电机学课件(同名7)

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1、电机学电机学电机学电机学电气工程学科的基石电气工程学科的基石电气工程学科的基石电气工程学科的基石电力系统专业的核心电力系统专业的核心电力系统专业的核心电力系统专业的核心河海大学河海大学7/30/20241河海大学电气学院电机学电机学课程简介教学大纲课件(中文版)课件(英文版)习题习题解答备课（教案）图片动画检索自学考核7/30/20242河海大学电气学院电机学课件（中文版） 第一篇第一篇 变变 压压 器器绪绪 论论 第四篇第四篇 同同 步步 电电 机机 第三篇第三篇 异异 步步 电电 机机 第二篇第二篇 交流电机的共同理论交流电机的共同理论 第五篇第五篇 直直 流流 电电 机机7/30/202

2、43河海大学电气学院ElectricMachinery(English) PART 2: Power and Torque PART 3: Parallel Operation PART 1: Fundamentals PART 4: Synchronous Generator Transients7/30/20244河海大学电气学院电机学习题电机学习题 第二部分第二部分 共同理论、异步电共同理论、异步电机机 第三部分第三部分 同步电机同步电机 第一部分第一部分 变压器变压器 第四部分第四部分 直流电机直流电机7/30/20245河海大学电气学院习题解答 第二部分第二部分 共同理论、异步电共同

3、理论、异步电机机 第三部分第三部分 同步电机同步电机 第一部分第一部分 变压器变压器 第四部分第四部分 直流电机直流电机7/30/20246河海大学电气学院备课（教案） 第一部分第一部分 变压器变压器 第二部分第二部分 交流电机的共同理论交流电机的共同理论 绪绪 论论 第四部分第四部分 同步电机同步电机 第三部分第三部分 异步电机异步电机7/30/20247河海大学电气学院主要图片动画检索变压器变压器图片图片动画动画异步电机图片异步电机图片动画动画同步电机同步电机图片图片动画动画直流直流电机图片动画电机图片动画7/30/20248河海大学电气学院END谢谢谢谢7/30/20249河海大学电气学

4、院电机学（一）电机学（一）课程简介课程名称课程名称：中文名称：电机学（一）英文名称英文名称：ElectricalMachinery（Part1）教学对象教学对象：电气工程类专业（本科）定位：电机学是电气工程及自动化专业的一门主要技术基础课，定位为：*电气工程的基础*电力系统的核心课课程程特特点点：课程特点是概念多、理论性强，与工程联系密切。7/30/202410河海大学电气学院电机学（一）电机学（一）课程简介主主要要内内容容：为了培养学生成为电工技术领域中的高级技术人才，电机学（一）主要讲述：*变压器变压器*异步电动机异步电动机*直流电机直流电机等三类电机的结构，工作原理及其起动、调速、运行等

5、到方面的内容。目目标标：通过本课程的学习，使学生获得电机的基本理论知识,基本分析方法和基本实验技能,为进一步学习专业课和从事专业工作打下坚实的基础。7/30/202411河海大学电气学院电机学（一）电机学（一）课程简介重点重点：对电气工程及自动化专业各方向学生，本课程（电机学（一）的内容的重点是变压器、异步电动机。从学习方法看，电磁关系、平衡方程、等效电路、相量图是电机学的学习重点。难点难点：电磁关系，磁动势，旋转磁场。 使使用用教教材材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编电机学，中国电力出版社参考书参考书：汪国梁主编电机学7/30/202412河海大学电气学院电机学（二）电机学（二）课程简介课程名称

6、课程名称： 中文名称：电机学（二）英文名称英文名称：ElectricalMachinery（Part2）教学对象教学对象：电气工程类专业、本科课课程程定定位位：电机学是本专业的一门主要技术基础课，定位为：*电气工程的基础*电力系统的核心课课程程特特点点：课程特点是概念多、理论性强，与工程联系密切。7/30/202413河海大学电气学院电机学（二）电机学（二）课程简介主要内容主要内容：本课程主要讲述：同步电机的结构，工作原理、运行等到方面的内容。具体为：v同步电机的基本理论与运行特性v同步发电机在大电网上运行v同步发电机不对称运行v同步发电机的突然短路。目标目标：通过本课程的学习,使学生获得同步

