电机学01电机学复习

另一方面，磁路的概念磁路：磁通通过的路径.主磁通：由于芯的磁传导性能比空气好得多，所以大部分磁通通过芯内，该部分的磁通称为主磁通. 漏磁通：通电线圈，包围一部分铁心和铁心周围的空间，存在微小分散的磁通，该部分的磁通称为漏磁通。 第一章磁路、主磁路：主磁通通过的路径。 漏磁回路：漏磁通通过的路径。 励磁线圈：用于激励磁路中磁通的通电线圈。 励磁电流：励磁线圈中电流直流：直流磁路，例如：直流电动机交流3360交流磁路，例如：变压器、二、磁路的基本法则、1 .安培环的法则式：式，在电流的正方向和闭环l的环方向相当于右手的螺旋关系的情况下，I为正的编号，如此2 .由于磁路中的欧姆定律：和电路中的欧姆定律之间的相似性、铁磁性材料的磁导率不是恒定的，因此铁磁性材料构成的磁路的磁阻不是恒定的，并且根据磁路中的磁通密度的幅度而变化称为非线性。 法则内容：式： 3 .磁路的基尔霍夫定律是磁通连续性定律，其中穿过(或进入)任何闭合表面的总磁通量为零(或进入任何闭合表面的磁通量总是等于穿过该闭合表面的磁通量) 各段为相同材料、相同截面积，且段内的磁通密度到处相等，磁场强度到处相等。 法则内容：沿着哪个闭合磁路的总磁动势等于各段磁路的磁压降的代数和。 1.4铁磁性材料的特性，一方面铁磁性材料的磁化和导磁率铁磁性材料在外磁场中显示强磁性的现象称为铁磁性物质的磁化。 导磁率=B/H； b是磁感应强度(磁通密度)的h是磁场强度磁区示意图1-6 .2，磁化曲线，滞后环1 .初始磁化曲线定义：对未磁化的强磁性材料进行磁化，当磁场强度h从零逐渐变大时，磁通密度b随之变大，曲线B=f(H ) 在使用铁磁性材料的磁化曲线图1-7.来设计电动机和变压器的情况下，为了在主磁路内得到大的磁通量，励磁磁力不会过大。 通常将铁心内动作磁通密度选定在膝部附近，2 .磁滞回线图：图1-8 .关联的重要的概念残留磁通：去除外磁场后残留在强磁性材料内的磁通密度.矫顽力3360为了使b值从减少变为零， 磁滞：强磁性材料所具有的该磁通密度b的变化比磁场强度h的变化慢.磁滞环：呈现磁滞现象的B-H闭环3 .基本磁化曲线定义部：是对相同的强磁性材料选择不同的磁场强度进行反复磁化，能够得到大小的滞回环，连结各滞回环的顶点而得到的曲线。 示意图1-9.电机常用硅钢板，铸铁和铸钢的基本磁化曲线。 三、铁磁材料1 .软磁材料定义了：磁滞环窄、剩磁和矫顽力Hc小的材料.图1-11a .常用软磁材料：铸铁、铸钢和硅钢板等. 2 .硬磁性(永久磁铁)材料定义：磁滞回线宽度和Hc大的强磁性材料称为硬磁性材料，图1-11b .磁能指标剩馀磁化矫顽力最大磁能积，4、铁心损耗1 .磁滞损耗定义：在铁心损耗定义：强磁性材料置于交变磁场时，磁区彼此摩擦，消耗能量式：的应用：由于硅钢板的磁滞环的面积小，电机和变压器的铁心经常堆积硅钢板。2 .涡流损耗概念-涡流：环流在铁芯内部以涡流的形式流动。 涡流示意图1-12.定义涡流在铁芯中引起的损耗。 式：采用：减少涡流损耗，电机和变压器铁芯用含硅量高的薄硅钢板堆积。 3 .铁心损耗定义：铁心磁滞损耗与涡流损耗之和式：第三章变压器单相变压器的一次、二次绕组的额定电流为I1n=sn/u1ni2n=sn/u2sn=u1n.I1n=u2n.I2n三相变压器的一次、二次绕组的额定电流为I1N=SN/3U1N (线值3u2nsn=3u1ni1n=3u2ni2n (线值) sn=3u1n.i1n=3u2n.i2n (相值)，另一方面，变压器无负载运转，对变压器初级线圈施加交流的单相变压器无负载运转时的各物理量、主磁通、漏磁通、三、变压器负载运转、I0N1=I1N1 I2N2 1.“T”形等效电路、五、相量图、变压器负载运转时的相量图(图2-14 )、实际值、三相变压器一般将额定相电压、额定相电流作为电压、电流的基础值，额定为功率的基础值；1 )与容量的差异无关，用符号或值表示的参数性能数据不怎么变化。 