電機(jī)自學(xué)指導(dǎo)書

1、電機(jī)學(xué)自學(xué)指導(dǎo)書一、課程編碼及適用專業(yè)課程編碼： 045922211總學(xué)時(shí)： 136面授學(xué)時(shí)： 48自學(xué)學(xué)時(shí)： 88適用專業(yè) ：電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)（函授專科）二、課程性質(zhì)本課程是高等學(xué)校?？茝?qiáng)電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。目前電能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)中已是 不可缺少的能量，而拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)一般都是采用電動(dòng)機(jī)，所以發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 十分廣泛，它們?cè)趪?guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用。三、本課程的地位和作用電機(jī)學(xué)是研究電力系統(tǒng)理論和應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)課程。電力技術(shù)的發(fā)展十分迅速，應(yīng)用 非常廣泛，現(xiàn)代一切新的科學(xué)技術(shù)無不與電有著密切的關(guān)系。因此， 電機(jī)學(xué)是高等學(xué)校強(qiáng)電 類各專業(yè)的一門重要課程。作為技術(shù)基礎(chǔ)

2、課程，它具有基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和先進(jìn)性?；A(chǔ)性是指基本理論、基本知識(shí)和基本技能。電機(jī)學(xué)是為后續(xù)專業(yè)課程打基礎(chǔ)，是為學(xué)生 畢業(yè)后從事有關(guān)電的工作打基礎(chǔ)，也就是為自學(xué)、深造、拓寬和創(chuàng)新打基礎(chǔ)。四、學(xué)習(xí)目的與要求通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生受到愛國(guó)注意和辯證唯物主義的教育，掌握常用的交、直流電 機(jī)及變壓器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、運(yùn)行性能、分析計(jì)算、電機(jī)選擇及試驗(yàn)方法，為學(xué)習(xí)工 廠電氣控制設(shè)備 ，自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng) ，工廠供電及電力系統(tǒng)等課程準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)知識(shí)。 為學(xué)好電路這門課，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（一）要抓主要矛盾，有條件地略去一些次要因素，找出問題的本質(zhì)。（二）要抓住重點(diǎn)，即應(yīng)牢固掌握基本概念、基本定理和主要

3、公式。（三）要有良好的學(xué)習(xí)方法，可運(yùn)用對(duì)比或比較的學(xué)習(xí)方法，找出直流和交流、同步和異 步的共性和差異，以加深對(duì)各種電機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)的理解。五、本課程的學(xué)習(xí)方法為了學(xué)好本課程，首先要具有正確的學(xué)習(xí)目的和態(tài)度。在學(xué)習(xí)中要刻苦鉆研、踏踏實(shí)實(shí)、 虛心求教、持之以恒。在學(xué)習(xí)時(shí)要抓住物理概念、基本理論、工作原理和分析方法；要理解問 題是如何提出和引申的，又是怎樣解決和應(yīng)用的；要注意各部分內(nèi)容之間的聯(lián)系，前后是如何 呼應(yīng)的。通過習(xí)題可以鞏固和加深對(duì)所學(xué)理論的理解，并培養(yǎng)分析能力和運(yùn)算能力，所以應(yīng)按 要求完成布置的作業(yè)題。除學(xué)習(xí)規(guī)定教材外，應(yīng)參閱相關(guān)的參考書。六、自學(xué)內(nèi)容與指導(dǎo)第一章 直流電機(jī)（一）本章重

4、點(diǎn)1. 直流電機(jī)的可逆原理：直流電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)使用，又可作電動(dòng)機(jī)使用在兩種工作狀 態(tài)下，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的方向相反，要能分析不同情況下轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、電勢(shì)、電流、電壓各量的 大小和方向。2. 電樞感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式。3. 電樞反應(yīng)：直流電機(jī)在負(fù)載時(shí)，電樞磁勢(shì)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變而且有一定的去磁作用， 影響工作特性。4. 直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的工作特性。5. 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)建立電壓的過程和條件。（二）本章難點(diǎn)本章的難點(diǎn)是電樞繞組展開圖的畫法、電樞反應(yīng)和換向等概念。（三）本章考點(diǎn)1. 直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩、電樞電勢(shì)的計(jì)算。2. 直流電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的計(jì)算、功率的計(jì)算。3. 直流電機(jī)的電勢(shì)平衡方程式和有

5、關(guān)的概念。（四）自學(xué)指導(dǎo)1. 直流電機(jī)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件， 直流發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能， 直流電動(dòng)機(jī)則是 將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中要始終注意直流電機(jī)的這種可逆原理。直流電機(jī)的工 作原理是建立在電磁感應(yīng)定律和電磁力定律所描述的電磁規(guī)律上。2. 直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上具有兩大部分：靜止的磁極與電刷，轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組與換向器，通過 二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。從直流電機(jī)的外部看，它的電壓、電流和電勢(shì)都是直流的， 但每個(gè)電樞繞組元件中的電壓、電流和電勢(shì)都是交流的，這一轉(zhuǎn)換過程是通過換向器與電刷實(shí) 現(xiàn)的3. 電樞繞組是直流電機(jī)的主要電路，機(jī)電能量變換就是在這里進(jìn)行，因此電樞繞組可以說 是直流

6、電機(jī)的 “心臟”。直流電機(jī)的電樞繞組是由許多完全相同的繞組元件以一定的規(guī)律通過換 向片聯(lián)接起來的一種閉合電路，按繞組元件串聯(lián)方式的特點(diǎn)與端接部分的形狀分為迭繞組和波 繞組兩大類，單迭繞組和單波繞組是兩種基本形式，學(xué)習(xí)中要注意了解它們的聯(lián)接規(guī)律與電路 特點(diǎn)4. 直流電機(jī)中的氣隙磁場(chǎng)是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的耦合介質(zhì)， 磁場(chǎng)與電樞繞組元件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，磁場(chǎng)與繞組元件中的電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩電樞繞組的感應(yīng)電勢(shì)Ea Ce n，對(duì)于任何既定的電機(jī)來說，感應(yīng)電勢(shì) E的大小僅取決于每極磁通 和轉(zhuǎn)速n。 電磁轉(zhuǎn)矩Tm Ct I a，僅取決于每極磁通 和電樞電流la。5. 當(dāng)電機(jī)有負(fù)載時(shí)，氣隙磁場(chǎng)由主磁

