《电机学》知识点总结

铁心损耗：
pFe ph pe CFe f
Leabharlann Baidu
1.3
B G
2 m
8
电机学 教案
变压器
1. 理解变压器的工作原理和额定值含义； 2. 掌握变压器空载运行的电磁过程，感应 主电动势和漏电动势的含义和表达式；电 抗的一般表达式以及与参数关系； 3. 变比含义；空载电流大小和波形与铁心 磁路饱和程度的关系。
9
电机学 教案
变压器的工作原理

电磁感应原理
把一种电压的交流电能转变成频率相同的另一种电压 的交流电能 两个相互绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之 间只有磁的耦合，没有电的联系。

一次侧（原绕组）：通入交流电流侧，即吸收电能侧。 一次侧通入电流产生交变磁通，进而感应电动势 。

i10→N1i10→φ→e1
4
电机学 教案
磁路基本定律
磁路欧姆定律 (Ohm’s Law)
H dl i
l k 1 N k N l 磁动势：F Hl l ik Ni（安匝，A） A k 1 l l 1 磁阻：Rm (1 / 亨利，H )；电阻：R （欧姆，） A A Φ Rm 磁路欧姆定律： F Rm F m
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电机学 教案
电磁关系总结
磁动势 磁通 感应电动势
N1i1
φ1σ
N1im
φ
di1 e1 L1 dt d e1 N1 dt d e2 N 2 dt
di2 dt
一 次 绕 组
N2i2
19
φ2σ
e2 L2
二 次 绕 组
电机学 教案
基本方程式
U 1 I 1 R1 jX 1 E 1 I 1 Z1 E 1
匝比
u1 e1 N1 k u20 e2 N2
电势比
电压比
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电机学 教案
主磁通
设：电源电压为正弦波 则： e1 2 E1 sin t 1 1 故： e1dt N1 N1
其中： m
主磁通的大小与波形主 要取决于电源电压的大 小与波形。

2 E1 sin tdt m cost
基尔霍夫第二定律：ΣF=ΣΦRm=ΣHl
电机学 教案
磁化曲线
随着电流增加： H会增加， 饱和程度增加， μFe减小；
Rm增大；
导磁性能降低。
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电机学 教案
铁心损耗
磁滋损耗：
ph fV HdB Ch fB V，n 1.6～2.3
n m
涡流损耗：
pe Ce f B V
2 2 2 m
2 E1 2 E1 U1 N1 2fN1 4.44 fN1
或者： E1 4.44 fN1 m
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电机学 教案
变压器铁心的导磁性能
U1 E1 4.44 fN1 m
当U1=C 时：f 或 N1↗ → Φm↘ →饱和度↘ → μFe↗ 当 f=C 时：U1↗ → Φm↗ →饱和度↗ → μFe↘
u1 N1 u2 N 2
i1
A u1 e1 e2
i2 a
u
X
x
由于感应电动势的大小与绕组的匝数成正比，因此在 一次侧电压不变的情况下，改变原、副绕组的匝数比即 可改变二次侧输出电压，变压器因此得名。

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电机学 教案
变压器的额定值
单相：S N U1N I1N U 2 N I 2 N 三相：S N 3 U1N I1N 3 U 2 N I 2 N
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电机学 教案
尖顶波的磁化电流
, i
i

饱和程度越大，磁化电 流畸变越厉害。
1
i1
O
t1
90
180
t
电机学 教案
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激磁阻抗的特点
注意：不是磁阻！
激磁电阻Rm：表征铁心损耗大小的一个等效参数
φ
Z m Rm jX m
激磁电抗Xm：表征铁心磁化性能高低的一个等效参数 Rm = pFe/Im2 = f(μFe)， Xm = f(μFe) 其中：pFe ≈ Cfe f1.3 Bm2 G
10
d e1 N1 dt
电机学 教案
变压器的工作原理
二次侧（副绕组）：接负载侧，即输出电能侧。与 一次侧产生的磁通交链，进而产生感应电势 。实现电 能在不同电压等级之间的传递。e2 N 2 d

dt
Φ0
i10→N1i10→φ→e1、e2
e1 u1 N1
e2 u 2 N 2
《电机学》知识点总结
1
电机学 教案
重点复习内容
电路、磁路 变压器 直流电机 交流电机一般理论 感应电机 同步电机

2
电机学 教案
电路
线值与相值的关系
额定值的含义及其相互联系
（ U N、 IN、 P N ） 交流电路的复数运算
3
电机学 教案
磁路


铁磁材料的磁阻 磁路欧姆定律 磁化曲线
O
i
当f=C、U1↗时：
φm↗
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→ Bm↗
→ μFe↘
→ Xm↘
Rm↘
电机学 教案
pFe↗↗ →
Im2↗↗↗↗ →
变压器
4. 理解负载运行时电磁过程，掌握其磁 动势和电动势平衡方程。 5. 理解折算的原则和方法，各个物理量 折算的关系以及折算后变压器方程组。 6. 掌握变压器T等效电路、近似T型和简 化等效电路图以及适用范围。
S N 3U1N I1N 3U 2 N I 2 N
A Y X C Z
U N U N
B
A
I N 3I N
B
Z Y X
U N 3U N I I N N C
电机学 教案
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感应电动势、电压比
d d e1 N1 ，e2 N 2 电压平衡方程式 dt dt d d u1 i10 R1 e1 i10 R1 N1 dt N1 dt d u20 e2 N 2 变比 dt
B
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电机学 教案
磁路与电路的对比
电 路 基本物理量及表达式 单位 A 电流：I V 电动势：E V 电压降：U Ω 电阻：R=l/△A S 电导：G =1/R 欧姆定律：E=IR 基尔霍夫第一定律：ΣI=0
基尔霍夫第二定律：ΣE=ΣU
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磁 路 基本物理量及表达式 单位 Wb 磁通：Φ A 磁动势：F=NI A 磁压降：ΦRm=Hl H-1 磁阻： Rm=l/μA H 磁导：Λm=1/Rm 欧姆定律：F=ΦRm 基尔霍夫第一定律：ΣΦ=0