【正文】 第一篇：華中科技大學(xué)電機學(xué)(上)總結(jié)《電機學(xué)（上）》總結(jié)第一章 導(dǎo)論電機的基本概念電機：依據(jù)電磁感應(yīng)定律和電磁力定律實現(xiàn)機電能量或信號轉(zhuǎn)換的電磁裝置。定子：靜止部分；轉(zhuǎn)子：旋轉(zhuǎn)部分；氣隙：鐵芯與磁極之間的間隙 氣隙中的磁場分布及其變化規(guī)律在能量轉(zhuǎn)換過程中起決定性作用。磁場基本量B(T)。f(Wb)。m。m0。H(A/m)。F(A)。f=BA。B=mH磁路定律（1）全電流定律：242。Hdl=229。i222。229。Hklk=229。Fkkk（2）磁路歐姆定律：f=F1l，=FLm，磁路的磁阻：Rm==RmLmmA磁路的磁導(dǎo)：Lm=mAl（3）磁路的基氏第一定律：229。f=0（4）磁路的基氏第二定律：229。Hklk=229。Fk=229。Nkikkkk磁化曲線B=f(H)=mH曲線（課本P16 ）非鐵磁材料：B=m0H為直線，m0為常數(shù)，m0=4p180。107H/m,數(shù)值很小鐵磁材料，磁化曲線呈現(xiàn)非線性的飽和特性。一般mFem0，且mFe不是常數(shù)。飽和時，b173。174。m175。不飽和時可認為是常數(shù)鐵耗pFe：pFe=ph+pw181。fbBm2V,1b2(b187。~)，V為鐵磁材料的體積，采用硅鋼片可減小鐵耗。磁滯損耗與磁滯回線的面積成正比。電感與互感 線圈（繞組）的電感L=N2Lm。鐵芯線圈的電感要遠大于同匝數(shù)的空心線圈的電感。兩個線圈（繞組）間的互感M=N1N2Lm第二章 直流電機一、直流電機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)換向器式直流電機的工作原理：直流電機電樞繞組所感應(yīng)的電動勢是極性交替變化的交流電動勢，換向器配合電刷的作用把交流電動勢“換向”成極性恒定的直流電動勢。只要電樞與主磁極空間相對靜止，電刷兩端所得電勢即為直流電。主要結(jié)構(gòu)定子 轉(zhuǎn)子（電樞）主磁極、機座、電刷、換向極 電樞鐵心、電樞繞組、換向器定子機座兼做定子主磁路的一部分，因其中磁場是固定不變的，故采用鑄鋼或厚鋼板加工（無鐵耗）轉(zhuǎn)子鐵心因旋轉(zhuǎn)，與氣隙主磁場（空間靜止）有相對切割運動，其間會有鐵耗，故采用硅鋼片疊成。額定值額定功率PN186。P2WN= 發(fā)電機：PN=UNIN電動機：PN=UNINhN二、電樞繞組特點直流電機電樞繞組必為閉合繞組。電刷的安放：（1）原則：正、負電刷間空載合成電勢最大。（2）位置：應(yīng)放在換向器的幾何中性線上（與電樞幾何中性線處的導(dǎo)體連通）2pn(rad/s)60（3）組數(shù)：恒等于電機極數(shù)2p單疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)2a=電機極數(shù)2p。電刷為電樞表面導(dǎo)體電流的分界線電樞電流Ia=每條支路電流（即線圈電流）180。并聯(lián)支路數(shù)2a。三、直流電機的磁場空載磁場：直流電機空載時的磁場稱為空載磁場?？蛰d磁場僅由主磁極勵磁磁動勢（對應(yīng)勵磁電流If）單獨建立。了解空載氣隙磁場大小沿電機氣隙圓周的分布波形負載磁場：（1）直流電機負載時的氣隙磁場由勵磁磁動勢和電樞磁動勢（對應(yīng)電樞電流Ia）共同建立。（2）電樞磁場：由電樞磁動勢（或電樞電流）所單獨建立電樞磁動勢和電樞磁場的軸線總是位于電刷對應(yīng)于電樞表面上的位置。當(dāng)電刷位于幾何中性線時：電樞磁動勢和電樞磁場的軸線剛好位于電樞交軸（與主極軸線相正交的位置），只產(chǎn)生交軸電樞磁動勢和交軸電樞磁場。當(dāng)電刷偏離幾何中性線時：電樞磁動勢和電樞磁場的軸線也偏離電樞交軸，同時產(chǎn)生交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢（與主極軸線相平行的位置），相應(yīng)地也同時產(chǎn)生交軸電樞磁場和直軸電樞磁場。