Chapter 2东南大学交流电机统一理论
上海交大考博参考书目
上海交大部分考试科目参考书目010船舶海洋与建筑工程学院2201流体力学《水动力学基础》，刘岳元等，上海交大出版社2202声学理论《声学基础理论》，何祚庸，国防工业出版社2203高等工程力学（理力、材力、流力、数学物理方法）（四部分任选二部分做）《理论力学》，刘延柱等，高等教育出版社；《材料力学》，单祖辉，北京航空航天大学出版社；《流体力学》，吴望一，北京大学出版社；《数学物理方法》，梁昆淼，高等教育出版社2204结构力学《结构力学教程》，龙驭球，高等教育出版社3301船舶原理《船舶静力学》，盛振邦，上海交大出版社；《船舶推进》，王国强等，上海交大出版社；《船舶耐波性》，陶尧森，上海交大出版社；《船舶阻力》，邵世明，上海交大出版社3302振动理论（I）《机械振动与噪声学》，赵玫等，科技出版社20043303海洋、河口、海岸动力学《河口海岸动力学》，赵公声等，人民交通出版社20003304高等流体力学《流体力学》，吴望一，北京大学出版社3305弹性力学《弹性力学》上、下册（第二版），徐芝纶，高等教育出版社3306振动理论（Ⅱ）《振动理论》，刘延柱等，高等教育出版社20023307钢筋混凝土结构《高等钢筋混凝土结构学》，赵国藩编，中国电力出版社3308地基基础《土工原理与计算》（第二版），钱家欢、殷宗泽，水利电力出版社020机械与动力工程学院2205计算方法《计算方法》，李信真，西北工业大学出版社2206核反应堆工程《核反应堆工程设计》，邬国伟3309工程热力学《工程热力学》（第三版），沈维道；《工程热力学学习辅导及习题解答》，童钧耕3310传热学《传热学》（第三版），杨世铭3311机械控制工程《现代控制理论》，刘豹；《现代控制理论》，于长官3312机械振动《机械振动》，季文美3313生产计划与控制《生产计划与控制》，潘尔顺，上海交通大学出版社3314机械制造技术基础《机械制造技术基础》，翁世修等，上海交通大学出版社1999；《现代制造技术导论》，蔡建国等，上海交通大学出版社20003315现代机械设计《高等机械原理》，高等教育出版社1990030电子信息与电气工程学院2207信号与系统《信号与系统》，胡光锐，上海交大出版社2208电子科学与技术概论《电子科学与技术导论》，李哲英，20062209信息处理与控制系统设计《线性系统理论》，郑大钟，清华大学出版社2002；或《数字图像处理》(第二版)《Digital Image Processing》Second Edition(英文版)，R. C.Gonzalez, R.E.Woods，电子工业出版社2002（从“线性系统理论”或“图像处理”中选考其一）2210计算机科学与技术方法论《数理逻辑与集合论》，石纯一，清华大学出版社2000；《图论与代数结构》，戴一奇，清华大学出版社1995；《组合数学》，Richard A.Brualdi著，卢开澄等译，机械工业出版社20012211数字信号处理（I）《数字信号处理（上）》，邹理和；《数字信号处理（下）》，吴兆熊，国防工业出版社2212电力系统分析与电力电子技术《电力电子技术基础》，金如麟，机械工业出版社，或《电力系统分析（上册）》，诸骏伟，中国电力出版社1995；《电力系统分析（下册）》，夏道止，中国电力出版社19953316网络与通信《数字通信》（第四版），Proakis，电子出版社（必考，占30％）：另按照专业加考70％：无线通信方向、信息安全方向，《数字通信》（第四版），Proakis，电子出版社；或光通信方向，《光纤通信系统》（第3版）,Govind P.Agrawal，国外大学优秀教材-通信系列（影印版）；或数据通信网络方向，《Computer Networks》（Fourth Edition），Pearson Education Andrew S.Tanenbaum，Vrije Universiteit，Amsterdam，The Netherlands，翻译版：潘爱民译，书号7302089779，清华大学出版社20043317信号与信息处理信号处理方向：《Discrete-Time Signal Processing》(Second Edition)，Alan V.Oppenheim,Prentice-Hall，1998；《现代信号处理》（第二版），张贤达，清华大学出版社2002；或图像处理方向：《数字图像处理》，余松煜等，上海交通大学出版社20073318微波与光波技术光波方向：《光电子学导论》（第1版），A.雅里夫，1983；或微波方向：《电磁场理论与微波技术基础》（下册），周希朗，东南大学出版社；《工程电动力学》，王一平，西电出版社3319电路与系统《大规模集成电路设计》，陈贵灿，高等教育出版社3320最优控制《最优控制的理论与方法》（第二版），吴沧浦，国防工业出版社20003321模式识别《模式识别》（第二版），边肇祺等，清华大学出版社20003322微机控制与接口技术《微型计算机控制技术》（第三版），谢剑英，国防工业出版社2001 3354运筹学《运筹学》（修订版），运筹学编写组，清华大学出版社20033323计算机软件《程序语言语言编译原理(第3版)》，陈火旺等，国防工业出版社2000；《Distributed Systems:Principles and Paradigm》，Tanenbaum and Steen，Prentice Hall2003(清华大学出版社影印出版）3324数据库系统原理《数据库系统概念》（第四版，中译本），Silberschatz等著，杨冬青等译，机械工业出版社3325机器学习《机器学习》，曾华军、张银奎译，机械工业出版社20033326计算机网络与系统结构《Computer Network》（第四版），A.S.Taneubaum,清华大学出版社；《Computer Architecture:A Quantitative Approach》（3rd edition），Patterson,D.and Hennessy,J.