电机学复习(修正最终版)
异步电机
1.试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？
2.如何改善交流绕组的电动势波形？如果要消除5次或7次谐波电动势应如何做？如只是
同时削弱它们又如何做？
3.异步电机和变压器的励磁电流标么值哪个大些？为什么？
4.异步电动机定子绕组与转子绕组没有直接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功
率会自动增加，试说明其物理过程。
5.异步电动机的功率因数为什么是滞后的？为何空载时功率因数较低，而满载时功率因素
较高？
6.试比较笼型异步电动机和绕线型异步电动机的区别和优缺点。
7．三相异步电机进行变频调速时，应按什么规律来控制电压？为什么？
7.三相异步电动机的电磁转矩与电源电压大小有什么关系？若电源电压降低，在额定负载
转矩下，电机的转速、定子电流、转子电流和主磁通将如何变化？
8.绕线式三相异步电动机转子回路串人适当的电阻可以增大起动转矩，串入适当的电抗
时，是否也有相似的效果？
9.试说明转子绕组折算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的？
10.三相异步电动机有哪些常用的起动方法？
12.当电动机转轴上的机械负载增加时，电动机的转速、转子、定子电流会如何变化？当机械负载转矩大于电动机最大转矩时，会出现什么情况？
13.已知三相异步电动机的电磁转矩与转子电流成正比，为什么电动机在额定电压下起动时，起动电流很大而起动转矩却不大？
14.三相异步电动机在运行时有一相断线，能否继续运行，为什么？当电机停转之后，能否再起动，为什么？
画图部份重点内容
1.感应电动机的T型等效电路图及其相量图。
2.电动机功率关系图中。
3.三相异步电机作为电动机运行时的转矩特性曲线图
重点计算题型
8.一台三相异步电动机，额定功率为7.5kW，额定电压为380V，定子Δ接法，频率为50Hz,额定负载运行时，定子铜损耗为470W,铁损耗为225W，机械损耗为45W,附加损耗为35W,已知额定转速为960r/min,cosφ=0.8,试计算：
选择与填空题
1..一台四极感应电动机，额定转速为1440转/分，转子旋转磁势相对于定子旋转磁势的转速为0转/分，此时定子旋转磁势相对于转子的转速为（60 转/分，）
B. 异步电动机等效电路中的电阻（(1-s)R2’/s）上消耗的功率为（总的机械功率）
C. 与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩没变，临界转差率增大，则该机械特性是异步电动机的（转子串接电阻的人为机械特性）
D.异步电机0 E. 笼型感应电动机降压起动与直接起动时相比（起动电流、起动转矩怎么变化）（都减小1/3 ） 2 A 异步电机既吸收电能又吸收机械能，并能全部转换成电机损耗时，则异步电机为（电磁制动状态） B 异步电动机的不变损耗是指( 铁损耗) C.交流单相绕组产生的磁动势既是时间的函数，又是空间的函数，是指( 单相绕组产生的磁动势沿空间（气隙圆周）按余弦规律分布，所以是空间的函数，其幅值大小又随时间按正弦规律变化，所以又是时间的函数。三相绕组产生的合成磁动势沿空间按正弦规律分布，所以是空间的函数，合成磁动势又随时间而旋转，所以又是时间的函数) D 异步电机的转差率S<0时，则异步电机为( 发电机) E 三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于( 电源电压;气隙大小;定、转子铁心材质;定子绕组的漏阻抗) F 交流三相对称绕组是指三相绕组的匝数和连接规律相同，但各相绕组轴线在空间依次错开120度 G 当异步电机的转速为0 3.异步电动机的过载能力是指( 最大转矩Tm与额定转矩TN之比) B 异步电动机降压起动的目的( 限制起动电流) C 三相交流电机，2p=4，采用双层叠绕组时，每相绕组有（ 4 ）个线圈。 D 异步电动机的额定功率是指（电机在额定运行时轴上输出的机械功率） E 异步电动机的机械负载越大时，其起动电流（变大）。 F 定子绕组为Y型联结的绕线转子异步电动机，不能采用的起动方式有（Y-Δ降压起动）。 G 异步电动机的可变损耗是指（电枢(与励磁)损耗,也叫铜损耗）。 H 若一个整距线圈的感应电动势为10V，将其改为短距线圈后，其短距系数为0.96，其感应电动势（等于0.96 ）。 J 异步电动机的空载电流比同容量变压器的空载电流大的原因是异步电动机有气隙）。 4 A 异步电动机的功率因数总是（滞后）的 B 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻时，电动机的起动电流减少、起动转矩增加、最大转矩不变（如何变化)。Sm增加 C 若在三相对称绕组中通入iｕ=Imsinωt，iv=Imsin(ωt+120°)，iw=Imsin(ωt-120°)的三相电流，当ωt＝210°时，其三相基波合成磁动势的幅值位于w相绕组轴线上 D 为了获得较大的起动转矩，起动时应使励磁电路中的外接电阻RP 短接 E 一台三相交流电动机，电源频率f = 50Hz，当极数2p= 8时的同步转速为750r/min F 一台六极感应电动机，额定转速为950转/分，此时转子旋转磁势相对于定子旋转磁势的转速为1000 5 A 异步电动机的机械负载越大时，其起动电流增大 B 三相感应电动机对称运行时，定、转子绕组的两个旋转磁场的关系为始终同步 C 三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于电源电压 D 一台四极感应电动机，额定转速为1440转/分，此时定子旋转磁势相对于转子的转速为 60 6 三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于( ) A.它们的定子或一次侧电流都滞后于电源电压 B.气隙磁场在定、转子或主磁通在一、二次侧都感应电动势 C.