7、电机的基本理论知识基本理论知识、基本分析方法基本分析方法和基本实验技基本实验技能能,为进一步学习专业课和从事专业工作打下坚实的基础。7/30/202414河海大学电气学院电机学（二）电机学（二）课程简介重重点点：同步电机的基本理论与运行特性、同步发电机在大电网上运行难难点点：同步发电机不对称运行、同步发电机的突然短路使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编电机学，中国电力出版社Stephen J.Chapman, Electric MachineryFundamentals,McGRAW-HILLInternationalEditions参考书参考书：汪国梁主编电机学 返回7/30/202415河

8、海大学电气学院变压器变压器图片图片、图形、动画、图形、动画 变压器的空载运行变压器的空载运行变压器参数测定变压器参数测定 变压器运行特性变压器运行特性变压器暂态运行变压器暂态运行 三绕组变压器三绕组变压器自耦变压器自耦变压器 三绕组变压器向量图三绕组变压器向量图互感器互感器 变压器外特性变压器外特性对称分量合成对称分量合成 TRTR三次谐波磁通路径三次谐波磁通路径变压器并联运行变压器并联运行 YYNYYN变压器组中性点浮动变压器组中性点浮动T T形电路形电路 三相变压器组铁芯磁通波形三相变压器组铁芯磁通波形三相变压器三相变压器 相量图相量图7/30/202416河海大学电气学院异步电机异步电机

9、图片图片、图形、动画、图形、动画 异步电机工作特性异步电机工作特性转子静止时等效电路转子静止时等效电路 T T形等效电路形等效电路 旋转磁场旋转磁场 脉振磁场脉振磁场 定子三相对称绕组模型定子三相对称绕组模型定子冲片定子冲片 轴轴 异步电机平衡方程推导异步电机平衡方程推导T-ST-S曲线曲线 轴承轴承 单匝线圈多匝线圈单匝线圈多匝线圈单相绕组单相绕组 定子绕组定子绕组 电动机工作原理电动机工作原理 转子冲片转子冲片 风扇滑环风扇滑环 异步电机空载运行异步电机空载运行 绕组式转子绕组式转子 鼠笼绕组鼠笼绕组 定子铁芯气隙定子铁芯气隙单层绕组单层绕组 双层绕组双层绕组 功率平衡、能流图功率平衡、能

10、流图 短距线圈短距线圈 电机图形电机图形 绕线转子三相感应电机绕线转子三相感应电机 三相异步机机械特性三相异步机机械特性 整距绕组连接整距绕组连接 短距绕组连接短距绕组连接7/30/202417河海大学电气学院同步电机同步电机图片图片、图形、动画、图形、动画发电机电枢反应特性发电机电枢反应特性 发电机发电机有功功率平衡关系有功功率平衡关系If 改变时改变时 P P 和和 Q Q 功角特性功角特性 不同运行方式时的相量图不同运行方式时的相量图同步发电机方程式向量图同步发电机方程式向量图 凸极机转子磁凸极机转子磁势势他励式静止整流励磁系统他励式静止整流励磁系统 旋转整流励磁系统旋转整流励磁系统凸极

11、同步电机相量图凸极同步电机相量图 同步电机空载同步电机空载隐极机相量图隐极机相量图 隐极同步电机转子隐极同步电机转子同步电动机相量图同步电动机相量图 V V形曲线形曲线凸极式同步电机的功角特性凸极式同步电机的功角特性 功角特性功角特性同步电机无功功率的功角特性同步电机无功功率的功角特性 调整特性调整特性隐极同步电机等效电路隐极同步电机等效电路 磁化曲线磁化曲线中国制造的中国制造的3030万千瓦双水内冷汽轮发电机万千瓦双水内冷汽轮发电机7/30/202418河海大学电气学院直流直流电机电机图片图片、图形、动画、图形、动画 直流电机电枢铁芯DG模型 直流电机励磁方式 DM模型 汽轮发电机组 DM外

