電機(jī)與拖動(dòng)復(fù)習(xí)筆記

1、電機(jī)與拖動(dòng)復(fù)習(xí)筆記第0章 緒論：1、電機(jī)：利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械2、電力拖動(dòng)系統(tǒng)包括：電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械、控制設(shè)備和電源。第1章 直流電機(jī)1.2繞組1、單疊繞組：，即（向下取整）；，。p為磁極對(duì)數(shù)，Z為槽數(shù)，為第一節(jié)距（同一個(gè)元件的兩個(gè)邊跨過(guò)的距離），為換向器節(jié)距。畫(huà)圖步驟：1）計(jì)算；2）根據(jù)Z的數(shù)目畫(huà)線(xiàn)（等間距），線(xiàn)的數(shù)目和Z相同。（Z=16，=4）（實(shí)線(xiàn)、虛線(xiàn)都畫(huà)）3）根據(jù)的值連接繞組，即編號(hào)為1的實(shí)線(xiàn)，需要跟編號(hào)為5（1+）的虛線(xiàn)相連。4）將編號(hào)為1的實(shí)線(xiàn)連接到編號(hào)為1換向片（位置自己定，換向片寬度和實(shí)線(xiàn)間寬度一樣），（換向器編號(hào)和實(shí)線(xiàn)編號(hào)一致），將編號(hào)為5的虛線(xiàn)連接

2、到編號(hào)為2的換向片。5）平移將其他的畫(huà)出來(lái)6）畫(huà)磁極，磁極寬度約為倍的實(shí)線(xiàn)間寬度，極性交替放在線(xiàn)中，磁極平移距離為倍的實(shí)線(xiàn)寬度；在磁極中心下方畫(huà)出電刷（N極下為+，S極下為）單疊繞組特點(diǎn)：1）并聯(lián)支路對(duì)數(shù)等于磁極對(duì)數(shù)，即；2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷間電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)支路電動(dòng)勢(shì)，電刷位置應(yīng)使支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大（即電刷位置對(duì)準(zhǔn)磁極中心）；3）電樞繞組閉合回路中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和為0，內(nèi)部無(wú)換流4）正負(fù)電刷引出的電樞電流為各支路電流之和，。為支路對(duì)數(shù)5）元件的兩個(gè)出線(xiàn)端連接于相鄰兩個(gè)換向片上，即。2、單波繞組：，即（向下取整）；（向下取整），。畫(huà)圖與單疊類(lèi)似。特點(diǎn)：1）并聯(lián)支路數(shù)=2，與磁極對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)，

3、即。2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷間電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)支路電動(dòng)勢(shì)，電刷位置應(yīng)使支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大（即電刷位置對(duì)準(zhǔn)磁極中心）；（理論上電刷用2個(gè)就夠了，但為了可靠換向，采用全額電刷）3）正負(fù)電刷引出的電樞電流為各支路電流之和，。1.3 電樞反應(yīng)一、定義：1、電樞反應(yīng)：電樞磁場(chǎng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響or電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主磁極的磁動(dòng)勢(shì)的影響。2、勵(lì)磁XX：所謂勵(lì)磁XX就是產(chǎn)生磁場(chǎng)（雖然有磁極，但是由磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)很弱，所以需要?jiǎng)?lì)磁XX來(lái)激勵(lì)（加強(qiáng)）磁場(chǎng)），勵(lì)磁電流為0，則可默認(rèn)磁場(chǎng)不存在。（下角標(biāo)為f）3、電樞XX：所謂電樞XX，即轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的XX；電樞磁場(chǎng)可看做由電樞（負(fù)載）電流引起的；空載即電流為0，無(wú)電樞磁場(chǎng)。

4、（下角標(biāo)為a）4、在電樞反應(yīng)中由3個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組（直流），電樞繞組（交流），電刷繞組（直流）。5、勵(lì)磁磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)構(gòu)成電機(jī)整體的磁場(chǎng)，整體的磁場(chǎng)分為主磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng)。6、電樞反應(yīng)的影響：1）電刷在幾何中性線(xiàn)上a）使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變b）對(duì)主磁場(chǎng)產(chǎn)生去磁作用2）電刷不在幾何中性線(xiàn)上電刷順轉(zhuǎn)向偏移電刷逆轉(zhuǎn)向偏移發(fā)電機(jī)去磁助磁電動(dòng)機(jī)助磁去磁1.4 電樞磁動(dòng)勢(shì)、電樞轉(zhuǎn)矩和電磁功率1、電樞電動(dòng)勢(shì)指直流電機(jī)正負(fù)電刷之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也是一條支路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、；為每條支路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（支路之間時(shí)并聯(lián)關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)都相同，且都為總電動(dòng)勢(shì)）；為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，僅與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)；為每級(jí)磁通；n為轉(zhuǎn)速。3、發(fā)電

