《电机学》复习资料

电机学备考部分

CHM 一．电机的分类

1. 1）机械能转换为电功率---发电机 2）电功率转换为机械能---电动机

3）电功率转换为另一种形式的电功率---变压器、交流机、变频机、移相机 4）不以传递能量为主要职能，在电气机械系统运行起调节、放大、控制

2.按电流种类：直流电机、交流电机

3.按原理和运动方式

1）没有固定同步速度---直流电机 2）静止设备---变压器

3）作为电动机运行时，速度较同步速度小；作为发电机运行时，速度较同步速度大---异步电机

4）速度等于同步速度---同步电机

5）速度可以在宽广的范围内随意调节，可以从同步速度下调至同步速度以上---交流换向器电机

【同步速度指的是定子的旋转磁场】

二．电机的磁路和磁路定律

电在电机中主要以路的形式出现，即由电机内的线圈（或绕组）构成电机的电路

磁在电机中是以场的形式存在，常把磁场简化磁路处理

1.电机的电磁基本理论

1）线圈中流过电流将产生磁场（右手螺旋），穿过线圈的磁通形成磁链，一个线圈通过单位电流所产生的磁链为该线圈的电感。

2）线圈流过正弦交流电时，线圈电感常用相应的电抗表示wl x l =（w 为交变频率） （施加电压↑ 磁通磁路越大 磁路越饱和 磁阻↑ 电抗↓）

3）电磁感应定律：若线圈中磁链发生变化，线圈感应出电动势（线圈感应电动势趋于阻碍磁链变化）

三．变压器

1）标幺值=实际值/基值（基值一般取额定值） 2）测定参数

⑴空载实验 （计算励磁电阻电抗，r1、x1很小可忽略）

电路等效图：

计算公式：0

00i u z =0

20i p a r =

a a r z x 202-=

一般加压于低压侧，原因：

空载实验测得是励磁电抗和电阻，励磁电流大些才能测出，并且在低压侧操作比较安全

⑵短路实验 等效电路图：

计算公式：k

k

i u k z 11=

k

k

i p k r 2=k k k r z x 22-= 一般加压于高压侧，原因：

短路实验所测的是k r 和k x ，所以励磁电流要比较小；若加在低压侧，就算1i 很小，但2i 也很大，而2x 2r 很小，避免大电流烧坏绕组。

Eg1.35p 例2-1 三相参数测定

三相 2500=N S kV A 额定电压60/6.3KV yd 连接 （1）高压和低压侧的额定电压和电流？

（2）等效电路参数的欧姆值和标幺值，画出近似等效电路图

(3)励磁支路用导纳表示数值和标幺值 解：

(1)高压侧y 接：kV U N 6011= 3

11

1N U N U =

φ 1

13111N U SN N N I I =

=φ

低压侧d 接：kV U U N N 3.6222==φ 2

2322N U SN N I = 3

22

2N I N I =

φ

(2)空载实验在低压侧测（d 接）

V U U l 63002020==φ l

U S

l I 20

20= 3

2020l I I =φ

φ

φ20200I U Z =

φ

20203I p a r =

( 功率指的是三相，所以求a r 时需要除以3；阻抗指的是相的

值，对应电流需为相值) a a r z x 202-=

（由于低压侧为副边，需进行归算） 归算到高压侧 φ

φN N U U k 21=

(k 对应额定时的相值)

02Z k Z m = a m r k r 2= a m x k x 2=

标幺值：计算出各边的基值（注意为额定的相值）

短路实验在高压侧（y 接）

V U Kl 48001= 311Kl

U K U =φ φK Kl I I 11=

k k i u k z 11= k

k i p k r 2= k k k r z x 22-= (3)0

1

z Y =

*

10*Z Y =

m

m m

x r r m g 2'2

''+=

m

m m

x r x m b 2'2

''+=

3）电压变化速率 (体现运行性能)

100

%202

20

⨯=∆-U U U U 10010012

'

1222⨯=⨯=--N

N N N U U U U U U 阻抗三角

Z Xl 电流滞后电压：感性负载（电感使电流不能突变） R

Xc 电流超前电压：容性负载（电容使电压不能突变）

4）变压器的并联（一次绕组接至共同的1u ，二次绕组接至共同的2u ） ⊙优点：供电可靠，系统运行效率高，减少除投资，减少备用容量

接：将三相末端连在一起，将它们首段引出

∆接：把一相的末端和另一相的首段连接起来

⊙三相变压器的连接组别：先确定A E 、B E 、C E 的方向，然后根据同名端（异名端）确定

a E 、

b E 、

c E ，最后根据y 接、∆接，确定及画出AB E 与ab E 的位置

//图

⊙并联条件：①额定电压相等（变比相等 or 原副边匝数相等） ②有相同的连接组

③短路阻抗标幺值相等（内阻相等） 若不满足所带来的影响：

①变比不同 （k 允许误差在0.5以内） 近似相等

A 、

B 两点形成环流（环流存在，增大了空载损耗，即增大了变压器损耗） ②连接组不同 （至少相差30°） 需绝对一致 形成环流

③内阻不等 （允许10%以内） 近似相等 无法充分利用变压器 K K Z I Z I 21∏I =

(负载系数与内阻成反比，内阻越小负载系数越大，越容易达到满载；电阻越大负载系数越小。)

⊙计算公式（并联运行时负载分配情况）