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、电机学共同问题1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生:直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的? 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的? 漏磁场是如何产生的?何时有?何时无?2. 磁势平衡方程、电枢反应问题变压器、异步电机中,磁势平衡方程说明了什么?直流电机、同步电机中,电枢反应的物理意义是是什么?3.数学模型问题:I.直流电机:磁势平衡和电枢反应有何联系?u = E + I x ra (+ 2 :Ub)(电动)E = u + I x ra (+ 2.Ub)(发电)E = Ce nCe = PN a/60/aTe = Cm * laCm = PNa/2 r/a其中Na上总导体数II.变压器折算前U1八1 T1 Z1折算后U1二- E1 屹1U2 二 E2 - 1屹2|U 2二 E2 - I :Z2“1 山/k 二 |1。Io 二ik I 2E = kE2 二E2-1 二 |lZm-E1二 IoZmU厂 I2ZLU 2=I 2 Z lIII.异步电机:f折算后d = _E1十忆E2 =lL(R2/s+jX2 J 川o/i+h/kiE1 =keE2=-|1 Zm Jmw折算后U产EHzE; = iI;(R;/s+jx2 j 1 = o - tEE;E-IoZm未折算时X 2 ;:.s25 叮2s R2 jX-s 二 F1F2s2,FoE1= keEE2S =sE2IV.同步电机:Eo 二uIl(Ra jX) jlldXad jllqXaq(凸极机、双反应理论)=U iRa jlldXdjllqXqEo 二 U ll(R jX_) jlXa(隐极机)二 U lRa jlXt4.等效电路:I. 直流电动机:图2,51并渤M流电功机鸽效电路(带转轴)图2.54小丿励屯动机的实验接线图II. 变压器丁型等效电路III. 异步动机:IV.同步发电机:E严E;异步电机的T型等效电路5.I.相量图及其绘制直流电机:(无)/e;隐极机II.图12隻压黠和乐甌COW輕滞后)异步电机:Jni图55异步电机相量图(0?7旳)IV 同步电机隐极机(不计饱和)eA7(S)(b)图6.25不计饱和吋凸极同步发电机的相量團XT电1% 电5庐、d轴5图6*26凸极同步发电机不饱和时矢;图的实际作法6. 交流绕组与直流绕组共同的概念直流电机独有交流电机独有单层、双层绕组 叠绕组、波绕组yi、y2、y短距、长距、整距 集中、分布换向器节距yk电刷电刷移位 几何中性线 物理中性线绕组系数:kNi = kyikqi短距系数:ky1 = sin巴90。Tsin坐分布系数:kq1 =q . 1 qsin 2分数槽绕组单一闭合回路 并联支路对数a三相星形、三角形 并联支路数a主磁场、漏磁场、励磁磁场圆形旋磁: 椭圆旋磁: 脉振磁场:60 f磁场旋转速度:n =P直流电动势:E 二CEnCe卑60a(Na为电枢总导体数、a为并联支路对数)交流电动势:E =4.44fNkN1(N为每相串联匝数)直流磁动势:Fa (x)二 Ax(无移刷时的情况。x以磁极中心为起点,A为电负荷)A 二 Naia/ 二 Da交流磁动势:T(移刷0电角度时)FaA(-b:)Fad = Ab|:.l ccNkNll一F i =0.9(单相脉振幅值,N为每相串联匝数,I为相电流有效值)PFi-1.35NkNiI(三相旋转磁动势幅值)7. 电磁转矩(功率)I.直流电机:-C:j|aCm 二 pNa/2二aII.变压器SN 二 U1N I1N - U2NI2N(单相)Sn = - 3U1N I 1N(三相)Ill.异步电机:PN 3 N I 1NU1N COS N效电路中的转子电阻值IV.