电机学复习重点整理.docx
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电机学复习重点整理
第一章变压器
1、变压器基本工作原理,基本结构、主要额定值
变压器就是利用电磁感应原理将一种电压等级得交流电能变换为另一种同频率且不同电压等级得交流电能得静止电气设备,它在电力系统,变电所以及工厂供配电中得到了广泛得应用,以满足电能得传输,分配与使用。
变压器得原理就是基于电磁感应定律,因此磁场就是变压器得工作媒介
变压器基本结构组成:
猜测可能出填空题或选择题
三相变压器按照磁路可分为三相组式变压器与三相芯式变压器两类
变压器得型号与额定值
考法:
例如解释S9-1250/10得各项数值得含义
2、变压器空载与负载运行时得电磁状况;空载电流得组成、作用、性质。
变压器一次侧接到额定频率与额定电压得交流电源上,其二次侧开路,
这种运行状态称为变压器得空载运行。
变压器空载运行原理图
变压器一次绕组接交流电源,二次绕组接负载得运行方式,
称为变压器得负载运行方式。
变压器负载运行原理图
实际运行得电力变压器得磁路总就是工作在饱与状态下。
通过磁化曲线推得得电流波形可以发现:
空载电流(即励磁电流)呈尖顶波,除了基波外,
还有较强得三次谐波与其她高次谐波。
产生主磁通所需要得电流称为励磁电流,用表示;
同理产生主磁通得磁动势称为励磁磁动势,用表示。
变压器铁芯上仅有一次绕组空载电流所形成得磁动势,
即空载电流建立主磁通,所以空载电流就就是励磁电流,即
同理,空载磁动势就就是励磁磁动势,即或
因为空载时,变压器一次绕组实际上就是一个铁芯线圈,
空载电流得大小主要决定于铁芯线圈得电抗与铁芯损耗。
铁芯线圈得电抗正比于线圈匝数得平方与磁路得磁导。
因此,空载电流得大小与铁芯得磁化性能,饱与程度有密切得关系。
3.变压器变比得定义;磁动式平衡关系得物理含义,用此平衡关系分析变压器得能量传递;变压器折算概念与变压器折算方法,变压器基本方程组、等效电路与相量图
在变压器中,一次绕组得感应电动势与二次绕组得感应电动势之比称为变比,用表示,即=
变压器负载运行时,作用于变压器磁路上与两个磁动势。
对于电力变压器,由于其一次侧绕组漏阻抗压降很小,负载时仍有,故变压器负载运行时铁芯中与相对应得主磁通近似等于空载时得主磁通,从而产生得合成磁动势与空载磁动势近似相等,即
变压器空载运行时得电压平衡方程
折算仅仅就是研究变压器得一种方法,它不应该改变变压器得电磁关系。
因此折算前后变压器得磁动势,功率,损耗等都必须保持不变
当二次侧各量折算到一次侧时,凡单位为伏特得各物理量(电动势,电压等)得折算值等于其原来值乘;凡单位为欧姆得各物理量(电阻,阻抗等)折算值等于其原来值乘;电流得折算值等于其原来得数值除以
变压器基本方程组(必记)
变压器空载实验图
等效电路如下
4.变压器运行特性;外特性与效率特性,电压变化率及效率定义,变压器外特性与效率特性,影响变压器二次端电压及效率得因素
表征变压器运行性能得主要指标有两个:
(1)外特性;
(2)效率特性;
即电源电压与负载功率因数保持不变时,
二次侧输出电压与效率与负载电流得关系:
条件下
容性负载
纯电阻负载
感性负载
由于变压器一、二次侧绕组都有漏阻抗,当有负载电流流过时必然在这些漏阻抗上产生电压降,二次端电压将随负载得变化而变化。
电压变化率△u%就是指二次端电压将随负载变化得大小。
电压变化率表明了变压器运行时副边电压得稳定性。
变压器运行时,输出得有功功率与输入得有功功率得百分比称为变压器得效率。
效率表明了运行得经济性。
影响△U%得因素
一就是负载系数;
二就是短路参数;
三就是负载功率因数;
5、三相变压器绕组得连接方式、三相变压器连接组别得定义,三相变压器得标准连接组别,用相量图判断连接组别。
三相变压器绕组得连接方式主要就是星形连接与三角形连接
一次绕组为星形联结时,用Y表示;
二次绕组为星形联结时,用y表示;
一次绕组为三角形联结时,用D表示;