7、極的勵(lì)磁磁勢(shì)和電樞電流所產(chǎn)生的電樞磁勢(shì)共同建立，電樞磁勢(shì)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)分為直軸電樞反應(yīng)和交軸電樞反應(yīng)。 電樞反應(yīng)不僅使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變，而且有一定的去磁作用（當(dāng)磁路飽和時(shí) ），因此電樞反應(yīng)直接影響感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的大小，它對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能關(guān)系很大，所以對(duì)電樞反應(yīng)的形成原 因和補(bǔ)償方法都要給予足夠的注意。6. 電動(dòng)機(jī)的工作特性和發(fā)電機(jī)的工作特性是選用電機(jī)的一個(gè)重要依據(jù)。它表征了直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)各物理量之間的關(guān)系。不同的勵(lì)磁方式工作特性有很大的差別，要很好地加以比較和理 解。在分析工作特性時(shí)，要很好掌握不同勵(lì)磁方式和不同運(yùn)行狀態(tài)的電勢(shì)平衡方程式，功率平 衡方程式和轉(zhuǎn)矩平衡方

8、程式。7. 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)沒有另外的電源提供勵(lì)磁電流，他的磁場(chǎng)是由發(fā)電機(jī)本身建立起來的， 因此學(xué)習(xí)時(shí)要注意并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)建立電壓的過程和條件。8. 直流電機(jī)的換向是指電樞繞組元件從一條支路退出經(jīng)過電刷短路而進(jìn)入另一條支路時(shí)， 換向元件內(nèi)電流由 ia 變?yōu)榱?，再變?ia 的整個(gè)過程。在討論換向問題時(shí)著重分析換向中可 能產(chǎn)生火花的電磁原因和改善換向的方法。第二章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（一）本章重點(diǎn)1. 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：機(jī)械特性在電力拖動(dòng)理論中是很重要的概念，電力系統(tǒng)能否穩(wěn) 定運(yùn)行取決于電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和負(fù)載的配合，即要滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件。機(jī)械特性 分固有特性和人為特性。2. 他勵(lì)直

9、流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法和特點(diǎn)。3. 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)。（二）本章難點(diǎn)1. 工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩、力、飛輪矩和質(zhì)量的折算。2. 調(diào)速方法與負(fù)載特性的配合。（三）本章考點(diǎn)1. 直流電動(dòng)機(jī)各種機(jī)械特性的計(jì)算。2. 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法和特點(diǎn)。3. 電力拖動(dòng)的有關(guān)概念。（四）自學(xué)指導(dǎo)1. 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是個(gè)非常重要的公式，大家一定要熟練地掌握。要注意固有特性Un I aN Ra和不同情況下人為特性的計(jì)算，特別要注意Ce N - -，由于數(shù)值較小，計(jì)算時(shí)nN至少要保留三位小數(shù)。同時(shí)當(dāng)電路參數(shù)發(fā)生變化時(shí),Ce 的變化：對(duì)于電樞回路串電阻和降將隨著的變化而成正比的變化。低電樞電壓的人為特性，在參數(shù)變化的

10、前后Ce2要注意電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件：在電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和負(fù)載特性的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上，應(yīng)保證TmCe N ；對(duì)于減弱磁通的認(rèn)為特性，CeTz ；而在這一轉(zhuǎn)速之下，應(yīng)保證 Tm Tz。若用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示，在工KT-JT作點(diǎn)上，若dT蟲 一3，則系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，該式稱為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件。dn dn3. 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)：直流電動(dòng)機(jī)由于在起動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)速為零，而電樞電阻很小，所以起動(dòng) 電流1st 仏，有很大的值過大的起動(dòng)電流使電機(jī)的換向惡化，并引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，還會(huì)Ra對(duì)機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生很大的沖擊，因此一般直流電動(dòng)機(jī)是不允許直接起動(dòng)的。直流電動(dòng)機(jī)常用的起 動(dòng)方法有電樞串電阻起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種方法

11、。應(yīng)注意不論采用那一種起動(dòng)方法，起動(dòng)時(shí)均應(yīng) 保證電動(dòng)機(jī)的磁通達(dá)到最大值，因?yàn)樵谝欢ǖ钠饎?dòng)電流的情況情況下磁通大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大。4. 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速：直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有三種：改變電樞電壓、電樞回路串電阻、 減弱磁通調(diào)速。注意三種方法的不同之處，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，改變電樞電壓和電樞回 路串電阻調(diào)速前后電樞電流不變，而弱磁調(diào)速前后電樞電流將要變化。改變電樞電壓調(diào)速一般 是將轉(zhuǎn)速由高速往低速調(diào)，電樞回路串電阻調(diào)速將隨著電樞電阻的加大而逐漸降低，而弱磁調(diào) 速一般是將轉(zhuǎn)速由低速往高速調(diào)。在調(diào)速時(shí)還要注意各種調(diào)速方法與負(fù)載的配合。改變電樞電壓和電樞回路串電阻調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，而弱磁調(diào)速屬于恒功率

12、調(diào)速。對(duì)于不同的負(fù)載正確的選擇調(diào)速方法，可以使電動(dòng)機(jī)得到充分利用。第三章變壓器的類別和結(jié)構(gòu)（一）本章重點(diǎn)1. 變壓器的主要結(jié)構(gòu)、類別、基本工作原理。2. 額定值的意義和計(jì)算。（二）本章考點(diǎn)額定值的計(jì)算和變壓器的工作原理。（三）自學(xué)指導(dǎo)1. 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止的電器，它具有變換電壓、 電流和阻抗的作用，變壓器的工作原理、結(jié)構(gòu)和分類比較簡(jiǎn)單。2. 變壓器的額定值計(jì)算是變壓器計(jì)算的基礎(chǔ)，要正確使用公式，注意單相和三相之間的不同之處，變壓器的額定值對(duì)三相變壓器來說電壓.、電流均為線值.，功率是三相視在功率.，計(jì)算.時(shí)一定要注意。對(duì)單相變壓器：SNU 1N I1NU 2N 1 2N對(duì)

13、三相變壓器：SN1N I1N3U 2N 1 2N第四章變壓器的電路理論（一）本章重點(diǎn)1. 變壓器空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行的主要區(qū)別在于原繞組電流大小的變化?？蛰d時(shí)原繞組電流為|0 .負(fù)載時(shí)原繞組中的電流變?yōu)殡娏髯兓哪康氖菫榱司S持鐵心中的主磁通保持不變，使變壓器原、副繞組在負(fù)載時(shí)的電磁平衡達(dá)到一種新的狀態(tài)，因此要分析并理解在不同運(yùn) 行狀態(tài)下，|0、|和| 2等參數(shù)的物理意義。2. 基本方程式、等值電路、相量圖是分析變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系的有效工具，可借助于它 們來分析變壓器各種運(yùn)行狀態(tài)。3. 變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)是求解參數(shù)的重要手段，在變壓器的計(jì)算中很重要。4. 變壓器的電壓變化率和效率計(jì)算也是變