（3）直流電機電樞反應(yīng)負載時，電樞磁動勢對主極磁場的影響為電樞反應(yīng)。交軸電樞反應(yīng)：由交軸電樞磁動勢產(chǎn)生a、使氣隙磁場分布波形發(fā)生畸變； b、鐵心飽和時呈去磁作用。直軸電樞反應(yīng)：由直軸電樞磁動勢產(chǎn)生，直軸去磁或直軸助磁。四、電樞電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩 電樞電動勢為正負電刷間電動勢Ea=pNfn=CEfn 60a電磁轉(zhuǎn)矩Tem=pNfIa=CTfIa 2pa3 f：正負電刷間一個極面下的磁通量，【W(wǎng)b】CT=30CEpN:電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)，N=總元件數(shù)S180。每元件匝數(shù)Ny180。2五、直流電機的基本方程和運行特性按勵磁方式分類：他勵I(lǐng)=Ia,與If無關(guān)串勵I(lǐng)=Ia=If 并勵：發(fā)電機Ia=I+If電動機I=Ia+If直流電機運行方式的判別及運行特點（1）當(dāng)EU時，為發(fā)電機運行：Ia與E同方向，故發(fā)出電功率；Tem與n反方向，Tem為制動轉(zhuǎn)矩，故吸收機械功率； Ia與U反方向，U與E反方向（2）當(dāng)EIa與E反方向，故吸收電功率；Tem與n同方向，Tem為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，故發(fā)出機械功率； Ia與U同方向。（3）當(dāng)E=U時，為原動機拖動空轉(zhuǎn)的發(fā)電機或；理想空轉(zhuǎn)的電動機。直流電動機基本平衡方程式：（1）電勢方程：U=E+IaRa（2）功率流程圖P1=UI效率h=P2180。100%當(dāng)可變損耗等于不變損耗時，效率最大。P1電磁功率：Pem=EIa=TemW發(fā)電機、電動機均適用（3）轉(zhuǎn)矩平衡方程：Tem=T2+T0 Tem=Pemp+pFe+padP,T2=2,T0=mec WWW直流電動機工作特性U=UN下，n,Tem,h=f(P2)。（1）并勵電動機Dn=轉(zhuǎn)矩調(diào)整率：n0nN180。100%nN很小，基本接近于恒速電動機使用時，勵磁繞組不得開路。否則會“飛速”（有剩磁且空載或輕載時），或停轉(zhuǎn)產(chǎn)生電樞大電流（無剩磁或有剩磁但重載時）。（2）串勵電動機轉(zhuǎn)矩調(diào)整率：Dn=n0nN180。100%很大。接近于恒功率電動機。nN使用時，不得空載或輕載運行，否則會“飛速”直流電動機的機械特性：n=f(Tem)（1）并勵電動機 數(shù)學(xué)描述：n=UIa(Ra+Rj)CEΦ=Ra+RjUT 2emCEΦCECTΦRj為串入電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，用于改變機械特性的形狀。Rj =0時為自然機械特性，Rj≠0為人工機械特性。216。 并勵電動機的自然機械特性接近于水平線，稱為硬特性。（2）串勵電動機 數(shù)學(xué)描述n=C1UC2(Ra+Rj)Tem6電力拖動機組穩(wěn)定運行的條件穩(wěn)定運行的條件及判據(jù)：在電動機機械特性和負載總制動轉(zhuǎn)矩機械特性兩條特性曲線的交點處，當(dāng)dTdTdd(DT)=(TemTL)0或emL時是穩(wěn)定dndndndn的；當(dāng)dTdTdTdTdd(DT)=(TemTL)0或emL時是不穩(wěn)定的；當(dāng)em=L時dndndndndndn是穩(wěn)定運行的極限。只要電動機機械特性滿足行。六、直流電動機起動電氣性能要求：起動電流小。起動轉(zhuǎn)矩大起動方法（1）直接起動：Ist=Ia=UEU，適用于小電機 =RaRaURa+RstdTem0，即是下降的機械特性，則能穩(wěn)定運dn（2）電樞回路串電阻起動：Ist=（3）降壓起動：只降電樞端電壓，而不能降勵磁電壓。