《电机学》课程复习要点.doc

《《电机学》课程复习要点.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电机学》课程复习要点.doc（39页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、电机学课程复习要点课程名称：电机学适用专业：电气工程及其自动辅导教材：电机学（第5版）汤蕴璆主编第一章 绪论内容：了解本课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确电机学课程在自动化专业中的地位，从而明确学习目的；了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，了解电机的分类、主要作用。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧。要求：熟练掌握电机理论中常用的基本电磁定律；铁磁材料的特性。第二章 变压器内容：单相变压器运行原理、三相变压器连接法和联结组别、标幺值概念及用标幺值进行各种运算要求：了解三相变压器磁路系统、三相变压器绕组接法和磁路系统对电动势波形的影响；理解单相变压器空载运行物理现象及

2、电势、电流分析；变压器工作特性；掌握变压器基本工作原理结构,原理图各量参考方向的规定；额定值；单相变压器负载；熟练掌握单相变压器空载及负载运行时基本方程式、等效电路、相量图、功率关系及相关运算、标幺值概念及用标幺值进行上述各种运算。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅。第三章 直流电机内容：直流电机磁场及电枢反应、电机的可逆原理、直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组。要求：理解直流电机空载和负载时的磁场及电枢反应、电机的可逆原理；掌握直流电机的基本工作原理和结构、直流电机单叠绕组；熟练掌握直流电机电枢电动势、电磁转矩和电磁功率、直流电动机的运行原理、电动机惯例、基本方程式、机械特性、工作特性及

3、相关运算。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東。第四章 交流电机共同问题内容：交流电机的电枢绕组、交流绕组的绕制方法、交流绕组感应电动势、交流绕组建立的磁动势。要求：了解交流电机的电枢绕组、理解交流绕组的绕制方法、掌握交流绕组感应电动势及交流绕组建立的磁动势。第五章 感应电机内容：感应电机的结构、基本工作原理、额定值、三相感应电机磁动势、磁场、工作特性及运行原理。要求：了解感应电机的结构、基本工作原理、额定值；理解三相感应电机磁动势、磁场和工作特性；掌握三相感应电动机堵转时运行特性、转子转动时运行特性、频率折算和转子绕组折算、三相感应电动机参数测定；熟练掌握感应电动机基本方程式组、等值电路、功率与转矩平

4、衡关系及相关运算。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯。第六章 同步电机内容：同步电机的特点、主要类型和构造和基本工作原理、同步发电机磁场、电枢反应、同步发电机的运行特性、与电网并联运行条件。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤。要求：了解同步电机的特点、主要类型和构造和基本工作原理；理解同步发电机空载和负载时的磁场；掌握同步发电机的电枢反应、电动势平衡方程式、同步电抗和相量图、同步发电机的功率方程和转矩方程、同步发电机的并联运行。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂。教学方式与考核方式教学方式：面授辅导考核方式：开卷考试 电机学课程复习要点课程名称：电机学适用专业：电气工程及其自动化辅导教材：电机学（第5版）汤蕴璆编著基

5、本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的，掌握这些基本定律，是研究电机基本理论的基础。厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔。全电流定律全电流定律 式中，当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时，电流取正号。在电机和变压器的磁路计算中，上式可简化为电磁感应定律电磁感应定律 e=- 式中，感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。变压器电动势磁场与导体间无相对运动，由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。电机中的磁通通常是随时间按正弦规律变化的，线圈中感应电动势的有效值为茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞。运动电动势 e=Blv自感电

6、动势 互感电动势 eM1=- eM2 =-电磁力定律f=Bli磁路基本定律磁路欧姆定律=mF式中，F=Ni磁动势，单位为A；Rm=磁阻，单位为H-1；m=磁导，单位为H。磁路的基尔霍夫第一定律上式表明，穿入（或穿出）任一封闭面的磁通等于零。磁路的基尔霍夫第二定律上式表明，在磁路中，沿任何闭合磁路，磁动势的代数和等于次压降的代数和。磁路和电路的比较电路磁路电流IA电流密度JA/m2电动势EV电阻电导S基尔霍夫第一定律基尔霍夫第二定律电路欧姆定律磁通Wb磁通密度BT=Wb/m2磁动势FA磁阻1/H磁导H磁路节点定律全电流定律磁路欧姆定律直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应磁场是电机中机

