电机学概念及定律公式学习总结

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1、一、直流电机A. 主要概念1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 Ub2. 极数和极对数3. 主磁极、励磁绕组4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组5. 额定值6. 元件7. 单叠、单波绕组8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距9. 并联支路对数a10. 绕组展开图11. 励磁与励磁方式12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通13. 电枢磁场14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷15. 反电势常数CE、转矩常数CT16. 电磁功率Pemem电枢铜耗Pcua励磁铜耗Pcuf电机铁耗PFe机械损耗pmecmec附加损耗pad输出机械功率P2可变损耗、不变损耗、

2、空载损耗17. 直流电动机（DM）的工作特性18. 串励电动机的“飞速”或“飞车”19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性20. 稳定性21. DM的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动22. DM的调速方法：电枢回路串电阻、调励磁、调端电压23. DM的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动B. 主要公式：发电机：pn=unin（输出电功率）电动机：PN=UNIN n N（输出机械功率）反电势：E = C nr _pNC = a e 60a电磁转矩：T = C /I _pN C = aT 2兀a直流电动机（DM）电势平衡方程：U = E +1 R =

3、C山n +1 Ra a Ea aDM的输入电功率P1 :P = UI = U (I +1 ) = UI + UI = (E +1 R ) I1a fa fa a (=EI +12 R + UI = P + p + p a a a f em Cua Cuf+ UIfP1 = Pem + PCua + PCufP = P + p + p + pem 2 Fe mec adDM的转矩方程：七T -孔=J言P 一DM的效率：门=节x 100% =1P 寄 X100% = (1P1耳)X100%P +p2他励DM的转速调整率：An = 0 n x 100% nNDM的机械特性:U -1 (R + R )

4、 U R + Rn =aa= aTCECECC 2 em并联DM的理想空载转速n0：二、变压器A.主要概念1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器；干式、油浸式变压器2. 铁心柱、轭部3. 额定容量、一次侧、二次侧4. 高压绕组、低压绕组5. 空载运行，主磁通中、漏磁通中言及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角6. 中、i、e正方向的规定。7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压8. 励磁电抗Xm、励磁电阻Rm、一次侧漏电抗X。、二次侧漏电抗X2a9. 负载运行时变压器的原理示意图10. 变压器的磁势平衡11. 绕组折算原则、折算方法、作用

5、12. 功率因数滞后时的变压器相量图画法13. T型等效电路、型等效电路、简化等效电路14. 空载试验、短路试验的用途、注意事项15. 标幺值、基准的选择16. （不同负载时的）电压变化率，短路阻抗、短路电阻、负载系数17. 效率最大值发生的条件18. 三相变压器的磁路：组式、心式19. 三相变压器的电路：星形连接、三角形连接20. 同名端、首端、尾端、中性点21. 联结组、联结组号、时钟表示法22. Y,y联结组，D,d联结组各有6个偶数联结组号；Y,d联结组，D,y联结组各有6个奇数联结组合23. 主磁通、励磁电流的波形问题24. 在三相变压器中，三次谐波电流通路的重要性，在不同磁路中的影

6、响25. 变压器并联运行的三个理想条件26. 变压器并联运行的负载分配27. 电流互感器、电压互感器的用途，使用中的注意事项28. 对称分量法，正序、负序、零序，29. 变压器的正序、负序、零序电路，各序激磁阻抗的特点30. 单相对中点短路时，各序电流与短路电流的关系B.主要公式反电势：归=4.4倒m、E2= 4.44fN2m磁势平衡方程：NI + N I = N I1 12 21 0折算前的变压器方程组（数学模型）：U =- E + IZ111U :=E -IZ222 2E=kE2I +4=I1k 0-E=IZ10 mU :=IZ22 L折算后的变压器方程组：”一勺U 2= Z 2I = I

7、 + I 012吁E 2-E = IZ10 mU ； = I ； Z L电压变化率简化计算公式： U = 6 （R*cos。2-xjsin。2）X 100% 效率：n =（1 -P0 + 02 七、）x 100%PS cos 中 + p + 0 2p联接组号=匕滞后于气的相角30三、交流绕组A.主要概念1. 对交流绕组的要求：各相绕组空间对称，产生的反电动势基波尽可能大、幅值相等、 相差120度电角度，尽可能接近正弦波2. 槽电势星形图及其画法、槽距电角度、槽距机械角度3. 相带、120相带、60相带、每极每相槽数4. 三相单层绕组画法5. 线圈、节距y.，极距，短距、长距、整距6. 并联支路

8、数a、最大并联支路数amax7. 三相双层绕组画法8. 每相串联匝数N9. 谐波磁场的转速、极对数10. 谐波电动势的绕组系数11. 谐波电动势的削弱方法12. 脉振磁动势13. 磁动势的空间矢量表示、矢量叠加14. 磁动势计算的短距系数、分布系数与电动势的相同15 .脉振磁动势、旋转磁动势、行波、驻波16. 圆形旋转磁动势、椭圆形旋转磁动势17. 对称的三相交流绕组，通对称的三相交流电流，产生一个合成的圆形旋转磁动势。 当哪相电流最大时，该合成圆形旋转磁动势的最大值位置，就同哪相的绕组轴线重合。因此 旋转的方向是依相序，从超前相的轴线转向滞后120的相的轴线，在转到下一个滞后120 的相的轴