，San Mateo,California:Morgan Kaufman Publishers2002，机械工业出版社影印出版3327现代控制理论《现代控制理论》，刘豹，机械工业出版社3328现代传感器技术《传感器技术》，贾伯平，东南大学出版社3329电力传动控制系统《电力拖动自动控制系统》，陈伯时，机械工业出版社3330电力网络规划与电压稳定《电力网络规划的方法与应用》，程浩忠、张焰，上海科学技术出版社；或《电力系统无功与电压稳定性》，程浩忠、吴浩，中国电力出版社3331电气绝缘在线监测技术《电力设备在线监测与故障诊断》，肖登明，上海交通大学出版社20043332电机理论《交流电机数学模型及调速系统》，陈坚，国防工业出版社；《交流电机及其系统的分析》（第二版），高景德等，清华大学出版社2005036信息安全学院2213信息安全数学基础《信息安全数学基础》，陈恭亮，清华大学出版社20043333密码学基础《密码学理论与实践》（第二版），D.R.Stinson，电子工业出版社2003；《应用密码学》（第二版），Bruce Schneier，机械工业出版社2000050材料科学与工程学院2214材料科学基础及加工原理《材料科学基础》，胡赓祥等，上海交大出版社2006；《材料科学基础辅导与习题》，蔡珣、戎咏华，上海交大出版社2004；或《材料加工原理》，徐洲等，科学出版社2003；或《材料加工原理》，李言祥等，清华大学出版社2005（材料科学基础、材料加工原理各100分考题，考生任选其一）3334材料热力学与动力学《材料热力学》（第三版），徐祖耀、李麟，科学出版社2005；或《材料热力学与动力学》，徐瑞、荆天辅，哈尔滨工业大学出版社20033335材料微结构分析《分析电子显微学导论》第一、三章，第五章中5.1和5.2节，戎咏华，高等教育出版社2006；或《金属X射线学》，范雄，机械工业出版社19963336凝固或焊接《凝固过程》（中译本），M. C.Flemings，冶金工业出版社1981；或《焊接过程现代控制技术》，陈善本等，哈尔滨工业大学出版社2001071数学系2215泛函分析《实变函数论与泛函分析》(第二版)，夏道行等，高等教育出版社3337近世代数《代数学基础》(群.环.域.模等部分)，孟道骥，南开大学出版社3338微分几何《微分流形初步》(第二版)，陈维桓，高等教育出版社；《微分几何讲义》(第二版)，陈省身、陈维桓，北京大学出版社072物理系2216量子力学《量子力学》卷I、卷II(第三版)，曾谨言2217物理光学《物理光学》，梁铨廷，机械工业出版社；或《物理光学与应用光学》，石顺祥等，西安电子科学技术大学出版社2000；或《物理光学》，范少卿等，1990；或《应用物理光学》，严瑛白，清华大学出版社19903339高等光学《光学原理》，M.Born，世界图书出版公司3340固体物理学《固体物理学》（上、下册），方俊鑫、陆栋，上海科学技术出版社3341电动力学《电动力学》（第二版），郭硕鸿等，高等教育出版社3342半导体物理《半导体物理》，刘恩科等，国防工业出版社；或《半导体物理学》，刘恩科等，电子工业出版社3343工程光学《工程光学》，郁道银、谈恒英，机械工业出版社080生命科学技术学院2218生物化学（I）《生物化学》，沈同，高等教育出版社2219病理学《病理学》（七年制规划教材，临床医学专业用），李甘地，人卫版2240微机原理与微机接口《微型计算机原理与接口技术》，吴秀清，中国科技大学出版社3304高等流体力学《流体力学》，吴望一，北京大学出版社3375细胞生物学《细胞生物学》，翟中和，高等教育出版社3344分子生物学《现代遗传原理》，徐晋麟等，科学出版社3345微生物学（I）《微生物学》，沈萍，高等教育出版社20003346生理学《生理学》（七年制规划教材，临床医学专业用），姚泰，人卫版3347数字信号处理（Ⅱ）《数字信号处理》（上、下），吴兆雄，国防工业出版社090人文学院2220科学史导论《科学史》，W.C.丹皮尔，商务印书馆1979或广西师范大学出版社2001；《科学的历程》（第二版），吴国盛，北京大学出版社2002；《中国科学技术史稿》（上下册），杜石然等，科学出版社19823348科学哲学导论《科学究竟是什么》，A.F.查尔莫斯，商务印书馆1982或河北科学技术出版社2002；《科学哲学：当代进阶教程》，亚历克斯·罗森堡，上海科技教育出版社2004110化学化工学院2221聚合物材料结构与性能《高聚物的结构与性能》，马德柱等，科学出版社；《高分子物理》，何曼君，复旦大学出版社2222物理化学（含结构与波谱化学）《物理化学》（第四版），傅献彩等，高等教育出版社1990；《结构化学基础》（第三版），周公度，北京大学出版社2002；《有机化合物结构鉴定与有机波谱学》（第二版），宁永成，科学出版社20003349高分子合成化学《高分子化学》，潘祖仁，化学工业出版社；《高分子化学》，自然科学基金委，化学工业出版社3350高等无机化学《普通无机化学》，严宣生，王长富，北京大学出版社1999；《催化原理》，吴越，高等教育出版社20013351化学反应工程与催化《化学反应工程与催化》，李绍芬，化学工业出版社；《催化原理》，吴越，高等教育出版社20013352高等有机化学《高等有机化学》，F.A凯里、R.J森德伯格，人民教育出版社3376仪器分析《仪器分析教程》，北京大学化学系仪器分析组，北京大学出版社；《仪器分析》（第三版），朱明华，高教出版社2000120安泰经济与管理学院2223经济学《微观经济学》（第四版），平狄克，鲁宾费尔德，中国人民大学出版社2000；《微观经济学：现代观点》（第六版），H·范里安，上海三联书店；《宏观经济学》（第五版），曼昆，中国人民大学出版社；《宏观经济学》（第二版），奥利维尔·布兰查德，清华大学出版社2224管理学《管理学》（第七版），（美国）斯蒂芬·P·罗宾斯，中国人大出版社2004；《管理学》（第十版），Koontz，经济科学出版社19983353统计学《概率论与数理统计教程》，魏宗舒，高等教育出版社1983；《概率论与数理统计》（第三版），盛骤等，高等教育出版社20013354运筹学《运筹学》（修订版），运筹学编写组，清华大学出版社20033355计量经济学《Introductory Econometrics：A Modern Approach》，Jeffrey M.Wooldridge，South-Western College Publishing，清华大学出版社(影印本)；《计量经济学导论：现代观点》，J.M.伍德里奇，中国人民大学出版社3356农业经济学《资源、农业与食品经济学》（第2版），韦斯利·D·塞茨等，田志宏等译，中国人民大学出版社3374战略管理《战略管理》，王方华、吕巍，机械工业出版社2004130国际与公共事务学院2225中国特色社会主义理论与实践《邓小平文选》（第二、三卷），人民出版社1993/1994；《“三个代表”重要思想概论》，中华人民共和国教育部，中国人民大学出版社20033357当代中国政治与政策《政府过程》，胡伟，浙江人民出版社1998/上海人民出版社2007；《理解公共政策》，托马斯•戴伊，华夏出版社2005140外国语学院1102日语（二外）《日语中级阅读》、《日语高级阅读》，日本语教育教师协会（Jaltta），上海外语教育出版社1103法语（二外）《法语》（1—4册），马晓宏，外语教学与研究出版社1104德语（二外）《基础德语》，王志强等；《中级德语》，樊迪生，同济大学出版社2226语言学Linguistics:An Introduction，Andrew Radford，外语教学与研究出版社；Course in General Linguistics，F.de Saussure，外语教学与研究出版社；Linguistic Theory:The Discourse of Fundamental Works，Robert de Beaugrande，外语教学与研究出版社3358英语写作不指定参考书目150农业与生物学院2227分子生物学原理《现代分子生物学》（第二版），朱玉贤、李毅，高等教育出版社2002；《基因工程原理》（第二版），吴乃虎，科学出版社20012228植物生物化学与分子生物学《植物生物化学与分子生物学》，B.B.