電機(jī)學(xué)-各章總結(jié)

第三章變壓器

一、基本概念

基本結(jié)構(gòu)

額定值（容量、電壓、電流、頻率等）

運(yùn)行原理：主磁通、漏磁通、空載電流、磁動(dòng)勢(shì)平衡

勵(lì)磁電流與鐵芯磁通的波形關(guān)系

電壓電流方程、等效電路、相量圖

參數(shù)：變比、短路阻抗、激磁阻抗

標(biāo)幺值

運(yùn)行特性：電壓變化率、效率

三相變壓器

連接組

并聯(lián)運(yùn)行

對(duì)稱分量法

三繞組變壓器、自耦變壓器二、重點(diǎn)公式E=4.44fNΦmΔU=β(Rk*cosφ2+Xk*sinφ2)×100%三、能力要求1）繪制空載及負(fù)載運(yùn)行等效電路，列寫基本方程，繪制相量圖；

2）進(jìn)行變壓器繞組歸算；

3）計(jì)算標(biāo)幺值；

4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算變壓器參數(shù)；

5）電壓變化率、效率計(jì)算；

6）根據(jù)三相變壓器的繞組連線判斷連接，根據(jù)繞組連接組要求進(jìn)行繞組連接；

7）理解變壓器并聯(lián)運(yùn)行要求，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。1）一臺(tái)額定頻率為50Hz的電力變壓器接于60Hz，電壓為此變壓器的6/5倍額定電壓的電網(wǎng)上運(yùn)行，此時(shí)變壓器磁路飽和程度

，勵(lì)磁電流

，勵(lì)磁電抗

，漏電抗

。2）一臺(tái)變壓器，原設(shè)計(jì)的頻率為50Hz，現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電壓不變，勵(lì)磁電流將

，鐵耗將

。3）引起變壓器電壓變化率變化的原因是

。4）三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免

。四、思考題（不變，不變，增大，增大）（減小，減?。ㄘ?fù)載電流的變化）（電壓波形畸變）5）變壓器副邊的額定電壓指

。6）在采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)，額定值的標(biāo)幺值為

。7）既和原邊繞組交鏈又和副邊繞組交鏈的磁通為

，僅和一側(cè)繞組交鏈的磁通為

。

8）一臺(tái)三相電力變壓器SN=560kVA，U1N/U2N=10000/400(v)，Dy接法，負(fù)載時(shí)忽略勵(lì)磁電流，低壓邊相電流為808.3A時(shí)，則高壓邊的相電流為

。9）一臺(tái)變比為k=10的變壓器，從低壓側(cè)作空載實(shí)驗(yàn)，求得副邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值為16，那末原邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值是

。（原邊為額定電壓時(shí)副邊的空載電壓）（1）（主磁通，漏磁通）（18.67A）

（16）10）變壓器負(fù)載呈容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓

。11）單相變壓器鐵心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流

。

12）在單相變壓器中，為了保證主磁通的波形為正弦波，空載電流波形應(yīng)是

波。

13）在Yd11三相變壓器中，外施電壓為正弦波，空載時(shí)高壓邊電流波形為

波，主磁通波形為

波，低壓邊相電動(dòng)勢(shì)波形為

波。（可能上升或下降）（增大）（尖頂波）（正弦波、正弦波、正弦波）14）變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件？15）試述變壓器激磁電抗和漏抗的物理意義；它們分別對(duì)應(yīng)什么磁通，對(duì)已制成的變壓器，它們是否是常數(shù)？16）變壓器的額定電壓為220/110V，若不慎將低壓方誤接到220V電源上，試問勵(lì)磁電流將會(huì)發(fā)生什么變化？變壓器將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？17）變壓器副方所帶負(fù)載的性質(zhì)對(duì)副方電壓有什么影響？副方電壓在什么情況下有可能高于空載值？

18）自耦變壓器的容量是如何傳遞的？這種變壓器最適合的變比范圍是多大？第二章直流電機(jī)一、基本概念基本結(jié)構(gòu)及工作原理

額定值（功率、電壓、電流、效率、轉(zhuǎn)速等）

電樞繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)

空載磁場(chǎng)

電樞反應(yīng)（交軸、直軸）

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩

勵(lì)磁方式（他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)）

電壓方程、功率平衡方程、轉(zhuǎn)矩平衡方程

運(yùn)行特性（工作特性、機(jī)械特性）

電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的判據(jù)

啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)