14、壓器計(jì)算的重點(diǎn)。（二）本章難點(diǎn)變壓器空載電流的波形和變壓器參數(shù)折算的概念。（三）本章考點(diǎn)1. 變壓器參數(shù)計(jì)算、電壓變化率的計(jì)算、效率的計(jì)算。2. 變壓器空載和負(fù)載時(shí)的基本概念和基本理論。（四）自學(xué)指導(dǎo)1變壓器是一種電磁耦合元件，通過磁路的耦合作用把交流電能從原邊傳遞到副邊，利 用繞制在同一鐵心上的原繞組和副繞組之間的匝數(shù)不等，把電壓從原繞組的某一數(shù)量等級(jí)改變 為副繞組的另一數(shù)量等級(jí)。2變壓器主要由鐵心和繞組組成，繞組可分為原繞組和副繞組，鐵心磁路同時(shí)穿過原、 副繞組形成閉合回路，兩繞組分別與電源或負(fù)載形成獨(dú)立電路。3在研究變壓器的運(yùn)行情況時(shí)，先分析空載運(yùn)行，然后再分析負(fù)載運(yùn)行。因?yàn)榭蛰d運(yùn)行 時(shí)

15、副繞組開路且電流為零，此時(shí)變壓器運(yùn)行情況比較簡(jiǎn)單，易于理解。而負(fù)載運(yùn)行時(shí)副邊有電 流，運(yùn)行情況較為復(fù)雜，按照這樣的順序來分折，可以由簡(jiǎn)到繁，由特殊到一般地認(rèn)識(shí)整個(gè)變 壓器的內(nèi)部電磁關(guān)系。4本章對(duì)變壓器的運(yùn)行分析都是針對(duì)單相變壓器進(jìn)行的，但在三相對(duì)稱負(fù)載下，對(duì)單相 變壓器分析的結(jié)論完全適用于三相變壓器此外，在穩(wěn)態(tài)時(shí)求得變壓器等值電路中的各參數(shù)均 應(yīng)為相參數(shù)，所以在作三相變壓器參數(shù)計(jì)算時(shí)，也必須換成每相數(shù)值。5. 通過單相變壓器空載運(yùn)行分析， 初步掌握變壓器內(nèi)部的電磁物理過程和空載時(shí)的基本方 程式6. 通過變壓器負(fù)載運(yùn)行分析，深入理解負(fù)載運(yùn)行時(shí)變壓器各物理量之間的關(guān)系，繞組折算 的物理意義及其計(jì)算

16、方法，掌握負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等效電路、相量圖及參數(shù)測(cè)定，求解電壓變化率 和效率，分析變壓器的運(yùn)行性能。第五章 三相變壓器（一）本章重點(diǎn)1. 三相變壓器聯(lián)接組別的確定是分析變壓器相位的關(guān)鍵，它關(guān)系到變壓器能否并聯(lián)運(yùn)行。2. 三相磁路系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)和連接組別對(duì)相電勢(shì)的波形有較大的影響。3. 變壓器并聯(lián)運(yùn)行是日常使用中常見的問題，它們必須滿足三個(gè)條件方可進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。（二）本章難點(diǎn)三相變壓器繞組的連接法和磁路系統(tǒng)對(duì)相電勢(shì)波形的影響。（三）本章考點(diǎn)三相變壓器繞組的連接組別的判定和三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行。（四）自學(xué)指導(dǎo)1. 三相變壓器的磁路系統(tǒng)分為彼此相關(guān)和彼此無關(guān)兩種。 在電力變壓器中廣泛采用三相芯 式變壓器

17、。2. 熟悉變壓器的聯(lián)接組別，并能根據(jù)繞組接線圖判別其聯(lián)接組別，或按照給出的聯(lián)接組別 畫出繞組接線圖。 三相變壓器的連接組別既是電路連接問題，又關(guān)系到變壓器中的諧波電勢(shì)， 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行等問題。連接組別是表示高、低壓繞組對(duì)應(yīng)線電勢(shì)之間的相位關(guān)系，用鐘點(diǎn) 數(shù)表示。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意連接組別不僅與首末端的標(biāo)志有關(guān)，而且還與變壓器高、低壓繞組的連 接方式有關(guān)。當(dāng)以同名端為首端時(shí)，在同一鐵心柱上的高、低壓相電勢(shì)將同相位，當(dāng)以異名端 為首端時(shí)，在同一鐵心柱上的高、低壓相電勢(shì)將反相位。求線電勢(shì)時(shí)要注意繞組是星形還是三 角形接法：若為星形接法，線電勢(shì)等于兩相電勢(shì)之差，若為三角形接法，線電勢(shì)等于相電勢(shì)， 但是要注

18、意線電勢(shì)與相電勢(shì)的參考方向。3. 根據(jù)變壓器不同鐵心結(jié)構(gòu)，分析三相變壓器繞組聯(lián)接組和磁路系統(tǒng)對(duì)相電勢(shì)波形的影 響。應(yīng)注意三相變壓器組不能采用 Y,Y 連接，而三相心式變壓器可以采用 Y,Y 連接。4. 變壓器并聯(lián)運(yùn)行是研究三相變壓器區(qū)別于單相變壓器的特殊問題。 了解三相變壓器并聯(lián) 運(yùn)行的條件，掌握變壓器并聯(lián)運(yùn)行的有關(guān)計(jì)算。第六章 其他用途的變壓器（一）本章重點(diǎn)1. 自耦變壓器的工作原理和特點(diǎn)。2. 儀表用的互感器的工作原理和使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。（二）本章考點(diǎn)1 自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電路特點(diǎn)。2 電壓互感器和電流互感器的工作原理和接線方式。（三）自學(xué)指導(dǎo)1. 自耦變壓器是從兩線圈變壓器演變而來

19、。它的特點(diǎn)是原、副邊之間不僅有磁的耦合，而 且還有電的直接聯(lián)系。 自耦變壓器的電壓、 電流關(guān)系與兩線圈變壓器相同， 但是容量關(guān)系不同， 在自耦變壓器中，變壓器的額定容量由繞組（電磁）容量和傳導(dǎo)容量組成，即自耦變壓器負(fù)載 所獲得的容量不全部是通過電磁感應(yīng)傳遞的 （電磁容量） ，還有一部分是由電源直接送到負(fù)載 （傳 導(dǎo)容量），而兩線圈變壓器負(fù)載獲得的功率完全是通過電磁感應(yīng)傳遞的（電磁容量） 。自耦變壓 器由于只有一個(gè)線圈，所以體積小，節(jié)省有色金屬材料，提高了效率。2. 儀表用的互感器分電壓互感器和電流互感器，主要用于測(cè)量大電壓和大電流， 電壓互感器工作時(shí)副邊相當(dāng)于開路，因此工作時(shí)副邊不允許短路；電

