电机与拖动复习笔记.doc

第0章 绪论:
1、电机:利用电磁感应原理实现能量转换得机械
2、电力拖动系统包括:电动机、传动机构、生产机械、控制设备与电源。
第1章 直流电机
1、2绕组
1、单叠绕组:
,即(向下取整);,。
p为磁极对数,Z为槽数,为第一节距(同一个元件得两个边跨过得距离),为换向器节距。
画图步骤:1)计算;
2)根据Z得数目画线(等间距),线得数目与Z相同。(Z=16,=4)(实线、虚线都画)

3)根据得值连接绕组,即编号为1得实线,需要跟编号为5(1+)得虚线相连。
4)将编号为1得实线连接到编号为1换向片(位置自己定,换向片宽度与实线间宽度一样),(换向器编号与实线编号一致),将编号为5得虚线连接到编号为2得换向片。
5)平移将其她得画出来

6)画磁极,磁极宽度约为倍得实线间宽度,极性交替放在线中,磁极平移距离为倍得实线宽度;在磁极中心下方画出电刷(N极下为+,S极下为—)
单叠绕组特点:
1)并联支路对数等于磁极对数,即;
2)电刷数等于主磁极数,电刷间电动势等于并联支路电动势,电刷位置应使支路感应电动势最大(即电刷位置对准磁极中心);
3)电枢绕组闭合回路中,感应电动势之与为0,内部无换流
4)正负电刷引出得电枢电流为各支路电流之与,。为支路对数
5)元件得两个出线端连接于相邻两个换向片上,即。
2、单波绕组:
,即(向下取整);(向下取整),。
画图与单叠类似。
特点:1)并联支路数=2,与磁极对数无关,即。
2)电刷数等于主磁极数,电刷间电动势等于并联支路电动势,电刷位置应使支路感应电动势最大(即电刷位置对准磁极中心);(理论上电刷用2个就够了,但为了可靠换向,采用全额电刷)
3)正负电刷引出得电枢电流为各支路电流之与,。
1、3 电枢反应
一、定义:
1、电枢反应:电枢磁场对气隙磁场得影响or电枢磁动势对主磁极得磁动势得影响。
2、励磁XX:所谓励磁XX就就是产生磁场(虽然有磁极,但就是由磁极产生得磁场很弱,所以需要励磁XX来激励(加强)磁场),励磁电流为0,则可默认磁场不存在。(下角标为f)
3、电枢XX:所谓电枢XX,即转子产生得XX;电枢磁场可瞧做由电枢(负载)电流引起得;空载即电流为0,无电枢磁场。(下角标为a)
4、在电枢反应中由3个绕组:励磁绕组(直流),电枢绕组(交流),电刷绕组(直流)。
5、励磁磁场与电枢磁场构成电机整体得磁场,整体得磁场分为主磁场与漏磁场。
6、电枢反应得影响:
1)电刷在几何中性线上
a)使气隙磁场发生畸变
b)对主磁场产生去磁作用
2)电刷不在几何中性线上

电刷顺转向偏移
电刷逆转向偏移
发电机
去磁
助磁
电动机
助磁
去磁
1、4 电枢磁动势、电枢转矩与电磁功率
1、电枢电动势指直流电机正负电刷之间得感应电动势,也就是一条支路中产生得感应电动势。
2、;为每条支路得感应电动势(支路之间时并联关系,电动势都相同,且都为总电动势);为电动势常数,仅与电机结构有关;为每级磁通;n为转速。
3、发电机,电动机。
由可知:发电机与同向;电动机与反向
4、,为电磁转矩(电磁转矩由每级磁通与电枢电流引起);
为转矩常数,仅与电机结构有关;为电枢电流。
5、发电机电磁转矩方向与电机转速方向相反,电磁转矩起制动作用;
电动机电磁转矩方向与电机转速方向相同,电磁转矩起驱动作用。
6、;从机械方向描述电磁功率,为转子角速度;从电气方向描述电磁功率。
1、6 直流发电机
1、直流发电机得励磁方式:自励(串励、并励、复励)、她励。