二、重點(diǎn)公式三、能力要求1）列寫直流電機(jī)基本電壓方程、功率平衡方程、轉(zhuǎn)矩平衡方程；

2）計(jì)算直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩；

3）計(jì)算直流電機(jī)的效率、轉(zhuǎn)速、電壓調(diào)整率、轉(zhuǎn)速調(diào)整率；

4）掌握電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)的方法及相關(guān)計(jì)算。1）直流電機(jī)的電樞繞組的元件中的電動(dòng)勢(shì)和電流是

。2）

一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，做額定運(yùn)行時(shí)，如果將電源電壓降低了20%，則穩(wěn)定后電機(jī)的電流為

倍的額定電流（假設(shè)磁路不飽和）。3）直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是

轉(zhuǎn)矩，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是

轉(zhuǎn)矩。4）電樞反應(yīng)對(duì)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性和轉(zhuǎn)矩特性有一定的影響，當(dāng)電樞電流增加時(shí)，轉(zhuǎn)速n將

，轉(zhuǎn)矩Te將

。5）直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，在勵(lì)磁回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速

，而在電樞回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速

。四、思考題（交流）1.25制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)下降、增加升高、降低6）電磁功率與輸入功率之差，對(duì)于直流發(fā)電機(jī)包括

損耗；對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)包括

損耗。7）并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路電阻和轉(zhuǎn)速同時(shí)增大一倍，則其空載電壓

。8）直流發(fā)電機(jī)，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度，直軸電樞反應(yīng)是

；若為電動(dòng)機(jī)，則直軸電樞反應(yīng)是

。9）把直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高20%，他勵(lì)方式運(yùn)行空載電壓

（>,<,=）并勵(lì)方式空載電壓。10）并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在串電阻調(diào)速過程中，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變，則

保持不變。（機(jī)械、鐵芯、附加損耗，繞組銅損）（不變）（去磁，助磁）（<）（電樞電流）11）若并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升20％，則空載時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓U0將

。12）直流電動(dòng)機(jī)常用的制動(dòng)方式有

、

、

。13）并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)自勵(lì)電壓建立應(yīng)滿足的條件是什么？14）勵(lì)磁電流不變的情況下，發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與空載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同嗎？為什么？15）他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)由空載到額定負(fù)載，端電壓為什么會(huì)下降？并勵(lì)發(fā)電機(jī)與他勵(lì)發(fā)電機(jī)相比，哪一個(gè)電壓變化率大？16）試述并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法，并說明各種方法調(diào)速特點(diǎn)。（升高大于20％）（能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)）第四章交流電機(jī)繞組的基本理論一、基本概念繞組、單層繞組、雙層繞組、整距、短距

槽電動(dòng)勢(shì)星形圖、相帶、槽距角、槽距電角

導(dǎo)體、線圈、線圈組、支路

導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)、線圈電動(dòng)勢(shì)、線圈組電動(dòng)勢(shì)、相電動(dòng)勢(shì)

短距系數(shù)、分布系數(shù)、繞組系數(shù)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率

諧波電動(dòng)勢(shì)

單相脈振磁動(dòng)勢(shì)、三相基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速、方向

諧波磁動(dòng)勢(shì)

圓形、橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)二、重點(diǎn)公式三、能力要求會(huì)計(jì)算短距系數(shù)、分布系數(shù)、繞組系數(shù)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、單相繞組磁動(dòng)勢(shì)、三相繞組磁動(dòng)勢(shì)。1）

一臺(tái)50Hz的三相電機(jī)通以60Hz的三相對(duì)稱電流，并保持電流有效值不變，此時(shí)三相基波合成旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的幅值大小

，轉(zhuǎn)速

，極數(shù)

。2）單相繞組的基波磁勢(shì)是

，它可以分解成大小

，轉(zhuǎn)向

，轉(zhuǎn)速

的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。3）有一個(gè)三相雙層疊繞組，2p=4，Z=36，節(jié)距y1=8，那么極距=

槽，每極每相槽數(shù)q=

，槽距電角α1=

，分布系數(shù)=

，短距系數(shù)=

，繞組系數(shù)=

。4）若同時(shí)削弱相電勢(shì)中5、7次諧波，節(jié)距應(yīng)選擇

。5）三相對(duì)稱繞組通過三相對(duì)稱電流，電流幅值10A，順時(shí)針相序（a-b-c-a）,其中，當(dāng)Ia=10A時(shí)，三相基波合成磁勢(shì)的幅值應(yīng)位于

