电机学知识点总汇(极力推荐)

一、电机学共同问题

1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生： 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的？ 漏磁场是如何产生的？何时有？何时无？

2. 磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中，磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机、同步电机中，电枢反应的物理意义是是什么？ 磁势平衡和电枢反应有何联系？

3. 数学模型问题：

I.直流电机： u = E + I ×ra （+2∆U b ）（电动） E = u + I ×ra （+ 2∆U b ）（发电） E = C E Φ n C E = PN a /60/a T E = C M Φ I a C M = PN a /2π/a

其中N a 上总导体数 II.变压器：折算前1

1112222120121022/m L U E I Z U E I Z I I k I E kE E I Z U I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪+=⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩ 折算后11112222012121022'''''''''m L

U E I Z U E I Z I I I E E E I Z U I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪=+⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩ III.异步电机：f 折算后()1111

2222σ012121

m m //i e U E I Z

E I R s jX I I I k E k E E I Z

⎧=-+⎪

=+⎪⎪

=+⎨⎪

=⎪⎪=-⎩ w 折算后()1111

2222σ102

12

1

0m /j U E I Z

E I R s X I I I E E E I Z

⎧=-+⎪

''''=+⎪⎪

'=-⎨⎪

'=⎪⎪=-⎩

未折算时()1111

22222201212221

m m , , s s s s s e s U E I Z

E I R jX X sX

F F F E k E E sE E I Z

σσσ⎧=-+⎪

=+=⎪⎪

=+⎨⎪

==⎪⎪=-⎩

IV.同步电机：0()a d ad q aq

a d d q q

E U I R jX jI X jI X U IR jI X jI X σ=++++=+++（凸极机、双反应理论）

0()a a a t

E U I R jX jIX U IR jIX σ=+++=++（隐极机）

4. 等效电路：

I.直流电动机：

II.变压器：

III.异步动机：

IV.同步发电机：

隐极机

5.相量图及其绘制

I．直流电机：

（无）

II．变压器：

6．异步电机：

IV．同步电机

隐极机（不计饱和）

直流电动势：

60E a E E C n pN C a

=Φ=

（N a 为电枢总导体数、a 为并联支路对数）

交流电动势：

14.44N E fNk =Φ

（N 为每相串联匝数）

直流磁动势：()/a

a a a

F x Ax A N i D π==

（无移刷时的情况。x 以磁极中心为起点，A 为电负荷）

2

aq F A

τ=

()

2aq ad F A b F Ab ββτ⎧

=-⎪⎨

⎪=⎩

（移刷β 电角度时）

交流磁动势：

110.9

N Nk I

F p

ϕ= （单相脉振幅值，N 为每相串联匝数，I 为相电流有效值）

11 1.35

N Nk I

F p

= （三相旋转磁动势幅值）

7. 电磁转矩（功率） I.

直流电机： /2em M a

M a T C I C pN a

π=Φ=

II. 变压器：

1122N N N N N S U I U I ==

（单相）

11N N N S I =

（三相）

III. 异步电机：

11cos N

N N N N P I U ϕ 22

12

em R P m I s

''= 2cu em p sP =

(1)mec em

P s P =- 1

mec em em m P P T ==

ΩΩ

2

21122

2111

122[()()]em

em R m pU P s

T R f R X X s

σσπ'=

='Ω'+++

（忽略激磁支路而得）

最大电磁转矩发生的位置为：2222

112

(

)()m

R R X X s σσ''=++，即在忽略激磁支路后，当等效电路中的转子电阻值R ’2/s m 等于电路的其余元件的阻抗之和时，异步电机电磁转矩达到最大值。 IV ．同步电机：

201111sin ()sin 22em d q d

mE U mU P X X X θθ=+-

（凸极机）

01

sin em t

mE U P X θ=

（隐极机）

保持P em 不变，调节无功：

0sin co cos E nst I const

θϕ==（以U 垂直为参照，E 0终点轨迹垂直，I 终点轨迹水平）

V 形曲线（励磁正常时，cos ϕ =1，I 最小，）

8. 效率计算：

21111

1P P p p P P P η-∑∑=

==-

I.

直流电动机：

0cua cuf mec Fe ad cu p p p p p p p p ∑=++++=+

II. 变压器：

0cu Fe ad cu p p p p p p ∑=++=+

2cu kN p p β=

2022

2020cos 1cos cos kN N N N kN N N kN N

p p S S p p S p p ββϕ

ηβϕββϕβ+=-=++++

最大效率发生位置：2

0kN N p p β=，即可变损耗等于不变损耗时。

III. 异步电机：

12012()()cu cu mec Fe ad cu cu cu ad mec Fe p p p p p p p p p p p p p ∑=++++=+=++++

发生最大效率的位置：可变损耗等于不变损耗时，即12()()cu cu ad mec Fe p p p p p ++=+时。

IV . 同步电机：

0cua cuf mec Fe ad cu p p p p p p p p ∑=++++=+

（不要求）

9．电压变化率或电压调整率 I. 直流发电机电压变化率：

0N

N

U U U U -∆=

II. 变压器电压变化率：