20、流互感器工作時(shí)副邊相當(dāng)于短路，因此工作時(shí)副邊不允許開路。要注意的是，電壓互感器的原邊并在被測(cè)電路中，而電流互感器 的原邊與被測(cè)電路串聯(lián)，即原邊的電流是被測(cè)電流，與副邊電流的大小無關(guān)，這與普通變壓器 是不同的?；ジ衅髦饕糜跍y(cè)量，為了保證一定的精度，鐵心不飽和。第七章 交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)和磁勢(shì)（一）本章重點(diǎn)1. 三相單層繞組的排列規(guī)律與聯(lián)接方法，能畫出單層繞組各種形式的展開圖。2. 三相雙層短距繞組的排列規(guī)律與聯(lián)接方法。3. 交流繞組電勢(shì)表達(dá)式，以及采用短距、分布繞組對(duì)消除諧波的作用。3. 脈振磁勢(shì)、旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的特性及其產(chǎn)生的條件。（二）本章難點(diǎn)繞組磁勢(shì)的性質(zhì)和特點(diǎn)。（三）本章考點(diǎn)三相單層繞組的展

21、開圖、交流繞組電勢(shì)表達(dá)式，以及繞組系數(shù)的計(jì)算。（四）自學(xué)指導(dǎo)1. 交流電機(jī)可分為兩大類，即異步電機(jī)和同步電機(jī)但它們的定子繞組是相同的。本章著重 介紹交流繞組的電勢(shì)和磁勢(shì)，在學(xué)習(xí)中要注意把交流電機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器進(jìn)行比較。2. 交流繞組的主要型式有三相單層繞組和三相雙層繞組兩種，它們的構(gòu)成原則是一致的，最主要的是使旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)在繞組中的感應(yīng)電勢(shì)獲得最大的基波電勢(shì)而盡可能地削弱諧波電勢(shì)，并 保證三相電勢(shì)對(duì)稱。搞清交流繞組的排列規(guī)律和聯(lián)接方式，通過三相單層和雙層短距繞組的介 紹，掌握交流繞組節(jié)距的計(jì)算、繞組的聯(lián)接和展開圖的繪制方法。3. 當(dāng)定子繞組切割正弦分布的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)便產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)， 分析的方法是從

22、導(dǎo)體電勢(shì)開始到 線圈組進(jìn)而到一相繞組。必須注意把導(dǎo)出的感應(yīng)電勢(shì)的表達(dá)式和變壓器線圈電勢(shì)表達(dá)式進(jìn)行比 較。掌握交流繞組感應(yīng)電勢(shì)的計(jì)算方法，理解繞組的短距系數(shù)、分布系數(shù)及繞組系數(shù)的含義， 以及分布和短距繞組對(duì)消除高次諧波電勢(shì)的作用。4. 繞組磁勢(shì)的性質(zhì)和特點(diǎn)是這一章的難點(diǎn)內(nèi)容，必須注意。（ 1）單相繞組的磁勢(shì)是一個(gè)脈振磁勢(shì)。其基波磁勢(shì)是一個(gè)正弦分布的脈動(dòng)磁勢(shì)，它可以 分解為兩個(gè)個(gè)具有同一同步轉(zhuǎn)速、 幅值相等且保持不變， 但旋轉(zhuǎn)方向相反的正弦分布旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。（2）在對(duì)稱的三相繞組中通以對(duì)稱的三相正序電流時(shí)，產(chǎn)生的合成磁勢(shì)為正向旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，三相繞組中通以負(fù)序電流，則合成的結(jié)果為反向旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。（3）三相繞組

23、合成磁勢(shì)的基波為旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)波，要注意其幅值、轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。5. 交流繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)和繞組切割磁場(chǎng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，都是在繞組中發(fā)生的電磁規(guī) 象。繞組采用分布式和短距式，對(duì)磁勢(shì)和電勢(shì)有同樣的影響。在分析電勢(shì)和磁勢(shì)的過程中特別 要注意到，感應(yīng)電勢(shì)僅是時(shí)間的函數(shù)，而磁勢(shì)卻既是時(shí)間的函數(shù)又是空間的函數(shù)。第八章異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本原理（一）本章重點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、銘牌數(shù)據(jù)的計(jì)算。（二）自學(xué)指導(dǎo)1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的分類和基本結(jié)構(gòu)。2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值。在異步電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)額定值中，需要特別注意的是以下兩點(diǎn)：（）額定功率Pn。是指在額定條件下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)由軸端輸出的機(jī)械功率，單位為kW。定子三

24、相繞組從電網(wǎng)吸取的電功率必須乘以效率之后才等于轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械功率，即Pn- 3U n I n COS n n。（2）定子繞組接法和電源電壓的正確配合。因?yàn)槊肯嗬@組應(yīng)該承受的正常工作電壓在設(shè)計(jì)制造時(shí)已經(jīng)確定了，所以在使用時(shí)就要根據(jù)所提供的電源電壓來確定三相繞組的接法。例如當(dāng) 電源線電壓為380V時(shí)，三相繞組應(yīng)接成星形；當(dāng)線電壓為220V時(shí)，使應(yīng)接成三角形。實(shí)際上在這兩種情況下，每相繞組都是承受220V電壓。3. 異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)由轉(zhuǎn)差率s的正、負(fù)相它的數(shù)值所在的區(qū)間可以判斷異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)：（1） 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率區(qū)間為：0 s 1 （ ni n 0）。特點(diǎn)是n與ni同方

25、向，且n ni，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的，將電能變?yōu)闄C(jī)械能。（2） 發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率區(qū)間為：s 0（ n m）。特點(diǎn)是n與ni同方向且n ni，電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)性質(zhì)的，將機(jī)械能變?yōu)殡娔堋＃?） 電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率區(qū)間為：i s（ 0n）。特點(diǎn)是n與ni反方向；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以高于同步速的速度切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)的，定子從電網(wǎng)吸收的電能和轉(zhuǎn)子的機(jī)械能都變成電機(jī)內(nèi)部的損耗而轉(zhuǎn)換為熱能（電源反接制動(dòng)就是一個(gè)例子 ）。第九章三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理（一）本章重點(diǎn)1. 三相異步電動(dòng)機(jī)空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本電磁關(guān)系，掌握基本方程式、等效電路和相量圖的三種分析方法，并注意與變壓器的對(duì)比，