12、形图 直流电机(2极，4极) 直流电机转子 直流电机转子端部 换向器构造 直流电机弱磁调速 直流发电机组 直流发电机组:铭牌 7/30/202419河海大学电气学院变压器的空载运行变压器的空载运行:变压器运行电磁现象变压器运行电磁现象7/30/202420河海大学电气学院变压器变压器空载电流波形空载电流波形磁路饱和时，磁路饱和时， 正弦，正弦， 尖顶，尖顶， 正弦，正弦， 平顶平顶。7/30/202421河海大学电气学院变压器的空载运行变压器的空载运行等效电路等效电路7/30/202422河海大学电气学院变压器参数测定变压器参数测定: :空载实验空载实验axAXWAVV7/30/202423河

13、海大学电气学院变压器参数测定变压器参数测定:短路实验短路实验WAVaxA X7/30/202424河海大学电气学院变压器的运行特性变压器的运行特性U2I2U207/30/202425河海大学电气学院变压器暂态运行变压器暂态运行:转差率试验转差率试验7/30/202426河海大学电气学院TR空载合闸接线图空载合闸接线图7/30/202427河海大学电气学院TR空载合闸时磁通变化空载合闸时磁通变化7/30/202428河海大学电气学院TR空载合闸时电流变化空载合闸时电流变化7/30/202429河海大学电气学院TR最严重情况下突然短路最严重情况下突然短路7/30/202430河海大学电气学院三绕组

14、变压器等效电路三绕组变压器等效电路7/30/202431河海大学电气学院三绕组变压器简三绕组变压器简图图7/30/202432河海大学电气学院三绕组变压器绕组排列三绕组变压器绕组排列7/30/202433河海大学电气学院自耦变压器电流分布自耦变压器电流分布7/30/202434河海大学电气学院三绕组变压器向量图三绕组变压器向量图7/30/202435河海大学电气学院CT PT7/30/202436河海大学电气学院变压器外特性变压器外特性7/30/202437河海大学电气学院对称分量合成对称分量合成7/30/202438河海大学电气学院TR三次谐波磁通路径三次谐波磁通路径7/30/202439河

15、海大学电气学院变压器并联运行变压器并联运行7/30/202440河海大学电气学院相量图相量图7/30/202441河海大学电气学院YYN变压器组中性点浮动变压器组中性点浮动7/30/202442河海大学电气学院 T形电路形电路7/30/202443河海大学电气学院三相变压器组铁芯磁通波形三相变压器组铁芯磁通波形7/30/202444河海大学电气学院三相变压器三相变压器7/30/202445河海大学电气学院异步电机工作特性异步电机工作特性7/30/202446河海大学电气学院转子静止时等效电路转子静止时等效电路7/30/202447河海大学电气学院T形等效电路形等效电路(异步电机异步电机)7/3

16、0/202448河海大学电气学院T形等效电路27/30/202449河海大学电气学院定子三相对称绕组模型定子三相对称绕组模型7/30/202450河海大学电气学院定子冲定子冲片片7/30/202451河海大学电气学院轴轴7/30/202452河海大学电气学院异步电机平衡方程推导图异步电机平衡方程推导图7/30/202453河海大学电气学院T-S曲线曲线17/30/202454河海大学电气学院T-S曲线曲线27/30/202455河海大学电气学院 轴承轴承7/30/202456河海大学电气学院单匝线圈多匝线圈单匝线圈多匝线圈(定子绕组定子绕组)7/30/202457河海大学电气学院单相绕组单相绕

17、组7/30/202458河海大学电气学院定子绕组定子绕组17/30/202459河海大学电气学院定子绕组定子绕组27/30/202460河海大学电气学院定子绕组定子绕组37/30/202461河海大学电气学院短距线圈短距线圈7/30/202462河海大学电气学院电动机工作原理电动机工作原理7/30/202463河海大学电气学院转子冲片（异步电机转子冲片（异步电机）7/30/202464河海大学电气学院转子冲片转子冲片27/30/202465河海大学电气学院风扇风扇 滑环（绕组转子）滑环（绕组转子）7/30/202466河海大学电气学院异步电机空载运行异步电机空载运行7/30/202467河海大