9、线。18. 三相合成的谐波磁动势只有奇次谐波，没有偶次谐波。19. 交流电机的主磁通、漏磁通、槽漏磁通、端部漏磁通、谐波漏磁通、漏电抗B.主要公式1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.反电势频率、转子转速、极对数的关系：f = n /60 / p槽距机械角度：am = 360 /Z槽距角：ae = p* 360 /Z 每极每相槽数：q = z/2pm 导体电动势：Ec1 = 2.22 f中 短距系数：ky1 = sin（K/2*y1/i） 线圈电动势：Ey = 2Nc*Ec1* ky = 4.44 Ncf 中 1 分布系数： y yy.q侦sin1k =二q1_ aq sm-线圈组电

10、动势：Eq1 = q*Ey1 * kq1 = 4.44q*Nc*f*e*ky1*kq1绕组系数：km=ky1*kq1y qc12.每相串联匝数：pqNca2 pqN(a（单层绕组）（双层绕组）13. 相绕组脉振磁动势幅值的最大值:F =也 NU = 0.9 m4in pp（其中I是电流的有效值）14. 相绕组磁动势基波的表达式:f (t, 0) = F cos 0 = F sin t cos 0巾1巾1m115.（其中0=0处为相绕组轴线） 相绕组磁动势中的v次谐波磁动势最大值、瞬时表达式：F= 2NV = 0.9NVmgn v pv pf （t,0） = F sin t cosv0vmv16

11、.三相合成磁动势基波的幅值F1：F = 3 F= 1.35 NkN1I12 m1p17.三相合成的谐波磁动势:(T =T / V，相绕组电动势：E = 4.44fNkN祝（N为每相串联匝数）3f = - Fsin( t + 50)(6 k 1 次偕波，反转)52 m 5-f7 = 2 F 7 sin(w t 70)(6 k +1 次偕波，正转,)1、异步电机A.主要概念1. 单相、三相异步电机，绕线、鼠笼转子，铸铝转子2. 异步电动机必须从电网吸收滞后的无功，用于励磁。3. 半闭口槽、半开口槽、开口槽4. 气隙5. 转差率s6. 异步电机的三种运行状态：电动、制动、发电7. 感应电机8. 堵转

12、时的异步电机：等效于一台短路的三相变压器（不过其主磁通是旋转的）；转 子频率等于定子频率；定转子磁动势同步旋转、相对静止；磁势是平衡的g + F2 = FQ。9. 电动势变比、电流变比_10. 定子电流的负载分量I1L、定子电流的励磁分量Im（或I0）。-Il11. 转子旋转时，异步电机的定、转子磁场仍相对静止，磁动势仍平衡（F1 + F =12. 异步电机转子的频率折算。_ _13异步电机转子旋转时的T型等效电路、简化等效电路I-。14. 相量图的画法15. 异步电机的空载试验、机械损耗的分离方法16. 异步电机的短路试验，同变压器短路试验的差别17. 笼型转子的相数等于导条（槽）数z2,每

13、相匝数等于1/2；极对数等于定子磁场的 极对数。18. 异步电机的电磁功率等于传递到转子的功率；总机械功率等于电阻R2 （1-s）/s上的 三相总功率。19. 异步电机的电磁转矩，等于电磁功率除以同步机械角速度，也等于机械总功率除以 转子机械角速度。20. 异步电机的Tem-s曲线21. 异步电机的最大电磁转矩发生在R/sm = J%2+（气。+ X2。时。22. 过载倍数23. 在异步电动机的工作特性中，效率特性、功率因数特性有最大值。24. 异步电动机的起动方法：直接起动；降压起动（串电抗器、自耦变压器、先星形后 三角形）；绕线式转子串电阻起动。各种方法的特点。25. 异步电动机调速：变极

14、、变频（恒转矩、恒功率）、变转差率s （定子串电抗器降 压、绕线转子串电阻）26. 异步电动机的制动方法：转速反向（定子三相正接、转子电阻耗能）、正转反接（降速、刹车）、回馈制动（位能将电动状态超速到发电状态）、能耗制动（定子接直流、转子电阻耗能）27. 单相电动机原理B.主要公式:1. 异步电动机的功率:2. 同步转速：3. 转差率：4.4. 电动势变比k :e5. 电流变比k.:I7.P = 1%1 NnNcosN60 fn =11 P转子静止时的方程式（转子折算到定子后）:U=- E + LZ. e； = i2（R； + jx 2）I = I +1E = EE=-10 Zm1 E Nk

