【正文】 《電機(jī)學(xué)》課程復(fù)習(xí)要點(diǎn)課程名稱：《電機(jī)學(xué)》適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)輔導(dǎo)教材：《電機(jī)學(xué)》（第版）湯蘊(yùn)璆主編第一章 緒論內(nèi)容：了解本課程的主要內(nèi)容和電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)中的作用，明確《電機(jī)學(xué)》課程在自動(dòng)化專業(yè)中的地位，從而明確學(xué)習(xí)目的；了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)、特點(diǎn)和電機(jī)理論的一般分析方法，了解電機(jī)的分類、主要作用。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴賃軔朧。要求：熟練掌握電機(jī)理論中常用的基本電磁定律；鐵磁材料的特性。第二章 變壓器內(nèi)容：單相變壓器運(yùn)行原理、三相變壓器連接法和聯(lián)結(jié)組別、標(biāo)幺值概念及用標(biāo)幺值進(jìn)行各種運(yùn)算要求：了解三相變壓器磁路系統(tǒng)、三相變壓器繞組接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響；理解單相變壓器空載運(yùn)行物理現(xiàn)象及電勢(shì)、電流分析；變壓器工作特性；掌握變壓器基本工作原理結(jié)構(gòu),原理圖各量參考方向的規(guī)定；額定值；單相變壓器負(fù)載；熟練掌握單相變壓器空載及負(fù)載運(yùn)行時(shí)基本方程式、等效電路、相量圖、功率關(guān)系及相關(guān)運(yùn)算、標(biāo)幺值概念及用標(biāo)幺值進(jìn)行上述各種運(yùn)算。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈禍測(cè)樅。第三章 直流電機(jī)內(nèi)容：直流電機(jī)磁場(chǎng)及電樞反應(yīng)、電機(jī)的可逆原理、直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)、直流電機(jī)單疊繞組。要求：理解直流電機(jī)空載和負(fù)載時(shí)的磁場(chǎng)及電樞反應(yīng)、電機(jī)的可逆原理；掌握直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)、直流電機(jī)單疊繞組；熟練掌握直流電機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率、直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理、電動(dòng)機(jī)慣例、基本方程式、機(jī)械特性、工作特性及相關(guān)運(yùn)算。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟婭騍東。第四章 交流電機(jī)共同問題內(nèi)容：交流電機(jī)的電樞繞組、交流繞組的繞制方法、交流繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、交流繞組建立的磁動(dòng)勢(shì)。要求：了解交流電機(jī)的電樞繞組、理解交流繞組的繞制方法、掌握交流繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及交流繞組建立的磁動(dòng)勢(shì)。第五章 感應(yīng)電機(jī)內(nèi)容：感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、基本工作原理、額定值、三相感應(yīng)電機(jī)磁動(dòng)勢(shì)、磁場(chǎng)、工作特性及運(yùn)行原理。要求：了解感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、基本工作原理、額定值；理解三相感應(yīng)電機(jī)磁動(dòng)勢(shì)、磁場(chǎng)和工作特性；掌握三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)行特性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行特性、頻率折算和轉(zhuǎn)子繞組折算、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)測(cè)定；熟練掌握感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本方程式組、等值電路、功率與轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系及相關(guān)運(yùn)算。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐顧葒鈀。第六章 同步電機(jī)內(nèi)容：同步電機(jī)的特點(diǎn)、主要類型和構(gòu)造和基本工作原理、同步發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)、電樞反應(yīng)、同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性、與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行條件。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾膚。要求：了解同步電機(jī)的特點(diǎn)、主要類型和構(gòu)造和基本工作原理；理解同步發(fā)電機(jī)空載和負(fù)載時(shí)的磁場(chǎng)；掌握同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、同步電抗和相量圖、同步發(fā)電機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程、同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點(diǎn)鉍雜。教學(xué)方式與考核方式教學(xué)方式：面授輔導(dǎo)考核方式：開卷考試 《電機(jī)學(xué)》課程復(fù)習(xí)要點(diǎn)課程名稱：《電機(jī)學(xué)》適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化輔導(dǎo)教材：《電機(jī)學(xué)》（第版）湯蘊(yùn)璆編著基本電磁定律和磁路電機(jī)的基本工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律、磁路定律和電磁力定律等定律的基礎(chǔ)上的，掌握這些基本定律，是研究電機(jī)基本理論的基礎(chǔ)。