同步电机部分总复习(动画)
电机学总复习要点大全资料
电机学总复习要点大全资料1.电机分类：-直流电机：按励磁方式分为永磁直流电机和电梯直流电机。
-交流电机：按形状分为异步电机和同步电机。
异步电机包括感应电动机和异步永磁电动机；同步电机包括同步感应电动机和永磁同步电动机。
2.电机工作原理：-直流电动机：利用安培力和洛伦兹力的相互作用实现电能与机械能的转换。
-交流电动机：利用磁场旋转和感应原理实现电能与机械能的转换。
3.直流电机的构造：-励磁系统：提供磁场，分为永磁励磁和电梯励磁。
-转子系统：可以是铁芯或者铁心绕组。
-定子系统：通常由定子绕组、定子铁芯和机壳组成。
4.直流电机的性能参数：-额定功率：在额定工作条件下，电机所能提供的机械功率。
-额定电压：在额定工作条件下，电机所需的电压。
-额定电流：在额定工作条件下，电机所需的电流。
-额定转速：在额定工作条件下，电机的转速。
-效率：电机所输出的有用功率与输入的电能之比。
5.交流电机的构造：-感应电动机：由定子和转子组成，定子绕组通常为三相绕组，转子可以是鳄鱼绕组或者铜条短路绕组。
-同步电动机：由定子和转子组成，转子一般为永磁体，定子绕组可以是三相绕组或者单相绕组。
6.交流电机的性能参数：-引入功率：电机所需的电能。
-输出功率：电机输出的机械功率。
-功率因数：引入功率与输出功率的比值。
-正弦波方程：描述电机的电压和电流之间的关系。
7.电机的运行和控制方法：-直流电机的运行和控制方法：电流控制和电势控制。
-交流电机的运行和控制方法：-异步电动机：变频调速技术，通过改变电源频率改变电机的转速。
-同步电动机：电势控制和电流控制。
8.电机的应用：-家用电器：洗衣机、冰箱、风扇等。
-工业机械：泵、风机、压缩机等。
-车辆和交通：电动汽车、铁路车辆等。
-可再生能源：风力发电、太阳能发电等。
同步电机的工作原理
同步电机的工作原理同步电机是一种特殊的交流电机，其工作原理是通过电磁感应产生转矩，实现电能转换为机械能。
同步电机的工作原理可以分为磁场原理和电流原理两种。
1. 磁场原理同步电机的转子上有一组永磁体，产生一个恒定的磁场。
同时，定子上的绕组通过交流电源供电，产生一个旋转磁场。
当定子的旋转磁场与转子的恒定磁场相互作用时，会产生转矩，使得转子随着旋转磁场的旋转而转动。
2. 电流原理同步电机的转子上没有永磁体，而是通过定子上的绕组通电产生磁场。
当定子绕组通电时，会产生一个旋转磁场。
同时，定子上的绕组通过交流电源供电，产生一个旋转磁场。
当定子的旋转磁场与转子的磁场相互作用时，会产生转矩，使得转子随着旋转磁场的旋转而转动。
无论是磁场原理还是电流原理，同步电机的转速都与电源频率和极对数有关。
转速公式为：n = (60 * f) / p其中，n为转速，f为电源频率，p为极对数。
同步电机的工作原理基于磁场的相互作用，因此需要一个外部的激励源来提供磁场。
这个激励源可以是永磁体或者定子绕组通电。
同步电机具有以下特点：1. 转速稳定：由于同步电机的转速与电源频率和极对数有关，因此在给定的电源频率下，同步电机的转速是稳定的。
2. 高效率：同步电机采用无刷结构，没有电刷摩擦损耗，因此具有较高的效率。
3. 较大的功率密度：同步电机的功率密度较大，体积小，重量轻。
4. 高起动转矩：同步电机的起动转矩较大，适用于需要较大起动转矩的应用。
同步电机广泛应用于工业生产中，例如风力发电机组、水力发电机组、压缩机、泵等。
同步电机的工作原理清楚了解后，可以更好地理解其在各种应用中的工作原理和特点，从而更好地应用和维护同步电机。
电机学第六章同步电机
交流主励磁机（100Hz）
～
自励 恒压器
可控 整流器
～
不可控 整流器
主发电机 ～
电流互感器
电压互感器
静止整流器励磁
电压 调整器
优点：运行、维护方便，没有直流励磁机，使励磁容量得以提高，因而在大 容量汽轮发电机 中得到了广泛的应用。
缺点：存在电刷、集电环的滑动接触（薄弱环节）。
• 自励式 主发电机发出的功率经静止整流器整流为直流，然后通过电刷和集电环通入到主发电机的励磁 绕组中。
当ψ角为不同值的电枢反应
Ψ=00 Ψ=900 Ψ=-900 00<Ψ<900 -900<Ψ<00
位置 q轴 d轴 d轴 d、q轴 d、q轴
电枢反应性质 交轴
直、去 直、增 交、直去 交、直增
负载性质 R L C
R、L R、C
励磁磁动势和电枢磁动势的区别
基波波形
幅值大小
位置
转速
励磁 磁动势
正弦波
恒定，由励磁电流决 由转子位置决定 由原动机的转速
Z
N
ns S
B
X
Fa
Y n s A相轴线 C Faq
电流超前电动势的向量图
FaqFacoψs 交磁
Fad Fa sin ψ 与Ff同 向，对 d轴磁场有加 强作用称之为助磁。
直轴电枢反应的影响 • 电机单机运行时，直轴电枢反应将直接影响端电压的大小。去磁时，端电压降低；助磁时 端电压升高。