它们都有主磁通和漏磁通 D.它们都由电网取得励磁电流 7 电源电压下降，可以使三相异步电动机的过载能力、起动转矩、转矩倍数下降 （一台三相异步电动机的负载转矩恒定不变，若电源电压下降，则在新的稳定运转情况下，电动机定子绕组中电流Ｉ1将增加 三相感应电动机带额定负载运行时，若电源电压下降，电机转速将下降） 一般情况下，分析三相异步电动机的起动主要目的是尽可能使起动电流小、起动转矩大 9 三相对称电流流过三相对称绕组产生___旋转_____磁动势，其幅值为单相脉振磁动最大幅 值的_某一相的基波幅值的3/2倍_，其方向由三相电流相序决定。(3)转速与电流的频率成正比，与极对数成反比；(4)当某相电流达到最大值时，合成基波磁势的幅值恰好落在该相绕组的轴线上 10 三相异步电动机的额定转速为1450r/min，则电动机的极数为_4___，极对数为2，转差率为_0.0333。 11 三相异步电机的过载能力是指_电动机短时间超负荷运行的能力__，它反映了电动机_运行性能的重要指标 12 交流电机三相绕组采用60°相带时，若已知槽距角为a=30°，则每极每相的槽数为____2________，q*a=60,U、V、W三相绕组的出线端依次相隔__4_______槽 13 采用_短矩绕组____、_分布绕组_______可以削弱绕组电动势与磁动势的高次谐波分量，改善其波形。为了同时削弱5、7次谐波分量，对于双层绕组，应选取节距等于__y=5t/6______倍极距。 14 三相异步电机的转向与_定子旋转磁场转向_______相同，要改变三相异步电机的转向只要__改变______任意两相电源。 15 星三角降压起动只适用于正常运行时定子绕组为__三角形______联结的电动机，其起动电流和起动转矩都减小到直接起动时的__1/3__。 16 由机械特性分析可知，异步电动机的最大转矩与转子回路电阻的大小__无关______，而与定子绕组所加电压的_____有关___________。 17 在三相对称绕组中通入三相对称电流时，将产生旋转磁动势，该磁动势的__幅值___不变，转向取决于电流的相序，总是从电流超前的一相转向电流滞后的一相。 18 一台三相交流电机，磁极数为4，定子槽数为24，绕组节距为3 ，每极每相槽数为2。Y=T T=Z/2P q=Z/2pm 19 三相异步电机的等效电路中的电阻Rm 模拟定子铁心损耗的等效电阻，而电阻（(1-s)R2’/s）是模拟转轴上总机械功率的等效电阻。 20 三相两极异步电动机，接频率为50Hz的三相交流电源，则定子基本合成磁动势的转速为3000 r/min，它的转向是由电流相序决定的。 21 异步电机启动性能的要求有起动电流要小和起动转矩要大。 22 同步电机中同步的含义是指转子磁场与定子磁场同步旋转。 23 异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和串极调速三种。 24？一台三相4极交流电机，定子槽数为36槽，则槽距角为20电角度，电机圆周为电角 度720。P*360/Z 25 三相异步电机的励磁电流较大，主要原因是由于主磁通中含有____气_隙_____，通常异步电动机的励磁电流为额定电流的_20%--50%_________。 26 一台6极三相异步电动机接近于50Hz的三相交流电源，其转差率s=0.05,则定子旋转磁动势的转速___1000_______r/min，他相对转子的转速为___50_______r/min。 27 绕线型异步电动机采用转子串联电阻起动，可以使起动电流__减小________，起动转矩__增大________。 28 异步电动机T型等效电路中等效总机械功率的电阻表达式是___(1-s)R2’/s）__，它是在进行_________________归算时得到的。 29 异步电动机的功率因数总是____滞后_____的；正常运行时需要__________无功。 30 当s在_0 31 三相异步电动机根据转子结构不同可分为_笼型__和_绕线型______两类。 32 一台三相六极异步电机，接于50赫兹的三相对称电网上。电机同步速为1000转/分，当转子转速为950转/分时，转差率为0.05，定子旋转磁场相对于定子的转速为0转/分。 33 三相异步电动机拖动恒转矩负载从基频向下的变频调速时，为了保持磁通不变，应保持 U1/f1=C的条件。 34 三相绕组异步电动机的变流比表达式为N1KW1/(N2KW2)，变组比表达式为[N1KW1/(N2KW2)]2。 35 笼型异步电动机的启动方法有星三角形降压起动和自耦变压器降压起动起动。 同步电机 简答题 1.汽车发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？为什么有这样的特点？ 2.同步发电机供给一对称电阻负载，当负载电流上升时，怎样才能保持端电压不变？ 3.什么是同步发电机的外特性？负载性质和大小对外特性有什么影响？ 4.同步发电机发生三相稳态短路时，它的短路电流为何不变大？ 计算题 选择填空题 直流电机 计算题 变压器 解答题 1.变压器并联运行的理想情况是什么？并联运行的理想条件有哪些？哪些条件必须严格满足，哪些可以稍有偏差？ 2.简述变压器折算的目的及原则？折算前后二次电压、二次电流、二次阻抗参数怎样变化？ 3.三相组式变压器不能采用哪几种绕组联结，为什么？ 4.容量不同、短路阻抗标么值不等的两中变压器并联运行时，希望哪台变压器的短路阻抗标么值大些，哪台小些？为什么？ 5.一台变压器，原设计的额定频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变，试问对励磁电流、铁耗、漏抗、电压变化率等有何影响？ 6.变压器中主磁通与漏磁通的不同？ 7为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？ 8 试说明变压器的正序、负序和零序阻抗的物理概念。为什么变压器的正序、负序阻抗相等？变压器零序阻抗的大小与什么因素有关？ 