专升本《电机学》-2012.ppt

1、2012年，电气工程系升格为电气工程预备选修课，电气教研室(实训B407)王秀平办公室电话电气工程测试成绩为60分。参考资料：1电气工程中国电力出版社，赵军等，第二或第三版2电气工程中国电力出版社，胡主编，第二版，试题1。填空。2.对或错；4.选择题；5.简答题和画图题；5.计算问题；1.变压器1。掌握变压器的基本结构、基本工作原理和额定值。2.掌握变压器运行过程中的电磁关系、参数测量方法、外部特性和效率特性的计算。3.掌握三相变压器的特点和变压器并联运行的条件。4.掌握不对称运行的分析方法、序阻抗的概念、空载合闸和突然短路的分析方法及其对变压器的影响。了解其他变压

2、器的结构和工作特性。2.交流绕组，交流绕组的电动势和基波磁动势1。了解交流绕组2的组成原理和工作原理。掌握交流绕组基本电动势的计算和改善电动势波形的方法。掌握单相和三相磁动势的特性。3.异步电机1。掌握基本结构、基本工作原理、滑移的意义和额定值的计算2。掌握三相异步电动机的电磁关系、转矩特性和工作特性。掌握起动和调速的方法和原理。4.掌握不对称电压下工作对电机的影响，掌握单相异步电机的结构特点、工作原理和起动方法。4.同步发电机1。掌握同步发电机的基本工作原理和额定值。2.掌握同步发电机电枢反应的性质及其对电动机的影响，同步发电机的电磁关系，运行特性和参数计算方法。3.掌握并列条件、功角特性、

3、功角调整的方法和原则，掌握静态稳定性和V型曲线的判断方法。4.了解磁链守恒定律，掌握三相突然短路时各电抗的意义和大小关系以及突然短路电流对电机的影响，了解不对称运行的分析方法及其对电机的影响，了解失磁和振荡的物理过程，表计的变化及其对电机的影响。V. DC汽车公司1。掌握DC电机的基本工作原理和额定值；2.掌握DC电机的励磁方式和电枢反应的性质；3.掌握DC电机的电磁关系。4.掌握发电机的运行特性和电动机的工作特性和性能。概要分析和实例分析，1。掌握变压器的基本结构、基本工作原理和额定值。例1。电力变压器是一个静态电机，它可以改变(电压)和(电流)，但不能改变(频率)。2.SFP-63000/

4、110型变压器，其中63000代表(变压器额定容量)，110代表(高压侧额定电压)。3.三相变压器的额定电流是指每相的相电流(错)。4.如果变压器的初级线圈连接到DC电源，次级线圈会有稳定的DC电压吗？为什么？答：不是。因为它与DC电源相连，稳定的DC电流在铁芯中产生恒定的磁通量，其变化率为零，所以不会在绕组中产生感应电动势。5.变压器的一次、二次和额定电压的含义是什么？答：变压器的一次额定电压U1N是指施加在一次侧的规定电压，二次额定电压U2N是指当额定电压施加在一次侧且二次侧空载时的端电压。2.掌握运行中变压器的电磁关系、参数测量方法、外部特性和效率特性的计算。例1。根据变压器内部磁场的实

5、际分布和不同的作用，通常对变压器的磁通量进行划分(1)电源电压；(2)电源频率；(3)铁芯磁路长度；(4)初级线圈的匝数。4.变压器空载电流小的原因是(3)。(1)初级绕组匝数多，电阻大；(2)初级绕组漏抗大；(3)变压器励磁阻抗大。5.2kVA，400/100伏单相变压器，低压侧100伏，高压侧开路，测量I0=2安；P0=20W当高压侧施加400伏，低压侧开路时，I0=0.5A，P0=20W。SN=100千伏安，U1N/U2N=6kV/0.4千伏，y，y0连接，I0%=6.5%，P0=600W瓦，us=5%，PSN=1800瓦的三相变压器，试求：(1)近似等效电路参数；(2)满负荷和cos2