• 并网运行时，直轴电枢反应影响电机输出的无功功率。
D2 5 ~ 7 L2
• 励磁绕组为集中绕组
• 立式结构
• 阻尼绕组
水轮发电机的转子结构
同步电动机和同步发电机原理图详解
同步电动机和同步发电机原理图详解一、同步电机原理简述同步电机篇：第一章同步电机原理和结构结构模型◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。
一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。
◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。
这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。
◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。
◆气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。
◆ 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。
图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。
工作原理◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。
◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。
通过引出线，即可提供交流电源。
◆ 感应电势有效值：由第11章可知，每相感应电势的有效值为(15.1)◆ 感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即(15.2)◆ 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
同步转速◆同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。
第十三章-同步电机的基本原理PPT课件
E a滞后 a9于 0 0 E a滞后 I9于 0 0
E a 可写成负电抗压降的形式：
Ea jIxa
x a 是对应电枢反应磁通的电抗，
称为电枢反应电抗。
x a 是一相的电抗值，在物理
意义上它综合反应了三相对称电流
产生的电枢反应磁场 B对a 于一相的
影响。
x a 的计算推导如下： 247页
Fa
1.35N1Kdp1 p
是线性叠加的关系。
F
可见：在饱和时：F E0E0 不饱和时： F E0E0
不考虑饱和时磁动势叠加、磁通叠加
转子磁极磁场 I f Ff 1 0 E0
电枢系统电流 I Fa
F
a Ea
E
合成气隙磁动势： F E
1、负载时不考虑饱和磁动势叠加
合成气隙磁动势： F Ff Fa
磁通叠加：
0a
2、电动势叠加
注意：电路中还存在同步电抗
xC
R
E 0
I
00 900 RL
1）三相对称电阻负载
00 900 F Ff1
F
F f 1
电枢反应为去磁
E 0
Fa
I
2）三相对称纯电容性负载；
xC
R
E 0
I
x xc x
2）三相对称纯电容性负载；
E 0
x xc
F
F f 1 Fa I
900
Fa 为直轴助磁磁动势
能从电流、电动势、磁动势等时间矢量间 的相位关系，直接求得电枢磁动势和励磁磁 动势等空间矢量间的相位关系。
由此可见，时—空矢量图是分析交流电机 的一个重要工具，必须很好地掌握。
例题：在下列情况下电枢反应是助磁还是去磁？
电机学同步电机部分知识点总结
二、 对称负载时的电枢反应
1. 同步电机空载时，气隙磁场就是由励磁磁动势所产生的同步旋转的主磁场， 在定子绕组中只感应有空载电动势，因为定子电流为 0，所以端电压就等于 空载电动势。带上对称负载以后，定子绕组流过负载电流时，电枢绕组就会 产生电枢磁动势以及相应的电枢磁场，若仅考虑其基波，则它与转子同向、 同速旋转，它的存在使空气隙磁动势分布发生变化，从而使空气隙磁场以及 绕组中的感应电动势发生变化，这种现象称为电枢反应。
因此，与之对应有直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗，再把电枢反应电 抗与漏抗相加，可得直轴同步电抗和交轴同步电抗。
四、同步发电机的参数及测定 1.不饱和同步电抗和饱和同步电抗：不饱和同步电抗的数值要比饱和同步电抗的 数值大得多。（因为饱和时，磁阻大，电抗就小）（有一规律：气隙大，磁阻就大， 电抗就小） 2.漏抗的测定和保梯电抗（电抗三角形） （1）负载特性：当电枢电流及功率因数均为常数时，端电压与励磁电流之间的 关系曲线 U=f(If)称为负载特性。
同步电机的基本原理和运行特性
一、 同步电机（电机转子的转速和旋转磁场转速相同）的结构