布坎南等主编；瞿礼嘉等主译，科学出版社20042210计算机科学与技术方法论《数理逻辑与集合论》，石纯一，清华大学出版社2000；《图论与代数结构》，戴一奇，清华大学出版社1995；《组合数学》，Richard A.Brualdi著，卢开澄等译，机械工业出版社20013359生物化学（Ⅱ）《生物化学》（第三版），王镜岩等，高等教育出版社20023360植物生理学《植物生理学》，武维华，科学出版社20033323计算机软件《程序语言语言编译原理(第3版)》，陈火旺等，国防工业出版社2000；《Distributed Systems:Principles and Paradigm》，Tanenbaum and Steen，Prentice Hall2003(清华大学出版社影印出版）160环境科学与工程学院2229环境科学基础《环境学导论》（第3版），何强等，清华大学出版社20043361环境污染控制工程《排水工程》（下册），张自杰，中国建筑工业出版社170药学院2230生物化学（Ⅲ）《生物化学》（第五版，药学专业用），吴梧桐，人民卫生出版社2003；或《天然药物化学》（第四版），吴立军，人民卫生出版社20032231药剂学基础《药剂学》（第4版），毕殿州，人民卫生出版社2003；或《生物药剂学与药物动力学》，梁文权，人民卫生出版社2000(卷面总分为150分，考生选做满100分)2232药物化学《药物化学总论》（第二版），郭宋儒，中国医药科技出版社2003；《药物化学》，尤启东，化学工业出版社20043362药学分子生物学《药学分子生物学》，史济平，人民卫生出版社2000；或《药用植物与生药学》，郑汉臣，人民卫生出版社20043363药物分析学《药物分析》（第5版），刘文英，人民卫生出版社20043364有机化学《有机化学》（第4版），倪沛州，人民卫生出版社；《高等有机化学》，F.A凯里、R.J森德伯格，人民教育出版社3365化学基础《生物化学》（第五版，药学类专业用），吴梧桐，人民卫生出版社2003；或《有机化学》（第四版），倪沛州，人民卫生出版社；或《物理化学》，王正烈、周亚萍，天津大学出版社2001(卷面总分为300分，考生选做满100分)3366微生物学（Ⅱ）《微生物学》，沈萍，高等教育出版社2000；或《药物分析》（第5版），刘文英，人民卫生出版社2004190法学院考试科目均不指定参考书目，考试内容涵盖相关教材、法律法规、司法解释和文献资料。
西安交大的电机学课件19第六篇、第21、22章见电工学24章第十章课件的17、18、19章
结论：
当电机对称运行时，则电枢电流产生的全部磁通感应的电势
如下描述
Ead Eaq E jId X ad jIq X aq j Id Iq X
jId X ad X j X aq X Iq jId X d jIq X q
Ead ad Fad Id X ad — 称直轴电枢反应电抗 Eaq aq Faq Iq X aq — 称交轴电枢反应电抗
则感应电势用电抗压降来表示：
Ead jId X ad Eaq jIq X aq 而 E jIa X j(I d I q ) X
（稳态运行时）
以上凸极机4个电抗
X d 凸极式同步电机的直轴同步电抗；
X q 凸极式同步电机的交轴同步电抗；
X ad X aq
凸极式同步电机的直轴电枢反应电抗； 凸极式同步电机的交轴电枢反应电抗 。
前述隐极机3个电抗
X a 隐极式同步电机的电枢反应电抗； X S 隐极式同步电机的同步电抗； X 同步电机的漏磁电抗 。
I f Ff n f E0
I F Fad ad Ead
a
a
Faq aq Eaq
U
Ia E
E0 Ead Eaq E U
故得电势平衡方程式：
E0 U (Ead Eaq E ) E0 U jIq X q jId X d
18
3、空载特性试验的用途
① 判断电机设计是否合理，确定磁路的 饱和程度。
② 可判断励磁系统的故障以及三相绕 组的对称性。
③ 空载特性结合短路特性（在后面介 绍 )可以求取同步电抗的不饱和值。
东南大学《电机内的电磁场》课件第一章
× A
And
A
Uniqueness of a Vector
Considering
× f ≡ 0 B = × A = × ( A + f ) = × A'
Uniqueness of a Vector
Gauge
A = Arbitrary value
For simplicity ( Coulomb gauge)
– 无限薄电流片
H1t H 2 t = lim Jh = K
h→ 0
That is
H1t H 2 t = K
Interface Conditions (3)
For electric field
E1t = E 2 t
And
J1n = J 2 n
D1n D2 n = ρ s
Interface Conditions: A?
Interface Conditions (1)
Flux continuity law
B1n = B2 n A1t = A2 t
Interface Conditions (2)
Ampere law
H1t t H2t dl
J h
Interface Conditions (2)
Ampere law
( H1t H 2 t )dl = dl lim Jh
h→ 0
Interface Conditions (2)
If J is finite
H1t H 2 t = lim Jh = 0
h→ 0
That is
H1t = H 2 t
Interface Conditions (2)
If J is infinite and Jh=K
东北大学《交流电机控制技术Ⅰ》在线平时作业2
学期《交流电机控制技术Ⅰ》在线平时作业2
谐波消除法就是适当安排开关角，在满足输出（）的条件下，消除不希望有的谐波分量。
A:基波电流
B:基波电压
C:基波频率
D:基波相位
参考选项：B
A:任意x轴
B:定子A轴
C:同步旋转轴
D:转子a轴
参考选项：A
在变频技术中，绝缘栅双极型晶体管的英文缩写是：（）
A:GTO
B:MOSFET
C:PIC
D:IGBT
参考选项：D
电压型逆变器180导电型开关比120导电型开关的（）。
A:输出电压有效值低
B:输出电压有效值高
C:输出频率高
D:输出频率低
参考选项：B
由D触发器构建的环形分配器，设初始状态110000，在第2个时钟脉冲上沿触发器状态为（）
A:110000
B:011000
C:001100
D:000011
参考选项：B
磁场轨迹法采用相邻电压矢量作为辅助矢量，在主矢量u(123)转换为主矢量
u(234)以前，采用（）作为辅助矢量。
A:u (234)
B:u (612)
1。
东南大学物化考研大纲
