电机学考试大纲概论

电机学考试大纲注：理解的三个层次：>>

重点掌握一般掌握了解

第1章磁路

第一节磁场的几个基本物理量（一般掌握）：

a)磁感应强度、磁通、

b)磁导率、磁场强度

第二节常用铁磁材料及其特性（了解）

第三节基本电磁定律（重点掌握）

a)电磁感应定律

b)变压器电动势

c)运动电动势

d)电磁力定律

第四节磁路基本定律及磁路计算（重点掌握）

a)磁路的概念

b)安培环路定律

c)磁路欧姆定律

d)磁路的基尔霍夫第一、第二定律

e)电路与磁路的比较

f)磁路的计算

第20章直流电机的基本原理与结构

第一节直流电机的基本工作原理（一般掌握）

第二节直流电机的基本结构（了解）

a)直流电机的4种励磁方式（重点掌握）

第三节直流电机的额定值（一般掌握）

第四节直流电机的电枢绕组（一般掌握）

第21章直流电机的运行原理

第一节直流电机空载运行时的磁场（一般掌握）

第二节直流电机负载运行时的电枢磁场（重点掌握）

第三节直流电机的电枢反应（重点掌握）

第四节电枢绕组的感应电动势和直流电机的电磁转矩（重点掌握）第五节稳态运行时直流电机的基本方程式（重点掌握）

第22章直流发电机

第一节他励直流发电机的运行特性

a)外特性（重点掌握）

b)调整特性（一般掌握）

第二节并励直流发电机的运行特性

a)建压过程与建压条件（重点掌握）

b)并励直流发电机的外特性（重点掌握）

第三节复励直流发电机的运行特性（一般掌握）

第23章直流电动机

第一节直流电动机的运行特性（重点掌握）

a)并励直流电动机的运行特性

b)串励直流电动机的运行特性

第二节直流电动机的起动

a)直接起动（一般掌握）

b)串电阻起动（重点掌握）

c)降压起动（重点掌握）

第三节直流电动机的调速

a)调速指标（一般掌握）

b)串电阻调速、电枢电压调速、弱磁调速（重点掌握）

第四节直流电动机的制动

a)能耗制动、反接制动（重点掌握）

b)回馈制动（一般掌握）

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、异步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、异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

异步电机的磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机的电枢反应的物理意义是什么？

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：

b b e e e T T 2()2()

60=

2a a a a a a a a U E I R U E U I R U E C n pN C a T C I pN C a

π=++∆=++∆=Φ==Φ电动机发电机

其中N 为电枢绕组的总导体数；

II. 异步电机：频率折算后()1111

2222σ012121

m m //i e U E I Z

E I R s jX I I I k E k E E I Z

⎧=-+⎪

=+⎪⎪

=+⎨⎪

=⎪⎪=-⎩ 绕组折算后()1111

2222σ102

12

1

0m /j U E I Z

E I R s X I I I E E E I Z

⎧=-+⎪

''''=+⎪⎪

'=-⎨⎪

'=⎪⎪=-⎩

未折算时 ()1111

22222201212221

m 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⎧=-+⎪

=+=⎪⎪

=+⎨⎪

==⎪⎪=-⎩

4. 等效电路：

I.

直流电动机：

II.异步动机：

5.相量图及其绘制I．直流电机：

（无）

II．异步电机：

6.

直流电动势：

e e 60E C n pN C a

=Φ=

（N 为电枢总导体数、a 为并联支路对数）

交流电动势： w14.44E fNk =Φ

（N 为每相串联匝数）

直流磁动势： （同学们自行补充）

交流磁动势：

w110.9

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）

w11 1.35

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： /2e T a

T T C I C pN a

π=Φ=

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：22

22112

()()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。

8. 效率计算：

21111

1P P p p P P P η-∑∑=

==- I. 直流电动机：

0cua cuf mec Fe ad cu p p p p p p p p ∑=++++=+ + 机械损耗

II. 异步电机： 12012()()cu cu mec Fe ad cu cu cu ad mec Fe p p p p p p p p p p p p p ∑=++++=+=++++

发生最大效率的位置：可变损耗等于不变损耗时，即12()()cu cu ad mec Fe p p p p p ++=+时。 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

U U U U -∆=

III. 异步电机（无） 10. 电动机的调速：

I. 直流电动机调速：

2

e e e T a a a em U I R R U

n T C C C C -=

=-ΦΦΦ： 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

160(1)(1)

f n s n s p

=-=-： 变频、变极、变转差率调速