8电流互感器二次侧为什么不许开路？电压互感器二次侧为什么不许短路？ 9变压器原、副边绕组之间没有电路的直接联系，为什么负载运行时，副方电流增加或减少的同时，原方电流也跟着增加或减少？ 10试分析变压器原绕组匝数比设计值少时，铁心的饱和程度、励磁电流的大小、铁耗、变比的变化。若副绕组匝数比设计值少时，上述各量将如何变化？ 《电机学》期末复习材料 第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电 流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为 60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用 τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ① 节 距 因 数 ： 1 90sin 90)1(cos 11≤?? ? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路数） 【练习2】有一双层三相短距绕组，24=z ， 42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组展开图； （2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： )cos(2 1 )cos(21cos cos t x F t x F t x F ωωωφφφ++-= 单相磁势的特 《电机学》作业题解 （适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》） 1-5 何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？ 答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。 1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采 用硅钢片？ 答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。 1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m，铁心的相对磁导率为1000。问：要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？ 解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。 磁路段1长度和截面积：()120.050.20.0250.55m =?++=l ， 210.050.150.0075m =?=A ； 41m17 10.55 5.83610A wb 10004100.0075 π-= ==????l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+?=l ， 220.050.100.005m =?=A ； 42m27 20.30 4.77510A wb 10004100.005 π-= ==????l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+?=l ， 230.050.050.0025m =?=A ； 43m37 30.309.54910A wb 10004100.0025 π-= ==????l R uA 总磁阻： 45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++?=?R R +R +R 磁动势：5m 0.003 2.01610604.8A φ==??=F R 励磁电流：604.8 1.512A 400 = ==F i N 第二篇 变压器 一、填空： 1. 一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V 上， 则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。 2. 一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. 变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 5. 一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变，励 磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 6. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 7. 如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流 将 ，变压器将 。 答：增大很多倍，烧毁。 8. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 9. 变压器副边的额定电压指 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 10. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 11. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。 答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。 12. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通 为 。 答：主磁通，漏磁通。 13. 