15、目k = e1 = n i， E i22 N 2k =冬i，i =M，m N k 1L k转子旋转时，转子的频率：fs = sf转子电动势：E2广很丸LN、也=sE2转子漏电抗:转子相电流:,E,2 s R + jX22Os8. 转子旋转时，频率折算后的方程式:U =-E+IZE = I(R / s + jX )22 22oI = I +1 / km12 iIE气=-1 Z9. 转子旋转时，经频率、绕组折算后的方程式：广-%+I1Z1JE E = I 皿 / s + jX)22 22。4=2(Ei=E2气=-1 Z10. 异步电动机的功率总功率平衡：P= %m+Pcu1+ PFe,电磁功率平衡

16、：Pem - pcu2 + Pmec机械功率平衡：pmec = P2+ Pmec + Pad功率比例关系：pem： pcu2 : Pmec = 1： s： (1-s)11. 异步电机的电磁转矩:T= emem o1m1 PU12 1。2。12.最大电磁转矩:；R2 +(x+ X1。2。T =max1 Jr+(X + x 2m pU 213.过载倍数：kM=Tmax/TN五、同步电机A.主要概念1.凸极同步电机、隐极同步电机2. 同步电机的励磁方式：直流发电机励磁、静止整流装置励磁、旋转整流装置励磁3. 冷却方式：空气冷却、氢气冷却、水冷4. 励磁电流5. 同步电机的空载运行；同步电机的磁化特性

17、；饱和系数kc。6. 主磁通中0和励磁电动势E0的相位关系：中0是原因，E0是结果，前者超前后者907. 同步电机的电枢反应；电枢反应的性质；电枢反应电抗，（直轴、交轴）同步电抗，8. 凸极同步电机的双反应理论：将电枢电流分解为Id和Iq分量，分别单独考虑它们的电枢反应作用。q9. 气隙合成磁动势尸5、气隙合成磁场体、气隙合成电动势E&。10. 隐极同步发电机相量图的画法11. 同步发电机的空载特性，剩磁影响的校正12. 同步发电机的短路特性：短路时定子只有直轴电流；电枢反应为纯去磁性质；磁路 不饱和；短路电流与励磁电流成正比；短路特性为一条直线。13. 零功率因数负载特性：定子电流为纯直轴分

18、量；电枢反应为纯去磁性质；磁路饱和； 与空载特性曲线相差一个特性三角形。14. 特性三角形：可用于求定子漏电抗。15. 同步发电机的外特性：U随I变化的规律，cos中不同，变化趋势不同。16. 电压调整率：额定励磁电流时，空载与额定负载之间的端电压变化率。17. 利用零功率因数特性曲线、空载特性曲线、特性三角形求定子绕组漏电抗的方法。18. 同步电机中，利用短路特性、空载特性求直轴同步电抗xd不饱和值的方法。19. 短路比20. 低转差法侧Xd和Xq不饱和值的方法。21. 同步发电机并联运行的条件；并网的方法（准确同步法：直接，交叉）22. 功角、功角特性、基本电磁功率、附加电磁功率23. 有

19、功功率的调节，极限功率，静态稳定性，整步功率系数，过载能力Km，24. 无功功率的调节：保持有功不变、U不变（垂直）时，调节励磁电流，则I的终点 轨迹是水平线，E0的终点轨迹是垂直线。25. V形曲线：保持有功不变时，cos中=1时为正常励磁，负载电流I最小；减小励磁 电流，欠励，E0降低，功率因数角超前（I超前电压），I将增加；增大励磁电流，过励，E0 将增大，功率因数角滞后（I滞后电压），I也将增加。26. 同步发电机如何过渡到同步电动机或调相机27. 同步调相机的用途28. 同步发电机单相对中点稳态短路、两相之间稳态短路可以应用对称分量法分析。29. 稳态单相短路电流：两相间短路电流：三

20、相短路电流=I : I : I = 3: J3:1。B.主要公式1. 功率p = 3U.N cos中 n（发电机）Pn = 0nIn cos中/n（电动机）2. 励磁电动势：E0=4.44fNkN10 03.隐极电机负载运行（不饱和时）：气隙电动势：E = E + EO a 0定子绕组总电动势平衡：E0 + Ea + E广U +气励磁电动势平衡：E = U + IR +jIX +jIX = U + IR +jIX0aabat4. 凸极电机负载运行（不饱和时）:气隙电动势：E = E + E + EO ad aq 0定子绕组总电动势平衡：2 e = E0 + Ead + Eq + EO= U +

21、 IR励磁电动势平衡：E0 = U + IR + jIX d + jIX + jIX=U + IR + jI X + jI X a d d q q5. 凸极电机负载运行(考虑饱和时)：气隙电动势：E&= Ed + E (由 d 轴合成 Fd = F 1 1 + F 产生)定子绕组总电动势：2 E = Ed + Eq + Eb= Eo+ Eb= U + IR,6.7.电压调整率：AU =气Uw x 100%N低转差法求Xd和Xq的不饱和值：UmaxIminU=minImax8.9.功角特性:极限功率: mEU mU 2 11、P = sin 0 + ( - )sin 20dq dE*U*U*211P* = EoU- sin 0+ - ( 4)sin29em X*2 X* X*Pemmax