7、电能量转换的媒介。穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通；仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。空载时，主磁通0与励磁磁动势F0的关系曲线0=f（F0）为电机的磁化曲线。从磁化曲线可以看出电机的饱和程度，饱和程度对电机的性能有很大的影响。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾。电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关，而与电机的励磁方式无关。电机的运行特性与磁化曲线密切相关。设计电机时，一般使额定工作点位于磁化曲线开始弯曲的部分，这样既可保证一定的可调节度，又不至于浪费材料。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉。直流电机电枢绕组各元件间通过换向器连接，构成一个闭

8、合回路，回路内各元件的电动势互相抵消，从而不产生环流。元件内的电动势和电流均为交变量，通过换向器和电刷间的相对运动实现交直流转换。电刷的放置原则是：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。因此，电刷应放在换向器的几何中性线上。对端接对称的元件，换向器的几何中性线应与主极轴线重合。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅。不同型式的电枢绕组均有S=K=Z；y 1=Zi/2p=整数；y=y1+y2。其中，S为元件数，K为换向片数，Zi为虚槽数，p为极对数，y 1为第一节距，y 2为第二节距，y为合成节距，为小于1的分数，用来把y 1凑成整数。对单叠绕组，y=1，y 2小于0，并联

9、支路对数a=p，即每极下元件串联构成一条支路。对单波绕组，y 2大于零，a=1，即所有同极性下元件串联构成一条支路。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞。当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，此时气隙磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应。直流电机电枢磁动势是空间分布固定的三角波，其幅值位于电枢表面导体电流改变方向处。当电刷安装在换向器的几何中性线上时，只存在交轴电枢磁动势Faq。Faq对气隙磁场的影响称为交轴电枢反应，它使气隙磁场发生畸变；物理中性线偏离几何中性线一个角度，不饱和时，每极磁通量不变，饱和时，有去磁作用。当电刷偏离几何中性线时，除了Faq外，还存在

10、直轴电枢磁动势Fad。Fad对气隙磁场的影响称为直轴电枢反应，当Fad与励磁磁动势同方向时，起助磁作用；当Fad与励磁磁动势反方向时，起去磁作用。 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴。当电刷在几何中性线上时，交轴电枢反应磁动势的大小为 Faq=A（A/极）式中，A=线负荷（A/m）；极距（m）；N电枢圆周总导体数；Da电枢外径（m）Ia支路电流（A）当电刷从几何中性线上移开机械角度时，交直轴电枢磁动势分别为Faq=A（-b）（A/极）Fad=A b（A/极）式中，b=电刷在电枢表面移过的弧长（m）。电枢绕组感应电动势E是指正、负电刷间的电动势，即一条支路的电动势。电磁转距Tem是指电枢电流和气隙合成磁

11、场相互作用产生的。感应电动势和电磁转距公式是直流电动机的两个重要的计算公式擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无。 E=Cen （V） Tem=CTIa （Nm）式中，每极磁通量； n电机转速； Ia电枢电流； Ce、CT与电机结构有关的常数。其中 ； ；=9.55直流电机的励磁方式共有四种：他励、并励、串励。复励。电机端电流I、电枢电流Ia、励磁电流If的关系如下贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉。表：不同励磁方式电机各绕组之间的关系发电机电动机他励I=Ia，If与Ia无关I=Ia，If与Ia无关并励I=Ia-IfI=Ia+If串励I=Ia=IfI=Ia=If复励I=Ia-If,Is=IaI=Ia+If,Is=

