电机学总复习要点大全资料

1《电机学》总复习重庆大学电气工程学院李辉教授、博士2008.12电机学教案2本节主要内容复习的方法重点复习内容作业题讲解电机学教案3复习的方法细读教材在理解的基础上，重点掌握基本概念、基本原理和基本方法掌握布置的作业掌握讲过的补充题查阅一些电机学习题解参考书积极参加考前答疑电机学教案4提醒以下列举的复习内容，要求同学们在全面复习本学期所学知识的基础上，重点掌握，但不保证只考这些内容。电机学教案5重点复习内容电路、磁路变压器直流电机交流电机一般理论感应电机同步电机电机学教案6电路线值与相值的关系额定值的含义及其相互联系（UN、IN、PN）交流电路的复数运算电机学教案7磁路铁磁材料的磁阻磁路欧姆定律磁化曲线电机学教案8lNkkid1lH磁路欧姆定律(Ohm’sLaw)磁路基本定律NkkANiiAllBHlF1）（安匝，磁动势：）（欧姆，；电阻：亨利，磁阻：AlRHAlRm)/1(1mmRF磁路欧姆定律：FΦRm电机学教案9磁路与电路的对比电路磁路基本物理量及表达式单位基本物理量及表达式单位电流：IA磁通：ΦWb电动势：EV磁动势：F=NIA电压降：UV磁压降：ΦRm=HlA电阻：R=l/△AΩ磁阻：Rm=l/μAH-1电导：G=1/RS磁导：Λm=1/RmH欧姆定律：E=IR欧姆定律：F=ΦRm基尔霍夫第一定律：ΣI=0基尔霍夫第一定律：ΣΦ=0基尔霍夫第二定律：ΣE=ΣU基尔霍夫第二定律：ΣF=ΣΦRm=ΣHl电机学教案10磁化曲线随着电流增加：H会增加，饱和程度增加，μFe减小；Rm增大；导磁性能降低。电机学教案11铁心损耗磁滋损耗：3.26.1～，　　nVfBCHdBfVpnmhh涡流损耗：VBfCpmee222铁心损耗：GBfCpppmFeehFe23.1电机学教案12变压器1.理解变压器的工作原理和额定值含义；2.掌握变压器空载运行的电磁过程，感应主电动势和漏电动势的含义和表达式；电抗的一般表达式以及与参数关系；3.变比含义；空载电流大小和波形与铁心磁路饱和程度的关系。电机学教案13变压器的工作原理i10→N1i10→φ→e1电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成频率相同的另一种电压的交流电能两个相互绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间只有磁的耦合，没有电的联系。一次侧（原绕组）：通入交流电流侧，即吸收电能侧。一次侧通入电流产生交变磁通，进而感应电动势。dtdNe11电机学教案14变压器的工作原理111Nue222NueAXu1i1Φ0e1axe2i2u2i10→N1i10→φ→e1、e2二次侧（副绕组）：接负载侧，即输出电能侧。与一次侧产生的磁通交链，进而产生感应电势。实现电能在不同电压等级之间的传递。dtdNe22由于感应电动势的大小与绕组的匝数成正比，因此在一次侧电压不变的情况下，改变原、副绕组的匝数比即可改变二次侧输出电压，变压器因此得名。2121NNuu电机学教案15变压器的额定值NNNNNNNNNNIUIUSIUIUS2211221133三相：单相：NNNNNIUIUS221133NNNNIIUU3ABCZXYNNNNIIUU3ABCXYZ电机学教案16感应电动势、电压比dtdNedtdNe2211，　　　　　　　　dtdNeudtdNdtdNRieRiu22201111011101电压平衡方程式kNNeeuu2121201变比匝比电势比电压比电机学教案17tdttENdteNtEemcossin211sin2111111故：则：设：电源电压为正弦波主磁通mmfNEfNUfNENE1111111144.444.4222或者：其中：主磁通的大小与波形主要取决于电源电压的大小与波形。电机学教案18mfNEU11144.4当U1=C时：f或N1↗→Φm↘→饱和度↘→μFe↗当f=C时：U1↗→Φm↗→饱和度↗→μFe↘变压器铁心的导磁性能电机学教案19ti,O1t90180i1i1尖顶波的磁化电流饱和程度越大，磁化电流畸变越厉害。电机学教案20激磁阻抗的特点激磁电阻Rm：表征铁心损耗大小的一个等效参数激磁电抗Xm：表征铁心磁化性能高低的一个等效参数Rm=pFe/Im2=f(μFe)，Xm=f(μFe)其中：pFe≈Cfef1.3Bm2GmmmjXRZ注意：不是磁阻！当f=C、U1↗时：φm↗→Bm↗→μFe↘→Xm↘pFe↗↗→Im2↗↗↗↗→Rm↘Oiφ电机学教案21变压器4.理解负载运行时电磁过程，掌握其磁动势和电动势平衡方程。5.理解折算的原则和方法，各个物理量折算的关系以及折算后变压器方程组。6.掌握变压器T等效电路、近似T型和简化等效电路图以及适用范围。电机学教案22感应电动势磁通磁动势电磁关系总结dtdiLe111N1i1φ1σdtdiLe222φ2σN2i2dtdNe11dtdNe22N1imφ一次绕组二次绕组电机学教案23基本方程式21211221112222222211111111/NNkEkEINININZIjXRIEUZIUjXRIEEZIEjXRIUmmmmmm，　数学模型电机学教案24为什么要进行绕组归算将物理模型简化为数学模型；将复杂的电磁藕合问题简化为单纯的电路问题；化难为易，便于分析与求解。电机学教案25绕组归算的原则不改变变压器的物理本质；不改变能量传递关系与大小；不改变电动势平衡关系、磁动势平衡关系、能量平衡关系……电机学教案26绕组归算的物理概念在二次侧，用一个匝数为N1的等效绕组，来代替匝数为N2的实际绕组。