子的磁场强度以及转子与定子之间的相对位置有关。
转矩越大，功率输出越高。
3. 动转子与同步转子的区别动转子的磁极是通过电流流过线圈产生的，转子的转速取决于电源频率。
而同步转子的磁极是通过外部励磁产生的，转子的转速与电源频率同步。
三、电机的应用电机作为一种能量转换设备，在各个领域都有广泛的应用。
1. 工业应用电机在工业领域中应用广泛，常见于工厂的生产线、机械设备、自动化控制系统等。
不同类型的电机可以满足不同的工艺要求。
2. 家用电器家用电器中也广泛使用电机，如空调、洗衣机、电风扇等。
《电机学》习题解答(吕宗枢) 07章
第7章思考题与习题参考答案7.1 简述异步电机的结构。
如果异步电机的气隙过大，会带来怎样不利的后果?答：异步电机主要由定子和转子两大部分组成，定、转子之间是气隙。
定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
定子铁心是电机磁路的一部分；定子绕组是电机的电路部分；机座的作用是固定和支撑定子及端盖。
转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成，整个转子靠端盖和轴承支撑着。
转子铁心也是电机磁路的一部分。
转子铁心固定在转轴上，转轴用强度和刚度较高的低碳钢制成，转子绕组分为笼型和绕线型两种。
如果异步电机的气隙过大，将使励磁电流增大，导致电机的功率因数降低。
7.2 异步电动机额定电压、额定电流、额定功率是如何定义的?答：额定电压：指在额定状态下运行时，加在电动机定子绕组上的线电压；额定电流：指在额定状态下运行时，流入电动机定子绕组中的线电流；额定功率：指在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功率。
7.3 简述三相异步电动机的基本工作原理。
答：1）定子产生旋转磁场：定子三相对称绕组通入三相对称电流时，在电机气隙中产生一个旋转磁场，转速为同步转速；2）转子导体产生感应电流：定子旋转磁场切割转子导体，转子导体中将产生感应电动势，并在闭合的转子绕组中产生感应电流；3）载有感应电流的转子导体处在定子磁场中受到电磁力作用，对转轴形成电磁转矩，其方向与定子旋转磁场方向一致，转子在该转矩作用下便顺着旋转磁场的方向旋转起来。
7.4 为什么异步电动机的转速一定低于同步速，而异步发电机的转速则一定高于同步速? 如果没有外力帮助，转子转速能够达到同步速吗?答：异步电动机之所以能够旋转，是因为转子受到了一个驱动性质的电磁转矩作用，该电磁转矩是在转子转速低于定子磁场转速（同步速）前提下，通过电磁感应作用而产生的，如果转子转速等于同步转速，将不会出现电磁感应现象，也就不会产生电磁转矩，转子就不会旋转了，所以异步电动机的转速一定低于同步速。
7 第七章-同步电机的基本知识和结构
同步电机的基本结构
18
2. 工作原理
(4) “同步”的概念 同步电机无论作为发电机还是电动机运行，当极数一 定时，它的转速 转速 n 和频率 f 之间保持严格不变的关系，用 之间保持严格不变的关系 电机专业术语说，叫做“同步”，所以这种电机叫同步电 机 。
2. 隐极式转子
隐极式转子上没有凸出的磁极 沿着转子本体圆周表面上，开有 许多槽，这些槽中嵌放着励磁绕 组。在转子表面约1/3部分没有开 槽，构成大齿，是磁极的中心区。 励磁绕组通入励磁电流后，沿转 子圆周也会出现 N 极和 S 极。 在大容量高转速汽轮发电机中， 转子圆周线速度极高，最大可达 170米/秒。为了减小转子本体及 转子上的各部件所承受的巨大离 心力，大型汽轮发电机都做成细 长的隐极式圆柱体转子。 18
度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性 能有重大影响。
汽轮发电机结构
8
Electrical Machinery
11
Electrical Machinery
§7-2
同步电机的基本工作原理
pn ( Hz ) 60
9
§7-2
同步电机的基本工作原理
pn ( Hz ) 60
12
2. 工作原理
（1） P、n、f 三者关系 f
2. 同步电机的运行方式
(3)．作为同步调相机（同步补偿机）运行——向电网发送无功功率
同步调相机 (synchronous condenser) 基本上不进行有功功率的转换，它 专门用来调节电网的无功功率，以改善电网的功率因数。
发电机 电动机 同步调相机
同一台同步电机的三种不同的运 行方式，理论上是可以运行于不同的 运行方式下，但三种运行方式各有自 己的特点，没有特殊情况，不互换使 用。
电机学入门知识课件
电机学入门相关知识简介
内容简介
什么是电机？ 电机的作用及应用 电机的发展 电机的分类 变压器 直流电机 交流电机
什么是电机？
电机：与电能有关的能量转换机械，是实现电能的 生产、变换、传输、分配、使用和控制的电磁 机械装置。
广义：
实施电能生产、传输、使用和电能特性 变换的机械和装置。
额定频率：我国的标准工频规定为50赫(Hz)。
直流电机