变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是 。 答：自耦变压器。 14. 并联运行的变压器应满足（1） ， （2） ，（3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 电机学复习题 一、填空题 1.他励直流电动机的调速方法有改变电枢电压，改变励磁电流和 。直流发电机和直流电动机的电压平衡方程式分别为 和 。 2.直流发电机电枢绕组元件输出 电势，而其电刷输出直流电势，直流发电机的输 出特性方程(电枢电压与转速关系)的表达式为 。直流发电机的电磁转矩是 转矩，直流电动机的电磁转矩是 转矩。 3.直流电动机的机械特性(电磁转矩与转速关系)方程的表达式为 。对直流电动机进行调速，可以通过改变 ，改变励磁电流和 三种方法进行。一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流f I 不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 。串入电阻后，电动机的输入功率1P 将 ，电枢电流a I ，转速n 将 ，电动机的效率η将 。 4.原副边匝数分别为N 1和N 2，电流分别为I 1和I 2的变压器，当副边线圈匝数为原来的12 时，那么I 2可表示为 。变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗 可视为 。单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流 。 5.变压器油既作__ _____介质又作泠却介质。变压器副边的额定电压指 。既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 。 6.如果变压器的副绕组是从原绕组某一位置引出，这种变压器称为 。如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流将 ，变压器将 。 7.一台变比k=10的变压器，从低压侧做空载试验加额定电压求得励磁阻抗的标么值为16，若从高压侧做空载试验加额定电压，则求得的励磁阻抗的标么值为_____________。 8.变压器产生最大效率的条件是_____________。变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 9.对称三相绕组通入对称的三相电流所产生的基波磁动势的转速表达式是____ ___。 10.三相50Hz 四极异步电动机，转子转速n=1440转/分，则其转差率为_______。极对数为p 交流伺服电动机里，机械角度与电角度的关系为 ；旋转磁场的转速与p 也有关系，当电流的变化频率为50H Z 且p =4时，此时磁场的转速为 。 11.鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子回路串电抗器起动、星-三角换接起动和_______起动。当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 12.当异步电动机的电源频率和参数不变，仅将端电压下降时，最大转距Ｔmax_______，临界转差率sm 不变。 13.异步电机转子绕组中的感应电动势是因气隙旋转磁场_______转子绕组而产生的。 14.交流绕组三相合成基波磁势的转向取决于_____________。 15.三相异步电动机按转子绕组的型式，可分为 和_____________。 16.把三相鼠笼式异步电动机接到三相对称电源上，现任意对调两相，电动机的转向将会 1、变压器的铁心损耗包括：磁滞损耗 、涡流损耗。 2、感应电机经两次折算后得到等效电路，这两次折算为：频率折算、绕组折算。 3、直流电机按励磁方式可分类为：他励式、并励式 、串励式 、复励式。 4、变压器开路试验可以获得哪些等效电路参数：激磁电阻、激磁电抗。 4、同步电动机的起动方法有：变频起动、辅助起动、异步起动。 5、变压器等效绕组折算的一般原则是：归算前、后二次侧绕组磁动势保持不变。 6、并励直流发电机希望改变他电枢两端的正负极性，采用的方法是改变励磁绕组的接法。 7、直流发电机的电磁转矩与转速方向相反，转子电枢导体中的电流是交流电。 8、变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将增大。 9、一台感应电机，其转差率s>1，转速n<0，则电机运行状态是电磁制动。 10、一台三相感应电机接在50Hz 三相交流电源上运行，额定转速为1480r/min ，定子上A 、B 两导体空间相隔20°机械角度，则A 、B 两导体的空间电角度为：40°。 11、简述改变他励直流电动机、三相鼠笼异步电动机转子转向的方法。 答：他励直流电动机：将电枢绕组的两个接线端对调；三相鼠笼异步电动机：将三相电源线的任意两根线换接。 12、简述并励直流发电机的自励条件。 答：1.磁路中必须有剩磁；2.励磁磁动势与剩磁两者的方向必须相同；3.励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 13、已知直流他励电机的额定电流I N 、额定电压U N 、额定效率ηN ，简述直流电动机和直流发电机额定功率的定义，并写出表达式。 答：对于发电机，额定功率是指线端输出的电功率，I U P ;对于电动机，额定功率是指轴上输出的机械功率，N N N N =。 14、简述单相变压器的工作原理。 15、为什么同步电动机不能自启动？说明原因。 16、一台三相绕线型感应电动机，若将定子三相短路，转子绕组通入频率为f1的三相交流电，试问：空载时电机转子能否转动，分析其工作原理。 17、简述直流电机、鼠笼异步电机、绕线异步电机和同步电机的原理和结构异同？ 18、在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的，要遵循哪些原则？