七、直流電動機調(diào)速調(diào)速方法 由n= Ra+RjUT可知，調(diào)速方法有三種 2emCEΦCECTΦ7（1）變f，即改變勵磁磁場（改變勵磁電流）調(diào)速Rf173。174。If175。174。f175。174。n173。174。P2=T2W173。174。Ia173。174。P1=UI173。174。h基本不變，經(jīng)濟性較好（2）電樞回路串電阻調(diào)速Rj173。222。n175。（3）改變電樞電壓U調(diào)速此調(diào)速方法最適用于他勵電動機中，這樣勵磁磁場可不受電樞端電壓的影 響。*調(diào)速計算題的求解：對調(diào)速瞬間分析出發(fā)點是n不能突變，而新的穩(wěn)態(tài)時分析出發(fā)點是轉(zhuǎn)矩平衡！改變電動機轉(zhuǎn)向的方法原理：電動機中n與Tem同轉(zhuǎn)向，故改變n方法，即改變Tem方向。（1）將勵磁繞組兩端對調(diào)，即改變勵磁電流方向（2）將電樞繞組兩端對調(diào)，即改變電樞電流方向。此兩種方向只能用其一，不可同時用，否則轉(zhuǎn)向不變。直流電動機的制動電磁制動：電磁力矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，即為電磁制動。常用的電磁制動方法：（1）能耗制動（2）反接制動（3）回饋制動第三章 變壓器一、結(jié)構(gòu)、額定值結(jié)構(gòu)：閉合鐵心上套有不同匝數(shù)的繞組，采用閉合鐵心以降低磁阻，減少勵磁電流，采用硅鋼片以減小鐵耗。額定值U1N,U2N,I1N,I2N在三相中均為線值單相：SN=U1NI1N=U2NI2N=U1NfI1Nf=U2NfI2Nf 三相：SN=3U1NI1N=3U2NI2N=3U1NfI1Nf=3U2NfI2Nf 注意Y接法還是D接法。U2N的定義：在一次側(cè)加額定電壓時二次測的空載線電壓。二、基礎(chǔ)理論空載物理情況f主磁通，同時與一、二次側(cè)繞組相交鏈 f=E1U1E1lU1lU1187。 I0187。Im187。187。=222pfNmA2pfNmAX2fN12fN111m勵磁電抗Xm=2pfN12mAl,反映了主磁通的作用，對已制成的變壓器2一次側(cè)漏電抗X1s=2pfN12L1s二次側(cè)漏電抗X2s=2pfN2L2s空載等效電路：負載時（1）正方向確定（2）基本方程式amp。=Eamp。+Iamp。Z(Z=R+jX)U1111111samp。=Eamp。Iamp。Z(Z=R+jX)U2222222samp。=Iamp。+Iamp。/kI012amp。=kEamp。E12amp。=Iamp。ZE10mamp。=Iamp。ZU22L（3）繞組折算原則：未折算側(cè)各量均保持不變，電磁關(guān)系和能量關(guān)系也不變，使等效電壓比為1。162。=I2N21I2=I2 N1kN1E2=kE2 N239。E2=236。R39。2=k2R2239。2239。X39。2s=kX2s237。2239。R39。L=kRL239。X39。=k2X238。LL（4）折算后基本方程amp。=Eamp。+Iamp。ZU1111amp。162。=Eamp。162。Iamp。162。Z162。U2222amp。=Iamp。+Iamp。162。I012 amp。=Eamp。162。E12amp。=Iamp。ZE10mamp。162。=Iamp。162。Z162。U22L（5）等效電路T型等效電路：Γ型等效電路：簡化等效電路（6）參數(shù)測定 1空載試驗 ○根據(jù)變壓器的空載試驗可以求得變比 k、空載損耗 p0、空載電流 I0 以及勵磁阻抗Zm。由于Zm?Z1，可忽略Z1，則有： 勵磁阻抗 Zm=U1/I02勵磁電阻 Rm=P0/I0 22Rm勵磁電抗Xm=Zm 注：為了安全和方便,一般空載實驗在低壓方進行2短路試驗 ○根據(jù)變壓器的短路試驗可以求得變壓器的負載損耗、短路阻抗Zk。短路阻抗 Zk=Uk/Ik2短路電阻 Rk=Pk/Ik短路電抗Xk=Zk2Rk2 注：短路試驗一般在高壓方進行。