12、Ia对于复励电机，Is为串励绕组电流，If为并励绕组电流。对于发电机：EU，Ia与E同方向，Tem与n反方向，将机械能转化为电能；对于电动机：E0）一定，电源电压下降，则空载电流I0_，铁损耗PFe_。（减小；减小）謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘鯽礎輪。27、一台2kVA,400/100V的单相变压器，低压侧加100V，高压侧开路测得I0=2A；P0=20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I0=_A，P0=_W。（0.5；20）呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚趱為練。28、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就_，短路电流就_。（大；小）29、变压器等效电路中的xm是对应于_电抗，rm是表示_电阻。 （主磁通的；

13、铁心损耗的等效）莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减籩诹戀。30、两台变压器并联运行，第一台先达满载，说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台_。 （小）麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶尔摊鲟。31、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_和_有关，而且还与三相绕组的_有关。 （绕向；首末端标记；联结方式）納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬颤階躜。32、变压器空载运行时功率因数很低，这是由于_。（空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁损耗和空载时铜损耗所需的有功功率）風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙誑繃纸。二、判断下列说法是否正确：1变压器的激磁阻抗Zm随外加电压的增大而增大。2变压器从空载到负载主磁通将随负载电流的增加而变大。3变压器变比的定义是初级

14、和次级绕组的负载电压之比。4 变压器短路实验常在高压侧进行，测取外加电压为额定电压时的电流。5、变压器次级电流折算到初级要除以变比k2 。6、短路电压uk越大，则变压器随负载变化时，输出电压电压波动越大，且在变压器故障短路情况下，短路电流较小。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹狰廚怃。7、按国家标准，实验测出的电阻值和电抗值应换算到基准工作温度（75）时的数值。8、变压器空载实验时，为了使测出的参数能符合变压器的实际运行，应选取额定电压时的数据来计算激磁阻抗。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝吶转鮭。9、变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，短路损耗可近似看成铜损耗。10、变压器带感性负载时，输出电压有可能比空载电压还高。1

15、1、标么值是实际值与该物理量所选定的同单位基值之比的形式表示。12、变压器次级电阻的标么值与次级电阻折算到初级后的的标么值具有不同的值13、变压器带额定负载时变压器的效率最高。14、三相心式变压器三相磁路长度不同，当外加三相对称电压时，三相激磁电流不完全对称，中间铁心柱的一相磁路较短，激磁电流较大。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸鐙浍蹤。15、绕组的同名端只决定于绕组的绕向，与绕组的首末端标志无关。16、联接组号为Y/Y-4的变压器次级绕组的线电动势超前初级绕组的线电动势12017、在三相变压器中，总希望在初级或次级绕组中有一个接成三角形，以保证相电动势接近正弦波，从而避免相电动势波形发生畸变。趕輾雏纨颗

16、锊讨跃满賺蚬騍純。18、磁路彼此相关的三相组式变压器如采用Y/Y联结会使相电动势畸变成为尖顶波，可能危及绕组绝缘安全，故不允许采用Y/Y联结。夹覡闾辁駁档驀迁锬減汆藥徑。19、电流互感器不允许短路运行。20、单相变压器额定容量SN=2KVA，原，副方额定电压U1N/U2N=220/110V，今在原方施以视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝佥爾鱿。22V的直流电压时，副方的电压为11V。 21、仪用电压互感器在工作时绝对不允许副方短路。22、变压器中的磁通按正弦规律变化时，激磁电流波形也按正弦规律变化。23、不论变压器带什么性质的负载，其负载电压总比空载电压低。24、 变压器低压侧电压折算到高压侧时，低压侧电压

17、乘以变比K 25、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等（）。（F）偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠铃铋跄。26、变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主要磁通也大（）。（F）緦徑铫膾龋轿级镗挢廟耬癣纥。27、变压器的漏抗是个常数，而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少（）。（T）28、自耦变压器由于存在传导功率，因此其设计容量小于铭牌的额定容量（）。（T）29、使用电压互感器时其二次侧不允许短路，而使用电流互感器时二次侧则不允许开路（）。（T）三、选择题1、变压器的空载损耗为：（B）A、主要为铜耗 B、