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠，电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路。 归算原则：归算前、后二次侧绕组磁动势保持不变。 19、一台并励直流发电机不能正常输出电压，试分析其可能原因。 答：1.磁路中没有剩磁；2.励磁回路与电枢回路之间接线错误；3.励磁回路的总电阻大于临界电阻。 20、一台他励直流电动机拖动一台他励直流发电机在额定转速下运行，当发电机电枢电流增加时，电动机的电枢电流有何变化？并说明其原因。 答：直流电动机的电枢电流也增加。因为直流发电机电流增加时，则制动转矩即电磁转矩增大，要使电动机在额定转速下运行，则必须增大输入转矩即电动机的输出转矩，那么，电动机的电磁转矩增大，因此电枢电流也增大。 电机学主要知识点复习提纲 一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua 励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM ）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、 软特性 20. 稳定性 21. DM 的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动； 启动电流 22. DM 的调速方法：电枢串电阻、调励磁、调端电压 23. DM 的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式： 发电机：P N ＝U N I N (输出电功率) 电动机：P N ＝U N I N ηN (输出机械功率) 反电势： 60E a E E C n pN C a Φ== 电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率：2111 2100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?=? DM 的机械特性：em 2 T j a j a a ) (T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-= . 并联DM 的理想空载转速n 0： 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器； 干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组 09电气学习部 《电机学》系列材料电机学 作业参考答案 福州大学电气工程与自动化学院 电机学教研组黄灿水编 2008-3-3 2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。 解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有： 高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =??= = 低压侧： )(7.721400 3105003322A U S I N N N =??== 2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。 解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有： 高压侧 额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.8410 1103101633 611A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 5.633 110311== =φ 额定相电流： )(8411A I I N ==φ 低压侧 额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010 113101633 622A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853 8403 22A I I N == =φ 第一章变压器 1.变压器基本工作原理，基本结构、主要额定值 变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能变换为另一种同频率且不同电压等级的交流电能的静止电气设备，它在电力系统，变电所以及工厂供配电中得到了广泛的应用，以满足电能的传输，分配和使用。变压器的原理是基于电磁感应定律，因此磁场是变压器的工作媒介 变压器基本结构组成： 猜测可能出填空题或选择题 三相变压器按照磁路可分为三相组式变压器和三相芯式变压器两类 变压器的型号和额定值 考法：例如解释S9-1250/10的各项数值的含义 2.变压器空载和负载运行时的电磁状况；空载电流的组成、作用、性质。变压器一次侧接到额定频率和额定电压的交流电源上，其二次侧开路，这种运行状态称为变压器的空载运行。 变压器空载运行原理图 变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行方式， 称为变压器的负载运行方式。 变压器负载运行原理图 实际运行的电力变压器的磁路总是工作在饱和状态下。 通过磁化曲线推得的电流波形可以发现： 21 21N N E E =空载电流（即励磁电流）呈尖顶波，除了基波外， 还有较强的三次谐波和其他高次谐波。 产生主磁通所需要的电流称为励磁电流，用m i 表示； 同理产生主磁通的磁动势称为励磁磁动势，用 m F 表示。 