電機學概念以及公式總結報告

電機學概念以及公式總結報告

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　　電機學是一門研究電機工作原理、結構、設計、運行特性和控制方法的工程技術學科，其內容涵蓋了直流電機、交流電機（包括變壓器、異步電機、同步電機等）以及特種電機等多個方面。以下是對電機學的一些基本概念和重要公式的簡要總結：

　　直流電動機知識點

　　1、直流電動機主要結構是定子和轉子；定子主要包括定子鐵心、勵磁繞組、電刷。轉子主要包括轉子鐵心、電樞繞組、換向器。

　　2、直流電動機通過電刷與換向器與外電路相連接。

　　3、直流電動機的工作原理：通過電刷與換向器之間的切換，導體內的電流隨著導體所處的磁極性的改變而同時改變其方向，從而使電磁轉矩的方向始終不變。

　　4、通過電刷和換向器將外部通入的直流電變成線圈內的交變電流的過程叫做“逆變”。

　　5、勵磁方式分為他勵式和自勵式；自勵式包括并勵式、串勵式和復勵式。（只考他勵式和并勵式，掌握他勵式和并勵式的圖形）

　　6、直流電機的額定值：①額定功率PN對于發電機額定功率指線端輸出的電功率；對于電動機額定功率指軸上輸出的機械功率。②額定電壓、額定電流均指額定狀態下電機的線電壓線電流。

　　7、磁極數=電刷數=支路數（2p=電刷數=2a，p為極對數，a為支路對數）

　　8、空載時電極內的磁場由勵磁繞組的磁動勢單獨作用產生，分為主磁通和漏磁通兩部分。

　　9、電樞反應：負載時電樞磁動勢對氣隙主磁場的影響。

　　10、電刷位置是電樞表面電流分布的分界線。

　　11、交軸電樞反應的影響：①使氣隙磁場發生畸變；②物理中線偏離幾何中線；③飽和時具有一定的去磁作用。

　　12、電刷偏離幾何中線時，出現直軸。

　　13、Ea=CeΦnTe=CTΦIaCT=9.55Ce

　　14、發電機Ea=U+IaRa、電動機U=Ea+IaRa

　　15、他勵發電機的特性（主要掌握外特性U=f(I)）

　　曲線向下傾斜原因①U=Ea‐IaRa；隨著負載電流I增大，電樞電阻壓降IaRa隨之增大，所以U減小。②交軸電樞反應產生一定的去磁作用；隨著負載的增加，氣隙磁通Φ和電樞電動勢Ea將減小，再加上IaRa的增大使電壓的下降程度增大。

　　16、并勵發電機自勵條件：①電機的磁路中要有剩磁；②勵磁繞組的接法要正確，使剩磁電動勢所產生的電流和磁動勢，其方向與剩磁方向相同；③勵磁回路的總電阻必須小于臨界電阻。

　　17、并勵發電機的外特性U=f(I)，曲線下降原因①②同上他勵發電機；③勵磁電流減小，引起氣隙磁通量和電樞電動勢的進一步下降。

　　18、為什么勵磁繞組不能開斷？

　　若勵磁繞組開斷，If=0，主磁通將迅速下降到剩磁磁通，電樞電動勢也將下降到剩磁電動勢，從而使電樞電流Ia迅速增大，如果負載為輕載，則電動機轉速將迅速上升，造成“飛車”；若負載為重載，電樞所產生的電磁轉矩克服不了負載轉矩，電動機可能會停轉。

　　19、電動機轉矩方程：Te=To+T2

　　20、為什么串勵電動機不允許空載?

　　空載時Ia很小，主磁通也很小，使轉速很高，容易產生“飛車”現象。

　　21、直流電動機常用的啟動方法：①直接啟動；②接入變阻器啟動；③降壓啟動。

　　22、直流電動機的調速方法：①電樞控制即用調節電樞電壓，或者在電樞電路中接入調速電阻；②磁場控制即用調節磁場來調速。

　　變壓器知識點

　　1、變壓器的基本結構：鐵心和繞組

　　2、按照鐵心和繞組的相對位置，變壓器又可分為心式和殼式。

　　3、對于三項變壓器額定電壓、額定電流均指線電壓線電流。

　　4、主磁通的大小和波形取決于電源電壓的大小和波形。

　　5、激磁阻抗是一等效參數。Zm=Rm+jXm

　　6、磁動勢平衡方程：N1I1+N2I2=N1Im

　　7、變壓器T形等效電路

　　8、變壓器繞組歸算的原則：①磁動勢保持不變；②功率、損耗保持不變。

　　9、掌握變壓器開路實驗短路試驗計算參數的公式。(注意開路實驗在低壓側還是高壓側)