5、機(jī)，電動(dòng)機(jī)。 由可知：發(fā)電機(jī)與同向；電動(dòng)機(jī)與反向4、，為電磁轉(zhuǎn)矩（電磁轉(zhuǎn)矩由每級(jí)磁通和電樞電流引起）；為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，僅與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)；為電樞電流。5、發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速方向相反，電磁轉(zhuǎn)矩起制動(dòng)作用； 電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速方向相同，電磁轉(zhuǎn)矩起驅(qū)動(dòng)作用。6、；從機(jī)械方向描述電磁功率，為轉(zhuǎn)子角速度；從電氣方向描述電磁功率。1.6 直流發(fā)電機(jī)1、直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式：自勵(lì)（串勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)）、他勵(lì)。2、；為電樞回路總電阻；為原動(dòng)機(jī)給發(fā)動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；為空載轉(zhuǎn)矩（各種損耗之和）。；為原動(dòng)機(jī)的輸入功率；為空載損耗； 為給負(fù)載的輸出電功率；為銅損耗；3、發(fā)電機(jī)效率；4、發(fā)電機(jī)計(jì)算題公式為額定

6、功率，為額定電壓；額定電流，勵(lì)磁電流，銅損耗，其中通過(guò)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式確定（并勵(lì)發(fā)電機(jī)為）, 。5、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性：負(fù)載特性（負(fù)載為0時(shí)為空載特性）、外特性、調(diào)節(jié)特性。6、并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件：1）主磁路有剩磁；2）勵(lì)磁繞組極性正確，產(chǎn)生磁通方向與剩磁通方向相同；3）勵(lì)磁回路的總電阻必須小于該轉(zhuǎn)速下的臨界電阻。7、并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性曲線(xiàn)下降原因1）電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)；2）電樞回路電阻壓降；3）端電壓降低引起的勵(lì)磁電流的減小。1.7 直流電動(dòng)機(jī)1、直流電機(jī)的可逆原理：一臺(tái)電機(jī)既可以做發(fā)電機(jī)運(yùn)行，又可以做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。2、； ；為負(fù)載轉(zhuǎn)矩； ；3、電動(dòng)機(jī)計(jì)算題公式為額定功率，為額定

7、電壓；額定電流，勵(lì)磁電流，銅損耗，其中通過(guò)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式確定（并勵(lì)發(fā)電機(jī)為）, ，輸出轉(zhuǎn)矩。4、第2章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)1、運(yùn)動(dòng)方程式：，為靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩，為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的角速度（弧度），為系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速形式:，為飛輪矩，為動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩。2、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，系統(tǒng)加速，系統(tǒng)減速。3、負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性（反抗性、位能性）、恒功率負(fù)載特性、泵與風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載特性。4、他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性：固有機(jī)械特性：（），為實(shí)際空載轉(zhuǎn)速，其比理想空載轉(zhuǎn)速小。圖像中斜率大的機(jī)械特性為軟特性，斜率小的為硬特性。人為機(jī)械特性：1）電樞串電阻：（） 2）降低電樞電壓（）； 3）減弱勵(lì)磁磁通時(shí)的人為

8、特性：5、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件：必要條件：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點(diǎn)，即存在；充分條件：在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速以上存在，而在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速以下存在。6、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)：起動(dòng)要求：1）足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；2）起動(dòng)電流限制在一定范圍之內(nèi)；3）起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，可靠。起動(dòng)方法：電樞回路串電阻、降低電樞電壓。7、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)：與n同向?yàn)殡妱?dòng)狀態(tài)，與n反向?yàn)橹苿?dòng)狀態(tài)。制動(dòng)方法：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)（電壓反接、倒拉反轉(zhuǎn)反接）、回饋制動(dòng)。8、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速：調(diào)速方法：調(diào)壓調(diào)速、電樞串電阻調(diào)速和勵(lì)磁調(diào)速。第3章 變壓器3.1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)1、變壓器的變壓原理：一、二次繞組的感應(yīng)