东南大学物化考研大纲（内部资料）第一章气体PVT方程1.理想气体状态方程：特别是理想气体模型，两个条件要记住，容易出简答2.理想气体混合物：混合物的理想气体方程表示，道尔顿定律，阿马加定律，这个知识点计算题可能会出，一般是结合第二章第三章出综合题目。
3.气体液化及临界参数：此章节做了解，知道一些概念的定义，包括饱和蒸汽压，沸点，临界状态，以及临界点处的特点。
4.真实气体状态方程：波义耳温度，真实气体p--Vm等温线示意图要注意一下，可能会出选择，该处曾出过一次证明题；范德华方程很重要，维里方程大体了解。
5.对应状态原理及普遍化压缩因子图：知道Z＞1真实气体比理想气体难压缩即可，对应状态原理看一下即可，压缩因子图也是，此考点还未考过。
★第二章热力学第一定律★1.基本概念：了解基本概念过程与途径看一下，易出简答题2.◈ 2.2到◈ 2.12（带星号的除外）：每章都很重要，几乎每年计算题必考，要仔细看，对照书上第二章后面的习题做一遍。
★第三章热力学第二定律★与第二章要求一样，每一节都要细看，通常二三章会结合起来出综合题。
几乎每年都是热力学肯定有一道，注意书上的例题。
第四章多组分系统热力学1.偏摩尔量：定义（注意要在恒温恒压下），P155的图要会看会分析，吉布斯--杜核母方程很重要，偏摩尔量之间的函数关系，注意书上的例题，需要理解，该处曾考过。
2.化学式：定义，多组分单项及多相系统的热力学公式，化学势判据非常重要，常出现在简答题目当中。
3.气体组分化学势：书上的四种都要看。
4.拉乌尔定理，亨利定律：注意拉乌尔定律用于溶剂，亨利定律用于溶质。
若第四章出计算，此公式必考。
5.理想液体混合物及理想稀溶液：定义，结合理想气体，曾出过简答题，问三者定义。
化学势的公式要记住，理想液体混合物的混合性质（四个），这个要会算。
理想稀溶液溶剂和溶质的化学势要知道，但一般不会考。
分配定律知道即可，一般常在选择题中出现。
6.系溶液的依数性：注意只适用于稀溶液。
电机与拖动(第3版)(附微课视频)第1章
第1章 思考题与习题答案1．图1-11所示为电机中的一个线圈，只考虑ab 、cd 有效边，在图1-11所示的磁场和线圈电流及旋转方向下，分析ab 、cd 导体的受力方向。
答：ab 导体受力方向向左；cd 导体受力方向向右。
图1-112．说明铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗产生的原因，并思考如何减少铁耗。
答：铁磁材料周期性的正反向磁化会产生损耗，称为磁滞损耗。
这是因为磁畴来回翻转产生摩擦而引起的损耗。
涡流损耗是因为交变的磁通在铁芯中产生的感应电动势，形成的环流产生的损耗。
铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗总称为铁芯损耗，它正比于磁通密度B m 的平方及磁通交变频率f 的1.2~1.3次方。
P Fe = P h +P e ≈k Fe f 1.3B m 2G ；要减少铁耗，可以减小磁通密度B m 或减小磁通交变频率f 。
3．实际变压器或电机的铁芯均用硅钢片叠压而成，能否用钢板或整块钢制作？为什么？ 答：实际变压器或电机的铁芯均用硅钢片叠压而成，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，减小涡流，从而减少电能转化成铁芯的内能，提高效率.；如果用钢板或整块钢制作，会产生涡流，烧毁绕组，使变压器或电机无法正常工作。
4．什么是磁路饱和现象，铁芯的额定工作点应如何选择？答：如图1，开始磁化时，由于外磁场较弱，所以B 增加较慢，对应oa 段；随着外磁场增加，铁磁材料产生的附加磁场增加较快，B 值增加很快，如图ab 段；再增加磁场时，附加磁场的增加有限，B 增加越来越慢，最终趋于饱和，见图中bc 段；最后所有磁畴与外磁场方向一致后，外磁场增加，B 值也基本不变，出现深度饱和现象。
为了使铁芯得到充分利用而不进入饱和状态，电机和变压器的铁芯额定工作点设 图1 非铁磁材料的磁化曲线和 定在磁化曲线的微饱和区。
铁磁材料的初始磁化曲线5．如图1-12所示，匝数为N 的线圈与交变的磁通Φ交链，如果感应电动势的正方向如图1-12所示，写出e 和Φ之间的关系式？答： dt d Ne φ-=图1-12。
大学物理东南大学第七版上册第四章知识点总结
大学物理东南大学第七版上册第四章知识点总结一．静电场：1.真空中的静电场库仑定律→电场强度→电场线→电通量→真空中的高斯定理r适用范围：真空中静止的两个点电荷F⑵电场强度定义式：Eqo⑶电场线：是引入描述电场强度分布的曲线。
曲线上任一点的切线方向表示该点的场强方向，曲线疏密表示场强的大小。
静电场电场线性质:电场线起于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，不闭合，在没有电荷的地方不中断，任意两条电场线不相交。
⑷电通量：通过任一闭合曲面S的电通量为e S dS方向为外法线方向1E dS⑸真空中的高斯定理：e S o E dSqi1int只能适用于高度对称性的问题：球对称、轴对称、面对称应用举例：球对称：0均匀带电的球面E Q4r20(r R)(r R)均匀带电的球体Qr40R3E Q240r(r R)(r R)轴对称：无限长均匀带电线E2or0(r R)无限长均匀带电圆柱面E(r R)20r面对称：无限大均匀带电平面E E⑹安培环路定理：dl0l2o★重点：电场强度、电势的计算电场强度的计算方法：①点电荷场强公式+场强叠加原理②高斯定理电势的计算方法：①电势的定义式②点电荷电势公式+电势叠加原理电势的定义式：UA AP E dl(UP0)B电势差的定义式：UAB UA UB A电势能：Wp qo PP0E dlE dl(WP00)2.有导体存在时的静电场导体静电平衡条件→导体静电平衡时电荷分布→空腔导体静电平衡时电荷分布⑴导体静电平衡条件:Ⅰ.导体内部处处场强为零,即为等势体。
Ⅱ.导体表面紧邻处的电场强度垂直于导体表面，即导体表面是等势面⑵导体静电平衡时电荷分布:在导体的表面⑶空腔导体静电平衡时电荷分布:Ⅰ.空腔无电荷时的分布：只分布在导体外表面上。
Ⅱ.空腔有电荷时的分布(空腔本身不带电，内部放一个带电量为q的点电荷)：静电平衡时，空腔内表面带-q电荷，空腔外表面带+q。
3.有电介质存在时的静电场⑴电场中放入相对介电常量为r电介质，电介质中的场强为：E⑵有电介质存在时的高斯定理：S D dS q0,int E0r各项同性的均匀介质D0rE⑶电容器内充满相对介电常量为r的电介质后，电容为C rC0★重点：静电场的能量计算①电容：②孤立导体的电容UU U举例：平行板电容器C圆柱形电容器 C4oR1R2os球形电容器CR2R1d2oL R2ln(R1Q211Q U C(U)2 ③ 电容器储能公式We2C22④静电场的能量公式We wedV E2dVVV12二.静磁场：1.真空中的静磁场磁感应强度→磁感应线→磁通量→磁场的高斯定理⑴磁感应强度：大小B F方向：小磁针的N极指向的方向 qvsin⑵磁感应线：是引入描述磁感应强度分布的曲线。
东南大学自动控制原理课件 第五章 非线性控制系统