；當(dāng)Ia=-5A時(shí)，其幅值位于

。四、思考題（不變，變大，不變）（脈振磁勢(shì)，相等，相反，相等）（9，3，20°，0.96，0.98，0.94）（5τ/6）（A相繞組軸線處，B相或C相繞組軸線處）6）將一臺(tái)三相交流電機(jī)的三相繞組串聯(lián)起來，通交流電，則合成磁勢(shì)為

。7）對(duì)稱交流繞組通以正弦交流電時(shí)，5次諧波磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速為

基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速。

8）三相對(duì)稱交流繞組的合成基波空間磁勢(shì)幅值為F1,則3次空間磁勢(shì)波的合成幅值為

。9）產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的條件是

，若在p=1的三相對(duì)稱繞組里通入ia=Imsin3t，ib=Imsin（3t+120），ic=Imsin（3t-120）的三相電流，=314電弧度/秒，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速為

rpm，轉(zhuǎn)向?yàn)?/p>

，當(dāng)t=70瞬間，磁動(dòng)勢(shì)幅值在

。四、思考題（脈振磁勢(shì)）（1/5倍）（0）（三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流，9000，a-c-b，c相繞組軸線上）第五章異步電機(jī)一、基本概念基本結(jié)構(gòu)（籠型轉(zhuǎn)子、繞線式轉(zhuǎn)子）、工作原理

額定值（功率、電壓、頻率、電流、轉(zhuǎn)速等）

同步轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率

三種運(yùn)行狀態(tài)

等效電路、基本方程、繞組折算、頻率折算

運(yùn)行特性（功率平衡、轉(zhuǎn)矩平衡、電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)式、工作特性）

啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)

單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理二、重點(diǎn)公式Pem：pcu2：Pmec=1：s：(1-s)Tem=CMΦmI2cosφ2kM=Tmax／TNkst=Tst／TN三、能力要求1）掌握交流異步電動(dòng)機(jī)的等效電路，會(huì)列寫基本電壓方程、功率平衡方程、轉(zhuǎn)矩平衡方程；

2）掌握異步電動(dòng)機(jī)的Tem-s關(guān)系曲線及相關(guān)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式，會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；

3）掌握異步電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)的方法及相關(guān)計(jì)算。1）

如果感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率為s，則電磁功率、機(jī)械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的比例是

。

2）當(dāng)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組接于頻率為50Hz的電源上作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子電流的頻率為

，定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率為

，如轉(zhuǎn)差率為s，此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率

，轉(zhuǎn)子電流的頻率為

。3）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，如使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩到達(dá)最大，此時(shí)sm=

。4）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率s=

。5）一臺(tái)三相八極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電網(wǎng)頻率50Hz，空載運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速為735轉(zhuǎn)/分，此時(shí)轉(zhuǎn)差率為

，轉(zhuǎn)子電勢(shì)的頻率為

。當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.04時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為

，轉(zhuǎn)子的電勢(shì)頻率為

。四、思考題（1:1-s:s）（50Hz,50Hz,50sHz,50sHz）（1）（1）（0.02,1Hz,720,2Hz）6）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)內(nèi)損耗包括

，

，

，和

。7）三相感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為n，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n1，當(dāng)0<n<n1時(shí)為

運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)n>n1時(shí)為

運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)n與n1反向時(shí)為

運(yùn)行狀態(tài)。8）一臺(tái)頻率為60Hz的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，用在頻率為50Hz的電源上(電壓不變），電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為原來的

，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)樵瓉淼?/p>

。9）若感應(yīng)電動(dòng)機(jī)漏抗增大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

，最大轉(zhuǎn)矩

。10）鐵心飽和程度增加，則感應(yīng)電機(jī)的激磁電抗

。11）繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入適當(dāng)?shù)碾娮瑁瑫?huì)使起動(dòng)電流

，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

。12）三相異步電動(dòng)機(jī)氣隙增大，其他條件不變，則空載電流

。（定子銅耗，定子鐵耗，機(jī)械損耗，附加損耗）（電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)，電磁制動(dòng)）（(5/6)^2,(5/6)^2）（減小，減?。p?。p小，增大）（增大）13）籠型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定狀態(tài)轉(zhuǎn)速下降，該電機(jī)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速

。 14）一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)若電源電壓下降10%,此時(shí)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

.15）適當(dāng)增加三相繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻R2時(shí)，電動(dòng)機(jī)的Ist

