第一部分認(rèn)識(shí)電 二學(xué)習(xí)方法指 三教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn) 第二部分變壓 二學(xué)習(xí)方法指 三教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn) 第三部分交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)共同理 二學(xué)習(xí)方法指 三教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn) 第三部分異步電動(dòng) 二學(xué)習(xí)方法指 三教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn) 異步電動(dòng)機(jī)的M-s曲 第五部分同步電 二學(xué)習(xí)方法指 三教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn) 第六部分直流電 二學(xué)習(xí)方法指 三教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn) 直流電動(dòng)機(jī)nf(M 第一部分認(rèn)識(shí)電—二三電機(jī)的概念與分 同步發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)速nn160f同步速）和異步發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)速n同步速n1p交流電動(dòng)機(jī)又可分成異步電動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)速n同步速n1）和同步電動(dòng)機(jī)，實(shí)際中以異步電動(dòng)機(jī)最為普電機(jī)的損耗、發(fā)熱與冷功率輸入功率1輸出功率用21與2，用ΔP或Σp表示，即有ΔP12損耗。2與1效率2/1ΔP01。1、2、ΔP電機(jī)的結(jié)構(gòu)與制造材產(chǎn)生數(shù)量不大但難于精確計(jì)算的pad；旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件中還會(huì)產(chǎn)生摩擦損耗，稱(chēng)為p。主磁路：是指主磁通

主磁電1電21–1電機(jī)一般結(jié)YCYCAXZB 1–2電機(jī)中1~3mm的厚鋼片疊裝。 eu euU

UU交流繞

直流電樞繞

勵(lì)磁繞1–3繞組的電路表異步電動(dòng)機(jī)——轉(zhuǎn)速n同步速n160p

同步電機(jī)——轉(zhuǎn)速n同步速n160p

一次電 二次電 I I I電動(dòng)機(jī)發(fā)電E

定子電 轉(zhuǎn)子電電動(dòng)機(jī)發(fā)電U電動(dòng)機(jī)發(fā)電U

勵(lì)磁電 電樞電同步電機(jī)電

勵(lì)磁電 電樞電直流電機(jī)電1–4各種電機(jī)的電AEBFCHAEBFCH磁磁通所有繞組，所以稱(chēng)為主磁通；另有很小一部分僅與該繞組自身匝鏈，故稱(chēng)為漏磁通σ。A磁導(dǎo)率r0r是一個(gè)無(wú)量綱（H/m能與真空相當(dāng)，即其r1；鐵磁材料的r值幾十到數(shù)百萬(wàn)之間，電機(jī)中。包圍的通常是一個(gè)電流為iNFNi。磁壓降Um：UmHlRRmRm磁導(dǎo)AlLLN2xxmxa。NNI，所以，全電流定律又可表示成 lHdl=HjljUmjIk 即各段磁的磁壓降Umj=Hjlj等于磁路所包圍的電流代數(shù)和ΣIk，于是ΣHjljAj和長(zhǎng)度lj，其中l(wèi)jBj/AjBjHj和磁導(dǎo)率j

RmjljHjljHδ

0j ⑷求各段磁路的總磁動(dòng)勢(shì)FHjlj RmjNI IFN1–1電磁N指向S而內(nèi)部則相反是一條閉合曲線，電場(chǎng)強(qiáng)E（V磁場(chǎng)強(qiáng)H（A電導(dǎo)率：反映導(dǎo)體傳導(dǎo)電流的能磁壓降Um（A：UlHRlRm電導(dǎo)GRΣi ΣU全電流定律ΣHlU Um電機(jī)的基本作用原理——電磁原理（包括以下兩條eed(dx)( 變壓器中，繞組套在鐵心柱上并通交流電，構(gòu)流鐵心線圈。靜止的鐵心中的交變磁msintN線匝，其磁鏈N在繞組中產(chǎn)生變壓器電動(dòng)勢(shì)為eNdBeevleevl

感應(yīng)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)1–5電機(jī)中的感應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢(shì)的大小為eBlv，方向用右手定則確定。FBIl

BeFeF

BeFeF【舉例】吸鐵石的原理

第二部分—二三（TV（TA變壓器的結(jié)；②鐵鐵鐵鐵鐵鐵鐵低壓繞 2–1繞組套裝在鐵心柱上的情（a）單相變壓器；（b）三相變變壓器的額定值及其相互關(guān)SNkVA；基本含義S1NS2NU1NV或kV；一次額定電流I1N，A二次額定電壓U2NU2NU20|U1U1N，I20V；三相指線值I1NI2N，A

SNU1NI1NU2N

SN

3U2N

XYXYZXYXYZXYZXYZ 2?2三相繞組聯(lián)結(jié)YN；首端相電流。△連接，線電壓等于相電壓，線電流等于3倍相電流；Y連接，線電流等于相電流，線電壓等于3A（U1X（U2a（u1（u2X、Y、Z表示；低壓繞組首端用a、b、cx、y、z表示。I1NI2N和額定相電壓U1N、U2N可分別用下式求出，即3對(duì)YIjNIjN、UjNU33對(duì)Δ接線的側(cè)：UjNUjNIjNI3