26、著重分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后的情況，轉(zhuǎn)子繞組的折算和 頻率的折算。2掌握異步電動(dòng)機(jī)的功率的計(jì)算和流程圖，電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率和機(jī)械功率之間的關(guān)系， 電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式。（二）本章難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的頻率折算。（三）本章考點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算和異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)有關(guān)的概念。（四）自學(xué)指導(dǎo)1. 異步電動(dòng)機(jī)的磁路和磁通的分析，可應(yīng)用變壓器中的一些概念，但要注意異步電機(jī)與變壓器的區(qū)別，如在磁路的組成上、漏磁通的種類以及主磁通的性質(zhì)（變壓器的主磁通是脈動(dòng)磁通，異步電動(dòng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)磁通）。2. 異步電動(dòng)機(jī)是在學(xué)習(xí)過的變壓器的基礎(chǔ)上開始的，因此分析異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系要注意與變壓器的對(duì)比。例如，正常運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

27、子總是旋轉(zhuǎn)的，但是為了更好地與變壓器 相比教，先從轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行分析然后再研究轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的情況，這樣的分析方法由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)，有利于溫故知新。3. 轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)，并且轉(zhuǎn)子繞組開路其電磁關(guān)系和變壓器空載的相同，定子繞組相當(dāng)于變壓器原邊，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器副邊，但異步電機(jī)的繞組多數(shù)是短距、分布的，因此定、轉(zhuǎn) 子繞組不僅匝數(shù)不等，而且繞組系數(shù)也不同，所以定、轉(zhuǎn)子電勢(shì)之間存在有電壓變比.Wkwi 知，,miWikwi ke和電流比kiW2 kw2m?W2 k w24. 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組短路并把轉(zhuǎn)子堵住不動(dòng)，其電磁關(guān)系相當(dāng)于變壓器短路運(yùn)行狀態(tài)。由于定、轉(zhuǎn)子的相數(shù)、繞組匝數(shù)和繞組系數(shù)的不同，為

28、了用同一個(gè)等效電路來表達(dá)它們的關(guān)系，就要進(jìn)行繞組折算，折算的條件是磁勢(shì)不變和功率不變。5. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后的情況應(yīng)是本章分析的重點(diǎn)，首先注意分析轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁勢(shì)F2的性質(zhì),它為什么可以與定子磁勢(shì) F1進(jìn)行疊加，如何建立異步電動(dòng)機(jī)的磁勢(shì)平衡關(guān)系由于轉(zhuǎn)子電勢(shì)、電流的頻率f2與定子電勢(shì)、電流的頻率fl不相等，要畫出異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的等效電路，就必須進(jìn)行頻率折算，也就是用一個(gè)靜止的轉(zhuǎn)子去代替轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，而它們的內(nèi)部電磁關(guān)系不變。6. 異步電動(dòng)機(jī)的基本方程式、等效電路和相量圖是分析電磁關(guān)系的三種基本方法，任各種 不同情況下，它們的表達(dá)形式有一定的差異，因此代表著不同的物理意義，特別注意轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 后的情況，

29、對(duì)“ T ”形、“ ”形和簡(jiǎn)化等值電路都必須注意它們的筒化過程和條件7. 電磁轉(zhuǎn)矩是載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用而產(chǎn)生的，在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 才能拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)， 向負(fù)載輸出機(jī)械功率， 因此電磁轉(zhuǎn)矩是電機(jī)進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵， 所以異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩的分析也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。利用等效電路來導(dǎo)出各個(gè)功率 和損耗之間的關(guān)系，既簡(jiǎn)單明了，也易于記憶。8. 對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組的極數(shù)必須和定子繞組的一樣才能使定、轉(zhuǎn)子基波磁勢(shì) 相對(duì)靜止而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。對(duì)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，則無論導(dǎo)條數(shù)目多少，鼠籠轉(zhuǎn)子的極數(shù) 總是自動(dòng)地等于定子繞組的就極數(shù)，他的相數(shù)等于每對(duì)極下的導(dǎo)條數(shù)，因

30、此必須進(jìn)行轉(zhuǎn)子的相 數(shù)折算。9. 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載變化時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)差率 ） 、效率、功率因數(shù)、輸出轉(zhuǎn)矩、定予電流隨輸出功率而變化的曲線稱為異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。了解異步電動(dòng)機(jī)的工作特性對(duì)正確設(shè) 計(jì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)；選擇拖動(dòng)電機(jī)都是很重要的要分析主要工作特性并掌據(jù)求取這些特性的方 法。10. 異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)包括勵(lì)磁參數(shù)和短路參數(shù)，與變壓器的參數(shù)類似，可通過空載試驗(yàn) 和短路試驗(yàn)測(cè)出。第十章 三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（一）本章重點(diǎn)1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式。2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：（1）改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)p,以改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速ni，也就是變極調(diào)速；（2）改變電動(dòng)機(jī)

31、所接電源的頻率fi，以改變同步轉(zhuǎn)速 ni，這就是變頻調(diào)速； （ 3）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 s。3. 三相異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的計(jì)算：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的計(jì)算包括電動(dòng)運(yùn)行（調(diào)速）、回饋制動(dòng)運(yùn)行、倒拉反接制動(dòng)運(yùn)行的計(jì)算。 計(jì)算的主要內(nèi)容是在負(fù)載已知的前提下, 給定電機(jī)參數(shù)求轉(zhuǎn)速, 或者給定轉(zhuǎn)速求參數(shù),這里所討論的各種運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算主要是針對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 子回路串入不同電阻時(shí)的情況。（二）本章難點(diǎn)機(jī)械特性表達(dá)式和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的計(jì)算。（三）本章考點(diǎn)1三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速和三相異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的計(jì)算。2. 三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的有關(guān)概念。（四）自學(xué)指導(dǎo)1. 在電力拖動(dòng)中，能直接地說明異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間

32、的關(guān)系，就是異步電動(dòng)機(jī) 的機(jī)械特性。（1）機(jī)械特性（即是電磁轉(zhuǎn)矩）表達(dá)式有三種形式：物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式、實(shí)用表達(dá) 式。（2）機(jī)械特性曲線中，最大轉(zhuǎn)矩 Tmax 和起動(dòng)力矩 Tst 對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行具有重要意義。在機(jī)械特性的穩(wěn)定區(qū)，隨著負(fù)載力矩的增大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將會(huì)下降。（3）機(jī)械特性分固有特性和人為特性。2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（ 1）異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能： 評(píng)價(jià)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能， 重要的指標(biāo)是起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小。對(duì)這兩項(xiàng)指標(biāo)的要求是：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大、起動(dòng)電流不要太大。但異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí) 存在的主要問題恰恰是起動(dòng)電流太大，約為額定電流的57 倍。（ 2）降低起動(dòng)電流的方法有： 降低