6、=0.8(滞后)时的二次端电压和效率；(3)产生最大效率时的负载电流和cos2=0.8(2 0)时的最大效率。解决方案：(1)从空载试验数据中寻找励磁参数励磁阻抗：励磁电阻：励磁电抗：从短路试验数据中寻找短路参数短路阻抗：短路电阻：短路电抗：(2) (3)。例1。三相组变压器磁路相互(不相关)三相铁芯变压器磁路相互(相关)2。由于相电动势波形达到峰值，所以不采用Y，Y连接的三相变压器组。(是)3 .变压器的理想并联运行条件是什么？哪个条件是绝对严格的？答：变压器理想并联运行有三个条件：每台变压器的一次侧和二次侧的额定电压应分别相等，即变比相同；每个变压器的接线组必须相同；每个变压器的短路阻抗(

7、或短路电压)的标称值Zk*(Uk*)相等，短路阻抗角也相等。第一个条件是绝对严格的。A * B* C*，b* c* a*，4。通过配置图方法4确定以下三相变压器的连接组。掌握不对称运行的分析方法和序阻抗的概念，空载合闸和突然短路的分析方法及其对变压器的影响。了解其他变压器的结构和工作特性。例1。一组不对称三相系统可以分解为三组对称分量(正序)、负序和零序)。2.电压互感器二次侧不允许(短路)，电流互感器二次侧不允许(开路)。3.在额定电压下，变压器的突然短路电流约为额定电流的(2030)倍；稳态短路电流约为额定电流的(1020)倍。4.电力变压器空载合闸时会产生励磁涌流，这对电力变压器非常不利

8、。(错误)，5。由于传导功率，自耦变压器的设计容量小于铭牌的额定容量。()6 .一组不对称三相电压可视为(3)。(1)三组对称电压的叠加；(2)三组不同相序的电压叠加；(3)正序、负序和零序电压叠加；(4)由三相谐波电压引起。论文：2 .交流绕组，电动势和基本磁动势1。了解交流绕组的组成原理和原理。重点：(1)交流绕组的合成原理(1)均匀性原理(2)对称性原理(3)电动势相加原理(2)绕组的几个基本概念(3)三相单层绕组和三相双层绕组的合成原理，例12.交流三相对称绕组是指三相绕组的匝数和连接规则相同，但(2) (1)各相绕组的轴线在空间上错开120(2)各相绕组的轴线在空间上错开120电角度

9、(3)各相绕组引入三相对称电流(4)各相绕组引入三相交流电流。论文：2 .掌握交流绕组基波电动势的计算和改善电动势波形的方法要点：(1)交流绕组各相基波感应电动势的公式：(2)短距离系数分布系数的计算公式和物理意义(3)改善电动势波形的四种方法，实例：1。如果全距离线圈的感应电动势为10V，其短距离系数为0.96，则感应电动势为()10V；1.96伏；9.6V10.4 .2.为了消除交流绕组中的五次谐波电动势，最有效的方法是采用节距为()的短距离绕组，为了消除三次谐波线性电动势，要求交流绕组连接成Y形。3.基波绕组系数kw1=1(右)，关键点：3。掌握单相和三相磁动势的特性，重点是：(1)单相

10、绕组交流产生的脉动磁动势；(2)脉动磁动势的分解；(3)三相基波复合磁动势的四个性质示例：1 .单相绕组中交流产生的旋转磁动势(错误)3。改变三相电流的相序可以改变旋转磁动势的转向。(是)，4。如果Iu=Imsint、Iv=Imsin(t-120)和Iw=Imsin(t-120)三相电流通过三相对称绕组，当t=210时，三相基波复合磁动势的幅值位于：()U相绕组轴上；在v相绕组的轴上；w相绕组轴；在三相绕组轴线外的某个位置。论文：3 .异步电机1。掌握三相异步电动机的基本结构、基本工作原理、转差率的意义及额定值的计算，要点：(1)三相异步电动机的基本结构(1)定子(2)转子(3)气隙(2)三相