　　10、采用標幺值的好處：①計算方便；②含義較為清楚；③便于對變壓器的性能是否正常做出判斷；④參數不再需要歸算。

　　11、掌握判斷變壓器組別號的方法（畫圖）

　　12、輸出功率與輸入功率之比即為效率η。當某一負載下銅耗等于鐵耗時，變壓器的效率達到最大。

　　13、電壓器并聯運行需滿足的條件：①變壓器的額定電壓和電壓比應相同；②聯結組的組號必須相同；③短路阻抗標幺值要相等，阻抗角也要相等。

　　14、電壓互感器特點：一次繞組的匝數很多，二次繞組的匝數很少；電壓互感器運行時相當于一臺空載運行的變壓器。

　　使用注意事項：二次側不允許發生短路；鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地。

　　15、電流互感器特點：一次繞組匝數極少，二次繞組匝數很多；電流互感器運行時相當于變壓器的短路運行。

　　使用注意事項：二次側不允許開路；鐵心和二次繞組必須可靠接地。

　　交流繞組及其電動勢和磁動勢知識點

　　1、電角度：一對磁極所對應的空間角度為360度電角度。

　　2、采用短距分布繞組的好處：有效地抑制線圈中的高次諧波電動勢和磁動勢。

　　3、單相繞組通入單相交流電，產生脈振磁場。

　　4、三相對稱繞組通入三相對稱交流電，產生場等效旋轉磁。其幅值由電流幅值決定；方向取決于電流的相序；轉速n=60f∕p

　　感應電機知識點

　　1、三相感應電機又稱異步電機，主要由定子和轉子組成。定子主要由定子鐵心、定子繞組組成；轉子主要由轉子鐵心、轉子繞組組成；轉子繞組分成籠型和繞線型兩類。

　　2、感應電機的三種運行狀態：根據轉差率的正負和大小可分為電動機、發電機、電磁制動。

　　3、轉子感應電動勢和電流的頻率f2=sf1

　　4、掌握三相感應電機的等效電路

　　5、推到三相感應電動機的等效電路作了兩部歸算分別是頻率歸算、繞組歸算。所遵循的原則是磁動勢、功率、損耗均保持不變。

　　6、R1-s∕s為歸算后在轉子中加入的電阻。消耗在此電阻上的功率就代表實際電機中總機械功率。

　　7、感應電動機的轉矩方程：Te=T2+To其中T2為電動機的輸出轉矩，T2=P2∕ΩTe為電磁轉矩（在電動機中為驅動轉矩），Te=PΩ∕Ω或Pe∕Ωs

　　8、籠型轉子的極數和相數

　　定子轉子的極數必須相同；相數為一對極下的導條數；每相串聯匝數為1∕2；節距因數和分布因數均為1。

　　9、籠型感應電動機的啟動：①直接啟動；②降壓啟動；降壓啟動分為星—三角啟動法和自耦變壓器啟動法。星—三角接法啟動時將使啟動電流和啟動轉矩均減小為原來的1∕3；自耦變壓器法啟動時啟動電流和啟動轉矩均減小為原來的1∕Ka2

　　10、繞線型感應電動機啟動時可以串電阻啟動。這種啟動不僅可以減小啟動電流還可以增大啟動轉矩，是較為理想的情況。

　　同步電機知識點

　　1、同步電機的基本結構：定子和轉子

　　2、按照磁極的形狀可分為隱極式和凸極式。

　　3、同步電機的運行狀態：發電機、電動機、補償機

　　4、電樞反應：電樞磁動勢的基波在氣隙中所產生的基波電樞磁場就稱為電樞反應。（電樞反應的性質：增磁、去磁、交磁）

　　5、雙反應理論：考慮到氣隙的不均勻性，把電樞反應分成直軸和交軸電樞反應分別進行處理的方法。

　　6、同步發電機的轉矩方程：T1=To+Te其中T1為原動機的驅動轉矩，T1=P1∕Ω

　　7、同步發電機的運行特性：以外特性為主U=f(I)

　　8、投入并聯運行的條件：①發電機的相序應與電網一致；②發電機的頻率應與電網相同；③發電機的激磁電動勢與電網電壓大小相同、相位相同。

　　9、投入并聯的方法：①準確整步法②自整步法

　　10、同步電機的特點：①轉速不隨負載變化而變化；②改變勵磁電流可以改變功率因數；③增大勵磁電流，可以提高電磁功率，從而提高電動機的過載能力。

　　11、有功功率的調節：增加發電機的輸入功率，即增加原動機的驅動轉矩，可以增加發電機向電網輸入的有功功率。

　　12、無功功率的調節：通過改變勵磁電流的大小可以改變發電機對電網無功功率的需求。

　　13、掌握176頁V形曲線

　　14、同步補償機：同步電機的一種（同步電機不帶載時），作用是改善電網功率因數。