2022年电机学期末复习总结.docx

《电机学》期末复习材料③ 每 根 导 体 感 应 电 势 的 有 效 值 ：第三篇 沟通电机理论的共同问题1、同步电机的结构：EmEd f m2 22.22 f m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；5、极距：①概念： 一个磁极在空间所跨过的距离,用来表示；（明白整距、短距、长距）极对数 p 与转速 n 之间的关系是固定的, 为②公式：D z2 p 2 pf pn1606、线圈电势与节距因数：① 节 距 因 数 ：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；y1 y1ky cos 〔1 〕 90 sin 90 1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； 时序物理意义：表示了短距线圈电势的削减程度；sin q a上差 120 度电角度；】3、电角度与机械角度：②分布因数： kq2 1q sin a2电角度：磁场所经受的角度称为电角度；机械角度： 转子在空间所经受的几何角度称物理意义：表示了分布绕组电势的削减程度；为机械角度；电角度 p 机械角度③绕组因数： k w④合成电势： Ek yk q4.44 fNm kw4、感应电势：①感应电势的频率： fpn1⑤槽距角： ap 360电角度zz②感应电势的最大值：60Em Bmlv⑥每极每相的槽数： qf m2 pm【 练 习 1 】 一 台 三 相 同 步 发 电 机 ,（ m BP l ）f 50Hz ,n1000r/ min ,定子铁芯长l 40.5cm,定子铁芯内径D 270cm ,2 p 4 , y15；（ 1）分别画出支路数6定子槽数 z72 , y110 槽,每相串联匝a 1 和 a2 的 A 相叠绕组绽开图； （ 2）数 N 144 ,磁通密度的空间分布波的表示算出绕组因数；式为 B 7660sin xGs；试求：（ 1）绕组因数 kw ；（ 2）每相感应电势的有效值；7、消弱谐波电势的方法：①采纳不匀称气隙, 以改善气隙中磁场分布情形；10、单相绕组的磁势（脉动磁势） ：1 1②采纳短距绕组；F cosxcos tF cos〔x2t 〕 F2cos〔x t 〕③采纳分布绕组；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、画某相叠绕组绽开图的一般步骤：①运算出槽距角、槽距②画出电势星图 （留意单层绕组、 双层绕组）③画出某相叠绕组绽开图（留意支路数）【练习 2】有一双层三相短距绕组, z 24 ,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,而各点磁势的大小就随时间在变化, 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和一系列谐波,基波磁势的振幅为：INF 0.9 kw p11、一个在空间按正弦律分布,且振幅随时间作正弦变化的脉动磁势, 可以分解为两个①旋转磁势的转速为 n160 f p,我们称基以相同速率但向相反方向旋转的圆形旋转波旋转磁势的转速n1 为同步转速；磁势；圆形旋转磁势的幅值为原有脉动磁势 幅 值 的 一 半 , 圆 形 旋 转 磁 势 的 转 速 为②旋转磁势的轴线总是与电流达到最大值的那一相绕组的中心线相重合；n1 60f；当脉动磁势为最大值时,两个p③旋转磁势的转向总是从超前电流的相转向滞后电流的相, 因而只要转变电流的相序旋转磁势正好转到相互重合的位置； （即： 一个脉动磁势可以分解为大小相等, 转向相反的两个旋转磁势； ）12、三相绕组的磁势（旋转磁势）（即转变三相电源的任意两个接头） 便可以转变磁势的旋转方向；④三相旋转磁势的幅值为单相脉动磁势最大幅值的 3/2 倍,其中 1/2 是由每相的脉动f a 〔x,t〕F cosx cos t磁势分解为两个旋转磁势得来, 3 就是由三f b 〔 x,t〕f c 〔 x,t〕F cos〔x F cos〔x120240〕 cos〔 t〕 cos〔 t120 〕240 〕相相加而得到的；13、主磁通与漏磁通：应用三角恒等式写成：1 1①主磁通： 由定、转子绕组磁势所共同鼓励,并同时与定、转子绕组相匝链的磁通；f