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1、、电机学共同问题1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生： 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的？ 漏磁场是如何产生的？何时有？何时无？2. 磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中，磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机、同步电机中，电枢反应的物理意义是是什么？ 磁势平衡和电枢反应有何联系？3. 数学模型问题：I. 直流电机：u =E + I x ra (+ 2Ub)(电动)E =u + Ix ra (+ 2 Ub)（发电）E =CEnCE= PNa/60/aTE= CMIaCM = PNa/2
2、 /a其中 Nla上总导体数II. 变压器： 折算前 U&1E&1I&1Z1U&2E&2I&2Z2I&1I&2 /kI&0E&1kE&2E&1I&0ZmU&2I&2ZLIII. 异步电机： f 折算后U&1E&2I&0I&1 I&2 /kiw 折算后 U&E& I&ZE&2& R2/S jX2。I&1 I&0 I&2E&1 E&2E&1I&0Zm未折算时 U&1E&1 I&1Z1E&2S I&2S R2 jX 2 S , X2 S SX2 r r rF0 F1 F2SE&1 keE&2, E2S SE2E&1I&mZmiv.同步电机：&L&(RajX )jl&X d jl&x （凸极机、双反应
3、理论）L&iRajl&Xdjl&XqE&(RajX )jIXa （隐极机）&ajlXt4. 等效电路：I. 直流电动机:壯傅2.51月励r流电副机卷姣电甌苗转轴）II.变压器T型等效电路iii.异步动机:11尼j;ljRa垃=e；pWfcrS；J占V异步电机的T型等效电路IV.同步发电机:隐极机5.I.II .KH1J2叱丨器川賦时co驚化潇后）相量图及其绘制 直流电机：（无）6. 异步电机:IV 同步电机dm图丨汁界步电机和秋图（l）H并）隐极机（不计饱和）a 6工 不计饱利时凸极同 姙电机的相（无移刷时的情况。x以磁极中心为起点，A为电负荷）Fa（X）AxA Naia/ DaK 626 极
4、同步发电机不飽和时最图的实际作法6.交流绕组与直流绕组共同的概念直流电机独有交流电机独有单层、双层绕组 叠绕组、波绕组yi、y2、y短距、长距、整距 集中、分布换向器节距yk电刷电刷移位 几何中性线 物理中性线绕组系数：kN1 kyikqi短距系数：ky1 si90.q i si n =分布系数：kq1 1 qsin 2分数槽绕组单一闭合回路 并联支路对数a三相星形、三角形 并联支路数a主磁场、漏磁场、励磁磁场圆形旋磁： 椭圆旋磁： 脉振磁场：60 f 磁场旋转速度：nP直流电动势：ECeCE npNa60a（Na为电枢总导体数、a为并联支路对数）交流电动势：E4.44 fNkN1（N为每相串
5、联匝数）直流磁动势:Faq Aq 2（移刷电角度时）Faq A（- b ）FadAb交流磁动势：LccNkNilF 1 0.9（单相脉振幅值，N为每相串联匝数，1为相电流有效值）PNkN1IF1 1.35（三相旋转磁动势幅值）P7.电磁转矩（功率）I. 直流电机：TemCMI aCMpNa/2 a效电路中的转子电阻值II.变压器：SN U1N I1N U 2N I 2N（单相）Sn、3U1nI1n（三相）III.异步电机：PN3 N I 1NU1N COS NRm m1I /Spcu2sPemFmec（1 S）PemHmec fmTemm1PmpufETemRS（忽略激磁支路而得）12 f（R
6、1 區）2 （X1X2 ）2SR2 222最大电磁转矩发生的位置为：（）尺（X1X2 ），即在忽略激磁支路后，当寺SmR /Sm等于电路的其余元件的阻抗之和时，异步电机电磁转矩达到最大值。IV.同步电机:mEJJjXdsinmU：（ 12（Xq（凸极机）8.效率计算:P2PI.直流电动机:PPcuaII.变压器:PcuPem导SinXt保持Pem不变，调节无功:E0 sinI cosV形曲线（隐极机）co nst亠 /（以U垂直为参照，Eo终点轨迹垂直，Iconst（励磁正常时，cos =1， I最小，）终点轨迹水平）PcufpFe1 -PpmecpFePadpadpcup0PcuPoPcu2