转子上装有磁极和励磁绕组。当励磁绕组通以直流电流后，电机内就产生转 子磁场。同步电机的磁极通常装在转子上，而电枢绕组放在定子上，通常称为旋 转磁极式电机。
旋转磁极式同步电机的转子有隐极和凸极两种结构，隐极电机的气隙均匀， 凸极电机的气隙不均匀（极弧下较小，而极间较大）。
6. 由内功率因数角判断同步电机的运行方式。
三、 隐极+凸极同步发电机的分析方法
1.电枢反应电抗的物理意义：电枢反应磁场在定子每相绕组中所感应的电枢反应 电动势 ，可以把它看作相电流所产生的一个电抗电压降，这个电抗便是电枢 反应电抗 。 2.同步电抗： = + ,包含两部分，一部分对应于定子绕组的漏磁通，另 一部分对应于定子电流所产生的电枢反应磁通。在实用上，我们通常不把它们分 开，而是把 + 当作一个同步电抗来处理。
电动机控制动画全套课件
电动机控制动画的实现方式
硬件设备
需要使用电动机、传感器、控制 器等硬件设备来实现动画效果。 这些设备能够模拟真实世界的动
作和效果。
编程技术
通过编程技术实现电动机的控制 和动画的播放。常用的编程语言
包括Python、C等。
美术设计
电动机控制动画需要美术设计来 创造视觉效果和风格。设计人员 需要根据项目需求和目标受众进
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电动机控制动画全套 课件
目 录
• 电动机基础知识 • 电动机控制系统 • 电动机控制动画原理 • 电动机控制动画制作流程 • 电动机控制动画案例分析 • 电动机控制动画的未来发展与展望
01
电动机基础知识
电动机的定义与分类
总结词
电动机是一种将电能转换为机械 能的装置，广泛应用于各种工业 和民用领域。
详细描述
电动机可以分为直流电动机和交 流电动机两大类，其中交流电动 机又可以分为同步电动机和异步 电动机。
电动机的工作原理
总结词
电动机的工作原理基于电磁感应定律，通过磁场和电流的作用力产生旋转力矩 ，驱动电动机旋转。
详细描述
在直流电动机中，电流通过电枢绕组产生磁场，该磁场与固定磁场相互作用产 生力矩，使电枢旋转。在交流电动机中，电流通过定子绕组产生旋转磁场，该 磁场与转子电流相互作用产生力矩，使转子旋转。
案例二：伺服电动机的控制动画
总结词
通过接收模拟信号或数字信号，伺服电动机能够快速响应并精确地跟踪指令信号。
详细描述
伺服电动机是一种能够快速响应并精确跟踪指令信号的电动机，它通过接收模拟信号或数字信号来控制电动机的 旋转速度和旋转角度，从而实现精确的运动控制。伺服电动机广泛应用于各种自动化设备和机器人中。
电机学课件同步电机结构ppt课件
为磁路的磁化特性
1 c
一般将发电机的空载额定电压
设计于弯曲部分C点
0
10/2006 C.B.Zeng
d
If(Ff)
30
3.电机磁路的饱和系数
Ks
Ff0 F
ac ab
dn dc
(
Ks
1.1 ~ 1.25) E0 ( 0)
2 n
气隙线:将空载特性
ab
的直线部分延长得线
c
段2，称为气隙线。
设oa代表额定电压， 则 ac为产生额定电压所需
F
Ff0
0
gd
磁势:
Ff0 ac ab bc F FFe
10/2006 C.B.Zeng
1
31
Ff0 ac ab bc F FFe
ab=F：不计饱和时产生oa电压所需磁势，称为气隙磁势。
bc=FFe：由于饱和，使得产生 oa电压的磁势增大的部分，
电枢反应 概念：内功率因数角ψ 不同情况电枢反应分析
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36
1、电枢反应的定义：
I f
F f
随转子旋转（n1) 基波F f 1(n1 ) E0
f1
Pn 60
接三相对称负载
或加三相对称电源 i三相对称，f1 电枢磁势Fa
大 转 转
小
速 向
Fa
1.35 WKW 1 P
亦如图示方向。此时A相
Fa 出现在A相轴线上。
F
1
d轴 Ff
B轴
q轴
A轴
Fa
Y
C
A
X
NS
Z n1 B
C轴
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2018年12月12日7时53分 5
三、同步发电机的基本电磁关系
2．同步发电机的基本分析方法 E x 0 隐极电机： jI a
U I r jI X E 0 a S
tg
1
x jI s E
x jI
IX S U sin Ira U cos
同步电机部分总复习
一、了解同步电机的基本结构 二、同步发电机的额定值 1. 掌握同步发电机额定值的物理含义 2.掌握各额定值之间的关系。 3. 标幺值的运用 三、同步发电机的基本电磁关系 1．电枢反应 2．同步发电机的基本分析方法 3．特性曲线以及参数测定
2018年12月12日7时53分 1
2018年12月12日7时53分
11
五、同步电动机和调相机