同步电机:R2ie= m112sPcu2 - SpemRnec (1 s) PemHmec _ RmTem.PmQ2叭(尺 +gpu謂R(忽略激磁支路而得)邑)2 (X XQ2sR2 22-2最大电磁转矩发生的位置为:(一)(X - x7),即在忽略激磁支路后,当等smR sm等于电路的其余元件的阻抗之和时,异步电机电磁转矩达到最大值。Rm =mEUXdsinmFXd)sin 2-(凸极机)musinX(隐极机)保持Pem不变,调节无功:E0 si nr - constI cos 二 const(以u垂直为参照,Eo终点轨迹垂直,I终点轨迹水平)V形曲线(励磁正常时,cos =1,I最小,)8. 效率计算:I. 直流电动机:EP = Pcua + Pcuf + Pmec + PFe + Pad = Pcu + Po+ 机械损耗II. 变压器:P = PcuPFePad = PcuP0Pcu = PkN_2pkN . Rn_1 Sn COS:Sn cos 2: 2 PkN P0N: Sn cos 2: 2 PkN P0N最大效率发生位置:-PkN = p0N,即可变损耗等于不变损耗时。III. 异步电机:=P =pcu1pcu2pmecpFePad=pcup0= ( pcu1 pcu2 Pad)( pmec pFe)发生最大效率的位置:可变损耗等于不变损耗时,即(PcuU,能量回馈)II.异步电动机:从0速开始,沿冋步速的反方向下放重物; 电动机运仃中,调换电源某两相,制动减速或停车;定子接入直流电,电磁制动III.冋步电动机:定子绕组短路电磁制动(不要求)13. 空载试验:I. 直流电发机空载试验:测磁化曲线直流电动机空载试验:II. 变压器空载试验:电压侧进行,测Un附近的数据U。、丨0、Po;计算Zm、Rm、Xm(也叫开路试验,忽略1、2次侧漏抗)III. 异步电动机空载试验:测Un附近的数据U 0、10、Po;分离Pmec,计算Zm、Rm、Xm等2po同Uo为近似线性关系,Pmec基本不变,故在 Uo=O时,可分离出Pmec。IV. 同步发电机空载试验:测磁化曲线14.短路试验:5、pk ;计算 Zk、Rk、兀I.II.直流电机(无)变压器短路试验:在高压侧做,测In附近的数据Uk、(忽略激磁支路)III.异步电动机短路试验:计算定、转子漏阻抗参数(也称堵转试验,不能忽略激磁支路)IV .冋步发电机三相对称短路试验:短路电流只有去磁性质的Id分量,Id和If成正比,测Xd的不饱和值。15磁势平衡与电枢反应问题I. 直流电机的电枢反应:电枢(负载)电流产生一个磁动势,对主极磁动势有影响。A.电刷在几何中性线上时,只有交轴电枢反应。Fa(x) =Ax(无移刷时的情况。x以磁极中心为起点,A为电负荷)A 二 Naia/ 二 DaFaq = A?交磁作用:几何、物理中性线不重合;不饱和时每极磁通不变;饱和时,有去磁作用。 B.电刷移位后,出现直轴电枢反应磁动势,可能去磁,也可能助磁。Faq (严)(移刷1电角度时)II.变压器的磁势平衡:一次侧电流的负载分量同二次侧电流二者的磁动势大小相同、方向相反,互相抵消,即|1 = |1l III. 异步电动机的磁势平衡(也称转子反应):定子电流的负载分量同转子电流二者的磁动势大小相同、方向相反,互相抵消,即 iiIl IIi1 Hi。IV. 同步电机的电枢反应:电枢(负载)电流产生一个磁动势,对主极磁动势有影响。 用I和Eo的夹角来区分:Eo代表滞后尬m、b、Ff 90的交轴(q轴)方向。萨-ger-90*卞叭9泸=90*1 彳1轴-L轴1q轴川|轴时抽NJ A m砒1 阳III q轴$直轴助鑫菲交磁直轴去磁兼女埴电枢反应磁动势、磁场、磁通、电动势:Fa、Ba、:怙、Ea隐极机:电枢反应电抗 Xa,同步电控Xt = Xa + X - 凸极机:(双反应理论)直轴电枢反应电抗 Xad、直轴同步电抗 Xd = Xad
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