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷巹癩龔。全電流定律全電流定律 式中，當(dāng)電流方向與積分路徑方向符合右手螺旋關(guān)系時(shí)，電流取正號(hào)。在電機(jī)和變壓器的磁路計(jì)算中，上式可簡化為▲電磁感應(yīng)定律①電磁感應(yīng)定律 式中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向與磁通方向應(yīng)符合右手螺旋關(guān)系。②變壓器電動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)與導(dǎo)體間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于磁通的變化而感應(yīng)的電勢(shì)稱為變壓器電動(dòng)勢(shì)。電機(jī)中的磁通Φ通常是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊鈞。③運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì) ④自感電動(dòng)勢(shì) ⑤互感電動(dòng)勢(shì) ▲電磁力定律▲磁路基本定律磁路歐姆定律ΦΛ式中，——磁動(dòng)勢(shì)，單位為；——磁阻，單位為；Λ——磁導(dǎo)，單位為。磁路的基爾霍夫第一定律上式表明，穿入（或穿出）任一封閉面的磁通等于零。磁路的基爾霍夫第二定律上式表明，在磁路中，沿任何閉合磁路，磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于次壓降的代數(shù)和。磁路和電路的比較電路磁路電流[]電流密度[]電動(dòng)勢(shì)[]電阻[Ω]電導(dǎo)[]基爾霍夫第一定律基爾霍夫第二定律電路歐姆定律磁通Φ[]磁通密度[]磁動(dòng)勢(shì)[]磁阻[]磁導(dǎo)[]磁路節(jié)點(diǎn)定律全電流定律磁路歐姆定律直流電動(dòng)機(jī)一、直流電機(jī)的磁路、電樞繞組和電樞反應(yīng)▲磁場(chǎng)是電機(jī)中機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的媒介。穿過氣隙而同時(shí)與定、轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁通為主磁通；僅交鏈一側(cè)繞組的磁通為漏磁通。直流電機(jī)空載時(shí)的氣隙磁場(chǎng)是由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)建立的。空載時(shí)，主磁通Φ與勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的關(guān)系曲線Φ（）為電機(jī)的磁化曲線。從磁化曲線可以看出電機(jī)的飽和程度，飽和程度對(duì)電機(jī)的性能有很大的影響。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰聾。電機(jī)的磁化曲線僅和電機(jī)的幾何尺寸及所用的材料有關(guān)，而與電機(jī)的勵(lì)磁方式無關(guān)。電機(jī)的運(yùn)行特性與磁化曲線密切相關(guān)。設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，一般使額定工作點(diǎn)位于磁化曲線開始彎曲的部分，這樣既可保證一定的可調(diào)節(jié)度，又不至于浪費(fèi)材料。籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻曉。直流電機(jī)電樞繞組各元件間通過換向器連接，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，回路內(nèi)各元件的電動(dòng)勢(shì)互相抵消，從而不產(chǎn)生環(huán)流。元件內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)和電流均為交變量，通過換向器和電刷間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換。電刷的放置原則是：空載時(shí)正、負(fù)電刷之間獲得最大的電動(dòng)勢(shì)，這時(shí)被電刷短路的元件的電動(dòng)勢(shì)為零。因此，電刷應(yīng)放在換向器的幾何中性線上。對(duì)端接對(duì)稱的元件，換向器的幾何中性線應(yīng)與主極軸線重合。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥齙。不同型式的電樞繞組均有①；② ε整數(shù)；③。其中，為元件數(shù)，為換向片數(shù)，為虛槽數(shù)，為極對(duì)數(shù)， 為第一節(jié)距， 為第二節(jié)距，為合成節(jié)距，ε為小于的分?jǐn)?shù)，用來把 湊成整數(shù)。對(duì)單疊繞組，177。， 小于，并聯(lián)支路對(duì)數(shù)，即每極下元件串聯(lián)構(gòu)成一條支路。對(duì)單波繞組， 大于零，即所有同極性下元件串聯(lián)構(gòu)成一條支路。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨鈔。當(dāng)電樞繞組中通過電流時(shí)，產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢(shì)，此時(shí)氣隙磁場(chǎng)由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)共同建立。電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢(shì)是空間分布固定的三角波，其幅值位于電樞表面導(dǎo)體電流改變方向處。當(dāng)電刷安裝在換向器的幾何中性線上時(shí)，只存在交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)。對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響稱為交軸電樞反應(yīng)，它使①氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變；②物理中性線偏離幾何中性線一個(gè)角度，③不飽和時(shí)，每極磁通量不變，飽和時(shí)，有去磁作用。當(dāng)電刷偏離幾何中性線時(shí)，除了外，還存在直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)。