33、加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓； 在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻， 這種方法只能用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)。（3）鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法可分為直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種。 直接起動(dòng) 又稱為全電壓起動(dòng)。其方法是用閘刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)的定子繞組接別 相應(yīng)額定電壓的電網(wǎng)上進(jìn)行起動(dòng)， 這種起動(dòng)方法操作簡(jiǎn)便、 起動(dòng)時(shí)間短、 所需設(shè)備簡(jiǎn)易又經(jīng)濟(jì)， 應(yīng)盡可能優(yōu)先考慮采用。缺點(diǎn)是起動(dòng)電流大。 降壓起動(dòng) 當(dāng)供電變壓器容量不夠大而不能采用直接起動(dòng)法時(shí)， 可采用降壓起動(dòng)的方法。 但是隨著起動(dòng)電壓的降低，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將按電壓折扣的平方下降。因此降壓起動(dòng)的方法 只適用于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高 （例如空載起動(dòng) ）的場(chǎng)所。（a）在定子電路

34、中串入電阻（電抗器）起動(dòng) 這種起動(dòng)的原理是：起動(dòng)時(shí)將電阻（電抗器）串入定子繞組。由于這時(shí)電阻（電抗器）上有定的電壓降，便使加在電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓降低了，因此減小了起動(dòng)電流。待轉(zhuǎn)速基本 穩(wěn)定時(shí)，冉將電阻（電抗器）除去，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。利用這種力法起動(dòng)時(shí)，如果 電壓降低了 k 倍，那么起動(dòng)電流將是全電壓起動(dòng)電流的 1/k 倍，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將是全電壓起動(dòng)轉(zhuǎn)2矩的 1/k2 倍，因此這種起動(dòng)方法只能用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小無關(guān)重要的場(chǎng)所。（b）用自耦變壓器降壓起動(dòng)起動(dòng)時(shí)，利用自耦變壓器將電網(wǎng)電壓降低之后再接到電動(dòng)機(jī)的定子繞組上。待轉(zhuǎn)速基本穩(wěn) 定時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上。這種起動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)是，從電

35、網(wǎng)吸取的電流比用串入電阻（電抗器）時(shí)的小，所能獲得的轉(zhuǎn)矩卻大得多。因此用得比較普遍。缺點(diǎn)是投資較大。(c) 星一一三角降壓起動(dòng)這種方法只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接法的異步電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)定子三相繞組 被接成星形，各相繞組所承受的相電壓等于線電壓Un的1/3。待轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定時(shí)，再將三相繞組接成三角形，各相繞組承受的電壓是線電壓U n。(4) 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能較好，是因?yàn)檗D(zhuǎn)子回路能串入電阻。 適當(dāng)?shù)卦黾愚D(zhuǎn)子回路中的電阻，既可降低起動(dòng)電流，又可提高功率因數(shù)和增大起動(dòng)轉(zhuǎn)距?？纱朕D(zhuǎn)子回路作為起 動(dòng)電阻用的設(shè)備通常有兩類：起動(dòng)變阻器和頻敏變阻器。3. 調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法很多主要的有

36、三種：變極調(diào)速、變頻調(diào)速和改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速。60 f,(1) 變極調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定干同步轉(zhuǎn)速n,1，在電源頻率fi不變的情P況下，改變定子繞組的極對(duì)數(shù) p,同步轉(zhuǎn)速n,就會(huì)攻變。如果極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就下 降一半，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)地也大約下降一半。顯然，用這種方法來調(diào)速，只能做到一級(jí)一級(jí) 跳躍式地改變轉(zhuǎn)速，不是平滑調(diào)速。(2) 變頻調(diào)速當(dāng)電源的頻率fi改變時(shí)，同步轉(zhuǎn)速 n,與頻率成正比變化，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n也隨之而變。所以，改變電源頻率可以平滑的調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但必須有一套專用 的變頻電源，設(shè)備投資較大，使它的應(yīng)用受到很大限制。近幾年來，隨著晶閘管可控硅技術(shù)的 進(jìn)步和發(fā)展，異

37、步電動(dòng)機(jī)的交流變頻調(diào)速發(fā)展得很快，正在日益進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。(3) 改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速常采用改變轉(zhuǎn)子電阻的方法來實(shí)現(xiàn)，顯然這種調(diào)速方法只適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)。4. 制動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)在拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械時(shí)，在很多場(chǎng)合都要求電動(dòng)機(jī)能夠?qū)嵭兄苿?dòng)。所謂制動(dòng)就是指 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的實(shí)際旋轉(zhuǎn)方向相反。異步電動(dòng)機(jī)常用的四種制動(dòng)方法，也就是 制動(dòng)狀態(tài)的四種形式如下：(1) 發(fā)電機(jī)制動(dòng) 例如當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變極調(diào)速，定于繞組由少極數(shù)變?yōu)槎鄻O數(shù)時(shí)，因同步轉(zhuǎn)速突然下降很多，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變?yōu)楦哂谕睫D(zhuǎn)速，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，電流和電磁轉(zhuǎn)矩也反向了，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子受制動(dòng)作用而減速至低一級(jí)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。(2

38、) 電源反接制動(dòng) 又叫做正轉(zhuǎn)反接”制動(dòng)。將正在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)的 定子三根供電線任意對(duì)調(diào)兩根，使定子電流的相序改變，它所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)立即反轉(zhuǎn)，變?yōu)榕c轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，于是電機(jī)立即進(jìn)入相當(dāng)于s 2時(shí)的電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較強(qiáng)的制動(dòng)作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零時(shí)，必須立即切斷定子電源，否則電機(jī)將向相反方向旋轉(zhuǎn)。(3) 倒拉反接制動(dòng) 又叫做“正接反轉(zhuǎn)”制動(dòng)。當(dāng)電機(jī)帶位能性負(fù)載并以電動(dòng)機(jī)狀態(tài)提升 重物時(shí)，若在轉(zhuǎn)子串入足夠大的電阻，則電動(dòng)機(jī)將開始下放重物，即電機(jī)轉(zhuǎn)向改變，與電磁轉(zhuǎn) 矩方向相反。（4）能耗制動(dòng)（從略）。第十二章同步電機(jī)的基本類型和基本結(jié)構(gòu)（一）本章重點(diǎn)1. 同步電機(jī)的定義。2. 同

