产生基波旋转磁场转速为同步速
电机拖动复习
答案仅供大家参考哦。
考试还是要自己努力啊！！！一、本题选择填空题。
01．直流电机的励磁方式有 他励 、 串励 、 并励 、 复励 。
02．如欲改变并励直流发电机电枢两端的电压极性，应采用的方法是改接励磁绕组 。
03．直流电机的U ＞E a 时运行于 电动______________________状态。
04．一台它励直流发电机的空载电势为230V ，如果其将转速增加15%，电势的大小将为230（1+15%）_____________V 。
05．直流电机运行时电磁转矩的大小与_每极气隙磁动势_________________和_电枢电流______________成正比。
06．制动状态的特征是__转矩与转速方向相反_________________________________________，制动的作用是__使电力拖动系统停车或者为了使拖动系统转速降低________________________________________________。
07．他励直流电动机的励磁和负载转矩均不变时，如降低电枢电压，则电枢电流将不变_________，电磁转矩将_不变________，转速将_减小_________。
08．当他励直流电动机带负载运行时，如若增大负载转矩，则电动机的转速将_减小_________。
09．他励直流电动机拖动位能性恒转矩负载以额定转速向上运行，若要使其下放负载，即转速变为负，应采用的方法是在电枢回路 串联电阻 。
10．一台三相变压器的额定电压U 1N /U 2N =220K/10KV ，Y/Δ—11接法，则变比为 12.7 。
11．一台频率为50Hz 的变压器接在60Hz 的电源上运行进，其它不变，则主磁通变 大 、空载电流 变大 。
12．在三相交流异步电动机中，使定子绕组通电后产生旋转磁动势的条件是_对称三相绕组___________ _ 和 对称三相电源 。
13．采用Y/Δ变换起动方法，可使三相交流异步电动机的 绕组电压 降低。
电机学期末复习总结
《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601pn 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：601pn 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 φφπ22.222===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：pzpD22==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：12sin2sin ≤=a q a qk 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：zp a 360=电角度 ⑥每极每相的槽数：pmz 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。
分析三相绕组的合成磁势
分析三相绕组的合成磁势上期讲了单相绕组通以单相交流（电流）时产生的磁势。
本期接着讲多相对称绕组通以多相对称交流电流时产生的磁势。
需声明一点，本期所述内容仅适用于整数槽多相对称绕组，不适用于分数槽绕组。
我们以三相对称绕组为例进行分析，进而推广到任意m(m≥2)相对称绕组。
分析三相绕组的合成磁势有许多种方法，这里主要介绍常用的解析法、图解法和双旋转理论法三种方法分析三相绕组的合成磁势。
1 解析法三相对称绕组在空间上彼此相差120º电角度，如果在三相对称绕组中通以三相对称交流电流时，三相电流在时间上也互差120º，如果把空间坐标的原点取在A相的相轴(绕组的对称（中心）线)位置；在时间方面，取A电流达到最大值时作为时间的起点(即t=0时刻iA 处于最大值)，则三相绕组各自产生的脉振磁势基波的表达式为：利用三角函数的积化和差公式cosα•cosβ=(1/2)[cos(α+β)+cos(α-β)]将⑴式中的各项表达式分解得：三相绕组的合成磁势基波就应该是⑴式中的三个公式相加。
由⑴式可见，每个公式中的第一项都一样，而第二项则是三个互差120º的余弦函数，三者相加等于0，这样三相绕组的合成基波磁势就只剩下三个第一项相加。
f1(θ,t)=fA1+fB1+fC1=(3/2)•FΦ1•cos(ωt-θ)=F1•cos(ωt-θ) ⑴其中：F1=(3/2)•FΦ1=(3/2)•0.9•(W•Kdp1/p)•IΦ=1.35•(W•Kdp1/p)•IΦ⑴ 上述⑴式即为三相绕组的合成基波磁势表达式。
接下来介绍如何来理解这个表达式的含义。
由⑴式可见：当时间t=0时，f1(θ,0)=F1•cos(-θ)，波峰处于A相相轴位置；当时间t=t1时，f1(θ,t1)=F1•cos(ωt1-θ)，波峰处于θ=ωt1位置。