I0*=0.5%3.5%Zk*=4%10.5%，2 )二次侧物理量标量值=该物理量的换算值对一次侧基底值，3)uk*=Zk*； ukr*=Rk*=pk*Ukx*=Xk* )相值标准值=线性值标准值、标准值、变压器运行性能du %=(u1n-u 2/u1n 100 % ab/u1n 100 %=(I1rscosj2I1xs sinj2)/u1n 100 %=b (I1nrscosj2I1NX sinj2)/u1n cosj2xs*sinj2)100%中： b=i1/i1n h=1- (P0 b2pln )/(bsncosj2P0 b2pln )，a、b、c、a、b、c按顺时针方向标记，a、AX-BY-CZ-AX连接顺序、变压器理想并联运行的要求在并联组无负载时在各变压器间环流各变压器能够合理分担负载输出电流的同相位的只有这些，在整个并联组中能够得到最大的输出电流。 在变压器并联运转的条件的变化比相等、且原来副方UN分别相同的连接组相同的各变压器的短路阻抗坐标值相同的上述三个条件中，第二要求必须严格保证。 否则，由两个变压器构成的电路会产生极大的环流，烧毁变压器绕组。 另外，在变压器并联运转、短路阻抗的标度值不同的情况下，负载分配：的核心计算式为133602=ZK2* : ZK1* sm=sn 11 sn 22，在单相变压器的磁路饱和的情况下： (1)在为正弦波形的情况下，i0为尖峰波，即三次谐波电流(3)单相变压器：可自由流过i03 (三次谐波无负载电流)和i01 (基波无负载电流)。 可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可将i03流通。 57348； 双核结构的影响：组式与核式思考。 卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡知识补充-高次谐波1、三相组合式变压器各相的磁路独立励磁电流i0接近正弦波，该情况下，铁心的磁通波形成为平顶波。 =13、3 (三次谐波磁通)可沿铁芯闭合，铁芯磁阻小，3含量大。 另一方面，由于二侧感应电动势为e1=e11 e13e2=e21 e23次谐波感应相位有效值： E11=4.44fN1m1三次谐波感应相位有效值： E13=4.44(3f)N1m3，因此e1/e1=3m1/m3三次谐波感应电位的合成振幅达到基波值的45%60% (图)三、磁路结构与绕组连接方法对电位波形的影响，二三相铁心式变压器三相磁路相互关联，三次谐波磁通各相位相同，大小相同抵消，不能沿铁心闭合。 只要通过变压器箱壁和空气从封闭的磁轭出来，非强磁性材料的磁路的磁阻就会增大，三次谐波磁通就难以流动。 磁通几乎接近正弦波，各相的电位也接近正弦波。 3次高次谐波磁通通过容器以3倍的频率脉动时，容器壁产生涡流损失，引起效率降低。 当变压器容量在1600KVA以下时，我国的配电变压器采用了芯式铁芯结构y、yn0连接组。 三、磁路结构和绕组连接方法对电位波形的影响，(二)、(YN，y )连接三次谐波电流均可通过原绕组平稳实现。 因此，即使在磁路饱和的情况下，铁心的磁通也呈正弦波的形状，各相电位接近正弦波，与线电位、相电位、原边电位、副边电位无关，波形呈正弦波的形状。 三相交流电源接通后，1次侧的3次高次谐波电流不流过1次绕组，因此、e1、e2出现3次高次谐波。 但是，因为副边是d键，所以三相的三次谐波电位在闭合的三角形中产生三次谐波环流。 如图所示，三、磁路结构和绕组的连结方法对电位波形的影响，主磁通通过作用于铁心的合成电动势被激励，一次侧正弦波电流被激励，二次侧三次谐波电流被激励，=，一次侧尖波励磁电流的效果，主磁通、相电动势接近正弦波，因此一次侧必须是d耦合， 第四章交流绕组的基本理论，一、基本要求三相绕组对称，三相电动势(或电动势)对称导体数一定时，为获得尽可能大的电动势和电动势而努力电动势和电动势波形尽可能接近正弦波形铜的量少，工序简单，设置检查容易。 二、绕组电动势计算中相关系数：短转矩系数： q个绕组构成的集中绕组：分布绕组：分布系数：绕组系数：三、减弱高次谐波电动势的方法1 .