1、電機學課程復習要點 課程名稱：電機學 適用專業：電氣工程及其自動 輔導教材：電機學（第 5 版）湯蘊璆主編 第一章 緒論 內容：了解本課程的主要內容和電機在國民經濟各行各業中的作用，明確電機學課程在自動化專 業中的地位，從而明確學習目的；了解本課程的性質、任務、特點和電機理論的一般分析方法，了解 電機的分類、主要作用。 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴賃軔朧。要求：熟練掌握電機理論中常用的基本電磁定律；鐵磁材料的特性。 第二章 變壓器 內容：單相變壓器運行原理、三相變壓器連接法和聯結組別、標幺值概念及用標幺值進行各種運算 要求：了解三相變壓器磁路系統、三相變壓器繞組接法和磁路系統對電動勢波形的影響；理解單

2、相變 壓器空載運行物理現象及電勢、電流分析；變壓器工作特性；掌握變壓器基本工作原理結構 ,原理圖 各量參考方向的規定； 額定值； 單相變壓器負載； 熟練掌握單相變壓器空載及負載運行時基本方程式、 等效電路、相量圖、功率關系及相關運算、標幺值概念及用標幺值進行上述各種運算。聞創溝燴鐺險愛氌譴凈禍測樅。第三章 直流電機 內容：直流電機磁場及電樞反應、電機的可逆原理、直流電機的基本工作原理和結構、直流電機單疊 繞組。要求：理解直流電機空載和負載時的磁場及電樞反應、電機的可逆原理；掌握直流電機的基本工作原 理和結構、直流電機單疊繞組；熟練掌握直流電機電樞電動勢、電磁轉矩和電磁功率、直流電動機的 運行原

3、理、電動機慣例、基本方程式、機械特性、工作特性及相關運算。 殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟婭騍東。 第四章 交流電機共同問題內容：交流電機的電樞繞組、交流繞組的繞制方法、交流繞組感應電動勢、交流繞組建立的磁動勢。 要求：了解交流電機的電樞繞組、理解交流繞組的繞制方法、掌握交流繞組感應電動勢及交流繞組建 立的磁動勢。第五章 感應電機內容：感應電機的結構、 基本工作原理、 額定值、 三相感應電機磁動勢、 磁場、 工作特性及運行原理。 要求：了解感應電機的結構、基本工作原理、額定值；理解三相感應電機磁動勢、磁場和工作特性； 掌握三相感應電動機堵轉時運行特性、轉子轉動時運行特性、頻率折算和轉子繞組折算、三相感應

4、電 動機參數測定；熟練掌握感應電動機基本方程式組、等值電路、功率與轉矩平衡關系及相關運算。 釅 錒極額閉鎮檜豬訣錐顧葒鈀。第六章 同步電機 內容：同步電機的特點、主要類型和構造和基本工作原理、同步發電機磁場、電樞反應、同步發電機 的運行特性、與電網并聯運行條件。 彈貿攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾膚。要求：了解同步電機的特點、 主要類型和構造和基本工作原理； 理解同步發電機空載和負載時的磁場； 掌握同步發電機的電樞反應、電動勢平衡方程式、同步電抗和相量圖、同步發電機的功率方程和轉矩 方程、同步發電機的并聯運行。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點鉍雜。教學方式與考核方式 教學方式：面授輔導 考核方式：開卷考試 電機

5、學課程復習要點 課程名稱：電機學 適用專業：電氣工程及其自動化 輔導教材：電機學（第 5 版）湯蘊璆編著基本電磁定律和磁路電機的基本工作原理是建立在電磁感應定律、全電流定律、電路定律、磁路定律和電磁力定律等定律 的基礎上的，掌握這些基本定律，是研究電機基本理論的基礎。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷巹癩龔。全電流定律全電流定律Hdl - 7 I式中，當電流方向與積分路徑方向符合右手螺旋關系時，電流取正號。在電機和變壓器的磁路計算中，上式可簡化為' HI =二 Ni電磁感應定律 電磁感應定律d屮“ de=-N -dtdt式中，感應電動勢方向與磁通方向應符合右手螺旋關系。 變壓器電動勢磁場與導體間無相