把这两个瞬间的磁势波画出来加以比较，可见磁势的幅值未变，但f1(θ,t1)比f1(θ,0)向前推进了一个角度β，β=ωt1，如图1所示。
第3章 交流电机的基本理论
第3章 交流电机的基本理论
河海大学 华侨大学 上海交通大学 南京理工大学
高等教育出版社、高等教育电子音像出版社
1
本章主要内容
3.1 交流电机的工作原理 3.2 交流电机的绕组和电动势 3.3 交流电机绕组的磁动势 本章小结
2
本章学习要求 基本要求：
1. 掌握旋转电机的基本作用原理。 2. 了解三相交流绕组的构成原则和连接方法，
7
3.1.2 异步电机的工作原理 定子绕组 （三相） 1. 三相异步机的结构 A
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
Y
定子
Z
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。
线绕式 鼠笼式 转子
Cபைடு நூலகம்
B
X
鼠笼转子
机 座
8
3.1.2 异步电机的工作原理
2. 电动机运行时的基本原理
定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流，气隙中 建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转速为同步速 (后文将详细介绍):
32
3.2.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
3. 一个线圈（Nc 匝）电动势
设线圈匝数为 N C ，其电动势 Ec 为一匝线圈电动 Et 势的 N C 倍，故:
Ec NC Et 4.44 fNC KPΦ
33
3.2.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
（以三相双层绕组为重点）。
3. 掌握交流绕组电动势的分析和计算方法。
了解绕组系数的物理意义及其对改善波形的作用。 4. 理解绕组的谐波电动势，了解其削弱方法。
5. 掌握交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法。
分清脉振磁动势、圆形磁动势和椭圆性磁动势的区别及关系。
河北科技大学《电机学》试卷填空题答案
1、当一台三相六极异步电动机接在频率为50Hz的电源上运行时，若电动机的额定转差率为0.04 ，则该电动机的同步转速为1000r/min，电动机转子的转速为960r/min，转子绕组感应电动势的频率为2Hz ，转子电流的频率为2Hz ，由转子电流产生的基波旋转磁动势相对于转子的转速是40r/min ，而相对于定子的转速是1000r/min 。
2、变频调速的异步电动机，在基频以下变频调速时，若使U1/f 1=常值，则近似属于恒磁通控制方式调速方式。
3、三相异步电动机定子绕组接法为三角形接法时，才能采用Y—△起动方式。
4、在直流电动机中，电枢电动势的方向与电枢电流的方向相反；电磁转矩的方向与电枢的旋转方向相反。
（填相同或相反）5、直流电动机的调速方法有：电枢串电阻调速、改变电枢电压调速、改变励磁电流调速。
6、一台额定频率为60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，则该变压器的主磁通将增大、激磁电流将增大。
（填增大、减小或不变）7、并励直流发电机自励的条件是：点击必须有剩磁、励磁绕组并联到电极性必须正确、励磁绕组的电阻小于该转速下的临界电阻。
8、绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速，在恒转矩负载情况下，调速前后电动机的输入功率不变、电磁功率不变、输出功率减小、电动机的效率将减小。
（填增大、减小或不变）9、有一台三相变压器，额定容量为600KV A，额定电压为10000 V/400V，Dy联结，则该变压器一次侧的额定相电压为10000v ，二次侧的额定相电压为400/根号3 ，一次侧的额定相电流为10A ，二次侧的额定相电流为1500/根号3 A ，该变压器的电压比为25倍根号3 。
10、同步发电机与电网并联运行时，应满足的条件是发电机的相序赢与电网一致、发电机的平率英语电网相同、发电机的激磁电动势E0应与电网电压U 大小相等相位相同，即E0=U 。
一、填空：（1×40=40分）1、有一台三相变压器，额定容量为1000KV A ，额定电压为10000 V/400V ，Dy 联结，则该变压器一次侧的额定相电压为 10000V ，二次侧的额定相电压为 230.94V ，一次侧的额定相电流为 33.3A ，二次侧的额定相电流为 1443.38A ，该变压器的电压比为 43.3 。
三相绕组的磁动势―旋转磁动势
三相绕组的磁动势―旋转磁动势