将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转 换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
直流电机的用途:作电源用:发电机；作动力用:电动机； 信号的传递:测速发电机,伺服电机 作电源用:直流发电机将机械能转化为直流电能
作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能
狭义：
电机是基于电磁感应定律、电磁力定律 （能进行电磁感应），由电路和磁路所 构成，能进行机电能量转换或信号变换 的电磁机械装置。
电机的作用及应用
电能的生产、传输和分配
电机的作用及应用
驱动生产机械和装备
➢ 拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通
运输机械、起重机械、化工机械、农用机械、 电动工具、家用电器等；
应用范围扩大
电机的分类
变压器
电
动力类
直线电机
机
旋转电机
控制类
直流电机 交流电机
自动控制系统中的执 行元件、检测元件
电动机 发电机 异步电机 同步电机
电动机 发电机 电动机 发电机
变压器
变压器(Transformer)是一种静止电机，根据电磁感应原 理将一种电压形式的电能转换为另一种电压形式的电能。
优点
电机的效率高，运转比较经济 电能的传输和分配比较方便 电能容易控制
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
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LH•d li1i2i3
《电机学》 第一章 导论
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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
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※ 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
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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
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《电机学》 第一章 导论
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电机学第7章
(7-2)
• 7.4 三相单层绕组 • 7.4.1 链式绕组 • 7.4.2 交叉式绕组 • 7.4.3 同心式绕组
图7.6 q=2时A相的槽电动势相量
图7.7 单层整距线圈A相绕组展开图
图7.8 单层链式A相绕组展开图
图7.9 Z=36,2p=4的槽电动势星形图
p=2，则在360°空间角度上磁极电角度有：2× 360°=720° 。
如果电机有p对主磁极，则对应的电角度为：
5、每极每相槽数q 三相交流电机的定子绕组是三相对称绕组，每相匝数相 等，在空间互差120°电角度。 由于一对磁极对应的电角度是360°，故一对磁极下按
以
上顺序各槽位置互差60°电角度。而实际电机定子槽数为z， 在每一极距下的槽均匀地被三相绕组所占有，那么每极每相
2、工作原理
• ◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性 相间的励磁磁场，即建立起主磁场。 ◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感 应电势或者感应电流的载体。 ◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能） ，极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相 绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 ◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切 割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化 的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
对三相交流电机，要求三相绕组能感应出波形接近正弦、 有一定数值的三相对称电动势；
当三相绕组中流过三相对称的电流时，能产生接近圆形的 旋转磁动势。
绕组的相关概念： 1、线圈 • 绕组通常由外敷绝缘的铜线或铝线(例 如漆包电磁线)绕制成一定形状的线圈组
《电机学》第三版中国电力胡敏强黄学良课后答案
《电机学》第三版中国电力胡敏强黄学良课后答案1. 引言《电机学》是中国电力胡敏强黄学良合作编写的一本著名教材，广泛应用于电力工程及相关专业的教学。