39、步電機(jī)的額定值。（二）自學(xué)指導(dǎo)1.同步電機(jī)的分類和基本結(jié)構(gòu)（1）電動(dòng)勢(shì)的頻率f1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之比為恒定值的電機(jī)稱為冋步電機(jī)，定義表述了冋步電機(jī)的主要特點(diǎn)。即 n60 f1。p（2）同步電機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同，可分為隱極式和凸極式兩類。 汽輪發(fā)電機(jī)：由高速原動(dòng)機(jī)汽輪機(jī)拖動(dòng)，轉(zhuǎn)速較高，離心力較大，一般采用隱極式同步 電機(jī)，是臥式的。 水輪發(fā)電機(jī)：由低速原動(dòng)機(jī)水輪機(jī)拖動(dòng)，轉(zhuǎn)速較低，離心力較小，一般采用結(jié)構(gòu)和制造 上比較簡(jiǎn)單的凸極式同步電機(jī)，小容量水輪發(fā)電機(jī)多采用臥式。大容量的則廣泛采用立式。 同步電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)一般都做成凸極式。（3）不同類型、不同容量、不同冷卻方式的同步電機(jī)結(jié)構(gòu)各不相同，但工作原理所必

40、需 的結(jié)構(gòu)部件都是定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。定子一是同步電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的部件，由定子鐵芯、電樞繞組和起支撐和固定作用的機(jī)座。轉(zhuǎn)子一一轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，并且可以由勵(lì)磁繞組進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)轉(zhuǎn)子的要求是 導(dǎo)磁性能好、機(jī)械強(qiáng)度高。主要有轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、滑環(huán)等。另外，在凸極式轉(zhuǎn)子磁極上 還裝有鼠籠形繞組（在發(fā)電機(jī)里稱阻尼繞組，在電動(dòng)機(jī)里稱起動(dòng)繞組 ）。2. 同步電機(jī)的額定值（1）額定容量Sn或額定功率Pn :對(duì)同步發(fā)電機(jī)來說，額定容量 Sn是指出線端的額定 視在功率，一般以干伏安（kVA）、兆伏安（MVA）為單位；額定功率 PN是指發(fā)電機(jī)輸出的額定 有功功率，一般以干瓦（kW）或兆

41、瓦（MW ）為單位。對(duì)同步電動(dòng)機(jī)來說， PN是指軸上輸出 的有效機(jī)械功率。對(duì)同步調(diào)相機(jī)，用線端的額定無功功率來表示其容量。（2）額定電壓、額定電流、額定功率因數(shù)、額定效率的定義與異步電動(dòng)機(jī)的相同。第十三章同步發(fā)電機(jī)（一）本章重點(diǎn)1. 同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)。2. 同步發(fā)電機(jī)的的電勢(shì)平衡方程式和相量圖。3. 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行的條件。4. 有功功率、無功功率的調(diào)節(jié)。（二）本章難點(diǎn)1. 同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)。（三）本章考點(diǎn)1. 同步發(fā)電機(jī)的的電勢(shì)平衡方程式和相量圖。并根據(jù)方程式和相量圖求勵(lì)磁電勢(shì)、交軸直軸電流和參數(shù)。2. 同步發(fā)電機(jī)有功功率、無功功率的調(diào)節(jié)方法和計(jì)算。（四）自學(xué)指導(dǎo)1. 同步發(fā)電機(jī)

42、的電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)理論是分析同步電機(jī)內(nèi)部電磁關(guān)系和能量關(guān)系的理論基礎(chǔ)，是同步電機(jī)的重要內(nèi)容之一。（1）同步發(fā)電機(jī)帶上三相對(duì)稱負(fù)載后，定子三相繞組（電樞繞組）中便有電流流通，不僅會(huì)在電樞繞組中產(chǎn)生電壓降落，并且三相電流將共同產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（在此又稱為電樞磁QC f場(chǎng)），由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論可知， 這個(gè)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向是順著相序 A B C的方向，轉(zhuǎn)速n （也p就是同步轉(zhuǎn)速）。所以電樞磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)（主磁場(chǎng)）的轉(zhuǎn)向相同、轉(zhuǎn)速相等，在空間是相對(duì)靜 止的。（2）電樞磁場(chǎng)的出現(xiàn)，必然會(huì)對(duì)主磁場(chǎng)產(chǎn)生影響，使主磁場(chǎng)的分布和強(qiáng)弱發(fā)生變化。我 們把負(fù)載時(shí)電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。（3） 電樞反應(yīng)的性質(zhì)（交磁、去

43、磁或助磁），取決于電樞磁場(chǎng)與主磁場(chǎng)的相對(duì)位置。定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相對(duì)位置可通過勵(lì)磁電勢(shì)與電樞電流之間的相位差角來反映。 稱為內(nèi)功率因數(shù)角。2. 隱極機(jī)的同步電抗（1）同步發(fā)電機(jī)有負(fù)載時(shí)，定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙中存在著兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)不考慮磁路飽和的影響時(shí)，可把定子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)看成是由轉(zhuǎn)子和定子這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分別感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)之和。其中，一個(gè)是由勵(lì)磁磁通感應(yīng)的勵(lì)磁電勢(shì)E0 ，另一個(gè)是由電樞反應(yīng)磁通感應(yīng)的電樞反應(yīng)電動(dòng)勢(shì) Ea，不計(jì)磁路飽和的影響時(shí)，電樞反應(yīng)磁通 a正比于電樞電流la，而Ea正 比于a，所以Ea在大小上與la成正比，而在相位上 Ea滯后于 a 900，也就是滯后I a 900， 可表示為

44、Ea jlaxa，式中xa稱為電樞反應(yīng)電抗。（2）電樞反應(yīng)電抗的大小表示一個(gè)單位的電樞電流所能產(chǎn)生的電樞反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。單位電 流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場(chǎng)愈強(qiáng)，則感應(yīng)產(chǎn)生的電樞反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea 愈大。因此，電樞反應(yīng)電抗 xa的大小可以說明電樞反應(yīng)的強(qiáng)弱，也就是說明電樞反應(yīng)磁場(chǎng)（由三相電流共同產(chǎn)生 ）對(duì)定子一相電路的影響。從物理本質(zhì)來看，xa 相當(dāng)于變壓器中的勵(lì)磁電抗 xm 。（3）為了反映定子三相對(duì)稱電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁通a和各相漏磁通，在定子一相繞組個(gè)感應(yīng)產(chǎn)生的全部電動(dòng)勢(shì)，可用個(gè)總的電抗壓降來表達(dá)，而這個(gè)總的電抗，就是同步電 抗Xs，即Xs Xa X。所以，同步電抗是表征電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和定子漏磁場(chǎng)共同對(duì)各