對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響稱為直軸電樞反應(yīng)，當(dāng)與勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)同方向時(shí)，起助磁作用；當(dāng)與勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)反方向時(shí)，起去磁作用。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵(lì)羆。當(dāng)電刷在幾何中性線上時(shí)，交軸電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)的大小為 τ（極）式中，——線負(fù)荷（）；——極距（）；——電樞圓周總導(dǎo)體數(shù)；——電樞外徑（）——支路電流（）當(dāng)電刷從幾何中性線上移開機(jī)械角度時(shí)，β交直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)分別為（β）（極） β（極）式中，β——電刷在電樞表面移過的弧長（）。電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是指正、負(fù)電刷間的電動(dòng)勢(shì)，即一條支路的電動(dòng)勢(shì)。電磁轉(zhuǎn)距是指電樞電流和氣隙合成磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)距公式是直流電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)重要的計(jì)算公式擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報(bào)贏無。 Ф （） Ф （）式中，Ф——每極磁通量； ——電機(jī)轉(zhuǎn)速； ——電樞電流； 、——與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。其中 ； ；直流電機(jī)的勵(lì)磁方式共有四種：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)。復(fù)勵(lì)。電機(jī)端電流、電樞電流、勵(lì)磁電流的關(guān)系如下贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢鼉。表：不同勵(lì)磁方式電機(jī)各繞組之間的關(guān)系發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)他勵(lì)，與無關(guān)，與無關(guān)并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)對(duì)于復(fù)勵(lì)電機(jī)，為串勵(lì)繞組電流，為并勵(lì)繞組電流。對(duì)于發(fā)電機(jī)：，與同方向，與反方向，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；對(duì)于電動(dòng)機(jī)：，與反方向，與同方向，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱釣。直流電機(jī)的基本方程式發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)平衡方程式轉(zhuǎn)矩平衡方程式功率平衡方程式▲直流發(fā)電機(jī)空載特性曲線()；外特性()；調(diào)整特性()▲并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)必須滿足三個(gè)條件?！绷麟妱?dòng)機(jī)的工作特性有：速率特性；轉(zhuǎn)矩特性；效率特性。當(dāng)輸出功率增加時(shí)，輸入功率必須增加，在端電壓不變的條件下，必須增加。因此隨的增加而增加。不同勵(lì)磁方式的直流電動(dòng)機(jī)的工作特性有很大差異。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速率特性是一條略微下降的曲線，其轉(zhuǎn)矩特性近似為直線。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著的增加而迅速下降，轉(zhuǎn)矩則隨著的增加而迅速上升。直流電動(dòng)機(jī)使用時(shí)應(yīng)注意，并勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路不允許開路，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不允許空載或輕載運(yùn)行。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅籜葦繯?！妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線稱為機(jī)械特性。當(dāng)電樞回路不串入調(diào)節(jié)電阻時(shí)的機(jī)械特性叫做自然機(jī)械特性，串入電阻叫做人工機(jī)械特性。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌擻?！绷麟妱?dòng)機(jī)的起動(dòng)方法有：直接啟動(dòng)；在電樞回路串電阻起動(dòng)；降壓起動(dòng)。不管采用哪種起動(dòng)時(shí)，在起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻要調(diào)到最小，以保證起動(dòng)時(shí)達(dá)到最大。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧麥?！绷麟妱?dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為常用的調(diào)速方法有：改變勵(lì)磁電流調(diào)速；改變端電壓調(diào)速；改變電樞回路電阻調(diào)速。▲直流電機(jī)的制動(dòng)方式有三種在：能耗制動(dòng)；反接制動(dòng)；回饋制動(dòng)。這三種方法都不改變磁場(chǎng)的大小及方向而僅改變電樞電流的方向，從而得到制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊針。變壓器▲變壓器是一種靜止電磁裝置,一次繞組和二次繞組通過交變磁場(chǎng)聯(lián)系起來,起能量傳遞的媒介作用,所經(jīng)磁路是非線性的。漏磁通主要沿非鐵磁物質(zhì)閉合、僅起電抗壓降的作用，所經(jīng)磁路是線性的。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻(xiàn)鵬縮。