三相绕组的磁动势―旋转磁动势在分析了单相绕组磁动势的基础上，把A、B、C三个单相绕组所产生的磁动势波逐点相加，就可得到三相绕组的合成磁动势。
各次谐波逐一分析:
1、基波: 当对称三相绕组通以对称三相交流电流时，A、B、C三相绕组各自产生的脉振磁动势基波表达式为: 利用三角公式可写成
三相合成磁动势为: 令,则: 通过0，120度，240度几个时刻的波幅点，可分析出旋转磁动势波幅旋转的角速度和转速。
从上边的分析知:当某相电流达最大值，旋转磁动势的幅值就转到该相绕组的轴线处。
即基波合成磁动势的旋转方向就是电流相序方向。
三相旋转磁动势基波的性质: 1)、旋转磁动势，转速为同步转速，转向与电流相序相同。
2)、幅值F1不变，为各相脉振磁动势幅值的1.5倍，旋转磁场为圆形旋转磁场。
3)、某相电流达最大值时，三相基波合成磁动势幅值恰好在这一相绕组的轴线上。
2、谐波磁动势: 次数为5、11、17、23等的合成磁动势为转向与基波相反的旋转磁动势; 次数为7、1
3、19、25等的合成磁动势为转向与基波相同的旋转磁动势; 次
数为3、9、15、21等的合成磁动势为零; 谐波波长为基波的1/v，转速为基波的1/v，极对数为vP。
谐波在电机中引起附加损耗，振动和噪音等。
3、三相感应电动机的定子磁场: 气隙基波磁场和谐波磁场均在定子、转子绕组内感应电动势。
由于谐波磁场的极对数和转速与基波磁场的不同，其在转子绕组内感应电动势的频率与主磁通所感应的电动势的频率就不同;因而它与转子电流作
用产生无效的转矩。
但谐波磁场在定子绕组内感应电动势的频率为: 它影响定子电流，所以归为漏磁场。
华中科技大学网络教育《电机学》 试题+答案
导论1.现代电机常用的E级和B级绝缘，分别对应的温度限值为（）℃和（）℃。
A.120，1302. 一个带有铁芯的电感，增加线圈的匝数，其电感大小会（）。
B.变大1.磁滞损耗和涡流损耗是是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？答案：铁磁材料在交变磁场的作用下，磁畴之间相互摩擦产生的能量损耗成为磁滞损耗。
当交变磁通穿过铁磁材料时，铁磁材料会感应出电动势，产生涡流，涡流产生的焦耳损耗称为涡流损耗。
磁滞损耗和涡流损耗合起来一起称为铁耗。
在铁磁材料重量一定的情况下，比号的大小与磁场交变的频率fβ(1.2小于β小于1.6）成正比，和最大磁通Bm2成正比。
2.自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁芯上，一个绕在木质材料上，哪个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么变化？答案：自感系数L等于N2Λm，自感系数和线圈匝数N的平方及自感磁通所经过的磁路的磁导Λm成正比。
由于铁磁性材料的磁导率远大于非铁磁性材料的磁导率，铁磁性材料存在饱和现象，其磁导率是非常数。
因此，在匝数相等的情况下，铁芯线圈的自感系数大于木芯线圈的自感系数。
木芯线圈的自感不变。
铁芯线圈的自感随铁芯饱和程度的提高而减小。
3.电机运行时，热量主要来源于哪些部分？答案：电机运行时，热量主要来源于以下三个部分：(1)电路中的电阻损耗；(2)铁芯中的磁通密度交变产生的铁耗；(3) 运动部件产生的摩擦、通风损耗(机械损耗)。
4.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？答案：电机和变压器的磁路主要采用硅钢片制成。
硅钢片具有良好的导磁性能，其磁导率极高，能减小电机或变压器的体积。
同时由于硅钢片加入了半导体硅，增加了材料的电阻率，从而能够有效降低材料在交变磁通作用下产生的磁滞损耗和涡流损耗。
5.什么是磁饱和现象？答案：当铁磁材料中的磁通密度B达到一定程度之后，随着外加磁场H的增加，B的增加逐渐变慢，磁导率逐渐减小，这种现象称为磁饱和现象。
第18讲 交流电机电枢绕组产生的磁通势汇总
cos
120
fC1
F1cos t
240cos
240
一、三相电枢绕组产生的磁通势
f A1 fB1
F 1cos tcos
F1cos t 120cos
120
fC1
F1cos
t
240 cos
240
其中，
F1
4
2 Nkdp1 I 2p
利用脉振波分解为两个行波，对上述三相的脉振磁通势分解为：
f A1
一、三相电枢绕组产生的磁通势
S
· S
A·
X
X
A
· · ·
N
· N
N
S
N
·
·
·
S
·
·
A1
·
A2
· A1
·
·
·
·A2 S
N
S
·
N
一、三相电枢绕组产生的磁通势
一、三相电枢绕组产生的磁通势
为了分析旋转磁动势的旋转方向，设三相对称电流按余弦规 律变化，U 相电流最大时为计时点，电流取首进尾出为正，电 流波形和各时刻旋转磁动势的位置如图所示：
第17讲 三相绕组的磁通势
一、三相绕组产生的磁通势 二、二相绕组产生的磁通势
回顾：单相绕组磁通势