6、對運動，由于磁通的變化而感應的電勢稱為變壓器電動勢。電機中的磁通 通常是隨時間按正弦規律變化的，線圈中感應電動勢的有效值為煢楨廣鰳鯡選塊網羈淚鍍齊鈞。E =4.44fN m 運動電動勢e=Blv 自感電動勢eL - -Ldt 互感電動勢eM1=-2dt電磁力定律f=BIi磁路基本定律磁路歐姆定律eM2 =-叫dt二NiI呱F=A mFRm式中，F=Ni 磁動勢，單位為 A ;Rm=磁阻，單位為 H-1 ;也1A m=磁導，單位為 H。RmI磁路的基爾霍夫第一定律Bds =0上式表明，穿入（或穿出）任一圭寸閉面的磁通等于零。磁路的基爾霍夫第二定律' F八HI八Rm上式表明，在磁路中，沿任

7、何閉合磁路，磁動勢的代數和等于次壓降的代數和。磁路和電路的比較電路電流lA電流密度JA/m2 電動勢EV電阻 R = Qs亠口1電導G =SR基爾霍夫第一定律7 i =0基爾霍夫第二定律a u = a e電路歐姆定律I二ER磁路磁通Wb磁通密度BT=Wb/m2 磁動勢FA磁阻 Rm=- 1/HJs1磁導上m ：HRm磁路節點定律- 0直流 電動 機全電流定律HI =為N|_i磁路歐姆定律© =上Rm一、直 流電 機的 磁路、 電樞 繞組 和電 樞反 應磁 場是 電機 中機 電能量轉換的媒介。穿過氣隙而同時與定、轉子繞組交鏈的磁通為主磁通；僅交鏈一側繞組的磁通為漏磁通。直流電機空載時的

8、氣隙磁場是由勵磁磁動勢建立的。空載時，主磁通0與勵磁磁動勢 F0的關系曲線 0=f ( F0)為電機的磁化曲線。從磁化曲線可以看出電機的飽和程度，飽和程度對電機的性能有很大的影響。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰聾。電機的磁化曲線僅和電機的幾何尺寸及所用的材料有關，而與電機的勵磁方式無關。電機的運行特性與磁化曲線密切相關。設計電機時，一般使額定工作點位于磁化曲線開始彎曲的部分，這樣既可保證 一定的可調節度，又不至于浪費材料。籟叢媽羥為贍債蟶練淨櫧撻曉。直流電機電樞繞組各元件間通過換向器連接，構成一個閉合回路，回路內各元件的電動勢互相抵消， 從而不產生環流。元件內的電動勢和電流均為交變量，通過換向器和電

9、刷間的相對運動實現交直流轉換。電刷的放置原則是：空載時正、負電刷之間獲得最大的電動勢，這時被電刷短路的元件的電動勢 為零。因此，電刷應放在換向器的幾何中性線上。對端接對稱的元件，換向器的幾何中性線應與主極 軸線重合。預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥齙。不同型式的電樞繞組均有 S=K=Z :y仁Zi/2p二&整數；y=y1+y2。其中，S為元件數，K為換 向片數，Zi為虛槽數，p為極對數，y1為第一節距，y 2為第二節距，y為合成節距，&為小于1的 分數，用來把y 1湊成整數。對單疊繞組，y=±1, y 2小于0，并聯支路對數a=p,即每極下元件串聯 構成一條支路。對單波繞組，

10、y 2大于零，a=1，即所有同極性下元件串聯構成一條支路。滲釤嗆儼勻諤鱉調硯錦鋇絨鈔。當電樞繞組中通過電流時，產生電樞磁動勢，此時氣隙磁場由勵磁磁動勢和電樞磁動勢共同建立。電樞磁動勢對主極磁場的影響稱為電樞反應。直流電機電樞磁動勢是空間分布固定的三角波，其幅值位于電樞表面導體電流改變方向處。當電刷安裝在換向器的幾何中性線上時，只存在交軸電樞磁動勢Faq。Faq對氣隙磁場的影響稱為交軸電樞反應，它使氣隙磁場發生畸變；物理中性線偏離幾何 中性線一個角度，不飽和時，每極磁通量不變，飽和時，有去磁作用。當電刷偏離幾何中性線時， 除了 Faq外，還存在直軸電樞磁動勢Fad。Fad對氣隙磁場的影響稱為直軸