18、主要为铁耗 C、 全部为铁耗 D、 全部为铜耗2、变压器空载电流小的原因是：（A）A 、变压器的励磁阻抗大 B、 一次绕组匝数多，电阻大 C、 一次绕组漏抗大3、当一次侧接额定电压并维持不变时，变压器由空载转为满载运行时，其主磁通将会 （C）A、 增大 B、 减小 C、 基本不变4、一台一次侧额定电压为220V的单相变压器，接220V交流电源时，空载电流为1A；如果不慎错误地接到380V的交流电源，则空载电流为 （C）騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼揽齊弯。A、 1.727A; B、 1.0A; C、 大于1.727A5、下列哪种形式的变压器在电力系统中不宜采用 （D）A、 Y,d接法的芯式变压器； B、

19、 D,y接法的组式变压器 ；C、 Y,y接法的芯式变压器； D、 Y,y接法的组式变压器6、一台三相变压器，SN=200kVA,U1N/U2N=1000/400V，Y/接法，当此变压器额定运行时，二次绕组中流过的电流值为 （C）疠骐錾农剎貯狱颢幗騮鸪詼驤。A、 500A; B、 288.7A; C、 166.7A; D、 115.5A。7、一台变压器设计的频率为50Hz，现在将它接到60Hz的电网上运行，当额定电压不变时，铁心中的磁通将 （C）镞锊过润启婭澗骆讕瀘載撻贏。A、 增加；B、 不变；C、 减小；D、 为零不能运行。8、一台变压器在高压侧做空载实验求得的参数与在低压侧做实验求得的参数

20、相比 （A）榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛纬闼糝。A、 大K2倍；B、 大K倍；C、 相同；D、 小K2倍；9、一台变压器原边接在额定电压的电源上，当副边带纯电阻负载时，则从原边输入的功率：只包含有功功率；只包含无功功率； 既有有功功率，又有无功功率；为零。 10、变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流：增加；减少；不变；基本不变。 11、一台变压器在（ ）时效率最高。=1；P0/PS=常数；PCu=PFe；S=SN四、问答题1、电流互感器二次绕组为什么不许开路？电压互感器二次绕组为什么不许短路？答：电流互感器正常运行时，相当于变压器工作在短路状态，一

21、、二侧磁动势处于平衡状态，磁场很弱。若二次侧开路，一次侧电流完全用于励磁，磁场变得很强，将在二次侧感应出很高的电压，将绝缘击穿，危及人身及设备安全。因此，电流互感器二次侧不得开路。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑幟结廢。电压互感器正常运行时，负载接电压表，阻抗很大，接近于空载运行。若二次绕组短路，则变成短路运行，电流从空载电流变成短路电流，一、二次侧电流均变得很大，造成互感器绕组过热而烧坏。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲饃励骝。2、为什么三相变压器组不能采用Yy联结？而三相心式变压器又可采用Yy联结？答：Yy联结的三相变压器，一、二次绕组中都不能流通3次谐波电流，励磁电流基本接近正弦波。由于磁路饱和的原因，铁心中主

22、磁通基本为平顶波，其中含较强的3次谐波磁通。对于三相变压器组，各相磁路彼此独立，3次谐波磁通沿铁心闭合。由于铁心磁阻很小，故3次谐波磁通较大，加上3次谐波磁通的频率为基波频率的3倍，所以，由它所感应的3次谐波相电动势相当大，在数值上可达基波幅值的45%-60%，甚至更大，结果使相电动势波形畸变，最大值升高很多，可能使绕组绝缘击穿，故不能采用Yy联结。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭谟贛赘。对于三相心式变压器，由于三相磁路彼此相关，三次谐波磁通又彼此同相位、同大小，不能沿铁心闭合，只能借油、油箱壁等形成闭合。由于这些磁路的磁阻很大，故3次谐波磁通很小，主磁通基本接近正弦波，因此可以采用Yy联结。但由于3次谐波磁通通过油箱壁闭合，引起附加涡流损耗