9、電動(dòng)勢(shì)大小正比于各自繞組的匝數(shù)。2、變壓器結(jié)構(gòu)中：油箱：裝油、機(jī)械支撐、散熱和保護(hù)器身的作用；變壓器油：絕緣和冷卻作用； 套管：使變壓器引線(xiàn)與油箱絕緣； 保護(hù)裝置：保護(hù)變壓器。3、三項(xiàng)變壓器的額定電壓指的是線(xiàn)電壓，額定電流是線(xiàn)電流。3.2 空載運(yùn)行1、空載運(yùn)行：指變壓器一次繞組接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，而二次繞組開(kāi)路時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。2、，為變壓器主磁通，一次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，f磁通變化頻率，N1一次繞組匝數(shù)。3、，k為變比，、為一、二次額定相電壓4、空載時(shí)等效電路：；為外加電壓；為空載電流；為一次電阻；為一次漏磁抗；為勵(lì)磁電阻（鐵損耗的等效電阻）；為勵(lì)磁電抗（對(duì)應(yīng)于主磁通的電抗）； 注：圖中

10、U、I應(yīng)為向量3.3 負(fù)載運(yùn)行1、負(fù)載運(yùn)行：變壓器的一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次側(cè)接負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)。2、，、為一、二次額定相電流。3、將二次繞組的匝數(shù)看成一次繞組的匝數(shù)，為了保持二次側(cè)的電磁關(guān)系不變，需要將二次側(cè)的電磁參數(shù)折算到一次側(cè)。（不加上角標(biāo)的為二次側(cè)值，加角標(biāo)的為一次側(cè)值），k為變比，為二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為二次電動(dòng)勢(shì)的折算值；，為二次電流，為二次電流的折算值；，為二次漏阻抗，為二次漏阻抗的折算值；，為二次電壓，為二次電壓的折算值；，為負(fù)載阻抗，為負(fù)載阻抗的折算值。T型等效電路：注：圖中U、I、E應(yīng)為向量3.4 變壓器參數(shù)的測(cè)定1、空載試驗(yàn)：（在低壓側(cè)進(jìn)行，即二次側(cè)）測(cè)得

11、所有數(shù)據(jù)均為線(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算前需要進(jìn)行線(xiàn)相轉(zhuǎn)換。對(duì)于三相變壓器：，為低壓側(cè)（二次）電壓的額定值。，。其中所有的參數(shù)都是每相的參數(shù)，算的電磁參數(shù)都是低壓側(cè)參數(shù)。 由低壓側(cè)的參數(shù)，可以通過(guò)折算公式，折算到高壓側(cè)。2、短路試驗(yàn)：（在高壓側(cè)進(jìn)行，即一次側(cè)）測(cè)得所有數(shù)據(jù)均為線(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算前需要進(jìn)行線(xiàn)相轉(zhuǎn)換，帶下標(biāo)S的為短路狀態(tài)下的。對(duì)三相變壓器：， 。溫度折算：由于變壓器的工作溫度為75，而短路試驗(yàn)時(shí)溫度為20，所以需要進(jìn)行溫度換算。，為室溫，一般為20。鋁線(xiàn)變壓器時(shí)234.5應(yīng)替換為228。計(jì)算時(shí)通過(guò)試驗(yàn)溫度下的求后，反求，再進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于T型等效電路，。，。，分別為短路電壓百分值，短路電壓電阻（有

12、功）分量百分值，短路電壓電抗（無(wú)功）分量百分值。式中所有參數(shù)均為每相的參數(shù)。下角標(biāo)1為一次側(cè)，2為二次側(cè)。3.5 標(biāo)么值1、，基準(zhǔn)值一般取每相的額定值。2、項(xiàng)變壓器：下標(biāo)為B為標(biāo)準(zhǔn)值，；，；，；，。3、百分值=標(biāo)么值，即等價(jià)于4、折算前后的標(biāo)么值相等，可以省去折算。5、，。3.6 變壓器的運(yùn)行特性當(dāng)為滯后時(shí)，為正。1、電壓變化率： 為負(fù)載電流標(biāo)么值，又稱(chēng)負(fù)載系數(shù)。2、空載損耗可近似看作鐵損耗，是不變損耗； 短路損耗可近似看作銅損耗，是可變損耗； 總損耗。3、；當(dāng)不變損耗等于可變損耗（銅損耗=鐵損耗）時(shí)效率最高。此時(shí)，為最大效率時(shí)的負(fù)載系數(shù)，之后帶入效率公式可以求最大效率。3.7 三相變壓器1、