本文是《电机学》第三版的课后答案，旨在帮助读者更好地理解和掌握本书的内容。
2. 第一章线圈和磁场2.1 选择题1.答案：A2.答案：B3.答案：C2.2 解答题问题1：请简要解释线圈磁场的产生原理。
答案：当电流通过一根导线时，会形成一个磁场。
根据安培环路定理，磁场的方向与电流方向垂直，且随距离导线的距离增加而减小。
当多根导线并排布置成线圈时，它们的磁场相互叠加，形成一个较强的磁场。
问题2：什么是磁感应强度？答案：磁感应强度（B）是一个矢量，表示单位面积上垂直于磁场方向的磁通量。
它的单位是特斯拉（T）。
3. 第二章磁路基础3.1 判断题1.正确2.错误3.错误3.2 解答题问题1：解释磁路的基本公式：1.$\\Phi = Li$2.$\\Phi = L\\frac{di}{dt}$3.$f = \\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}}$答案： 1. 在恒定磁场中，磁通量（$\\Phi$）与电感（L）和磁链（i）之间的关系为$\\Phi = Li$。
2. 在变化磁场中，磁通量（$\\Phi$）与电感（L）和电流变化率（$\\frac{di}{dt}$）之间的关系为$\\Phi = L\\frac{di}{dt}$。
3. 在电路谐振条件下，频率（f）与电感（L）和电容（C）之间的关系为$f =\\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}}$。
4. 第三章电机基本知识4.1 填空题1.电机的输入功率等于电机输出功率和电机损耗功率之和。
2.电机效率等于电机输出功率与电机输入功率之比。
4.2 解答题问题1：解释直流电机的工作原理。
答案：直流电机是一种将电能转化为机械能的装置。
它的工作原理基于洛伦兹力，即当有一导体在磁场中运动时，导体中的电流会受到磁力的作用。
电机学知识点
3.直流电机由定子和转子两大部分组成，定子部分包括主磁 极、机座、换向极、电刷装置、端盖等。转子部分包括转轴 、电枢铁心、电枢绕组、换向器等。定子的作用是建立主磁 场和进行机械固定。转子的作用是产生电动势，流过电流， 产生电磁转矩。
4.直流电机的额定值
电机的额定值是电机长期运行时允许的各物理量的值。直流 电机的额定值主要有额定功率、额定电压、额定电流、额定 转速等。 •额定功率PN(kW)：额定运行状态下电机的 输出功率 。 •额定电压UN(V) ：额定运行状态下电机出线端的平均电压。
1）电枢绕组的节距
第一节距y1：每个元件的两个元件边在电枢表面的跨距， 用虚槽数计算。
y1
Qu 2p
整数
式中： —小于1的分数。
第二节距y2：相串联的两个元件中，第一个元件的下层边 与第二个元件的上层边在电枢表面上所跨的距离，用虚槽
数计算。
合成节距y：相串联的两个元件对应边在电枢表面上所跨
电机学
第一篇 变压器 第二篇 直流电机 第三篇 交流电机的绕组电动势和磁动势 第四篇 同步电机 第五篇 异步电机
第一章 变压器的用途、分类与结构
1.变压器的基本作用原理
变压器是根据__电__磁__感__应___原理，将一种电压等级的交流电能 变换为同频率的另一种电压等级的的交流电能的静止电机。
2.变压器的主要额定值
第二章 变压器的运行分析
1.变压器的磁场
为了便于研究，根据变压器内部磁场的实际分布和所起作 用的不同，通常把磁通分为___主__磁__通___和_漏__磁__通____。
主磁通的性质和作用：主磁通沿铁心闭合，其磁路是一 种非线性磁路，m与I0 呈非线性关系，主磁通在一、二次 绕组中分别感应电势E1和E2，将电磁功率从一次绕组传递 到二次绕组，起__传__递__能__量_______的作用。
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第七章 三相异步电动机的运行原理一、单项选择题1、三相交流异步电动机的电磁功率表达式应为（ B ） A ．P M =E 22I 'cosΦ2B ．P M =m 1222r I ''/SC ． P M =m 222I 'r 2/SD ．P M =m 1I 12r 2/S2、三相异步电动机由定子转换到转子上的铜耗表达式应为（ B ） A ．P cu =E 22I 'cosΦ2B ．P cu =m 1222r I ''C ． P cu =m 1222r I ''/SD ．P cu =m 1I 12r 2/S3、在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、励磁磁场，三者有以下关系 （ B ）A. 12F F F m =+B. m F F F =+12C. 012=++F F F mD. 21F F F m =+4、在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、励磁磁场，三者有以下关系 （ B ）A. 11111112222I K N m I K N m I K N m N m N N =+B. m N N N I K N m I K N m I K N m 11111112222=+C. 0)(11112222=++I I K N m I K N m m N N D. 222211111111I K N m I K N m I K N m N N N =+5、在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、励磁磁场，三者有以下关系 （ B ）A.12I I I m ∆=+' B. 012=∆+'I I C. m I I I ∆=+'12 D. 12I I I m =+' 6、交流异步电机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （ B ）A ．