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1、前言 电机学概述和磁路简介1、 学习电机学的意义。电机在国民经济中的广泛应用；本课程与其他课程的紧密联系2、 电机的分类。1） 按能量转换角度划分发电机 电动机 发电机变压器 2）按结构特点及电源种类分电机-变压器同步电机异步电机直流电机交流电机旋转电机电机 3、 磁路的基本定律及铁芯损耗。基本定律：（1） 安培环路定律（全电流定律）；（2） 磁路的基尔霍夫第一定律；（3） 磁路的基尔霍夫第二定律；（4） 磁路的欧姆定律；（5）铁磁物质的磁化曲线；铁芯损耗=磁滞损耗+涡流损耗第一章 直流电机的基本工作原理、结构及额定值1、 直流电机的结构（定子和转子）旋转电机都是由定子和转子两大部分组成3、
2、电枢绕组（电枢绕组的分类、单叠和单波的特点及节距公式） 单叠绕组的特点是合成节距等于一个虚槽，换向器节距等于合成结距等于一个换向片数。单叠绕组的特点：（1）同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极对数p与支路对数a相同。（2）电刷数等于主磁极数。（3）电刷与几何中性线上的导体相接的换向片相接触，使感电动势最大。（4）电刷间电动势等于并联支路电动势。（5）电枢电流等于各支路电流之和。单波绕组的特点：（1）同极下各元件串联起来组成一条支路，支路对数为 a=1，与磁极对数无关；（2）电枢电流Ia等于2倍支路电流ia，即Ia=2ia；（3）为了减小电刷的电流密度，实际电刷对数b=极对数p。（4）当元件
3、的几何形状对称时，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线 支路电动势最大即正负电刷间的电动势最大；（5）电枢电动势等于支路感应电动势；节距公式：1）极距：相邻主磁极在定子圆周上的间距称为极距。 2)节距：节距是指元件边之间的距离。a、第一节距y1：是指一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。 b、第二节距y2：连至同一换向片的两个元件中的前一个元件的下层边与后一个元件的上层边在电枢表面跨过的距离。c、合成节距y：串联的两个相邻元件的对应上下层边在电枢表面跨过的距离。d、换向节距yk：一个元件的首、末端所连接的两个换向片在换向器表面跨过的距离。用换向片数计算。 4、 直流电机的额定值发电机：
4、是指输出额定电压；电动机：是指输入额定电压。直流发电机：直流电动机：第二章 直流电机的基本理论1、直流电机的励磁方式（他励、自励）P232、空载时直流电机的气隙磁场 P253、负载时直流电机的负载磁场（电枢反应的概念和电枢反应的性质，电枢反应对电机性能的影响）电枢反应的概念：电枢磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应与电刷的位置有关。电枢反应对电机性能的影响：使磁场的零点偏移；不饱和时，每极磁通量不变；饱和时，每极磁通量会减少。4、 直流电机的电枢绕组电动势和电磁转矩。直流电机的电枢电动势：定义: 电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。直流电机的电磁转矩：定义: 电枢
5、旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。5、 直流电机的主要损耗。（1） 机械损耗；（2）铁芯损耗；（3）励磁损耗；（4）负载损耗；（5）附加损耗；例2-1 一台直流电机,P=2，单叠绕组，总导体数N256，每极磁通Wb,求当转速为nN3000rmin时的电枢绕组电动势；设电枢电流 A，磁通保持不变，则此时的电磁转矩又为多大？ 解：(1)已知这台直流电机的极对数P=2，则单叠绕组的并联支路对数a=2，于是电动势常数根据电枢电动势公式(2)转矩常数：根据电磁转矩公式：例1：一台并励直流发电机，额定数据为：，电枢回路总电阻 ，励磁回路总电阻 ，忽略电枢反应的影响，试求：（1）额定负
6、载时电机的电磁功率；电磁转矩和效率。第三章 直流发电机1、利用直流发电机的基本方程式进行计算。 直流发电机的基本方程式: 1）电动势平衡方程式: 2）转矩平衡方程式: 3）电磁功率和功率平衡方程式: 电磁功率并励直流发电机他励直流发电机他励直流发电机：并励直流发电机：串励直流发电机：2、 直流发电机的励磁电流。P38-p423、 他励和并励直流发电机外特性曲线的形状，以及影响电压变动的因素。影响电压变动的因素：电枢回路的电压降；电枢反应的去磁作用；端电压下降引起的励磁电流减小。他励和并励直流发电机外特性曲线的形状：4、 并励直流发电机自励建压的条件。（1）电机的主磁路有剩磁；（2）并联在电枢绕