采用使气隙中的磁场分布尽可能接近正弦波的2 .对称三相绕组，与星形或三角形连接， 3 .采用去除3次或3次奇数倍的高次谐波的3 .短距离绕组，缩短1/v极距的话，采用能去除v次高次谐波的4 .分布绕组。 是、一波幅一定的旋转波，称为圆形旋转磁力。 电流在时间上通过多少电角度时，圆形旋转磁力的基波在空间上旋转相同数值的电角度。 圆形旋转磁力基波的旋转电角速度与电流的电角频率相等的圆形旋转磁力基波的旋转速度n1=60f1/p为同步速度。 某相电流达到正的最大时，圆形旋转磁力的基波的正振幅位于该相绕组的相轴上。 圆形旋转磁力的基波从具有进相电流的相绕组轴向具有滞相电流的相绕组轴转向的绕组的相对位置不变，如果改变电流的相序，则旋转磁场的转向发生变化。，三相绕组的基本波合成磁力的解法是，1，单相正弦波脉动振动磁力的分解是a相绕组通过电流：其基本波磁力是：第一项是正向旋转磁力，第二项是负向旋转磁力脉动振动磁力可以同时分解为两个转速，转为反向旋转磁力，各自的旋转磁力振幅为脉动振动磁力的最大值，4.4.3圆形和椭圆形的旋转磁力，一是在对称绕组中流过非对称电流时的合成基波磁力1 .电流的显示： 2 .合成基波磁力、对称绕组中流过非对称电流时的合成基波磁力合成磁力的性质：一方面，F=F-时脉动磁力f=0或F-=0时圆形的旋转磁力F F-时为椭圆形的旋转磁力。，脉搏振动的起磁力：出现振幅的空间位置不随时间变化，振幅的大小随时间变化。 二、脉动振动磁力、圆旋转磁力、椭圆旋转磁力的比较：圆旋转磁力：振幅出现的空间位置随时间变化，但振幅的大小不随时间变化。 椭圆旋转电动势：振幅的空间位置、振幅的大小随时间变化，第6章同步电动机、第1、基本动作原理的三相电动势的大小和相序：相序：由转子的旋转决定的感应电动势的频率：2，结构式1.极式枢轴式。 枢轴式仅用于小型电机，一般容量稍大的同步发电机都采用极式。6.1概述、二、结构式2 .旋转式同步发电机有两种类型。 隐极式适用于高速旋转，多用于涡轮发电机突极式适用于低中速旋转，常用于水轮发电机。6.1的概要、三、型号和额定值1 .额定值额定功率PN(MW ) :该电机的安全运行的最大允许输出功率额定电压UN(kV ) :该台电机的长期安全动作的最高电压、指线电压额定电流IN(A ) :该台电机正常连续运行的最大动作电流、 指电流、6.1的概要、5、型号和额定值1 .额定值额定频率fN :我国的标准商用频率为50Hz。 额定功率：电机额定运行时的功率因数。 2 .额定值与额定值的关系：6.2同步电机的运转原理，一，无负荷运转二，电枢反应定义：电枢反应电枢电流产生的磁动势对气隙磁场的影响。 性质：决定励磁电动势E0与电子电流I0相位差角.6.2同步电机的运行原理，隐极同步发电机的负载运行不考虑饱和时的2.1电磁物理关系，6.2同步电机的运行原理，三，隐极同步发电机的负载运行不考虑饱和时的2.3相量方程式，相量图和等效电路，时-空矢量图和等效电路， 6.2同步电机的运行原理4、凸极同步发电机的负载运行1 .不考虑饱和时1.1电磁关系，6.2同步电机的运行原理，4、凸极同步发电机的负载运行1 .饱和时1.2基本方程式，相量图，不饱和时相量图，6.2同步电机的运行原理，4， 凸极同步发电机的负载运行1 .饱和时1.3不考虑具体的使用方法，5， 并联运行(1)条件1 .电压波形相同2 .频率相同3 .电压大小相同4 .相位相同5 .相序相同(2)方法1 .准同步法2 .自同步法、6.4.2功率与转矩的平衡方程式一、功率平衡方程式， 隐极机Pem=mE0Icos对突极机PEM=me0icosmidiq (xd-xq )二，转矩平衡方程式T1-(Tmec TFe Tad)=Tem，6.4.3功角特性，另外一方面，功角特性1 .凸极机具有PEM=me0usin/xd0.5mu2sin 2(1/xq )-(1/xd )凸极机具有Pem=mE0Usin/Xt、6.4.3功角特性，另外一方面，功角特性2 .基本电磁功率和附加电磁功率基本电磁功率：