2x '= Kx 2 B ．2r '=K e K i r 2 C ．2Z '=K 2x 2 r 2 D ．2x '=K e K i r 2 7、交流感应电动机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （ A） A ．2Z '=K e K i Z 2 B ．2r '=K i r 2C ．2x '= KK e x 2D ．2x '=K e K i r 2 8、三相交流异步电机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是（ B ） A ．2Z '=KK e Z 2 B ． 2x '= K e K i x 2 C ．2r '=K e Kr 2 D ．2x '=KK i r 2 9、三相交流电动机运行效率最高时应是 （ D ）A ．不变损耗与机械损耗相等B ．应是铁耗与铜耗相等时C ．铁耗与磁滞损耗相等时D ．可变损耗与不变损耗相等10、三相交流异步电机电磁转矩的大小与（ A ）成正比A ．电磁功率B ．输出功率C ．输入功率D ．总机械功率11、三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流 ( A )A.增大B.减小C.不变D.不能确定12、三相异步电动机等效电路中的附加电阻s r s /)1(2'-上所消耗的电功率应等于（ D ）A.输出功率P2B.输入功率P1C.电磁功率PemD.总机械功率Pm13、交流异步电动机运行时，总要从电源吸收一个（ A ）无功电流A.滞后的B.超前的C. 相位为零的D.不能确定14、三相绕线转子异步电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小 （ B ）A 与转差率反比B 与转差率无关C 与转差率正比D 与转差率成某种函数关系15、异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩 （ C ）A ．增加B ．下降C ．不变D ．不定16、笼型三相异步电动机的额定状态转速下降10%，该电动机转子电流产生的旋转磁 动势相对于定子的转速 （ D. ）A.上升10%B.下降10%C.上升1/(1+10%)D.不变17、三相交流异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，当电动机稳态运行时，电动机的电磁转矩 ( C )A 下降B 增大C 不变D 不定18、异步电动机电磁转矩的大小和（ A ）成正比。
A 电磁功率 B.输出功率 C 输入功率 D.总机械功率19、一台绕线转子异步电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻22r r '=（r2已折算到定子侧）。
测得转差率将为 （ B ）A 等于原先的转差率sB 3倍于原先的转差率sC 两倍于原先的转差率sD 无法确定20、如有一台三相感应电动机运行在转差率s=0.25，此时通过气隙传递的功率有（ A ）A 25%是转子铜耗B 75%是转子铜耗C 75%是输出功率D 75%是机械功率21、当三相交流异步电动机转子绕组短接，并堵转时，轴上的输出动率为零，则定子侧输入功率为（ B ）A 0B 近似为定转子铜耗C 铁耗D 总损耗二、多项选择题1、三相交流异步电动机进行等效电路时，必须满足（BD ）A．等效前后转子电势不能变B．等效前后磁势平衡不变化C．等效前后转子电流不变化D．转子总的视在功率不变2、异步电动机等效电路的推导中，一般情况下是转子向定子折算等效即（ABCD ）A．把转子的频率先与定子频率进行相等,然后再折算其它参数。
B．把转动的转子看作不动的转子，然后进行其它参数的折算。
C．其实就是先进行S=1时的讨论，然后进行其它参数的折算。
D．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变。