二次绕组为三角形联结时,用d表示;
6、变压器并联运行条件。
理想并联运行得条件
(1)各变压器一、二次侧额定电压分别相等(变比相等);
(2)各变压器得连接组别必须相同;
(3)各变压器得短路阻抗标幺值要相等,阻抗角要相同。
这决定负载合理分配
三个条件中,条件
(2)必须严格满足,
条件
(1)、(3)允许有一定误差。
第2章交流电机绕组与磁动势
1)交流绕组电动势公式、三相对称绕组得基本知识及构成原理,
2)产生圆形旋转磁动势得条件
交流绕组得功能就是产生感应电动势,产生感应电动势,产生磁动势与进行能量转换,为使其效率高,对交流绕组得要求就是:
①在一定得导体数下,获得较大得基波电动势与基波磁动势;
②三相绕组得基波电动势与磁动势必须对称,即三相大小相等,相位互差120°,并且三相得阻抗也要相等;
③电动势与磁动势得波形尽可能接近正弦波形,幅值要大,谐波分量要小;
④绕组用铜量少,铜耗要小,工艺简单,便于安装检修,绝缘要可靠,机械强度高,散热条件要好;
3)三相绕组基波合成磁动势性质
三相对称绕组通入三相对称交流电流,产生合成基波磁动势为圆形磁动势。
第3章三相异步电动机
1)三相异步电动机工作基本原理及基本结构与额负值、异步得含义、转差率得定义、计算转差率或由转差率求转速
三相异步电机得工作原理:
三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。
转子导体切割旋转磁场产生感应电动势与电流。
转子电流与磁场相互作用产生电磁力,并形成电磁转矩,驱动电动机旋转,将电能转化为机械能。
异步电动机得转速总就是低于同步转速,即两种转速之间总就是存在差异,因此称为异步电动机
转差与同步转速得比值称为转差率
2)铭牌上得主要额定值、异步电动机额定功率定义
额定功率:
电动机在铭牌规定得额定运行状态下工作时,从转轴上输出得机械功率
3)异步电动机得磁动势平衡、电动势平衡、功率平衡与转矩平衡关系
磁
4)异步电动机频率折算得概念、转子附加电阻物理含义、等效电路分析。
转子回路电压方程得绕组归算
绕组折算前:
绕组折算后:
等效电路
5)异步电动机功率流程情况、电磁转矩表达式----物理表达式、参数表达式得物理意义、异步电机T--S曲线定义、额定转矩与额定功率、额定转速间得关系、用(T--S)曲线分析异步电动机得各种运行情况、异步电动机工作特性。
6)三相异步电动机常用得起动方法与计算。
1、三相异步电动机直接启动
2、三相异步电动机降压启动
7)三相异步电动机得各种调速方法。
调速方法:
1、改变磁极对数p(变极调速)
2、改变转差率s
3、改变电源频率f1(变频调速)
第4章同步电机
1)同步发电机得基本工作原理与结构。
同步发电机得基本工作原理:
原动机拖动转子以恒定速度旋转,励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组。
定子绕组中将会感应出三相对称得正弦感应电动势。
各相距120°,从而三相电动势时间相位差120°,实现机械能转换为电能。
基本结构:
定子,转子与气隙
2)同步发电机空载运行定义及空载电动势表达式。
用原动机把同步发电机拖动到同步转速,励磁绕组通入直流励磁电流,而电枢(定子)绕组开路得运行状态,称为同步发电机得空载运行。
空载电动势
3)对称负载时得电枢反应性质分析。
4)同步发电机运行特性-------空载特性、短路特性、外特性、调整特性。
5)同步发电机与电网并联运行得条件与方法。
投入并联得条件
1)发电机得频率fⅡ与电网得频率fⅠ相同,即
fⅡ=fⅠ。
2)发电机与电网得电压波形相同。
3)发电机得励磁电动势Ⅱ应与电网电压Ⅰ得幅
值大小相等。
4)并联合闸瞬间,发电机与电网对应相得电压
应同相位。
5)发电机与电网得相序要相同。
第五个条件必须满足,其余条件允许稍有出入。
实用得整步方法有两种,一种称为准确同步法,另一种称为自同步法
第5章直流电机
1)直流电机基本工作原理及基本结构、直流电机励磁方式、换向器作用、直流电机铭牌上得主要额定值