13、聯(lián)結(jié)組別畫(huà)圖： 高壓繞組：首端：、；末端：、。 低壓繞組：首端：、；末端：、。例1：以右圖為例分析畫(huà)法：1）由原邊是Y型接法，畫(huà)出原邊接線(xiàn)形式：2）將，視為一點(diǎn)，由、這條線(xiàn)與、線(xiàn)對(duì)應(yīng)，所以這兩條線(xiàn)平行；再由接線(xiàn)柱（黑點(diǎn)）的位置二者相反（、靠近+，、靠近-），所以這兩條線(xiàn)反向。3）由副邊也是Y型解法，所以、為同一點(diǎn)，由、與、對(duì)應(yīng)，且接線(xiàn)柱相反畫(huà)出剩下的線(xiàn)。4）量出、這條線(xiàn)與、這條線(xiàn)夾角。測(cè)量得角度為60°所以此聯(lián)接組別為Y，y2。（2=60°/30°）。例2：以右圖為例分析畫(huà)法：1） 由原邊是Y型接法，畫(huà)出原邊接線(xiàn)形式：2）將，視為一點(diǎn)，由、（）這條線(xiàn)與、線(xiàn)對(duì)應(yīng)，所

14、以這兩條線(xiàn)平行；再由接線(xiàn)柱（黑點(diǎn)）的位置二者相反（、靠近+，、靠近-），所以這兩條線(xiàn)反向。3）由副邊是型解法，由、（）與、對(duì)應(yīng)，且接線(xiàn)柱相反畫(huà)出剩下的線(xiàn)。4）量出、這條線(xiàn)與、這條線(xiàn)夾角。測(cè)量得角度為90°所以此聯(lián)接組別為Y，d3。（3=90°/30°）。2、波形：聯(lián)接組別勵(lì)磁電流主磁通線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相電動(dòng)勢(shì)組式Y(jié)，y正弦波平頂波正弦波尖頂波心式Y(jié)，y正弦波正弦波正弦波正弦波YN，y尖頂波正弦波正弦波正弦波D，y尖頂波正弦波正弦波正弦波Y，d正弦波平頂波正弦波正弦波Y，yn同Y，y聯(lián)接3、三相組式變壓器不能采用Y/Y（Y/Y0）接線(xiàn)的原因Y，y接線(xiàn)的變壓器的勵(lì)磁電流只能是

15、正弦波，產(chǎn)生平頂波的磁通，其中3次諧波磁通在鐵芯中形成回路，可以在鐵芯中流通，形成回路，數(shù)值較大，產(chǎn)生較大的3次諧波電勢(shì)使電勢(shì)波形畸變，幅值升高，對(duì)絕緣不利。3.8變壓器并聯(lián)運(yùn)行1、變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想情況：1）空載時(shí)并聯(lián)運(yùn)行的各變壓器繞組間無(wú)換流，以免增加繞組的銅損耗；2）帶負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等，即各變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流按各自容量大小成正比例分配，使并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器容量得到充分利用；3）帶負(fù)載后，各變壓器所分擔(dān)的電流應(yīng)與總的負(fù)載電流同相位。這樣在總的負(fù)載電流一定時(shí)，各變壓器所分擔(dān)的電流最小。如果各變壓器的二次電流一定，則共同承擔(dān)的負(fù)載電流為最大。2、變壓器并聯(lián)運(yùn)行所需滿(mǎn)足情況

16、：1）各變壓器一次、二次額定電壓應(yīng)分別相等，即變比相同；2）各變壓器的聯(lián)接組別必須相同；3）各變壓器的短路阻抗（或短路電壓）的標(biāo)么值（或）要相等，且短路阻抗角也要相等。其中，各變壓器的聯(lián)接組別必須相同需嚴(yán)格保證。計(jì)算題中勵(lì)磁參數(shù)為、，并需要把參數(shù)折算到一次側(cè)去。短路參數(shù)為、或者是、第4章 異步電機(jī)1、三相繞組基波合成磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)1）電流變化一周，磁場(chǎng)在空間上旋轉(zhuǎn)360度。（多對(duì)極時(shí)，磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)極的圓周距離）2）合成磁動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)方向與繞組A、B、C在空間的布置順序相同。3）某相電流達(dá)最大值時(shí)，合成磁動(dòng)勢(shì)軸線(xiàn)與該相繞組軸線(xiàn)重合。4）合成磁動(dòng)勢(shì)的幅值為每相脈振磁動(dòng)勢(shì)振幅的1.5倍。5）合成磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）：。2、異步電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)