1．同步电动机的特点 (1)可以通过调节励磁来调节电网的功率因数 V形曲线（励磁与无功功率的关系） (2)同步电机的运行状态可以通过哪两个量的 比较判断？ 2．调相机 (1)励磁与无功功率的关系 (2)安装地点
2018年12月12日7时53分 12
2018年12月12日7时53分
4
三、同步发电机的基本电磁关系
1．电枢反应的概念以及作用： 由内功率因数角决定 交轴电枢反应磁势以及直轴电枢反应磁 势的作用 2．同步发电机的基本分析方法 (1)不饱和时的电势方程式、相量图 (2)参数的物理意义 漏抗、电枢反应电抗、同步电抗、短路比
2018年12月12日7时53分 13
七、同步发电机的突然短路
1. 突然短路与稳态短路的区别： 稳态短路：电枢磁场在转子中不感应电势； 突然短路：电枢磁场在转子中要感应电势。
2. 掌握参数的物理意义以及大小关系。
X d X d X d
2018年12月12日7时53分
14
Y ikd A
C
ad
x
X i f B
xd
xad
x f xkd
Z
Xd
X d X
1 X 1 1 1 X ad X f X kd
直轴超瞬态电抗
1
1 1 X ad X f
直轴瞬态电抗
2018年12月12日7时53分
X d X d X d
凸极电机：
2 mU E0 U 1 1 PM sin m sin 2 xd 2 x x q d
功角的物理意义：时间以及空间意义
10
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四、同步发ห้องสมุดไป่ตู้机的并网运行
4．与无限大电网并联运行时有功功率和无 功功率的调节 (1) 无限大电网：电压和频率恒定 (2) 静态稳定：概念、影响静态稳定的因素 (3) 有功调节：调原动机； 调节原动机时有功和无功的变化 (4) 无功调节：可以调励磁； 只调励磁时有功和无功的变化 5．V形曲线
2
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转矩守恒：T1 TM To PM TM 1
2 n1 2 f1 1 60 p
9
四、同步发电机的并网运行
3．有功功率和无功功率的功角特性 隐极电机： 2 mU E0 mU mU E0 Q cos PM sin XS XS XS
六、同步发电机不对称运行
1．掌握正序、负序和零序电抗的物理意义。 大小关系：x2d xd xd
x2 q xq
x x2 x1
2．了解不对称运行问题的一般求解方法。 3．三相同步发电机不对称运行对电机的影 响及其改进措施。 利用阻尼绕组的去磁作用来削弱负序磁场。
x jI q x jI q q M r I a U
tg
1
IX q U sin U cos Ira
d轴
I q
I
I d
7
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q轴
三、同步发电机的基本电磁关系
3．特性曲线以及参数测定 (1)空载特性；短路特性；零功率因数特性曲线 (2)漏抗、 直轴同步电抗、 短路比 电压变化率 (3)转差法可以同时测得直轴和交轴同步电抗
同步电机部分总复习
四、同步发电机的并网运行 1．理想并网条件以及并网方法 2．同步发电机的功率守恒以及转矩守恒 3．有功功率和无功功率的功角特性 4．与无限大电网并联运行时有功功率 和无功功率的调节 五、同步电动机和调相机 六、同步发电机不对称运行和突然短路
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四、同步发电机的并网运行
1．理想并网条件以及并网方法 必须满足的条件：相序一致 2．同步发电机的功率守恒以及转矩守恒 功率守恒： P ( p p p ) P
1 m ad Fe M
PM pcua P2
P m U I cos
15
电机学总论
1、电机的基本结构、额定值。 2、电机运行的基本原理和电磁感应关系。 3、电机的基本分析方法。 方程式：电动势、磁动势、功率、转矩。 相量图、等效电路。 4、电机参数。 物理意义、影响因素、测定方法。 5、电机中的基本计算方法。 6、电机的运行性能。
U
r I a
2018年12月12日7时53分
I
6
三、同步发电机的基本电磁关系
2．同步发电机的基 本分析方法 凸极电机：
E 0
E Q
(x x ) jI d d q
x jI d d
E0 U Ira jId X d jI q X q
E0 U cos I d X d
一、了解同步电机的基本结构
1.区别隐极电机和凸极电机 隐极电机：气隙均匀， 电枢反应电抗只有一个；X a 凸极电机：气隙不均匀， 分析时采用双反应理论。 电枢反应电抗有直轴以及交轴两个； 普通凸极电机 X ad X aq
2018年12月12日7时53分 3
二、同步发电机的额定值
1. 掌握同步发电机额定值的物理含义 2.掌握各额定值之间的关系。 3. 标幺值的运用