x ≤a x >a
y
−a
k 0 a x
1）死区的存在相当于降低了系统的开环增益，从而提高了系统的稳定性， ）死区的存在相当于降低了系统的开环增益，从而提高了系统的稳定性， 减弱了过渡过程的震荡性； 减弱了过渡过程的震荡性； 2）死区增大了系统的静态误差； ）死区增大了系统的静态误差； 3）死区能滤除在输入端作小幅度振荡的干扰信号，从而提高系统的抗干 ）死区能滤除在输入端作小幅度振荡的干扰信号， 扰能力。 扰能力。
4、波波夫法 、 适用范围：是针对非线性系统稳定性的一种频域分析法，适用于由一个线 适用范围：是针对非线性系统稳定性的一种频域分析法， 性环节和一个非线性环节组成的系统。 性环节和一个非线性环节组成的系统。 基本原理：利用线性环节的频率特性分析非线性系统的稳定性。 基本原理：利用线性环节的频率特性分析非线性系统的稳定性。
N = N1 + N 2
0
1 1
2π
∫ x(t) sin nωtd(ωt) π
0 2 2 An + Bn
2π
ϕ n = arctg
An Bn
根据假设条件，高次谐波分量已被大大削弱，直流分量为零， 根据假设条件，高次谐波分量已被大大削弱，直流分量为零，因此可用一 次谐波分量（基波分量）来近似。 次谐波分量（基波分量）来近似。
x(t) = x(0) x 2(0) − [ x 2 (0) − 1]e 2t
2、平衡点与稳定性特性更加复杂 、 在线性系统中，稳定性只与其结构和参数有关， 在线性系统中，稳定性只与其结构和参数有关，而与初始条件和外加输入 信号无关，而对于非线性系统而言，则要复杂得多。 信号无关，而对于非线性系统而言，则要复杂得多。
3、描述函数法的数学表达形式 、
电机与运动控制系统第二版罗应立课后答案
2-1安培环路定律P11;磁路的欧姆定律P12;电磁感应定律P19不一定可以;因为磁路是非线性的;存在饱和现象..2-2磁阻和磁导与磁路的磁导率、长度和截面积有关;其中磁导率取决于磁路的饱和程度;即磁通密度的大小.. 2-3Φ2＞Φ1 B2=B1Φ2=Φ1 B1>B22-4 1如果工作时进入磁饱和区;设备发热加剧;影响设备正常运行..P15 P1622-5 P242-6 1P2322-7 P242-8 1瞬态值2平均值2-9无功功率铁心损耗P372-101P35 P392P422-11 P39 重置前后磁动势不变P402-12 P37 大好2-13 因素:①铁芯材质;磁路结构②磁感应强度③原边和副边的绕线方式;顺序④线圈结构2-142-15 增大2-16 P422-172-18E1=-j444fW1ΦmE2 =-j444fW2Φm2-192-20 N1=W1 N2=W23-11换向器在直流电机中起什么作用答:在直流发电机中; 换向器起整流作用; 即把电枢绕组里的交流电整流为直流电; 在正、负电刷两端输出..在直流电动机中;换向器起逆变作用; 即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中..2直流电机的主磁路由哪几部分组成磁路未饱和时;励磁磁通势主要消耗在哪一部分上答：直流电机的主磁路由以下路径构成: 主磁极N 经定、转子间的空气隙进入电枢铁心; 再从电枢铁心出来经定、转子间的空气隙进入相邻的主磁极S; 经定子铁心磁轭到达主磁极N; 构成闭合路径..励磁磁通势主要消耗在空气隙上..3-2直流电机的铭牌上的额定功率是指什么功率答：对于直流发电机;是指输出的电功率；对于直流电动机;是指输出的机械功率..3-33-4直流发电机的损耗主要有哪些铁损耗存在于哪一部分; 它随负载变化吗电枢铜损耗随负载变化吗答：直流发电机的损耗主要有: 1 励磁绕组铜损耗; 2 机械摩擦损耗; 3 铁损耗; 4 电枢铜损耗; 5 电刷损耗; 6 附加损耗..铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗..这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关..当电机的励磁电流和转速不变时; 铁损耗也几乎不变..它与负载的变化几乎没有关系..电枢铜损耗由电枢电流引起; 当负载增加时; 电枢电流同时增加; 电枢铜损耗随之增加..电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比..3-5 P55页电枢电流;励磁电流3-6 P57页电动：n Te 同方向发电：n Te 反方向1.3电动2.4发电1.2.3.4为罗马数字为各量的实际运动方向提供参考3-7 1.略2.是3-8略3-93-10 1.先励磁再电枢2.一般的他励直流电动机为什么不能直接启动采用什么启动方法比较好答:他励直流电动机启动时由于电枢感应电动势Ea =CeΦn = 0 ; 最初启动电流IS =URa; 若直接启动; 由于Ra 很小; IS 会十几倍甚至几十倍于额定电流; 无法换向; 同时也会过热; 因此不能直接启动..比较好的启动方法是降低电源电压启动; 只要满足T≥ 1 .1～1 .2 TL 即可启动; 这时IS ≤Iamax ..启动过程中; 随着转速不断升高逐渐提高电源电压; 始终保持Ia ≤Iamax 这个条件; 直至U = UN ; 启动便结束了..如果通过自动控制使启动过程中始终有Ia = Iama x 为最理想..3-113-12他励直流电动机启动前; 励磁绕组断线; 启动时; 在下面两种情况下会有什么后果:1 空载启动;2 负载启动; TL = TN ..答:他励直流电动机励磁绕组断线; 启动过程中磁通则为剩磁磁通; 比ΦN 小很多..1 空载启动当最初启动电流IS ≤Iamax 时; 启动转矩TS 就会比空载转矩M0 大很多; 因此电动机可以启动; 但启动过程结束后的稳态转速则非常高; 因为稳定运行时要满足Ea≈UN ; Ea = CeΦn ; Φ很小; n就很高; 机械强度不允许; 电动机会损坏..2 负载启动; TL = TN当Ia ≤Iama x 时; 电磁转矩比负载转矩TL 小; 电动机不启动..这样如果采用降压启动时; 电源电压继续上升; 电枢电流继续增大; 电磁转矩T 继续增大; 从动转矩来讲会达到大于1 .1 TN ; 但是由于Φ很小; 会使电枢电流远远超过Iamax ; 不能换向; 同时也会由于过热而损坏电动机..当然; 用电枢串电阻启动的结果也相同..3-13 略3-14略3-15用电动机惯例时;他励直流电动机电磁功率PM=EaIa=TΩ<0;说明了电动机电能量转换的方向是机械功率转换成电功率;那么是否可以认为该电动机运行于回馈制动状态;或者说是一台他励直流发电机为什么答：1他励直流电动机运行时PM<0;说明T与n方向相反;因此电动机运行于制动状态..2制动运行状态包括回馈制动运行、能耗制动运行、反接制动过程及倒拉反转等制动状态;而直流发电机状态仅仅是回馈制动运行这一种..3因此;仅仅从PM<0说明电动机是一台发电机的看法是错误的..4运行于回馈制动运行状态的条件是：① PM<0;②P1=UIa<0;也就是说;机械功率转变成电功率后还必须回送给电源.. 