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电机学期末复习总结

《电机学》期末复习材料

第三篇 交流电机理论的共同问题

1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。

转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为

60

1pn f =

2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。

转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。

【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度⨯=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：

60

1

pn f =

②感应电势的最大值：

m

m m f lv B E φπ==（τ

φ

l B P m

=） ③每根导体感应电势的

有

效

值：

m

m m d f f E E φφπ

22.22

2

==

=

5、极距：

①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ

来表示。（了解整距、短距、长距）

②公式：p

z

p D 22==πτ 6、线圈电势与节距因数：

①节距因数：

1

90sin 90)1(cos 11≤⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡︒⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⨯-=ττy y k y

物理意义：表示了短距

线圈电势的减少程度。 ②分布因数：

12

sin

2sin ≤=

a q a

q

k q

物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q

y w

k k k

=

④合成电势：

w

m

k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360=电角度

⑥每极每相的槽数：

pm

z

q 2=

【练习1】一台三相同步发电机，

Hz

f 50=，

min /1000r n =，定子铁芯长

cm

l 5.40=，定子铁芯内径cm

D 270=，定子槽数72=z ，

10

1=y 槽，每相串联匝数144

=N ，磁通密度的空间

分布波的表示式为

xGs

B sin 7660=。试求：（1）

绕组因数w

k ；（2）每相感应电势的有效值。

7、消弱谐波电势的方法：

①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。

②采用短距绕组。

③采用分布绕组。

8、双层绕组与单层绕组：

①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。

②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。

9、画某相叠绕组展开图的一般步骤：

①计算出槽距角、槽距

②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组）③画出某相叠绕组展开图（注意支路数）【练习2】有一双层三相短距绕组，24

=

z，

4

2=

p，τ65

1

=

y。（1）分别

画出支路数1=a和2=a的

A相叠绕组展开图；（2）算出绕组因数。

10、单相绕组的磁势

（脉动磁势）：

)

cos(

2

1

)

cos(

2

1

cos

cos t

x

F

t

x

F

t

x

Fω

ω

ω

φ

φ

φ

+

+

-

=

单相磁势的特点

是：磁势轴线（即磁势

幅值所在的位置）在空

间固定不动，而各点磁势的大小则随时间在变化，因此称为脉动磁势。

单相绕组所产生的脉动磁势可以分解成基波和一系列谐波，基波磁势的振幅为：

w k p

IN F 9

.0=φ

11、一个在空间按正弦律分布，且振幅随时间作正弦变化的脉动磁势，可以分解为两个以相同速率但向相反方向旋转的圆形旋转磁势。圆形旋转磁势的幅值为原有脉动磁势幅值的一半，圆形旋转磁势的转速为p

f n

60

1

=。当

脉动磁势为最大值时，两个旋转磁势正好转

到相互重合的位置。（即：一个脉动磁势可以分解为大小相等，转向相反的两个旋转磁势。）

12、三相绕组的磁势

（旋转磁势）

⎪

⎩⎪

⎨⎧︒-︒-=︒-︒-==)

240cos()240cos(),()120cos()120cos(),(cos cos ),(t x F t x f t x F t x f t x F t x f c b a ωωωφφφ

应用三角恒等式写成：

⎪⎪

⎪

⎩

⎪

⎪

⎪⎨⎧

︒-++-=︒-++-=++-=)120cos(21)cos(21),()240cos(21)cos(21),()cos(2

1)cos(21),(t x t x F t x f t x t x F t x f t x F t x F t x f c

b a

ωωωϖωωφφ

φφ

所以合成磁势：

)cos(2

3

),(t x F t x f ωφ-=

当三相对称电流流过三相对称绕组时，三相合成的基波磁势是一个圆形旋转磁势。