电机学知识点总汇

（一次侧为额定电压不变）
* * ≈ ( Rk cos 2 + X k sin 2 )
III. 异步电机（无） IV. 同步发电机电压调整率：
∆U = E0 − U N UN
（励磁电流不变为 IfN）
10.
电动机的调速：
I. 直流电动机调速：
n= U − I a Ra Ra U = − Tem ： 调压调速、电枢串电阻调速、调励磁调速等 CE Φ C E Φ C E CM Φ 2
II.
变压器空载试验：电压侧进行，测 UN 附近的数据 U0、I0、p0；计算 Zm、Rm、
Xm
（也叫开路试验，忽略 1、2 次侧漏抗）
III. 异步电动机空载试验：测 UN 附近的数据 U0、I0、p0；分离 pmec，计算 Zm、Rm、
Xm 等 p0 同 U02 为近似线性关系，pmec 基本不变，故在 U0=0 时，可分离出 pmec。
3. 数学模型问题： I. 直流电机： u = E + I×ra （+ 2 E = u + I×ra （+ 2 E = CE n Ub） （电动）
Ub） （发电）
CE = PNa/60/a TE = CM CM = PNa/2 Ia /a
其中 Na 上总导体数
II. 变压器：
折算前 U1 = − E1 + I1Z1 −I Z U 2 = E 2 2 2 I /k = I 1 + I 2 0 E1 = kE2 − E =I Z 1 0 m U 2 = I 2 Z L
串励电动机超速制动（E>U，能量回馈） II. 异步电动机： 从 0 速开始，沿同步速的反方向下放重物；
电动机运行中，调换电源某两相，制动减速或停车； 定子接入直流电，电磁制动 III. 同步电动机： 定子绕组短路电磁制动（不要求）
13.
空载试验：
I. 直流电发机空载试验：测磁化曲线 直流电动机空载试验：
R′
m
m1 pU12
′ R2 s
（忽略激磁支路而得）
2 2 2 ′ ) 2 ，即在忽略激磁 最大电磁转矩发生的位置为：( s ) = R1 + ( X 1 + X 2
支路后，当等效电路中的转子电阻值 R’2/sm 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：
Pem = mE0U1 mU12 1 1 sin + ( − ) sin 2 Xd 2 Xq Xd
=U +I ( R + jX ) + jI X + jI X （凸极机、双反应理论） IV. 同步电机： E 0 a d ad q aq + IR + jI X + jI X =U a d d q q
=U +I ( R + jX ) + jIX （隐极机） E 0 a a + IR + jIX =U
（凸极机）
Pem =
mE0U1 sin Xt
（隐极机）
保持 Pem 不变，调节无功：
E0 sin = co nst I cos = const
（以 U 垂直为参照，E0 终点轨迹垂直，I 终点轨
迹水平） V 形曲线（励磁正常时，cos =1，I 最小， ）
8. 效率计算：
=
P2 P − Σp Σp = 1 = 1− P P P 1 1 1
（移刷
电角度时）
交流磁动势： 有效值）
F1 = 0.9
Nk N 1 I p
（单相脉振幅值，N 为每相串联匝数，I 为相电流
F1 = 1.35
Nk N 1 I p
（三相旋转磁动势幅值）
7. 电磁转矩（功率） I. 直流电机：
Tem = CM ΦI a CM = pN a / 2 a
II.
变压器： S N = U1N I1N = U 2 N I 2 N
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？
折算后 U1 = − E1 + I1Z1
' −I ' Z ' U '2 = E 2 2 2 I +I ' 0 = I 1 2 E1 = E '2 − E =I Z 1 0 m U '2 = I '2 Z 'L
′( R ′ ′=I ′ E2 2 2 / s + jX 2σ ) ′ I1 = I 0 − I 2 ′ E1 = E2 E 1 = −I0Zm
II.
异步电动机调速：
n = (1 − s )n1 = (1 − s ) 60 f1 ： p
变频、变极、变转差率调速
R′ m1 pU12 2 Pem s Tem = = ：调压、转子串电阻等调 s 法 ′ R Ω1 2 f [( R + 2 ) 2 + ( X + X ′ ) 2 ] 1 1 1 2 s
（Na 为电枢总导体数、a 为并联支路对数）
交流电动势： 直流磁动势： 负荷）
E = 4.44 fNk N 1Φ Fa ( x) = Ax A = N a ia / Da
（N 为每相串联匝数） （无移刷时的情况。x 以磁极中心为起点，A 为电
Faq = A

2
Faq = A( − b ) 2 Fad = Ab
时。
IV.
同步电机：
Σp = pcua + pcuf + pmec + pFe + pad = pcu + p0
（不要求）
9．电压变化率或电压调整率 I. 直流发电机电压变化率：
∆U = U0 −U N UN
II.
变压器电压变化率：
∆U = U 20 − U 2 U 2 N − U 2 = U2N U2N
15．磁势平衡与电枢反应问题 I. 直流电机的电枢反应：电枢（负载）电流产生一个磁动势，对主极磁动势有 影响。 A. 电刷在几何中性线上时，只有交轴电枢反应。
Fa ( x) = Ax A = N a ia / Da
（无移刷时的情况。x 以磁极中心为起点，A 为电负
荷）
Faq = A

2
交磁作用：①几何、物理中性线不重合；②不饱和时每极磁通不变；饱和 时，有去磁作用。 B. 电刷移位后，出现直轴电枢反应磁动势，可能去磁，也可能助磁。
S N = 3U1N I1N
（单相） （三相）
III. 异步电机：
PN = 3 N I1NU1N cos N
′ R2 s
′2 Pem = m1 I 2
pcu 2 = sPem Pmec = (1 − s ) Pem
Tem = Pmec Pem = Ω m Ω1
Tem =
Pem = ′ 2 Ω1 2 f [( R + R2 ′ ) 2 ] ) + ( X 1 + X 2 1 1 s
2 最大效率发生位置： pkN = p0 N ，即可变损耗等于不变损耗时。
III. 异步电机：
Σp = pcu1 + pcu 2 + pmec + pFe + pad = pcu + p0 = ( pcu1 + pcu 2 + pad ) + ( pmec + pFe )
发生最大效率的位置： 可变损耗等于不变损耗时， 即 ( pcu1 + pcu 2 + pad ) = ( pmec + pFe )
a t
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）
6. 交流绕组与直流绕组 共同的概念 单层、双层绕组 叠绕组、波绕组 y1、y2、y 短距、长距、整距 集中、分布 电刷 分数槽绕组 换向器节距 yk 直流电机独有 交流电机独有 绕组系数： k N 1 = k y1kq1 短距系数： k y1 = sin 分布系数： kq1 =
=I +I I 1 1L 0 +I ′ = I I
1 2 0
IV. 有影响。
同步电机的电枢反应：电枢（负载）电流产生一个磁动势，对主极磁动势
用 I 和 E0 的夹角来区分：E0 代表滞后
m
、If 、Ff 90°的交轴（q 轴）方向。
电枢反应磁动势、磁场、磁通、电动势：Fa、Ba、 隐极机：电枢反应电抗 Xa，同步电控 Xt ＝ Xa＋X 凸极机： （双反应理论）
Faq = A( − b ) 2 Fad = Ab
（移刷
电角度时）
II.
变压器的磁势平衡：
一次侧电流的负载分量同二次侧电流二者的磁动势大小相同、方向相反，互 相抵消，即
=I +I I 1 1L 0 I + I′ = I
1 2 0
III. 异步电动机的磁势平衡（也称转子反应） ： 定子电流的负载分量同转子电流二者的磁动势大小相同、方向相反，互相抵 消，即