3-163-173-18略 3-19一台他励直流电动机的P N =17kW;U N =110V;I N =185A;n N =1000r/min;已知电动机最大允许电流I max =1.8I N;电动机拖动T L =0.8T N 负载电动运行..试求：1采用能耗制动停车;电枢应串入多大电阻 2采用电压反接制动停车;电枢应串入多大电阻解：1065.018510171851103232232=⨯-⨯=-=N N N N a I P I U R 1.01000065.0185110=⨯-=-=ΦN a N N N e n R I U Cmin /10041858.01.0065.01.0110r I C R C U n a N e a N e N =⨯⨯-=Φ-Φ=N B a N e B a a B I R R n C R R E I =+Φ=+=11 1858.1065.010011.01⨯=+⨯B RΩ=24.01B R 2N B a N e B a a B I R R n C U R R E U I 8.122=+Φ+=++=1858.1065.010011.01102⨯=+⨯+B RΩ=56.02B R3-203-21 略4-1为什么加负载后直流电动机的转速会降低;它的实质是什么 答：当负载电流增大后;电枢电阻上压降增大;使E 减小;导致转速n 必然下降..实质是电枢电阻的存在导致压降增大..4-2什么叫调速范围、静差率 它们之间有什么关系 怎样才能扩大调速范围①调速范围——电动机在额定负载下调速时;允许的最高转速max n 与最低转速min n 之比叫做调速范围;用D 表示;即minmaxn n D =②静差率——当系统在某一转速下运行时;负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比;称作静差率S ;即0Nn n S ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式;使转速降落N n ∆能够大幅度下降;才能在保证静差率S 不变的前提下扩大调速范围..4-3直流电动机为PN=74kW;UN=220V;IN=378A;nN=1430r/min;Ra=0.023Ω..相控整流器内阻Rrec=0.022Ω..采用降压调速..当生产机械要求s=20%时;求系统的调速范围..解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=378(0.0230.022)0.1478115N n I R Ce rpm ∆==⨯+=[(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-=就是公式的转换 4-4：4-54-61234-74-8 某调速系统的开环放大系数为15时;额定负载下电动机的速降为8 r/min;如果将开环放大系数提高到30;它的转速降为多少 在同样静差率要求下;调速范围可以扩大多少倍解：根据 Kn n +∆=∆1opcl ;在K = 15时;求出1288)151()1(cl op =+=∆+=∆n K n r/min 当K 2=30时;求得min r/13.430112812op cl2=+=+∆=∆K n n再根据)1(s n s n D N N -∆=;在同样静差率要求下94.113.4822==∆∆=n n D D cl cl 答：如果开环放大系数提高到30;它的转速降为4.13r/min ；在同样静差率要求下;调速范围可以扩大到1.94倍..4-10 略4-114-12 4-134.144-152.抑制负载转矩3.可以..4-16区别是有无独立的加速度环和补偿的方式不同;前者是前馈补偿;后者是转速环的补偿.. 因为扰动计算机的原理是加入了前馈补偿所以是前馈方法..4-17 略4-18 略5-1同步电机与异步电机在结构上有什么不同和相同之处与他励直流电动机的结构有何不同同步电机和异步电机的定子绕组是相同的;主要区别在于转子的结构..同步电机的转子上有直流励磁绕组;所以需要外加励磁电源;通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组;靠电磁感应产生电流..相比之下;同步电机较复杂;造价高..他励直流电动机是利用换向器来自动改变线圈中的电流方向;从而使线圈受力方向一致而连续旋转的..同步与异步电机由定子和转子组成;定子就是电磁铁;转子就是线圈..而定子和转子是采用同一电源的;所以;定子和转子中电流的方向变化总是同步的;即线圈中的电流方向变了;同时电磁铁中的电流方向也变5-21鼠笼式异步电机的鼠笼式转子如何产生感应电流从而变成磁铁的当电动机的三相定子绕组各相差120度电角度;通入三相对称交流电后;将产生一个旋转磁场;该旋转磁场切割转子绕组;从而在转子绕组中产生感应电流转子绕组是闭合通路;载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力;从而变成磁铁..2鼠笼式异步电机能否工作在发电状态该电机被原动机拖动旋转并在定子电端口接上无缘负载时电机是否可以发出电来可以工作在发电状态..不能发出点电;缺少励磁电流..3用原动机拖动永磁同步机电动机旋转;电端口接无缘负载;此时电动机能否做发电机用为什么可以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..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..5-31异步电动机的俩种转子结构和同步电动机的俩种转子结构异步分为鼠笼式笼型转子和绕线型转子..鼠笼式笼型转子是在转子铁芯槽中镶入铜条组成;工艺较简单;功率因数较低..绕线型转子是用绝缘导线做成三相绕组嵌入转子槽中;可以通过串接电阻降低启动电流和调速..功率因数较高..同步由定子和转子两大部分组成.. 两种结构主要区别在转子上面有凸极式和隐极式同步电动机的定子同步电动机的定子与异步电动机的定子结构基本相同;由机座、定子铁芯、电枢绕组等组成.. 于大型同步电动机;由于尺寸太大;硅钢片常制成扇形;然后对成圆形..同步电动机的转子由磁极、转轴、阻尼绕组、滑环、电刷等组成;在电刷和滑环通入直流电励磁;产固定磁极.. 根据容量大小和转速高低转子结构分凸极和隐极两种..凸极特点：气隙不均匀;有明显的磁极;转子铁芯短粗;适用于转速低于1000r/min;极对数p≥3的电动机隐极特点：气隙均匀;无明显的磁极;转子铁芯长细;适用于转速高于1500r/min;极对数p≤2的电动机..（2）发电和电动状态下绕组的相轴是否变化不知道3电机的电角度和机械角度有什么关系电角频率和机械角频率有什么关系电角度=机械角度×极对数电角度就是定子电流频率角速度相当于机械频率电角频率w=np机械角频率Ω5-4 1略2略5-51单相整距线圈流过正弦电流产生的磁动势是一个在空间呈矩形波分布的脉振磁动势它既是时间函数又是空间函数即：矩形波的振幅随时间以正弦电流的频率按正弦规律变化而在任一时刻该矩形波本身又是在空间分布的是空间位置的函数..