11、异步电动机的基本工作原理(1)电磁学(2)磁学(3)电磁力(3)转差率公式：含义：反映电动机负载变化的物理量(4)异步电动机的三种运行状态(2)。简述三相异步电动机的基本工作原理。【答案】电磁学是指定子产生旋转磁场：当定子三相对称绕组馈入三相对称电流时，电机气隙中产生旋转磁场，转速同步；动磁发电，即转子导体产生感应电流：定子旋转磁场切割转子导体，转子导体产生感应电动势，在闭合的转子绕组产生感应电流；电磁力定律形成电磁转矩：携带感应电流的转子导体在定子磁场中受到电磁力的作用，对转轴形成足够的电磁转矩，其方向与定子旋转磁场的方向一致，转子在该转矩的作用下沿旋转磁场的方向旋转。三相异步电动机的三种运

12、行状态是：电动机状态、发电机状态和电磁制动状态，其中电磁转矩是驱动特性。4.对于八极三相异步电动机，问：(1)电动机的额定速度是多少？(2)改变电源在额定状态下的相序，并在反接瞬间找到滑差？解决方案：(1) (2)由于电源的相序改变，n1反转，因此，轮廓：2。掌握三相异步电动机的电磁关系、转矩特性和工作特性。例1。六极三相异步电动机连接到三相对称电源，其s=0.03，则转子速度为(970 )r/min，转子旋转。2.三相异步电动机以恒定转矩负载运行。如果电源电压下降，最大电磁转矩Tm(降低)、临界转差率Sm(不变)、转子电流I2(增加)和电机速度N(降低)。3.三相异步电动机以恒定转矩负载运行

13、。如果电源电压下降5%，电机稳定，(3) (1)电磁转矩下降，定子电流增加；(2)电磁转矩减小，定子电流减小；(3)当电磁转矩恒定时，定子电流增加；(4)当电磁转矩恒定时，定子电流减小。三相异步电动机转子静止时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同。(是)5。三相异步电动机的功率因数可以提前或延迟。(错误)6。三相异步电动机中附加电阻的物理意义是什么？可以用电感或电容来代替吗？为什么？答：三相异步电动机等效电路中的附加电阻实际上是一个虚拟电阻，代表机械负载和总机械功率(包括机械功率和轴上的机械损耗输出等)。)等效地被该电阻中转子电流消耗的功率所代替。由于输出机械功率和机械损耗都是有源特性，如

14、果从电路角度进行模拟，则只能使用有源元件电阻，而不能使用电抗元件电感或电容。已知一种三相50Hz绕线异步电动机，其额定数据为：PN=100kW，UN=380V，nN=950r/min。以额定速度运行，机械损耗Pmec=0.7kW千瓦，附加损耗Pad=0.3kW千瓦。在额定运行期间，计算：(1)的额定滑差SN；电磁功率Pem；(3)铜损耗PCu2转子的；(4)输出扭矩T2；(5)空载扭矩t0；(6)电磁转矩瞬变。解决方案：(1)额定转差率sN由下式获得：p=3，第4章，三相异步电动机，所以(2)电磁功率Pem，(3)转子铜损耗PCU2，(4)输出转矩T2，(5)空载转矩T0，(6)电磁转矩Tem

15、，大纲：3。掌握起动和调速的方法和原理。例子：1 .三相异步电动机的星角转换起动适用于运行中定子绕组(角)连接的电动机，此时起动电流是直接起动电流的(1/3)倍，起动转矩是直接起动的(1/3)倍。2.三相异步电动机的变极调速属于步进调速，在变极的同时，必须改变定子绕组的相序。这种调速方法只适用于(笼型)异步电动机。3.简述鼠笼式异步电动机为什么有大的起动电流和小的起动转矩。答：(1)起动时，定子旋转磁场切割转子绕组的转速很高，感应电势增加，转子电流增加，定子电流(起动电流)增加。(2)起动时，转差率很大，使得转子回路的功率因数角很大，所以功率因数很低，定子绕组漏抗很大，使得定子感应电势很低，主磁通很小，所以起动转矩不大。掌握不对称电压下工作对电机的影响，掌握单相异步电机的结构特点、工作原理和起动方法。如果电源电压明显不对称，三相异步电动机能否在额定负载下长时间运行？为什么？答：不是，由于负序电流大，产生很大的制动力矩，使电流急剧增加，温升过高，使电机绕组在长期运行中容易烧坏。2.三相异步电动机的角连接。如果绕组在启动时断相，它能启动吗？为什么？