，Tst

，Tmax

，sm

。16）三相繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)，采用轉(zhuǎn)子回路串入電阻調(diào)速，運(yùn)行時(shí)在不同轉(zhuǎn)速上時(shí)，其轉(zhuǎn)子回路電流的大小

。17）一臺(tái)繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，在恒定負(fù)載下，以轉(zhuǎn)差率s運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)子邊串入電阻R=2R2’,測(cè)得轉(zhuǎn)差率將為

（已折算到定子邊）。

（不變）（不變）（減少,增加,不變,增加）（與轉(zhuǎn)差率無關(guān)）（三倍于原先的轉(zhuǎn)差率）18）

感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)定子的轉(zhuǎn)速是否改變？相對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是否改變？19）三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變而電源電壓下降10%，對(duì)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，主磁通，功率因數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩有何影響？20）畫出三相異步電動(dòng)機(jī)等效電路圖，并說明各參數(shù)代表的意義。21）說明三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算的意義，折算是在什么條件下進(jìn)行的？22）為什么相同容量的感應(yīng)電機(jī)的空載電流比變壓器的大很多？23）當(dāng)主磁通確定之后，異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流大小與什么有關(guān)?根據(jù)任意兩臺(tái)同容量異步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流的大小可比較其主磁通的大小嗎?為什么?第六章同步電機(jī)一、基本概念基本結(jié)構(gòu)（隱極機(jī)、凸極機(jī)）、勵(lì)磁方式

工作原理、額定值

空載電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)功率因數(shù)角、電樞反應(yīng)、雙反應(yīng)理論

繞組漏抗、電樞反應(yīng)電抗、同步電抗、等效電路與相量圖

運(yùn)行特性（空載特性、短路特性、負(fù)載特性、外特性、調(diào)整特性）、短路比、穩(wěn)態(tài)參數(shù)測(cè)定

并聯(lián)運(yùn)行條件與方法、功率和轉(zhuǎn)矩平衡

功角特性、有功功率的調(diào)節(jié)與靜態(tài)穩(wěn)定、無功功率的調(diào)節(jié)與V形曲線

同步電動(dòng)機(jī)、調(diào)相機(jī)

同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行、序阻抗

同步電機(jī)突然短路、瞬態(tài)參數(shù)二、重點(diǎn)公式三、能力要求1）掌握交流同步發(fā)電機(jī)的等效電路，會(huì)列寫同步電機(jī)基本方程、繪制相量圖，掌握內(nèi)功率因數(shù)角、外功率因數(shù)角、功率角的概念，會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；

2）掌握同步電機(jī)的功角特性、并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功和無功功率的調(diào)節(jié)，會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

1）凸極同步電機(jī)氣隙增加使Xd和Xq將

。2）凸極同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)，如將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減為零，此時(shí)發(fā)電機(jī)電磁功率為

。3）同步電機(jī)忽然短路時(shí)，勵(lì)磁繞組具有屏蔽電樞反應(yīng)磁通進(jìn)入主極磁路的作用，等效于電樞反應(yīng)電抗的減小，這時(shí)的直軸電抗稱為

；當(dāng)存在直軸阻尼繞組時(shí)，阻尼繞組同樣具有屏蔽電樞反應(yīng)磁通進(jìn)入主極磁路的作用，因此等效的電樞反應(yīng)電抗更小，同時(shí)考慮阻尼繞組和勵(lì)磁繞組作用時(shí)的直軸電抗，稱為

。4）同步發(fā)電機(jī)的空載特性是指：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持同步、電樞繞組開路時(shí)，

之間的關(guān)系5）功角的含義是：從電路電壓角度看，它是

之間的夾角；從磁場(chǎng)角度看，它是

之間的夾角。四、思考題（減?。ㄖ陛S瞬態(tài)電抗，直軸超瞬態(tài)電抗）（端電壓同勵(lì)磁電流）（勵(lì)磁反電勢(shì)與端電壓、主極勵(lì)磁磁場(chǎng)同氣隙合成磁場(chǎng)）6）

同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，若所帶負(fù)載為感性，則其電樞反應(yīng)的性質(zhì)為

。7）同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定短路電流不很大的原因是

。8）對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，凸極同步發(fā)電機(jī)直流同步電抗和交軸同步電抗的大小關(guān)系為

。9）同步調(diào)相機(jī)的作用是

。10）凸極同步電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞繞組產(chǎn)生的氣