7、组两端的励磁绕组极性要正确；（3）励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻；【例1】: 一他励直流发电机， PN = 10 kW，UN = 230 V，nN = 1 000 r/min ，Ra = 0.4。如果磁通 保持不变，求 1 000 r/min 时的空载电压 U0 和 900 r/min 时的满载电压 U 。 解：在 nN 和 UN 时的电枢电流【例2】: 一并励直流发电机，输出电压 U = 230 V，输出电流 I = 100 A ，Ra = 0.2，Rf = 115，n = 1 500 r/min ， T0 =17.32 Nm 。求发电机的输出功率P2 、电磁功率Pm、输入功率 P1
8、 和效率 第四章 直流电动机1、直流电动机的励磁方式。P44-2、 直流电机的可逆原理及直流电机运行状态的判别依据。3、 利用直流电动机的基本方程式进行计算。直流电动机的励磁电流公式他励直流电动机：并励直流电动机：串励直流电动机：直流电动机的机械特性方程：电动势平衡方程式：转矩平衡方程式：功率平衡方程式他励直流电动机并励直流电动机4、 他励直流电动机的机械特性（固有、人为）。 （1）固有机械特性；（2）人为（人工）机械特性；5、 直流电动机的起动方法、调速方法。起动方法：（1） 直接起动；（2）电枢回路串电阻起动；（3）降压起动；调速方法：（1） 改变电枢电压U；（2）改变励磁电流即改变磁通；
9、（3）电枢串入电阻Rt j；第五章 变压器的结构、原理与额定值1、变压器的工作原理。 变压器是利用电磁感应原理（互感作用）将一种电压、电流的电能转换成同频率的另一种电压、电流的能量的变换装置。2、 变压器的类型。除了按用途分类外，变压器还可以按相数、绕组数目、铁心形式、冷却方式等特征分类。按绕组数分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。 3、变压器的主要额定值。1）额定电压U1N/U2N(V或kV)2）额定电流I1N/
10、I2N ( A)3）额定容量SN (VA或kVA) 单相双绕组变压器 三相双绕组变压器三相变压器的额定电压和额定电流均为线量。第六章 变压器的基本理论1、掌握变压器的基本工作原理，熟练应用感应电势公式。（1）)变压器的磁场为了便于研究，根据变压器内部磁场的实际分布和所起作用的不同，通常把磁通分为主磁通和漏磁通。 主磁通的性质和作用：主磁通沿铁心闭合，其磁路是一种非线性磁路，F，主磁通在一、二次绕组中分别感应电势E1和E2，将电磁功率从一次绕组传递到二次绕组，起传递能量的作用。 漏磁通的性质和作用：漏磁通主要沿非铁磁性材料闭合，其磁路是一种线性磁路，呈线性关系，漏磁通只起产生漏电抗压降的作用，不
11、直接参与从一次绕组到二次绕组的能量传递。（2）主磁通感应电动势一次绕组感应电动势：二次绕组感应电动势：变压器的变比：变压器的一次侧与二次侧相电势之比，称为变压器的变比，用k表示，即 2、 掌握变压器绕组的折合条件、折合方法。折合条件：折合前后二次绕组的磁动势不变。折合方法： 3、 掌握分析变压器的基本方法变压器的基本方程式、等值电路和相量图。基本方程式组：变压器的等效电路、相量图（见附1）：T型等效电路T型等效电路中各参数的物理意义：励磁电阻Rm是表征铁耗的等效电阻。励磁电抗Xm反映了主磁通对电路的电磁效应，是与主磁通对应的电抗。一次绕组漏电抗X1反映了一次绕组漏磁通对电路的电磁效应，是同一次
12、绕组漏磁通相对应的电抗。二次绕组漏电抗X2反映了二次绕组漏磁通对电路的电磁效应，是同相二次绕组漏磁通对应的电抗。简化等效电路4、 掌握变压器等值电路参数的测定方法。变压器的空载试验： 变压器的短路试验： 对T型等效电路：5、掌握变压器的运行性能指标及其计算。1）变压器的电压调整率U定义：变压器带上负载以后，电压变化的差值（二次额定电压U2N与二次电压U2之差）与二次额定电压的比值称为电压调整率，用DU表示，即 计算公式： 影响变压器电压调整率DU的因素有：负载的大小、负载的性质和变压器本身的漏阻抗。2）变压器的损耗和效率铜耗随负载的大小而改变，也称为可变损耗，变压器的损耗有铁耗和铜耗。铁耗不随负载的大小而改变，也称为不变损耗，变压器额定负载时的铜耗（即额定短路功率）为PkN，则任意负载时的铜耗为 变压器的效率计算公式：变压器产生最大效率的条件： 即当 时，变压器的效率最高。影响