7、pkNIII.IV.Sn cos2PkNPonSN cosSn cos 2PkN Pon最大效率发生位置:异步电机:ppcu1pcu22pkNPon，即可变损耗等于不变损耗时。pmecpFePadpcu p0发生最大效率的位置：可变损耗等于不变损耗时，即同步电机:(pcu1pcu2pad )( p mec PFe)(Pcul Pcu2 Pad )( P mecPFe）时。（不要求）p pcuapcufp mecpFepadpcup09 .电压变化率或电压调整率I. 直流发电机电压变化率:Uo UnUnII. 变压器电压变化率:U20 U2U2NU2N U 2U2N（一次侧为额定电压不变）(Rk
8、 cos 2 X： sin 2)III. 异步电机（无）IV. 同步发电机电压调整率:EoUnUn（励磁电流不变为IfN）10. 电动机的调速：I. 直流电动机调速:U IaRaUnCeCeRaCECM调压调速、电枢串电阻调速、调励磁调速等II. 异步电动机调速:n (1 s) n1(1s)60 f1P变频、变极、变转差率调速Tem12 fd(R2 Rmp3S 氏)2 (X1:调压、转子串电阻等调X2 ）2III. 同步电动机调速:n160 f1P变频、变极11. 起动、并网问题：I. 直流电动机起动：直接起动、三点启动器、调压软起动II. 变压器并联运行：变比相同；连接组号相同；短路阻抗标幺
9、值相同、阻抗角相等。负载分配：与短路阻抗成反比III. 异步电动机起动：调压器降压起动、先Y-后起动、转子回路串电阻起动IV. 同步发电机并网：相序相同、频率相同、电压大小和相位相同旋转灯光法（交叉连接）、灯光熄灭法（对应连接）12.制动问题：I.直流电动机:同步电动机起动：牵入同步法（阻尼、励磁绕组短路的异步电动机起动法） （异步电动机带动到接近同步转速的起动法） 变频器供电起动电源反接制动（E、U同向，快速） 串励电动机超速制动（EU，能量回馈）II.异步电动机:FaqA(-b )FadAb（移刷电角度时）定子接入直流电，电磁制动III.冋步电动机：定子绕组短路电磁制动（不要求）从0速开始
10、，沿同步速的反方向下放重物；电动机运行中，调换电源某两相，制动减速或停车;13.空载试验：I. 直流电发机空载试验：测磁化曲线直流电动机空载试验：II. 变压器空载试验：电压侧进行，测Un附近的数据U0、10、po；计算Zm、Rm、Xm（也叫开路试验，忽略1、2次侧漏抗）III. 异步电动机空载试验：测UN附近的数据U0、10、po；分离pmec,计算Zm、Rm、Xm等po同U02为近似线性关系，pmec基本不变，故在 U0=0时，可分离出pmec。IV. 同步发电机空载试验：测磁化曲线14.短路试验：Ik、Pk ；计算 Zk、Rk、XkI.II.直流电机（无）变压器短路试验：在高压侧做，测I
11、n附近的数据Uk、（忽略激磁支路）III.异步电动机短路试验：计算定、转子漏阻抗参数（也称堵转试验，不能忽略激磁支路）IV .冋步发电机三相对称短路试验：短路电流只有去磁性质的Id分量，Id和If成正比，测Xd的不饱和值。15.磁势平衡与电枢反应问题I. 直流电机的电枢反应：电枢（负载）电流产生一个磁动势，对主极磁动势有影响。A.电刷在几何中性线上时，只有交轴电枢反应。Fa（x） Ax（无移刷时的情况。x以磁极中心为起点，A为电负荷）A Naia/ DaFaq A交磁作用：几何、物理中性线不重合；不饱和时每极磁通不变；饱和时，有去磁作用。 B.电刷移位后，出现直轴电枢反应磁动势，可能去磁，也可
12、能助磁。II.变压器的磁势平衡：一次侧电流的负载分量同二次侧电流二者的磁动势大小相同、方向相反，互相抵消，即& &L& & I。III. 异步电动机的磁势平衡（也称转子反应）定子电流的负载分量同转子电流二者的磁动势大小相同、方向相反，互相抵消，即& & &h il 0& IM 20IV. 同步电机的电枢反应：电枢（负载）电流产生一个磁动势，对主极磁动势有影响。 用I和E0的夹角来区分：E0代表滞后 m、If、Ff 90的交轴（q轴）方向。:竝y-90*勒:轴电枢反应磁动势、磁场、磁通、电动势：Fa、Ba、 a、Ea隐极机：电枢反应电抗 Xa,同步电控Xt = Xa + X凸极机：（双反应理论）直轴电枢反应电抗 Xad、直轴同步电抗 Xd = Xad +X 交轴电枢反应电抗 Xaq、交轴同步电抗 Xq= Xaq + X励磁问题：直流电机： 他励、并联、自励、串励、复励（积复