直流发电机基本工作原理:
利用电枢导体切割磁力线,通过换向器与电刷将交流变成直流,产生感应电动势,发出电能。
直流电动机基本工作原理:
利用载流得电枢导体在磁场中受到电磁力得作用而旋转,带动生产机械。
直流电机基本结构:
定子,转子与气隙
直流电机得励磁方式有她励、并励、串励与复励四类
换向器作用:
①在直流发电机中,换向器能使原件中得交变电动势变换为电刷间得直流电动势;
②在直流电动机中,换向器能使外加直流电流变为元件中得交变电流,产生恒定方向得电磁转矩。
2)电枢电动势及电磁转矩表达式及性质、电枢反应定义及作用
电枢电动势就是指直流电机正、负电刷之间得感应电动势,它等于一条支路内各导体感应电动势得总与
电磁转矩就是指电枢全部导体受到得电磁力与电枢半径得乘积。
电枢反应:
当电机有负载时,气隙磁场由励磁磁动势与电枢磁动势共同建立。
电枢磁动势对励磁磁动势建立得主极磁场得影响称为电枢反应。
电枢反应对磁场得影响:
当电刷位于几何中心线时,仅有交轴电枢反应,它引起气隙磁场畸变,使物理中性线偏离几何中性线。
在磁路饱与时,交轴电枢反应还有去磁作用。
当电刷不在几何中性线时,除了交轴电枢反应外,还有直轴电枢反应对主极磁场起去磁或增磁作用。
对于直流发电机,顺电枢旋转方向移动电刷,直轴电枢反应对主极磁场起去磁作用;逆旋转向移动电刷,则起增磁作用。
电动机得情况则与此相反。
3)直流电动机工作特性、用转速特性分析直流电动机得各种运行情况、直流电动机得起动,调速与制动方法。
直流电动机工作特性就是指常值,电枢回路不串入附加电阻,励磁电流时,电动机得转速,电磁转矩与效率等与输出功率之间得关系曲线。
并励直流电动机工作特性
(并励)
串励直流电动机工作特性
当电机轻载运行时,电枢电流与主磁通都很小,则转速将非常高,容易产生“飞速”现象,十分危险。
直流电动机得启动方法:
直接启动、电枢串电阻启动、降低电枢电压启动;
直流电动机得调速方式:
(1)改变串入电枢回路中得调速电阻RΩ。
(2)改变加于电枢回路得端电压U。
(3)改变励磁电流,以改变主极磁通Φ。
直流电动机得制动方法:
1)切除电枢绕组得电源电压,并将电枢绕组经外接制动电阻短路,称为能耗制动;
2)将电枢电源电压改变方向,并串入限流电阻称为反接制动;
3)如果电动机得转速大于直流电动机得理想空载转速,则感应电动势大于电源电压,电动机向电源回馈电能,称为回馈制动。
补充:
1.铁芯损耗包含磁滞损耗与涡流损耗
2.根据矫顽力大小,铁磁材料可分为软磁材料与硬磁材料
3.普通双绕组变压器变比为,则降压自耦变压器变比
短距线圈
整距线圈
长距线圈
4、
5、她励直流电动机得转速特性方程与转速特性曲线
5.异步电动机带负载运行时,若电源电压下降过多,当起动转矩下降到小于负载转矩时,电动机不能起动。
当最大转矩下降到小于负载转矩时,原来运行得电动机将停转(会产生电机不能起动或停转得现象)
书上必做得计算题
P54例2-3一台并励直流电动机,额定功率,额定电压,额定电流,励磁电流,额定转速,电枢回路总电阻,忽略电枢反应得影响,试求:
①额定电枢电流与额定电枢电动势
②电动机得额定输出转矩及额定电磁转矩
③理想空载转速
P1233-4有一台Yd接法得三相变压器,额定容量为500kv、A,额定电压为,忽略变压器内部损耗,试求:
①变压器得一,二次侧绕组得额定相电压
②变压器得一,二次侧绕组得额定电流
③变压器得一,二次侧绕组得额定相电流
P172例5-2有一台三相异步电动机,极数,额定频率,额定转差率,拖动额定负载运行。
试求:
①电动机得同步转速与额定转速
②转子电流得频率
③转子磁动势相对于转子得转速
④转子磁动势相对于定子(空间)得转速
P2836-22一台三相同步发电机得额定容量,额定电压,额定功率因数,试求该发电机得额定电流以及额定运行时得有功功率与无功功率。
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