变压器铁芯上仅有一次绕组空载电流0i 所形成的磁动势0F ， 即空载电流0i 建立主磁通，所以空载电流0i 就是励磁电流m i ，即m 0i i = 同理，空载磁动势0F 就是励磁磁动势，即m 0F F =或m 101i N i N = 因为空载时，变压器一次绕组实际上是一个铁芯线圈， 空载电流的大小主要决定于铁芯线圈的电抗和铁芯损耗。 铁芯线圈的电抗正比于线圈匝数的平方和磁路的磁导。 因此，空载电流的大小与铁芯的磁化性能，饱和程度有密切的关系。 3. 变压器变比的定义；磁动式平衡关系的物理含义，用此平衡关系分析变压器的能量传递；变压器折算概念和变压器折算方法，变压器基本方程组、等效电路和相量图 在变压器中，一次绕组的感应电动势1E 与二次绕组的感应电动势2E 之比称为变比，用k 表示，即k = 变压器负载运行时，作用于变压器磁路上111N I F ? =和222N I F ? =两个磁动势。 对于电力变压器，由于其一次侧绕组漏阻抗压降很小，负载时仍有 m 111fN 44.4E U φ=≈，故变压器负载运行时铁芯中与1E 相对应的主磁通? m φ近似等 于空载时的主磁通，从而产生? m φ的合成磁动势与空载磁动势近似相等，即 m 021F F F F ==+ m 1012211I N I N I N I N ? ?? ? ==+ 《电机学》各章练习题与自测题参考答案 第1章 思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt d N e φ =可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通 的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。 1.2变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？ 答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。 一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua 励磁铜耗p Cuf 电机铁耗p Fe 机械损耗p mec 附加损耗p ad 输出机械功率P2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 稳定性 21. DM的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动 22. DM的调速方法：电枢回路串电阻、调励磁、调端电压 23. DM的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式： 发电机：P N＝U N I N(输出电功率) 电动机：P N＝U N I NηN(输出机械功率) 反电势： 60E a E E C n pN C a Φ== 电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率：21112 100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?= ? DM 的机械特性：em 2T j a j a a ) (T Φ C C R R ΦC U Φ C R R I U n E E E +-= +-= . 并联DM 的理想空载转速n 0： 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器；干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组 5. 空载运行，主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角 6. Φ、i 、e 正方向的规定。 7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压 8. 励磁电抗X m 、励磁电阻R m 、一次侧漏电抗X 1σ、二次侧漏电抗X 2σ 选择题 1一台双绕组单相变压器，其主磁通在一、二次侧线圈中产生的每匝电动势分别为 ec1和ec2，则应有（ C ） (A)ec1>ec2 (B)ec1 《电机学》 课后习题答案 华中科技大学辜承林主编 第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦， 消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与 磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个 绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心μ>>μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木 质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感 应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。 电机学期末复习总结 Last updated on the afternoon of January 3, 2021 《电机学》期末复习材料 第三篇交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值： m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2== = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ①节距因数： 190sin 90)1(cos 11≤??? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联 匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效 值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场 分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层 绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路 数） 【练习2】有一双层三相短距绕组， 24=z ，42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别 画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组 展开图；（2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： 单相磁势的特点是：磁势轴线（即 磁势幅值所在的位置）在空间固定不 动，而各点磁势的大小则随时间在变 化，因此称为脉动磁势。 单相绕组所产生的脉动磁势可以分 解成 基波 电机学知识点总结 电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。下面请看我带来的电机学知识点总结。 电机学知识点总结 直流电动机知识点 1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。 2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。 3、直流电动机的工作原理：通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。 4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。 5、励磁方式分为他励式和自励式；自励式包括并励式、串励式和复励式。（只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形） 6、直流电机的额定值：①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率；对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。 7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数） 8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和 漏磁通两部分。 9、电枢反应：负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。 10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 11、交轴电枢反应的影响：①使气隙磁场发生畸变；②物理中线偏离几何中线；③饱和时具有一定的去磁作用。 12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。 13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce 14、发电机 Ea=U+IaRa 电动机 U=Ea+IaRa 15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I)） 曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa；随着负载电流I增大，电枢电阻压降 IaRa 随之增大，所以U减小。②交轴电枢反应产生一定的去磁作用；随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。 16、并励发电机自励条件：①电机的磁路中要有剩磁；②励磁绕组的接法要正确，使剩磁电动势所产生的电流和磁动势，其方向与剩磁方向相同；③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 17、并励发电机的外特性U=f(I)，曲线下降原因①②同上他励发电机；③励磁电流减小，引起气隙磁通量和电枢电动势的进一步下降。 18、为什么励磁绕组不能开断？ 若励磁绕组开断，If=0，主磁通将迅速下降到剩磁磁通，电枢电动势也将下降到剩磁电动势，从而使电枢电流Ia迅速增大，如果负载为轻载，则电动机转 常用的调速方法有：改变励磁电流调速；改变端电压调速；改变电枢回路电阻调速。 1.直流电机的制动方式有三种在：能耗制动；反接制动；回馈制动。这三种方法都不改变磁场的大小及方向而仅改变电枢电流的方向，从而得到制动转矩。 2.把磁场分成主磁通和漏磁通两部分.主磁通沿铁心闭合,起能量传递的媒介作用,所经磁路是非线性的;漏磁通主要沿非铁磁物质闭合、仅起电抗压降的作用，所经磁路是线性的。 3.异步电机的重要物理量：转差率 11n n n s -=，当S,n1已知时，可算出n:1)1(n s n -= 当转子不转（启动瞬间），0=n ，则1=s ；当转速接近同步转速时，1n n ≈，则0≈s 。正常运行时，s 仅在0.01~0.06之间。 转差率是异步电机的一个重要物理量，它反映了转子转速的快慢或负载的大小。根据转差率的大小和正负，可判定异步电机的三种运行状态：电动机状态；电磁制动状态；发电机状态。 对于三相异步电机机械功率。 ：310cos 3-?=N N N N N I U P η? ▲功率平衡方程式 输入功率em Fe Cu P p p I U m P ++==111111cos ? 电磁功率mec Cu p p S r I m I E m P +===2'2'21' 2'2112cos ? 