2、;为电枢回路总电阻;
;为原动机给发动机得拖动转矩;为空载转矩(各种损耗之与)。
;;为原动机得输入功率;为空载损耗;; 为给负载得输出电功率;为铜损耗;
3、发电机效率;
4、发电机计算题公式
为额定功率,为额定电压;
额定电流,励磁电流,铜损耗,,其中通过发电机得励磁方式确定(并励发电机为), 。
5、她励直流发电机得运行特性:负载特性(负载为0时为空载特性)、外特性、调节特性。
6、并励直流发电机得自励条件:
1)主磁路有剩磁;
2)励磁绕组极性正确,产生磁通方向与剩磁通方向相同;
3)励磁回路得总电阻必须小于该转速下得临界电阻。
7、并励直流发电机得外特性曲线下降原因
1)电枢反应得去磁效应;
2)电枢回路电阻压降;
3)端电压降低引起得励磁电流得减小。
1、7 直流电动机
1、直流电机得可逆原理:一台电机既可以做发电机运行,又可以做电动机运行。
2、;
;为负载转矩;
;;
3、电动机计算题公式
为额定功率,为额定电压;
额定电流,励磁电流,铜损耗,,其中通过电动机得励磁方式确定(并励发电机为), ,输出转矩。
4、
第2章 直流电动机得电力拖动
1、运动方程式:,为静负载转矩,为运动系统得转动惯量,为系统旋转得角速度(弧度),为系统得惯性转矩。
转速形式:,为飞轮矩,为动负载转矩。
2、系统稳态,系统加速,系统减速。
3、负载得转矩特性:
恒转矩负载特性(反抗性、位能性)、恒功率负载特性、泵与风机类负载特性。
4、她励电动机机械特性:
固有机械特性:()
,,
为实际空载转速,其比理想空载转速小。
图像中斜率大得机械特性为软特性,斜率小得为硬特性。
人为机械特性:
1)电枢串电阻:() 2)降低电枢电压()
;

3)减弱励磁磁通时得人为特性:

5、电力拖动系统稳定运行条件:
必要条件:电动机得机械特性与负载得转矩特性必须有交点,即存在;
充分条件:在交点得转速以上存在,而在交点得转速以下存在。
6、她励直流电动机得起动:
起动要求:1)足够大得启动转矩;
2)起动电流限制在一定范围之内;
3)起动设备简单,可靠。
起动方法:电枢回路串电阻、降低电枢电压。
7、她励直流电动机得制动:
与n同向为电动状态,与n反向为制动状态。
制动方法:能耗制动、反接制动(电压反接、倒拉反转反接)、回馈制动。
8、她励直流电动机得调速:

调速方法:调压调速、电枢串电阻调速与励磁调速。

第3章 变压器
3、1 变压器得基本工作原理与结构
1、变压器得变压原理:一、二次绕组得感应电动势大小正比于各自绕组得匝数。
2、变压器结构中:油箱:装油、机械支撑、散热与保护器身得作用;
变压器油:绝缘与冷却作用;
套管:使变压器引线与油箱绝缘;
保护装置:保护变压器。
3、三项变压器得额定电压指得就是线电压,额定电流就是线电流。
3、2 空载运行
1、空载运行:指变压器一次绕组接在额定频率、额定电压得交流电源上,而二次绕组开路时得运行状态。
2、,为变压器主磁通,一次感应电动势,f磁通变化频率,N1一次绕组匝数。
3、,k为变比,、为一、二次额定相电压
4、空载时等效电路:
;
为外加电压;为空载电流;
为一次电阻;
为一次漏磁抗;
为励磁电阻(铁损耗得等效电阻);
为励磁电抗(对应于主磁通得电抗); 注:图中U、I应为向量
3、3 负载运行
1、负载运行:变压器得一次侧接在额定频率、额定电压得交流电源上,二次侧接负载得运行状态。
2、,、为一、二次额定相电流。
3、将二次绕组得匝数瞧成一次绕组得匝数,为了保持二次侧得电磁关系不变,需要将二次侧得电磁参数折算到一次侧。(不加上角标得为二次侧值,加角标得为一次侧值)
,k为变比,为二次感应电动势,为二次电动势得折算值;
,为二次电流,为二次电流得折算值;
,为二次漏阻抗,为二次漏阻抗得折算值;
,为二次电压,为二次电压得折算值;
,为负载阻抗,为负载阻抗得折算值。
T型等效电路:
注:图中U、I、E应为向量
3、4 变压器参数得测定
1、空载试验:(在低压侧进行,即二次侧)测得所有数据均为线状态数据,计算前需要进行线相转换。
对于三相变压器:,为低压侧(二次)电压得额定值。
,,,,,
。
其中所有得参数都就是每相得参数,算得电磁参数都就是低压侧参数。
由低压侧得参数,可以通过折算公式,折算到高压侧。
2、短路试验:(在高压侧进行,即一次侧)测得所有数据均为线状态数据,计算前需要进行线相转换,带下标S得为短路状态下得。
对三相变压器:
,, 。
温度折算:
由于变压器得工作温度为75℃,而短路试验时温度为20℃,所以需要进行温度换算。
,为室温,一般为20℃。铝线变压器时234、5应替换为228。
。计算时通过试验温度下得求后,反求,再进行计算。
对于T型等效电路,,。
,。
,,
分别为短路电压百分值,短路电压电阻(有功)分量百分值,短路电压电抗(无功)分量百分值。
式中所有参数均为每相得参数。下角标1为一次侧,2为二次侧。
3、5 标么值
1、,基准值一般取每相得额定值。
2、项变压器:下标为B为标准值
,,,,,,,,,,;
,,;
,,;
,,。
3、百分值=标么值,即等价于
4、折算前后得标么值相等,可以省去折算。
5、,,。
3、6 变压器得运行特性
当为滞后时,为正。
1、电压变化率:

为负载电流标么值,又称负载系数。
2、空载损耗可近似瞧作铁损耗,就是不变损耗;
短路损耗可近似瞧作铜损耗,就是可变损耗;
总损耗。
3、;
;
当不变损耗等于可变损耗(铜损耗=铁损耗)时效率最高。此时,为最大效率时得负载系数,之后带入效率公式可以求最大效率。
3、7 三相变压器
1、联结组别画图:
高压绕组:首端:、、;末端:、、。
低压绕组:首端:、、;末端:、、。
例1:以右图为例分析画法:
1)由原边就是Y型接法,画出原边接线形式:

2)将,视为一点,由、这条线与、线对应,所以这两条线平行;再由接线柱(黑点)得位置二者相反(、靠近+,、靠近-),所以这两条线反向。
3)由副边也就是Y型解法,所以、为同一点,由、与、对应,且接线柱相反画出剩下得线。
4)量出、这条线与、这条线夹角。
测量得角度为60°所以此联接组别为Y,y2。(2=60°/30°)。
例2:以右图为例分析画法:
1） 由原边就是Y型接法,画出原边接线形式:

2)将,视为一点,由、()这条线与、线对应,所以这两条线平行;再由接线柱(黑点)得位置二者相反(、靠近+,、靠近-),所以这两条线反向。
3)由副边就是△型解法,由、()与、对应,且接线柱相反画出剩下得线。
4)量出、这条线与、这条线夹角。
测量得角度为90°所以此联接组别为Y,d3。(3=90°/30°)。
2、波形:
联接组别
励磁电流
主磁通
线电动势
相电动势
组式Y,y
正弦波
平顶波
正弦波
尖顶波
心式Y,y
正弦波
正弦波
正弦波
正弦波
YN,y
尖顶波
正弦波
正弦波
正弦波
D,y
尖顶波
正弦波
正弦波
正弦波
Y,d
正弦波
平顶波
正弦波
正弦波
Y,yn
同Y,y联接
3、三相组式变压器不能采用Y/Y(Y/Y0)接线得原因
Y,y接线得变压器得励磁电流只能就是正弦波,产生平顶波得磁通,其中3次谐波磁通在铁芯中形成回路,可以在铁芯中流通,形成回路,数值较大,产生较大得3次谐波电势使电势波形畸变,幅值升高,对绝缘不利。
3、8变压器并联运行
1、变压器并联运行得理想情况:
1)空载时并联运行得各变压器绕组间无换流,以免增加绕组得铜损耗;
2)带负载后,各变压器得负载系数相等,即各变压器所分担得负载电流按各自容量大小成正比例分配,使并联运行得各台变压器容量得到充分利用;
3)带负载后,各变压器所分担得电流应与总得负载电流同相位。这样在总得负载电流一定时,各变压器所分担得电流最小。如果各变压器得二次电流一定,则共同承担得负载电流为最大。

2、变压器并联运行所需满足情况:
1)各变压器一次、二次额定电压应分别相等,即变比相同;
2)各变压器得联接组别必须相同;
3)各变压器得短路阻抗(或短路电压)得标么值(或)要相等,且短路阻抗角也要相等。
其中,各变压器得联接组别必须相同需严格保证。
计算题中
励磁参数为、、,并需要把参数折算到一次侧去。
短路参数为、、或者就是、、
第4章 异步电机
1、三相绕组基波合成磁动势得性质
1)电流变化一周,磁场在空间上旋转360度。
(多对极时,磁场在空间转过一对极得圆周距离)
2)合成磁动势旋转方向与绕组A、B、C在空间得布置顺序相同。
3)某相电流达最大值时,合成磁动势轴线与该相绕组轴线重合。
4)合成磁动势得幅值为每相脉振磁动势振幅得1、5倍。
5)合成磁动势得转速(同步转速):。
2、异步电动机以转子结构形式区分得两种结构类型:绕线式、鼠笼式。
3、转差率得基本概念:
,其中为同步转速,转子转速
4、异步电动机得三种运行状态以及对应得转速与转差率范围
运行状态
电动机状态
发电机状态
电磁制动状态
转速范围

转差率范围

5、同步转速、转差率、转子频率得计算
同步转速:,转差率,转子频率。未说明为50HZ。
6、异步电动机得调速方法
;
调速方法:
(1)变极调速(适用于鼠笼式)
(2)变频调速
(3)变转差率调速
① 改变定子端电压
② 改变转子电阻(适用于绕线式)
第5章 同步电机
1、(磁极旋转式)同步电机得两种类型:凸极式 隐极式