回顾：单相绕组磁通势
一、三相电枢绕组产生的磁通势
1、基波磁通势
如图为简单的三相绕组在定子内表面的空间分布。直角坐 标的放置及坐标原点如图所示。用最简单的绕组说明问题， 也可以理解为三相对称的复杂绕组的简化。
二、两相电枢绕组产生的磁通势
（2）矢量法
画 t 0o瞬间的矢量图。线圈AX的电流为正的最大值时，产
生的正反转基波磁通势 F&A , F&A正好处于+A轴线上。BY线圈的 电流在过90°才能达到最大值，产生正反转基波磁通势
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电动机运行时的基本电磁过程： 定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流， 气隙中建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转 速为同步速: 60 f
n1 p
(r / min)
N
这个同步速的气隙磁场切割 转子绕组，产生感应电动势并在 转子绕组中产生相应的电流； 转子绕组在磁场中受到电磁 力矩作用，这个力矩驱动转子旋 转，实现电动机的工作过程。
原动机机械能 →电能
电能+机械能→内 部损耗（短路）
三种运行方式
①电动机运行 ②发电机运行 ③电磁制动
分析时，从作用于转子上的电磁力或电 磁转矩Torque的方向，以及定子电势e和 定子电流i有功分量所产生的电功率的正 负来判断电机的运行状态。
转子静止时的异步电机
分析前提： 把异步电机的磁通分成主磁通和漏磁通， 并把谐波磁通归并到漏磁通 假设：气隙中只有基波磁通，定、转子 绕组上只感应有基波电势 漏磁感应电势用漏抗压降表示
N 2 k w2 m2 F2 * 0.9 * I2 2 p
激磁磁势
N1k w1 m1 Fm * 0.9 * Im 2 p
静止时：f1=f2（磁势速度为同步速一致）， 磁势平衡式
N1k w1 N1k w1 N 2 k w2 m1 m1 m2 * 0.9 * I m * 0.9 * I1 * 0.9 * I2 2 p 2 p 2 p
转子静止时的电路表示
正方向按变压器惯例
转子静止时的异步电机
一、电压平衡式
以下标l和2区别定子和转子电路的各物理量， 各种数量均取每相值。 从电路分析角度来看，转子不动时的异步电 机的电路方程与2次侧短路时的变压器的电 路方程相似
二、磁势平衡式
转子绕组是一对称多相绕组，与定子绕组 有相同极数。 绕线式转子有明显的相数和极对数，设计 转子绕组时，必须使转子极数等于定子极 数。否则，没有平均电磁转矩。 鼠笼转子的转子有鼠笼加端环组成。所有 导条在两头被端环短路，整个结构是对称 的，实质上是一个对称的多相绕组。鼠笼 转子的极数恒等于定子绕组的极数。
在转子不动时，定、转子电势有相同频率， 由转子电流所产生的基波旋转磁势与由定 子电流所产生的基波旋转磁势有相同转速， 没有相对运动。 转子旋转磁势对定子旋转磁势产生去磁作 用，二者共同作用在主磁路中产生主磁通， 决定于定子电势El
E1 4.44 f1N1kw1m
E1受到定子电压平衡支配，决定了基波磁 通φm，从而决定了激磁电流Im。
三、绕组折算
转子绕组的折算——把实际相数为m2、 绕组匝数为N2、绕组系数为kw2的转子 绕组，折算成与定子绕组有相同相数、 相同匝数和相同绕组系数的转子绕组。 在进行折算时，有电压变比、电流变比 和阻抗变比。
四、等效电路
single-phase equivalent circuit
n n1
n1
S
两极异ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电动机示意图
（图中气隙磁场形象地 用N、S来表示）
N
N
n n1
n1
S
n1
n0
S
两极发电机示意图
两极电机制动运行图
思考：① n 能否等于 n1 ？何谓异步？ ②电机的转向由谁决定？
由于异步电动机的转速 n 总不等于同步 速 n1，因此在描述异步电机转速时通常采用 转差率的概念。 转差率的概念定义如下：把同步速 n1和 电机转子转速 n 之差与同步速 n1 的比值称为 转差率，用 s 表示：
n1 n s n1
空载转差率：小于0.5%
满载转差率：<5%
状 态
n与s 关系 E1 的 性质 T的 性质 能量 转换
电动机
n<n1 0<s<1 反电动势 电磁驱动 力矩 电能→机 械能
发电机
n>n1 s<0 电源电动势 电磁阻力矩
电磁制动
n与n1反向， n<0,s>1 反电动势 电磁阻力矩
当转子有电流时，定子电流应包含两个分量
I I I 1 m 1L
由定子电流所产生的磁势也包含两个分量
F F F 1 m 1L
第一项用以产生基波磁通；第二项为负载分 量，用以抵消转子磁势去磁作用，它与转子 磁势大小相等方向相反
设定子绕组有m1相，磁势的振幅 N1k w1 m1 F1 * 0.9 * I1 2 p 转子绕组有m2相，磁势振幅