18、学电气学院 绕组式转子绕组式转子7/30/202468河海大学电气学院鼠笼绕组鼠笼绕组7/30/202469河海大学电气学院定子铁芯定子铁芯 气隙气隙7/30/202470河海大学电气学院单层绕组单层绕组 同心式绕组同心式绕组7/30/202471河海大学电气学院单层链式绕组单层链式绕组7/30/202472河海大学电气学院双层绕组双层绕组 单层绕组单层绕组7/30/202473河海大学电气学院双层绕组双层绕组 分极分相分极分相7/30/202474河海大学电气学院双层绕组双层绕组 线圈组线圈组7/30/202475河海大学电气学院双层绕组双层绕组 连相绕组连相绕组7/30/202476河海大

19、学电气学院异步电机功率平衡关系异步电机功率平衡关系7/30/202477河海大学电气学院异步电机能流图异步电机能流图7/30/202478河海大学电气学院异步电机铭牌异步电机铭牌7/30/202479河海大学电气学院异步电机异步电机 端盖端盖7/30/202480河海大学电气学院异步电机异步电机 外壳外壳7/30/202481河海大学电气学院异步电机打包异步电机打包7/30/202482河海大学电气学院异步电机定子异步电机定子 底部底部7/30/202483河海大学电气学院异步电机定子异步电机定子 端部端部17/30/202484河海大学电气学院异步电机定子异步电机定子 端部端部27/30/2

20、02485河海大学电气学院异步电机定子异步电机定子 端部端部37/30/202486河海大学电气学院异步电机定子异步电机定子 端部端部47/30/202487河海大学电气学院异步电机定子异步电机定子 内部内部7/30/202488河海大学电气学院异步电机定子异步电机定子 外形外形7/30/202489河海大学电气学院异步电机风扇异步电机风扇7/30/202490河海大学电气学院异步电机外形异步电机外形7/30/202491河海大学电气学院异步电机转子异步电机转子 轴承轴承7/30/202492河海大学电气学院异步电机转子异步电机转子 端盖端盖7/30/202493河海大学电气学院异步电机转子异

21、步电机转子 放大放大7/30/202494河海大学电气学院异步电机转子：端环异步电机转子：端环7/30/202495河海大学电气学院异步电机转子17/30/202496河海大学电气学院异步电机转子27/30/202497河海大学电气学院异步电机转子37/30/202498河海大学电气学院异步电机转子47/30/202499河海大学电气学院异步电机转子57/30/2024100河海大学电气学院绕线转子三相感应电机绕线转子三相感应电机7/30/2024101河海大学电气学院三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性sn0nNsNnmsm10TNTstTmaxTemABCD7/30/20241

22、02河海大学电气学院异步电动机降压时的人为机械特性异步电动机降压时的人为机械特性snsm10TLUN0TstTmaxTemn1A0.8UN0.64Tst0.64Tmax7/30/2024103河海大学电气学院转子回路串电阻时的机械特性转子回路串电阻时的机械特性r2+Rs3Tst2sm2r2+Rs2Tst1sm1r2+Rs110TstTmTemsn0n1smr27/30/2024104河海大学电气学院定子串接电抗器时的机械特性定子串接电抗器时的机械特性10TmTemsmsn0n1Tmxstsm7/30/2024105河海大学电气学院同步发电机电枢反应同步发电机电枢反应:=00时轴+90+900

23、0FFad轴轴q轴轴 A轴轴A AX X Z ZB BCYFfNS交轴电枢反应7/30/2024106河海大学电气学院同步发电机电枢反应同步发电机电枢反应:=900时轴d轴q轴A轴A AX XZ ZB BCYFfNS直轴去磁电枢反应直轴去磁电枢反应7/30/2024107河海大学电气学院同步发电机电枢反应同步发电机电枢反应: =-900时轴d轴q轴A轴A AX XZ ZB BCYFfNS直轴增磁电枢反应直轴增磁电枢反应Fa7/30/2024108河海大学电气学院同步发电机电枢反应同步发电机电枢反应: 00900时轴d轴q轴A轴A AX XZ ZB BCYFfNS既有交轴又有直轴去磁电枢反应+9