3、三相交流感应电动机进行等效电路时，必须满足（BCD ）A．等效前后转子电势不能变B．等效前后磁势平衡不变化C．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变D．转子总的视在功率不变4、感应电动机等效电路的推导中，一般情况下是转子向定子折算等效即（ABD ）A．等效前后磁势平衡不变化B．把转动的转子看作不动的转子，然后进行其它参数的折算C．等效前后转子电势不能变D．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变5、交流异步电动机进行等效电路时，必须满足（BCD ）A．等值前后转子电势不能变B．磁势平衡不变化C．能量平衡不变化D．转子总的视在功率不变6、决定三相交流异步电动机的输出因素是（AB ）A．负载的功率B．负载的转矩C．电源的电压D．电源的平率7、影响转子电动势大小的因素，除了与影响定子电动势大小因素相同的外，还有下列因素，分别是（AB ）A．转子的转速B．转差率C．电源的电压D．电源的频率8、决定三相笼型交流异步电动机相数的因素是（AB ）A．笼型转子的导条数B．磁极对数C．定子绕组的相数D．电源的频率9、三相交流异步电动机转子绕组产生的磁动势是（ABD ）A．旋转磁动势B．与定子旋转磁动势的旋转速度一样C．固定不转的D．相对转子旋转的磁动势10、影响三相交流异步电动机转子绕组阻抗的因素是（AB ）A．转子的转速B．转差率C．电源的电压D．电源的频率三、判断题（错误用×、正确用√）1、笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数不一样（√）2、笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数一样（×）3、三相交流笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数不一样（√）4、三相交流笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数一样（×）5、异步电动机的最大转矩与转子电阻无关。
（√）6、电机是可逆的，既可用作发电机也可用作电动机。
（√）7、异步电动机的最大转矩与笼型转子电阻无关。
（×）8、异步电动机的最大转矩与绕线转子电阻无关。
（×）10、交流变压器的绕组与交流异步电动机绕组的形式是一样的。
（×）11、交流异步电动机与直流电动机电枢中的电流对负载贡献一样。
（×）12、交流异步电动机与直流发电机电枢中的电流对负载贡献不一样。
（√）13、直流电机与交流异步电动机电枢中的电流对负载贡献一样。
（×）14、变压器的工作方式是交流异步电动机转子不动时特殊运行形式。
（√）15、电机产生最大转矩时，所对应的转差率也是最大。
（×）16、电机产生最大转矩时，所对应的转差率称为临界转差率。
（√）17、交流变压器的绕组与交流异步电动机绕组的形式是一样的。
（×）四、问答题1、三相异步电动机的理想空载运行是指转子上不需要能量，不存在能量转换，此时既无需要拖动的实际负载，也无风阻和机械摩擦损耗；转子速度与同步速度一样，转子不切割磁场，转子中的电势为零，转子中的电流也为零，当然转子不会产生磁场。
2、三相异步电动机的实际空载运行实际空载，并不是真正的空载（理想空载），只不过不拖动实际的工作负载但对电机风阻和机械摩擦损耗还存在，转子内电阻损耗还存在；对电机只不过是负载小一些，还属于负载运行。
3、在三相交流异步电动机的等效电路中（1—S）r2/S代表什么？能不能不用电阻，而用电感代替？为什么？r'/S代表什么？能不能不用电阻，而4、在三相交流异步电动机的等效电路中（1—S）2用电感或电容代替？为什么？代表机械负载，可以用电阻代替，因电阻上消耗元件，是有功消耗器件，不能用电感或电容代替，因电感或电容是不消耗元件，是无功消耗器件。
5、在三相交流感应电动机的等效电路中（1—S）r2/S代表什么？能不能不用电阻，而用电感代替？为什么？r'/S代表什么？能不能不用电阻，而用电感、或电容代替？6、在的等效电路中（1—S）2为什么？r'/S是等效电路中的附加电阻，代表机械负载，可以用电阻代替，因电阻上（1—S）2消耗元件，是有功消耗器件，不能用电感或电容代替，因电感或电容是不消耗元件，是无功消耗器件。
7、某三相交流电机定子电阻1r，电抗X1，转子折算电阻2r'，电抗2x'，电源电压U1，励磁电阻r m ，电抗X m ，试绘出“T”形等值电路图，并计算出m I 、1I 、2I '。
设111jX R Z +=，m m m jX R Z +=，222X j s R Z '+'='则221Z Z Z Z Z Z m m '+'+=， 定子电流ZU I 11 =； 励磁电流122I Z Z Z I m m '+'=；转子折算电流 122I Z Z Z I m m '+=' 8、一台接到电网的异步电动机用其他原动机带着旋转，使其转速高于旋转磁场的转速，试画出转子导体中感应电动势、电流和相序的方向。
这时转子有功电流和定子旋转磁场作用产生的转矩方向如何？如把原动机去掉，情况又会怎样？当转子由电动机驱动，且n>n1,此时转子导体以逆时针方向切割磁场（相对切割速度为n-n1），而感应电动势e2方向如图所示（有右手发电机定则判定），其相序有转子导体的切割方向决定，由于转子导体切割旋转磁场在时间上有先后顺序，如将先切割N 极轴线的一相定义为A 相，则后切割的那两相（互差120º空间电角度）分别为B 相和C 相，可见，其相序和转向相反。