11、電樞反應，當Fad與勵磁磁動勢同方向時，起助磁作用；當Fad與勵磁磁動勢反方向時，起去磁作用。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵羆。當電刷在幾何中性線上時，交軸電樞反應磁動勢的大小為1Faq= At（A極）2Ik I 式中，A= Ll 線負荷（Am）；兀DaDa2p極距（m）；N電樞圓周總導體數；Da電樞外徑（m）Ia支路電流（A）當電刷從幾何中性線上移開機械角度時，B交直軸電樞磁動勢分別為Faq=A （上-b 3） （A 極）2Fad=A b 3（ A 極）P式中，b3=0二Da電刷在電樞表面移過的弧長（ m）。360電樞繞組感應電動勢 E是指正、負電刷間的電動勢，即一條支路的電動勢。電磁轉距Tem是

12、指電樞電流和氣隙合成磁場相互作用產生的。感應電動勢和電磁轉距公式是直流電動機的兩個重要的計算公式擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報贏無。E=Ce n（ V）Tem=CM Ia （ Nm ）式中，每極磁通量；n 電機轉速；Ia電樞電流；Ce、CT與電機結構有關的常數。其中Ce二衛V ； 6二衛N ；60a2兀aCT =9.55 Ce直流電機的勵磁方式共有四種：他勵、并勵、串勵。復勵。電機端電流I、電樞電流la、勵磁電流If的關系如下贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢鼉。表：不同勵磁方式電機各繞組之間的關系發電機電動機他勵l=la , If與la無關l=la , If與la無關并勵l=la-lfl=la+lf串勵l=l

13、a=lfl=la=lf復勵l=la-lf,ls=lal=la+lf,ls=la對于復勵電機，Is為串勵繞組電流，If為并勵繞組電流。對于發電機：E>U , la與E同方向，Tem與n反方向，將機械能轉化為電能；對于電動機：E<U , la與E反方向，Tem與n同方向，將電能轉化為機械能。壇搏鄉囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱釣。直流電機的基本方程式發電機電動機電動勢平衡方程式U=E-IaRaU=E+laRa轉矩平衡方程式T仁 Tem+TOTem=T2+T0功率平衡方程式P仁 Pem+P0P2=Pem-pCu-pCufP仁 Pem+pCua+pCufP2=Pem-P0直流發電機空載特性曲線Uo=f

14、(lf);外特性U=f(l);調整特性l=f(l)并勵發電機的自勵必須滿足三個條件。直流電動機的工作特性有：速率特性 = f (P2)；轉矩特性Tem二f (p2 )；效率特性二f (P2)。當輸出功率P，增加時，輸入功率R必須增加，在端電壓不變的條件下，la必須增加。因此la隨P的增加而增加。不同勵磁方式的直流電動機的工作特性有很大差異。并勵電動機的速率特性是一條略微下降的曲線，其轉矩特性近似為直線。 串勵電動機的轉速隨著 P2的增加而迅速下降，轉矩則隨著F2的增加而迅速上升。直流電動機使用時應注意，并勵電動機勵磁回路不允許開路，串勵電動機不允許空 載或輕載運行。蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅籜葦繯。

15、電動機的轉速與電磁轉矩之間的關系曲線稱為機械特性。當電樞回路不串入調節電阻時的機械特性叫做自然機械特性，串入電阻叫做人工機械特性。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌擻。直流電動機的起動方法有：直接啟動；在電樞回路串電阻起動；降壓起動。不管采用哪種起動時，在起動時，勵磁回路的調節電阻要調到最小，以保證起動時處達到最大。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧麥。直流電動機具有良好的調速性能。電動機的轉速為Ce"常用的調速方法有：改變勵磁電流調速；改變端電壓調速；改變電樞回路電阻調速。直流電機的制動方式有三種在：能耗制動；反接制動；回饋制動。這三種方法都不改變磁場的大小及方向而僅改變電樞電流的方向，從而得到制動轉矩。驅躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊針。變壓器變壓器是一種靜止電磁裝置 ，一次繞組和二次繞組通過交變磁場聯系起來，利用電磁感應關系實現電能轉變.根據變壓器內部磁場的實際分布和所起作用的不同，把磁場分成主磁通和漏磁通兩部分主磁通沿鐵心閉合，起能量傳遞的媒介作用，所經磁路是非線性的；漏磁通主要沿非鐵磁物質閉合、僅起電抗 壓降的作用，所經磁路是線性的。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻鵬縮。在變壓器中，既有磁路的問題，又有電路問題。為了把電磁場問題轉化成電路問題，引入了電路參數：勵磁阻