定子铜耗 12111r I m p Cu = 铁耗m m Fe r I m p 21= 转子铜耗 em Cu SP r I m p ==''22212 机械功率 2'22211)1(1'Cu em MEC p S S P S r S S I m P -=-=-= 输出功率ad mec MEC p p P P --=2 N P 是感应电机的额定功率，是指电动机在额定情况下运行时由轴端输出的机械功率。只有在额定情况下，N P P =2。 4.电磁转矩方程式 电磁转矩与电磁功率、机械功率的关系Ω =Ω= MEC em em P P T 1 电磁转矩平衡方程式 02T T T em +=。式中负载转矩Ω=22P T ，空载转矩Ω+=ad mec p p T 0 第一章 磁路 电机学 1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？ 答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的 1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些 因素有关？ 答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化， 磁畴间相互摩擦引起的损耗。经验公式V fB C p n m h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关； 涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流 （涡流），通过电阻产生的损耗。经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。 1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算： (1) 中间心柱的磁通为4105.7-?Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。 解： 磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --?=???==δ (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 41052-?==δδ 铁心长度 铁心、气隙中的磁感应强度 (1) 不计铁心中的磁位降： 磁势A A l H F F I 500105100.146=???=?==-δδδ (2) 考虑铁心中的磁位降： 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=??=?=- A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ 1-4 图示铁心线圈，线圈A 为100匝，通入电流1.5A ，线圈B 为 50匝，通入电流1A ，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。 1) 电力网：由变压器和不同电压等级输电线路组成的网络。 2) 电力系统：由发电机、电力网（变压器、输电线路）以及用电设备（或生产、 输送、分配和消耗电能的各种电气设备），按照一定的规律连接而组成的统一整体。 3) 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在内的系统。 4) 衡量电能的质量指标：电压、频率、波形。 5) 衡量电压质量指标：供电电压允许偏差、电压允许波动和闪变、三项供电电 压允许不平衡度 6) 传输功率越大，输送距离越远，则选择越高的电压等级。 7) 接地包括：工作接地、保护接地、保护接零，防雷接地、防静电接地。 8) 中性点接地的方式有：不接地、直接接地、经消弧线圈接地、经电阻接地 9) 中性点接地的作用：保证电气设备在正常或发生故障的情况下可靠工作。 10) 中性点不接地系统发生故障时，接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性 的电弧。 11) 中性点经消弧线圈接地有三种补偿方式：全补偿，欠补偿，过补偿。其中过 补偿最不容易发生谐振。 12) 能源按获得方式分:一次能源和二次能源；按能源本身性质分：含能体能源和 过程性能源 13) 核电厂由核系统和设备、常规系统和设备两部分组成。 14) 一次设备：发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称 为电气主设备或一次设备。（有W —母线；T1, T2—变压器 ；QF —断路器；L —电抗器；WL ——馈电钱；CS —同步调相机；TV —电压互感器；TA —电流互感器） 注：电流电压继电器不属于一次设备 15) 开关电器中以断路器性能最好，应用最广。 16) 电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电流互感器在工作时二次侧绝 对不允许开路。 17) 有汇流母线的接线：单母线、单母线分段 、双母线、双母线分段 、旁路母 线 、一个半断路器 18) 无汇流母线的接线：桥形接线、角形接线 、单元接线 （注：以上要识图P68） 19) 计算负荷的确定： 功率因数： 式中，Pc 、 Qc 、 Sc 的单位分别为kW 、kvar 、kV A Ps 为设备容量 补偿电容器的容量： 补偿后负荷的计算： 看P120，例5-3 )cos 3/(3cos /tan 22c ?? ?N c c N c c c c c c c c c S ne U P I U S I P S Q P S P Q P K P ===+===或或2 3030) (11cos P Q αβ?+=30 30)tan (tan P q P Q c C ?='-=α??α2302 303030)(30C C Q Q P S Q Q Q -+='-='电机学期末复习总结要点
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