24、0+900 0Fa7/30/2024109河海大学电气学院同步发电机同步发电机:=00,形成电磁转矩n1Tem7/30/2024110河海大学电气学院同步发电机同步发电机:=900, 不形成电磁转矩n1nadIfAZBXCYNS7/30/2024111河海大学电气学院发电机有功功率平衡关系发电机有功功率平衡关系机械损机械损耗耗pmec附加损附加损耗耗pad铁损铁损pFe电磁功电磁功率率Pem定子铜损定子铜损pcu1输出功输出功率率P2输入输入功率功率P17/30/2024112河海大学电气学院发电机功角特性发电机功角特性0900PemPemmax1800Pem18000900Pemmax7/3

25、0/2024113河海大学电气学院功角 意义的图示17/30/2024114河海大学电气学院功角 意义的图示2NSFNSFfT1nTemn1功功角角 是转子磁极轴线和定子是转子磁极轴线和定子合成磁极轴线的空间夹角合成磁极轴线的空间夹角7/30/2024115河海大学电气学院If 改变时 P 和 Q 功角特性7/30/2024116河海大学电气学院同步发电机不同运行方式时的相量图同步发电机不同运行方式时的相量图1237/30/2024117河海大学电气学院V V形曲线形曲线:7/30/2024118河海大学电气学院隐极发电机等效电路隐极发电机等效电路raxt7/30/2024119河海大学电气学

26、院隐极发电机的相量图7/30/2024120河海大学电气学院凸极机转子磁势凸极机转子磁势7/30/2024121河海大学电气学院他励式静止整流励磁系统他励式静止整流励磁系统7/30/2024122河海大学电气学院旋转整流励磁系统旋转整流励磁系统7/30/2024123河海大学电气学院凸极同步电机相量图凸极同步电机相量图7/30/2024124河海大学电气学院同步电机空载同步电机空载7/30/2024125河海大学电气学院隐极机相量图7/30/2024126河海大学电气学院隐极同步电机转子隐极同步电机转子7/30/2024127河海大学电气学院同步电动机相量图同步电动机相量图a7/30/2024

27、128河海大学电气学院同步电动机相量图b7/30/2024129河海大学电气学院凸极同步电动机相量图凸极同步电动机相量图7/30/2024130河海大学电气学院V形曲线形曲线7/30/2024131河海大学电气学院凸极式同步电机的功角特性凸极式同步电机的功角特性7/30/2024132河海大学电气学院功角特性推导功角特性推导7/30/2024133河海大学电气学院同步电机同步电机 无功功率的功角特性无功功率的功角特性7/30/2024134河海大学电气学院调整特性调整特性7/30/2024135河海大学电气学院隐极同步电机隐极同步电机 等效电路等效电路17/30/2024136河海大学电气学院

28、隐极同步电机隐极同步电机 等效电路等效电路27/30/2024137河海大学电气学院磁化曲线磁化曲线7/30/2024138河海大学电气学院中国制造的中国制造的30万千瓦双水内冷汽轮发电机万千瓦双水内冷汽轮发电机7/30/2024139河海大学电气学院直流电机电枢铁芯直流电机电枢铁芯7/30/2024140河海大学电气学院DG模型模型7/30/2024141河海大学电气学院直流电机励磁方式直流电机励磁方式7/30/2024142河海大学电气学院DM模型模型7/30/2024143河海大学电气学院汽轮发电机组汽轮发电机组7/30/2024144河海大学电气学院DM外形图外形图7/30/2024145河海大学电气学院直流电机（2极，4极）7/30/2024146河海大学电气学院直流电机转子直流电机转子 端部端部7/30/2024147河海大学电气学院直流电机转子17/30/2024148河海大学电气学院直流电机转子27/30/2024149河海大学电气学院直流电机转子37/30/2024150河海大学电气学院换向器构造17/30/2024151河海大学电气学院换向器构造27/30/2024152河海大学电气学院直流电机弱磁调速7/30/2024153河海大学电气学院直流发电机组7/30/2024154河海大学电气学院直流发电机组：铭牌7/30/2024155河海大学电气学院