a 〔x,t〕F cos〔x2t〕 F2cos〔xt〕②漏磁通： 单独由定子绕组或者转子绕组磁f 〔 x,t〕1 F cos〔xt〕 1 cos〔xt 240 〕bf c 〔 x,t〕21 F cos〔x22t〕 1 cos〔x 2势所鼓励, 并分别与定子绕组或转子绕组相t 12匝0链〕的磁通；【 练 习 3 】 有 一 台 三 相 同 步 发 电 机 ,所以合成磁势：PN 6000 kW, U N6.3kV ,f 〔 x, t〕3F cos〔 x t〕2cos N0.8 , 2 p2 , 接法, z 36当三相对称电流流过三相对称绕组时,槽 , N72 匝 , q6 , y115 槽 ,三相合成的基波磁势是一个圆形旋转磁势；它主要特点是：f 50Hz , II N ；试求：（ 1）一相绕组所产生的基波磁势幅值；（ 2）三相绕组所产生的合成磁势的基波幅值及其转速；这是形成旋磁F2 ；3、转差率：转差率是感应电机的一个基本变量, 它表示了感应电机的各种不同运行情形；【练习 4】有一台三相沟通电机,2 p 4 ,s n n1 n （ n n1 n1n1 nsn1 ）定子为双层叠绕组,每相串联匝数 N7z 36 , y1 ,996 ,今在绕组中通入频在正常运行范畴内, 转差率的数值通常都是很小的； 满载时,转子转速与同步转速率为 50Hz 、有效值为 35A的对称三相电流,相差并不大, 而空载时, 可以认为转子转速运算基波旋转磁势的幅值；等于同步转速；n n se2 sE2 f 2 sf1启动 n n1 s 1e2 E 2f 2 f1n 0运行 0n n01s 1e2 sE2 f 2 sf10 n n1第四篇 感应电机1、感应电机工作原理：空载 n 0s 0 e20 f 2 0定子绕组所产生的旋转磁场, 以转差率n n1切割转子导体,于是在转子导体中感应电 势,产生电流, 转子导体中的电流与旋转磁场相作用而产生电磁转矩,使转子旋转；2、“感应”的含义：4、感应电机的三种工作状态：电动机运行 发电机运行制动运行必需异步, nn1,才能产生感应电势e2 ,0 n n1n n1 n 00 s 1 s 0 s 1有了感应电势, 就能感生三相短路电流i2 d ,5、感应电机的基本结构：①定子——又称定子铁芯,由三相绕组组成,是一个机座；②转子——又称转子铁芯, 由三相短路绕组组成,是一个转轴；转子的结构分为：a. 笼型转子：优点：转子结构简洁,既无集 电环又无绝缘,既省材料又制造便利, 是一种经济耐用的电机,工业上应用广泛；b. 绕线转子： 可以通过集电环及电刷在转子回路中引入外加电阻, 以改善电动机的启动和调速性能；缺点：转子绕组结构复杂,价格较贵,牢靠性较差；多少【 练 习6】有一台8 极感应电动机,f 50Hz,额定转③气隙——励磁 i m20 ~50% I N ；差率 sN0.043 ,试求（ 1）同步转速；（ 2）6、感应电机的额定值：额定转速；（ 3）n700r / min 时的转差率；①额定电压U N （线电压）（ 4 ） n800r/ min 时的转差率； （ 5）起②额定电流I N （线电流）动瞬时的转差率；③额定功率PN （在额运时,电机的输出功率,对电动机而言, 就是转轴上所消耗的机械功率；） PN3U N I NN cos N④额定转速 n N【 练 习 5 】 一 台 三 相 感 应 电 动 机 ,7、感应电机的电势平稳方程式：PN 75kW, n N975r /min ,①定子侧： U 1E1 I 1〔 R1jX 1 〕 ,U N 3000V, I N18.5 A ,其中 E14.44f1 N 1kw1 mcos N0.87 ,f 50Hz；试问：（ 1）② 转 子 侧 ：电动机的极数是多少（ 2）额定负载下的转差率 s 是多少（ 3）额定负载下的效率 是U 2 E2 sI 2 〔R2jsX 2 〕 0 ； 就E2 s得出：sE2I 2I 2 〔 R2E 2sjsX 2 〕sE2因 为 I 2；sE2R2 jsX 2, 所 以R2 jsX 2R2 jsX 2E 2I2 R2 jXE2R jX 1 s RE2 s4.44 f2 N 2kw2 m4.44 sf1N2 kw2 msE2 s2 2 2 s 2f n ps n1 p sf③绕组的归算：A. I 的归算： I 'm2N 2 kw 2 I 1 I2 160 602。