45、相電路的 作用的一個(gè)綜合參數(shù)。它反映了三相對(duì)稱電流所產(chǎn)生的總磁場(chǎng)各相電路的影響。3. 同步發(fā)電機(jī)的的電勢(shì)平衡方程式和相量圖這一部分都是要求掌握的重點(diǎn)。4. 同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)行的條件 同步發(fā)電機(jī)是旋轉(zhuǎn)的，它的轉(zhuǎn)速會(huì)影響頻率；勵(lì)磁電流的大小會(huì)影響電壓；并且還有相序和相位問題。投入并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，牽扯到一系列的調(diào)節(jié)操作（術(shù)語稱為“整步” ），比變壓器并入電網(wǎng)要復(fù)雜得多，條件也更嚴(yán)格。因此，同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，要滿足以下條件：（ 1）發(fā)電機(jī)的電壓和電網(wǎng)電壓大小相等。（ 2）發(fā)電機(jī)的電壓和電網(wǎng)電壓相位相同。（ 3）發(fā)電機(jī)的頻率和電網(wǎng)頻率相等。（ 4）發(fā)電機(jī)電壓的相序和電網(wǎng)電壓相序相同。如果并聯(lián)時(shí)

46、不符合上述條件， 就稱為非同期并聯(lián)。 非同期并聯(lián)時(shí)可能產(chǎn)生很大的沖擊電流， 嚴(yán)重?fù)p壞電機(jī)及有關(guān)的電氣設(shè)備。因此發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)要進(jìn)行整步。5. 同步發(fā)電機(jī)的功角特性 同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)的功角特性是指同步發(fā)電機(jī)接在電網(wǎng)上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的電磁功率與功率角的關(guān)系。 功率角是研究同步發(fā)電機(jī)的重要參數(shù)， 它決定同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的輸出功率； 功率角反映轉(zhuǎn)子的空間位置。通過功率角可說明同步電機(jī)的機(jī)電有功能量變化的電磁關(guān)系。6. 有功功率的調(diào)節(jié) 要想增加輸出的有功功率，必須增加來自原動(dòng)機(jī)的輸入功率，同時(shí)功率角也增大。減小有功功率的調(diào)節(jié)過程與此相反?？勺孕蟹治?。7. 無功功率的調(diào)節(jié)、 U 形曲線（ 1）發(fā)電機(jī)

47、輸出感性無功時(shí)，電樞反應(yīng)是去磁的，將使電壓降低影響電網(wǎng)電壓。所以無 功會(huì)比較明顯地的影響電壓。無功不足，將使電壓過低，對(duì)于同步發(fā)電機(jī)來說調(diào)節(jié)無功功率就需調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。(2)同時(shí)應(yīng)明確的是，調(diào)節(jié)無功功率對(duì)有功功率不會(huì)有影響，這從能量守恒來看不難理 解。但是，調(diào)節(jié)有功功率時(shí)，由于功率角變化廠，不僅有功功率發(fā)生變化，無功功率也將發(fā)生 變化。(2)所謂U形曲線，是指在有功功率保持不變的前提下，定子電流與勵(lì)磁電流的關(guān)系曲 線，即I f (I f )。該曲線形狀像字母“ U”，因而得名。由此可知，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)給定的有功功率.調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使COS 1時(shí)，定子電流有最小值。這時(shí)，無論增大或減小勵(lì)磁電流I f都

48、將使定子電流增大，所以，恒功率、變勵(lì)磁時(shí)，定子電流和勵(lì)磁電流的關(guān)系I f(l f )是U形曲線，將不同有功功率時(shí)的U形曲線最低點(diǎn)連起來，就得到一條向右頃斜的、COS 1的曲線，這說明當(dāng)輸出的有功功率增大時(shí)，為了保正cos 1，必須相應(yīng)的增加勵(lì)磁電流。在這條虛線的右側(cè)，發(fā)電機(jī)處于過勵(lì)狀態(tài)，功率因數(shù) 是滯后的，既輸出有功功率，又輸出感性的無功功率；虛線的左側(cè).發(fā)電機(jī)處于欠勵(lì)狀態(tài)，功 率因數(shù)是超前的，既送出有功功率，又送出容性無功功率(吸收感性大功功率)。七、自學(xué)進(jìn)度及各章節(jié)學(xué)時(shí)安排自學(xué)周數(shù)20周，每周保證不少于 45學(xué)時(shí)，總計(jì)88學(xué)時(shí)。在自學(xué)過程中，除了保證時(shí)間 外一定要做練習(xí)，獨(dú)立完成布置的作業(yè)

49、分兩次寄回學(xué)校。最好將各章后面的有關(guān)習(xí)題及所介紹 參考書上的有關(guān)習(xí)題也做一下。只有通過練習(xí)才能達(dá)到對(duì)所學(xué)內(nèi)容理解、消化的目的，進(jìn)而掌 握它。各章節(jié)學(xué)時(shí)安排如下(不包括作業(yè)學(xué)時(shí))。自學(xué)進(jìn)度表周 次學(xué)時(shí)內(nèi)容學(xué)習(xí)要求作業(yè)121-1直流電機(jī)的工作原理1-2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和額定數(shù)據(jù)掌握直流電機(jī)的工 作原理、銘牌數(shù)據(jù)的計(jì) 算、電樞繞組展開圖的 畫法。P331-31-41-621-3直流電機(jī)的電樞繞組221-4直流電機(jī)的磁場(chǎng)1-5直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩的電樞感應(yīng)電 勢(shì)掌握電磁轉(zhuǎn)矩和電 樞電勢(shì)的計(jì)算，發(fā)電機(jī) 電勢(shì)、功率、轉(zhuǎn)矩平衡 方程式，并勵(lì)直流發(fā)電 機(jī)自勵(lì)條件。P331-71-1121-6直流發(fā)電機(jī)321-7直流電動(dòng)機(jī)掌握電動(dòng)機(jī)的電 勢(shì)、功率、轉(zhuǎn)矩平衡方 程式、工作特性。P431-121-131-1521-8直流電機(jī)的換向422-1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)2-2生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性掌握直流電動(dòng)機(jī)的 機(jī)械特性表達(dá)式、直流 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程式。P622-62-72-8 2-1022-3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性522-4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2-5他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)