单相整距线圈流过正弦电流产生的磁动势是一个在空间呈矩形波分布的脉振磁动势;它既是时间函数又是空间函数;即：矩形波的振幅随时间以正弦电流的频率按正弦规律变化;而在任一时刻该矩形波本身又是在空间分布的;是空间位置的函数..5-6--------5-9 略5-105-11略5-125-131同时连过定子、转子两个绕组的磁通为主磁通;仅连过定子绕组或仅连过转子绕组的磁通为漏磁通.. 2略35-141转子绕组开路时;定子电流是励磁电流I0;其值较小..转子堵转时;短路的转子绕组中的电流产生磁动势F2;相应地;定子磁动势中出现与之平衡的分量-F2;使F1的数值增大;即满足磁动势平衡关系F1+F2=F0..因此;定子电流I1要比I0大2堵转时;气隙旋转磁场相对转子绕组运动;在转子绕组中产生电动势和电流..转子电流与气隙磁场相互作用;产生电磁转矩..根据右手定则;可以确定转子电流的方向；再利用左手定则;就可判断出电磁转矩的方向与气隙旋转磁场的转向相同..此时;转子是由于被堵住而不能旋转起来..5-15 略5-16 1具体内容：频率折算;绕组折算;电流折算;电动势折算;阻抗折算2线电压5-17略5-185-19 5-205-215-22 略6-1.P230 换向器换向能力差6-2.P232三相异步电动机的7种转速方式三相异步电动机转速公式为：n=60f/p1-s变极对数调速方法; 变频调速方法; 串级调速方法; 绕线式电动机转子串电阻调速方法; 定子调压调速方法; 电磁调速电动机调速方法;液力耦合器调速方法.同步电动机的转速恒等于同步转速;所以同步电动机的调速方法只有变频调速一种方法..6-36-4.36-5 VSI:C存在;C的作用是滤波和吸收无功功率;适合感性负载CSL:L存在;L的作用是滤波和吸收无功功率;适合容性负载6-6略6-7略6-836-106-11略6-126-136-14---------6-20 略8-110极电机的极对数为5;18极为9;同步的是:转速=60频率/极对数;异步的是：转速=60频率1-转差率/极对8-2 1交轴也叫q轴;直轴也叫d轴;他们实际上是坐标轴;而不是实际的轴在永磁同步电机控制中;为了能够得到类似直流电机的控制特性;在电机转子上建立了一个坐标系;此坐标系与转子同步转动;取转子磁场方向为d轴;垂直于转子磁场方向为q轴;将电机的数学模型转换到此坐标系下;可实现d轴和q轴的解耦;从而得到良好控制特性..要用双反应理论;即把电枢反应磁动势分解成垂直和平行于电动势^E0的两个分量~Fad和~Faq;它们分别产生直轴电枢反应磁通ψad和交轴电枢反应磁通ψaq;相应的电流也分解成两个分量..因此或 Ead=IdXad Xd=Ead/Id Id∝Fad∝ψad∝Ead 或 Eaq=IqXaq Xq=Eaq/Iq Iq∝Faq∝ψaq∝Eaq;由于直轴磁路的磁导比交轴磁路的磁导要大得多;同样大小的电流产生的磁通和相应的电动势也大的多;所以电抗Xd>Xq..23 从原理上讲永磁同步电机分隐极和凸极;凸极电机交直轴电感不等;比如说插入式结构的电机;转子永磁磁钢的磁导率跟空气磁导率接近;插入永磁体部分的这一段气隙磁路的磁阻大部分为气隙宽度加磁体厚度这部分对应于空气磁导率的磁路提供;即D轴;而没有磁体的部分磁路就是气隙的空气磁导率对应的磁阻;即Q轴..因此Lq大些..8-3略8-41238-5 略8-6一台励磁式隐极同步电动机增大励磁电流时;最大电磁转矩是否增大否；其最大电磁功率是否增大是8-7P335 a图8-8 这种情况下电机的转速是不会降低的;仍为同步转速空载运行..因为在这种情况下;虽然失去励磁使励磁电磁功率为零;但还有凸极电磁功率及相对应的电磁转矩;这个电磁转矩足能维持电动机的空载运行..8-9 磁链方程：磁链和电机的电感;电流有关;从电机的结果和磁材料的饱和特性上说;还和磁路的饱和程度有关；转矩方程：转子产生机械功率;旋转磁场对转子做功：电压矩阵方程：8-10组成：变压变频器;永磁或磁阻式同步电动机；转子位置传感器用于探知转子的位置..传感器的控制单元必须知道转子的准确位置;以便计算出环绕的定子磁场所需要的相电压电子传感器控制的整流8-11控制原动力的转速8-13正弦波永磁同步电动机谐波少转矩的精度高;多用于伺服系统和高性能的调速系统；梯形波永磁同步电动机由于各项电流是方波;逆变器的电压只需按直流PWN的方法进行控制..。
理论力学_东南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
理论力学_东南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023
年
1.某一平面力系，如其力多边形不封闭，则该力系对任意一点的主矩都不可能
为零。
答案:
错误
2.某空间力系由两个力构成，此二力既不平行，又不相交，则该力系简化的最
后结果必为力螺旋。
答案:
正确
3.质点对固定点O的动量矩等于质点的动量对该点O的矩。
答案:
正确
4.内力既不能改变质点系的动量和动量矩，也不能改变质点系的动能。
答案:
错误
5.已知点运动的轨迹，并且确定了原点，则用弧坐标s(t)可以完全确定动点在
轨迹上的位置。
答案:
正确
6.
答案:
A
答案:
C 8.
答案:
B
9.
直接填写图中出现的某一个字母
答案:
F
10.某空间力系若：（1）各力作用线平行于某一固定平面；（2）各力作用线
垂直于某一固定平面；（3）各力作用线分别在两平行的固定平面内，则其独立的平衡方程式的最大数目分别为：（1）_____________个；（2）
___________ 个；（3）__________个。
格式：*；*；* （*以数字代入）
答案: 5；3；5。
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48
2-5 铁心转矩
• 电磁学定律认为
– 电磁转矩是作用在载流电枢导体上的切向电磁 力形成的
• 假设电枢为光滑无槽转子，气隙磁通均匀地穿入电 枢内
– 前提和假设与实际不符
• 实际电枢通常是有槽的，绕组嵌放在槽内，大部分 气隙磁通从齿部通过
• 铁心转矩
49
理想空载时的铁心转矩
• 仅考虑切向电磁力，电枢为转子
交流电机统一理论
第2章 旋转电机机电能量转换的 条件
1
第2章 旋转电机机电能量转换的条件
2-1 旋转电机的功率平衡 2-2 隐极电机电磁转矩的通用公式 2-3 产生平均电磁转矩的条件 2-4 产生恒定电磁转矩的条件 2-5 铁心转矩
2
旋转电机的种类
•
三大类
—直流电机 —异步电机 —同步电机
•
问题
凸极电机频率约束
• 要求主转矩和磁阻转矩均不为零
⎧ ± ω s ± ω r = pΩ ⎨ ⎩ ± ω s = pΩ
• 同步电机
– 自动满足
41
凸极电机频率约束
• 直流电机
– 电枢看作定子 – 电枢电流角频率 – 励磁电流角频率
ω s = pΩ ωr = 0
– 也自动满足
