电机学复习资料.doc

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1、.电机学复习资料第一章基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的，掌握这些基本定律，是研究电机基本理论的基础。▲全电流定律全电流定律式中，当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时，电流取正号。在电机和变压器的磁路计算中，上式可简化为▲电磁感应定律①电磁感应定律e=-式中，感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。②变压器电动势磁场与导体间无相对运动，由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的，线圈中感应电动势的有效值为③运动电动势

2、e=Blv④自感电动势⑤互感电动势eM1=-eM2=-▲电磁力定律f=Bli▲磁路基本定律①磁路欧姆定律Φ===ΛmF式中，F=Ni——磁动势，单位为A；Rm=——磁阻，单位为H-1；Λm=——磁导，单位为H。②磁路的基尔霍夫第一定律..上式表明，穿入（或穿出）任一封闭面的磁通等于零。①磁路的基尔霍夫第二定律上式表明，在磁路中，沿任何闭合磁路，磁动势的代数和等于次压降的代数和。磁路和电路的比较电路磁路电流I[A]电流密度J[A/m2]电动势E[V]电阻[Ω]电导[S]基尔霍夫第一定律基尔霍夫第二定律电路欧姆定律磁通Φ[Wb]磁通密度B[T=Wb/m2

3、]磁动势F[A]磁阻[1/H]磁导[H]磁路节点定律全电流定律磁路欧姆定律第一章直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通；仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。空载时，主磁通Φ0与励磁磁动势F0的关系曲线Φ0=f（F0）为电机的磁化曲线。从磁化曲线可以看出电机的饱和程度，饱和程度对电机的性能有很大的影响。▲电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关，而与电机的励磁方式无关。电机的运行特性与磁化曲线密切相关。设计电机时，一

4、般使额定工作点位于磁化曲线开始弯曲的部分，这样既可保证一定的可调节度，又不至于浪费材料。▲直流电机电枢绕组各元件间通过换向器连接，构成一个闭合回路，回路各元件的电动势互相抵消，从而不产生环流。元件的电动势和电流均为交变量，通过换向器和电刷间的相对运动实现交直流转换。电刷的放置原则是：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。因此，电刷应放在换向器的几何中性线上。对端接对称的元件，换向器的几何中性线应与主极轴线重合。▲不同型式的电枢绕组均有①S=K=Z；②y1=Zi/2pε=整数；③y=y1+y2。其中，S为元件数，K为换

5、向片数，Zi为虚槽数，p为极对数，y1为第一节距，y2为第二节距，y为合成节距，ε为小于1的分数，用来把y1凑成整数。对单叠绕组，y=±1，y2小于0，并联支路对数a=p，即每极下元件串联构成一条支路。对单波绕组，y2大于零，a=1，即所有同极性下元件串联构成一条支路。▲..当电枢绕组过电流时，产生电枢磁动势，此时气隙磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应。直流电机电枢磁动势是空间分布固定的三角波，其幅值位于电枢表面导体电流改变方向处。当电刷安装在换向器的几何中性线上时，只存在交轴电枢磁动势Faq。Faq对气隙磁

6、场的影响称为交轴电枢反应，它使①气隙磁场发生畸变；②物理中性线偏离几何中性线一个角度，③不饱和时，每极磁通量不变，饱和时，有去磁作用。当电刷偏离几何中性线时，除了Faq外，还存在直轴电枢磁动势Fad。Fad对气隙磁场的影响称为直轴电枢反应，当Fad与励磁磁动势同方向时，起助磁作用；当Fad与励磁磁动势反方向时，起去磁作用。当电刷在几何中性线上时，交轴电枢反应磁动势的大小为Faq=Aτ（A/极）式中，A=——线负荷（A/m）；——极距（m）；N——电枢圆周总导体数；Da——电枢外径（m）Ia——支路电流（A）当电刷从几何中性线上移开机械角度时，β交直轴

7、电枢磁动势分别为Faq=A（-bβ）（A/极）Fad=Abβ（A/极）式中，bβ=——电刷在电枢表面移过的弧长（m）。▲电枢绕组感应电动势E是指正、负电刷间的电动势，即一条支路的电动势。电磁转距Tem是指电枢电流和气隙合成磁场相互作用产生的。感应电动势和电磁转距公式是直流电动机的两个重要的计算公式E=CeФn（V）Tem=CTФIa（Nm）式中，Ф——每极磁通量；n——电机转速；Ia——电枢电流；Ce、CT——与电机结构有关的常数。其中；；=9.55▲直流电机的励磁方式共有四种：他励、并励、串励。复励。电机端电流I、电枢电流Ia、励磁电流If的关系如

8、下表：不同励磁方式电机各绕组之间的关系发电机电动机他励I=Ia，If与Ia无关I=Ia，If与Ia无关并励I