电机学教案27归算值实际值222222222'1'''ZkZIkIUkUEkE二次绕组归算公式电机学教案28变压器三种等效电路电机学教案2990kRI2'2'I对应的基本方程式和相量图Γ型等效电路21221211''''IIIZIUUZIEEUmkmm2'UkXIj2'mmZIU1mI2RkI1·Im·Z’LU1·-U’2··E1=E’2·RmXm-I’2·Xk1I1电机学教案30变压器7.熟练掌握变压器空载实验和短路实验的原理及其参数的计算方法。8.掌握短路电压（阻抗电压）的物理含义及其对变压器性能的影响。9.标幺值的含义以及变压器基准值的选取，注意变压器中折算和标幺值之间的联系，短路阻抗的标幺值＝短路电压电机学教案312.5等效电路参数的测定开路试验短路试验电机学教案32开路试验试验目的确定变比k、激磁阻抗Zm等参数。试验方法低压侧加电压，高压侧开路。电机学教案33短路试验试验目的确定短路阻抗Zk等参数。试验方法高压侧加电压，低压侧短路。电机学教案34阻抗电压（短路电压）定义：在短路试验中，使短路电流达到额定电流时，一次侧加的电压。记为：UkN=I1NZk(75°)阻抗电压通常以百分值表示，即：%100)(%100)(%100)(1117511751NkNkxNkNkrNkNkUXIuURIuUZIu：无功分量电抗电压：有功分量电阻电压：短路电压阻抗电压22kxkrkuuu电机学教案35基本概念定义：基值的选取：取各物理量的额定值。基值实际值标幺值＝相对值电机学教案36基值的选取基值一次测二次侧电压U1b＝U1NU2b＝U2N电流I1b＝I1NI2b＝I2NNNNNIIIUUUIIIUUU22*222*211*111*1,,电机学教案37阻抗的基值NNbNNbIUZIUZ222111二次侧：一次侧：NNbNNbUIZZZZUIZZZZ22222*211111*1NNbNNbUIRZRRUIRZRR22222*211111*1NNbNNbUIXZXXUIXZXX22222*211111*1电机学教案38标幺值的优点1▲便于分析与比较05.002.01.003.0*0*～～IZk1*2*2*1*1NNNNUIUI各物理量额定值的标么值为1与变压器容量大小无关电机学教案39标幺值的优点2▲简化计算sinsincoscos**NNNNNNNNNNSSSQQSSSPPkxkkrkkNNkbkkuXuRuUIZZZZ**111*，同理：**2*******1*1kkkkkkkkNkPIPRUIUZII如果加额定电流：短路实验时，电机学教案40标幺值的优点3▲无需归算*22222121212*222/'''1UUUUUkUUUkUUUUUUbNNNb：例*2222222222221112112212*222/'''2RZRUIRUIURkUIURUIRkZRRRRbNNNNNNNNNNb　　：例同一物理量，归算前后标幺值相等。电机学教案41标幺值的优点4▲三相系统的线、相标幺值相等*1*331UUUUUUUUUUYNNNlll接，：例**332IIIIIIIIIINNNlll接，：例**cos3cos333PSPIUIUIUIUSPPPPNNNNNN：三相对称系统，例电机学教案42变压器10.理解变压器电压调整率的含义以及表达式（负载大小、短路阻抗标幺值和负载性质）。11.掌握变压器的损耗含义和效率表达式以及和参数关系（效率与负载大小、性质和空载、短路损耗有关），理解效率最大值的含义。12.理解三相变压器联结组别含义和时钟表示法，能掌握根据绕组联结图判断其联结组别，也能根据联结组别画出变压器联结组图。电机学教案43外特性定义：变压器对外的伏安特性。我们的希望：U2I2OU2N工程实际：U2I2OU2I2NU20*222201%100UUUUuN＝为了反映负载电压随负载电流大小的变化，引入电压调整率。为了供电稳定，希望Δu越小越好。电机学教案44电压调整率的内涵1.与负载的大小有关；2.与变压器的内部参数有关；3.与负载的性质有关。%5u要求：2'U2'Iφ2=0:阻性Oβ=I2*U2*11阻性感性容性2*2*sincoskkXRu2'U2'Iφ20:感性2'U2'Iφ20:容性电机学教案45效率的计算fPPSPPPPkNNkN2022012cos1020max0022cos216.05.00PSPPPPPddNmkNmkN＝～时，＝，即当可变损耗等于不变损耗时，效率达到最大。电机学教案46绕组首末端标志绕组名称单相变压器三相变压器首端末端首端末端中点高压绕组AXABCXYZN低压绕组axabcxyzn中压绕组AmXmAmBmCmXmYmZmNm电机学教案47三相变压器的联结组反映三相变压器高、低压绕组线电压（或线电动势）之间的相位关系，以此解决一次绕组与二次绕组之间线电压相位的改变问题。电机学教案48变压器三相变压器的连接组别作图和判断步骤：①先画出高压线圈的位形图；②便于比较，将A,a连成等电位点；③画出低压侧的位形图（a,x；b,y；cz等）；④将AB,ab连线，得出结论EAB,12点，Eab多少？UCA·UAB·UA·ABUB·CUC·UBC·电机学教案49ABCXYZabcxyzUc·cUb·bUAB·UAB·UCA·UA·A三相变压器的联结组(3)BUB·CUC·UAB·UA·UB·UC·UBC·Yy6Ua·Uc·Ub·aUa·Uab·180°电