⎧ ± ω s ± ω r = pΩ ⎨ ⎩ ± ω s = pΩ
θsre
Bsm(Fsm)
Brm (Frm)
Bm (Fm)
•
合成磁场
b = bs + br = Bsm cos pθ s + Brm cos( pθ s + θ sre )
15
磁共能
•
电机气隙处直径 D ，轴向长度 l ，气隙 δ ， 气隙中磁共能
2 b ' Wm = Wm = ∫ dV 2μ0 V
自感项为0
∂Lsr 1 m n ∂Lrs 1 m n = ∑∑ is ir + ∑∑ ir is 2 s =1 r =1 ∂θ 2 s =1 r =1 ∂θ = − pM m ∑∑ is ir sin( pΩt + α )
s =1 r =1
27
m
n
频率约束
• 若要求
Tm = − pM m ∑ ∑ is ir sin( pΩt + α ), Tm ( av ) ≠ 0
•
定转子极数相等是旋转电机能量持续转 换的一个必要条件！
23
2-3 产生平均电磁转矩的条件
•
研究电机的稳态运行
—可起动的条件
Tm Tm(av) 2π θ
Tm (θ ) > 0
24
可运行条件
•
可运行条件
1 2π
Tm Tm(av)
2π
∫T
0
m
(θ ) d θ ≠ 0
2π
θ
25
频率约束
• 隐极机
—基本假设
Bm(Fm)
21
定转子极数要求
•
若定转子极数不等，分别为ps、pr，则
b = Bsm cos psθ s + Brm cos pr (θ s + θ sr )
•
磁共能 电磁转矩
πDlδ 2 2 W = ( Bsm + Brm ) 4μ0
' m
•
∂W =0 Tm = ∂θ sr
22
' m
定转子极数要求
– （1）感应电机：Ω变化，ωr自动变化，满足频 率约束 – （ 2 ）物理约束：直流电机，依靠换向器把直 流变成交流 – （3）变频电源：变频器
33
凸极电机的频率约束
• 电机模型
– 转子为凸极，定子为圆柱体 – 忽略齿槽影响和饱和效应 – 转子绕组自感和转子绕组间互感为常量 – 定转子绕组间互感
π π
2
p ΦFrm sin θ re
2
（2-15）
2
p 2 Φ s Frm sin θ sre
20
电磁转矩公式物理意义
•
物理意义
—对于气隙磁场正弦分布的电机，电磁转矩与 气隙合成磁场、定子（或转子）磁动势，以 及两者轴线的空间夹角的正弦成正比。
θse θre θsre Brm (Frm) Bsm(Fsm)
穿过槽截面的磁通
Φ = Bδ lb
50
理想空载时的铁心转矩
y=h处穿过槽截面的磁通
Φ 0 = cΦ
S θsre
Bsm(Fsm)
Brm (Frm)
Bm (Fm)
13
磁场表达式
•
定义
—θs：定子磁场到气隙任一点的机械角 —θsr：定转子间的机械角 —θsre：定转子间的电角度
Bsm(Fsm) θsre Brm (Frm)
Bm (Fm)
14
磁场表达式
•
定转子磁场
bs = Bsm cos pθ s br = Brm cos p (θ s + θ sr ) = Brm cos( pθ s + θ sre )
ωr = 0
Ω = Ω1 =
ωs
p
30
频率约束的实质
—异步电机
• • •
定子磁极速度
ωs / p
ωr / p
Ω
转子磁级相对转子速度 转子速度
ω s / p ≡ ωr / p + Ω
31
频率约束的实质
—直流电机
• •
定子磁极速度
0
0
转子磁级相对定子速度
通过换向器实现
32
电机调速
• 定转子电流至少一方频率可变
Lsr = Lrs = M m cos θ e
– 定子绕组自感和定子绕组间互感随凸极转子旋 转按两倍频率变化
34
凸极电机的频率约束
• 定子自感
Ls = Ls 0 + Ls 2 cos 2θ e = Ls 0 + Ls 2 cos 2( pΩt + α )
• 其中
Ls 0 ≈
Ls 2 ≈
Lsd + Lsq 2
– 气隙合成磁场轴线与定子（或转子）磁动势在 空间需有相位差，使sinθe≠0 – 气隙合成磁场与定子（或转子）磁动势的幅值 在一定负载下应是常量
46
满足和不满足条件的电机
• 满足条件的电机
– 三相（或多相）对称交流电机 – 直流电机
• 不满足条件的电机
– 单相交流电机
• 脉振磁场或椭圆形磁场导致脉振转矩
•
要求
di ≠0 dt
所有绕组不能都为直流
10
旋转电机能量持续转换条件
• •
存在耦合场 有一对机电耦合项：
—运动电动势和电磁转矩
• •
转子转速不为零 至少一个绕组电流通交流
11
2-2 隐极电机电磁转矩
•
基本假设
—气隙均匀，磁路线性 —气隙磁场正弦分布 —定转子具有相同极数p
12
隐极电机模型
N
S N
s =1 r =1 m n
• 必须有
is ir = A cos pΩt + B sin pΩt
– 且A、B不同时为零
28
频率约束
谁TM告诉你的？
• 定转子电流的频率相加或相减满足
± ω s ± ω r = pΩ
隐极电机频率约束条件
29
频率约束的实质
• 定转子磁极要相对静止
– 同步电机，转子通直流 – 故电机转速一定为
47
常用电机磁场、电流性质
电机名称 定子绕组和电流 性质 转子绕组和电流 性质 交流（换向器） 直流绕组 多相对称交流 多相对称交流 气隙磁场 性质 恒定的静 止磁场 圆形旋转 磁场 圆形旋转 磁场 椭圆形旋 转磁场 电磁转矩 性质 恒定 恒定 恒定 脉振
直流电机 直流集中绕组 三相同步 三相对称交流绕 组 三相感应 三相对称交流绕 组 单相感应 单相或两相不对 称交流
4
电压平衡
•
按电动机惯例，电压方程
d u = Ri + ( Li ) dt ∂L di （2-1） = Ri + L + Ωi ∂θ dt di 运动电动势 = Ri + L + EΩ dt
5
转矩平衡
•
转矩方程
T m = T mec + T J + T R = T mec d θ dθ + J + RΩ dt dt
• 反应式同步电机或磁阻同步电机
44
2-4 产生恒定电磁转矩的条件
• 电磁转矩的要求
– 单向、无时变
• 基本条件
– 极对数相等 – 满足频率的约束
45
恒定电磁转矩的充要条件
• 单向、无时变电磁转矩的充要条件
– 气隙合成磁场与定子（或转子）相对静止，即 两者的轴线间的转矩角θse为恒定值
• 如直流电机的两两静止，或交流电机的同向同速旋 转
– 定转子电流相互作用，与隐极机相同 – 频率约束
± ω s ± ω r = pΩ
38
电磁转矩
• 第二项和第三项形式相同
− pLs 2 ∑ is2 sin 2( pΩt + α )
s =1 m
− pM s 2
1 m m is is ' sin 2( pΩt + α e − θ 0 ) ∑∑ 2 s =1 s '=1
Dlδ = 4μ0
2 2π
2 b ∫ dθ s = L 0
πDlδ 2 2 = ( Bsm + Bsm + 2 Bsm Brm cos θ sre ) 4μ0
Brm2
16
电磁转矩
∂W ∂W =p Tm = ∂θ sr ∂θ sre