在變壓器中，既有磁路的問題，又有電路問題。為了把電磁場(chǎng)問題轉(zhuǎn)化成電路問題，引入了電路參數(shù)：勵(lì)磁阻抗，漏電抗σ σ 。 。勵(lì)磁電阻不是一個(gè)實(shí)際存在的電阻，它只是一個(gè)代表鐵耗的電阻，其上消耗的功率等于鐵耗。勵(lì)磁電抗與主磁通Φ 對(duì)應(yīng)，σ和 σ 分別與一次繞組和二次繞組的漏磁通Φσ 和Φσ 對(duì)應(yīng)，它們分別與電源頻率、匝數(shù)的平方、對(duì)應(yīng)磁通所經(jīng)磁路的磁導(dǎo)成正比，既 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚訝擯。式中，——電源頻率； —— 一次繞組匝數(shù) ——Φ所經(jīng)磁路的磁導(dǎo) —— 二次繞組匝數(shù)——Φσ所經(jīng)磁路的磁導(dǎo) ——Φσ所經(jīng)磁路的磁導(dǎo) 由于Φ 經(jīng)鐵心閉和，受鐵心飽和的影響，故不是常數(shù)，隨著鐵心飽和程度的提高，變小。Φσ和Φσ主要經(jīng)非鐵磁物質(zhì)閉合，基本不受鐵心飽和程度的影響，故和基本上是常數(shù)。另外由于 》，因此》、 。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖門戲鷯。為了簡化定量計(jì)算和得出變壓器一次、二次測(cè)有電的聯(lián)系的等效電路，引入了折算法。折算的方法是用一個(gè)匝數(shù)和一次繞組相同的繞組代替二次繞組。折算的原則是：保持折算前后二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)的大小及空間分布不變，從而使得一次繞組的各種物理量在折算前后保持不變。輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩蠐鑭釃。主磁通 Ф在一次、二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、 的大小分別為ФФ在相位上，、 均滯后于176。變比定義為和之比。可以通過幾個(gè)途徑計(jì)算。其計(jì)算式為式中，Φ、Φ——三相變壓器一次繞組和二次繞組的額定相電壓。對(duì)于單相變壓器。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅瀝紕縭。在鐵心飽和時(shí)，為了得到正弦形變化的磁通，勵(lì)磁電流必然為非正弦。勵(lì)磁電流除基波外，主要包含三次諧波分量?？蛰d時(shí)，變壓器主磁通由空載電流建立，因此，空載電流就是勵(lì)磁電流。負(fù)載時(shí)，主磁通有一次和二次繞組共同建立。識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒儂減攙。基本方程式、等效電路和相量圖是分析變壓器問題的三種方法，三者是完全一致的，知道其中一種就可以推導(dǎo)出其他兩種。在實(shí)際工作中，可根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用。凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴鈹賄鶚。變壓器負(fù)載時(shí)的基本方程式為變壓器的電壓調(diào)整率的實(shí)用計(jì)算公式為Δβ（*Φ *Φ） 三相變壓器▲三相變壓器的一次繞組和二次繞組主要有兩種連接法：星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接。表示變壓器一次、二次繞組聯(lián)結(jié)法的組合稱為聯(lián)結(jié)組，共有四種：① ② ③ ④ ；其中或表示星形聯(lián)結(jié)，或表示三角形聯(lián)結(jié)；和表示高壓繞組，和表示低壓繞組。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦聰櫻鄶。三相變壓器一、二次繞組對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)或線電壓的相位差與繞組的繞向、首末端標(biāo)志和聯(lián)結(jié)組有關(guān)，各種聯(lián)結(jié)組的這種相位差都是176。的正倍數(shù)，用時(shí)鐘的時(shí)數(shù)表示，稱為聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)。聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)等于低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)或線電壓滯后于高壓繞組的對(duì)應(yīng)的線電動(dòng)勢(shì)或線電壓的相位差除以176。 和聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為偶數(shù)，和 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為奇數(shù)。鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫搖飭緡。三相變壓器的磁路系統(tǒng)可分成各相磁路彼此無關(guān)的三相變壓器組和三相磁路彼此相關(guān)的三相心式變壓器兩種。不同磁路系統(tǒng)和繞組聯(lián)結(jié)法對(duì)空載電動(dòng)勢(shì)波形有很大影響。當(dāng)空載電流為正弦形時(shí)，產(chǎn)生的主磁通為平頂波（主要包含三次諧波分量），從而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為非正弦；當(dāng)空載電流為尖頂波（主要包含三次諧波分量）時(shí)，產(chǎn)生的主磁通為正弦波，從而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正弦波。在三相變壓器中，三相空載電流的三次諧波同大小同相位，能否流通與繞組的聯(lián)結(jié)法有關(guān)。三相三次諧波磁通也是同大小同相位，能否流通能否沿鐵心閉合則與三相磁路系統(tǒng)有關(guān)有關(guān)。碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞鷥膠據(jù)。聯(lián)結(jié)的三相變壓器，三次諧波電流不能流通，空載電流接近于正弦波，主磁通為平頂波。對(duì)聯(lián)結(jié)的三相變壓器組，由于三相磁路彼此無關(guān)，三次諧波磁通能沿鐵心閉合，鐵心磁阻小，故三次諧波磁通較強(qiáng)，因此，相電動(dòng)勢(shì)畸變?yōu)榧忭敳?，其中包含較強(qiáng)的三次諧波電動(dòng)勢(shì)。對(duì)于聯(lián)結(jié)的三相心式變壓器，由于三相磁路彼此相關(guān)，三次諧波磁通不能