變壓器主要物理量及其慣例正UE11NE22外加電壓u1或U1：其大小和方向都是給定電流i1I1：它由電壓U1產(chǎn)生并與之成關(guān)主電動(dòng)勢(shì)e1E1產(chǎn)生并與漏電動(dòng)勢(shì)e1σE1σ：它由漏磁通1σ產(chǎn)生

2?3原理結(jié)構(gòu)與慣例正方主電動(dòng)勢(shì)e2E2：它由主磁通漏電動(dòng)勢(shì)e2σE2σ：它由漏磁通2σ主磁通：在空載時(shí)由一次側(cè)空載電流i0產(chǎn)生；負(fù)載時(shí)由一、二次電流i1、i2共同產(chǎn)生。一次漏磁通1σ：由一次電流i1產(chǎn)生并與之成右手螺旋方向2?4所示的變壓器電磁過(guò)程。變壓器的運(yùn)行

N1d

電電 F1

eN

線性磁全耦主磁2u2二電

反電動(dòng)勢(shì)：平衡輸入電磁電磁驅(qū)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)：驅(qū)動(dòng)二次電路F2e2N2e2N2d2L2電動(dòng)2?4變壓器電磁過(guò)程（工作原理 E

I2

一次側(cè)：UEEIrEI(rjx 一次電

1 1 二次側(cè)：U2E2E2σI2r2E2I2r2jx2σ

二次電式中：E1σe1σL1σdi1L1σjI1jI1x1σ，x1σL1σ（簡(jiǎn)稱(chēng)一次漏抗E2σjI2x2σx2σL2σr1、r2lHdl

nHjljNIHlNiN1I0N1I1N2I2變比方程：設(shè)msint，即m2

，m為主磁通的最由式e1N1d和式e2N2d 2E1jN12fN1m2

4.44fN1m90E24.44fN2mKE1E1N1 E14.44fN1mE24.44fN2mE1E2KE1E1N1 E1KE2I0(rmjxm由i1→(產(chǎn)生1σe1σE1σE1KE2I0(rmjxmU1U1E1I1(r1jx1)E1U2E2I2(r2jx2)E2NN1I0N1I1N2I2E1KE2I0(rmjxmr2 式中：Z1r1jx1σ，z1Z1r1jx1σ 為一次漏阻抗；Z2=r2jxr2 I1Z1、I2Z2可忽略不計(jì)，即U1E1、U2E2，于是U1E14.44 I0N1I0N1I1N2I20KN1I2 N2N1K1，則可得折算關(guān)系：⑴E2KE2E1因?yàn)橹鞔磐ú蛔僈⑶r2K2r2x2σK2x2σZLK2ZL；[I2(r2jx2I2r2jx2)] K

2 U1U1E1I1(r1jx1II0I1

II1rmE1xm圖2?5變壓器T形等效電 圖2?6變壓器近似（Г形）等效電變壓器的參數(shù)p0（空載損耗I0（空載電流、U0（外加試驗(yàn)電壓）利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算勵(lì)磁阻抗rm、xm、zm，計(jì)算如下：|Z0|U0|Z1Zm||Zm|zm |ZK|UK|Z1Z2|zK rp0rr

IrpKr II I0|Z0|2r|Z0|2r0

x

Kz2rz2r

m

算短路阻抗rKxKzK（如上）和短路電壓百分?jǐn)?shù)UK或uK。定義：短路電壓百分?jǐn)?shù)UKI1NzK75U0U0測(cè)量值/3，I0=I0測(cè)量值，p0=p0測(cè)量值/3；UKUK測(cè)量值/3，IK=IK測(cè)量值，pK=pK測(cè)量值I0=I0測(cè)量值，U0U0測(cè)量值/3，p0=p0測(cè)量值/3；UKUK測(cè)量值，IK=IK測(cè)量值/3，pK=pK測(cè)量值x*I2BU1BZ1BZ2BZ1BKSBS1BI*1稱(chēng)為滿(mǎn)載、I*0.5U*

KU2U2U*，r*r2

K

r2

KU U

K

U*z* 變壓器的運(yùn)行電壓變化率UU20U2100%1U*U(r*

x*sin I*I*S* 繞組電阻損耗pCupCu1pCu2mI2rK2(mI2rK2 pKNmI2rKpCu⑵鐵心損耗——鐵耗pFekB2f13，這里k是常數(shù)；Bmm 4.44

P2 SN SNcos22pKN當(dāng)mmax SN SNcos22【例】Y,dSN100kVA，U1N/U2N100.4kV。在低壓側(cè)測(cè)量得空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U0400V、p01.5kW、I07.22AUK500V、pKpKN4kWIKI1N。試確定：rmxm和短路阻抗rKxK⑵滿(mǎn)載且cos20.8滯后時(shí)，變壓器的電壓變化率U和效率33一次額定電流I1NSN3

5.7735AI1N33一次額定相電壓U1NU1N10kV5773.5V33 10/ UZ1B

1B 1000Ω 10/ 二次額定電流I2N 100kVA333二次額定I2NI2N144.34A250A83.33A333 二次額定相電壓U2NU2N400V

400

4.8Ω3U

3

250/

空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相值：U0U0400V或U*U04001

7.22 U2N

33I*I033

0.05，

p01500500Wp*

p01.5

100

UK 288.86V或U*

0.0533 33

IKIKI1N5.77AI*

I1N1，

pK1333.3W

pK

100I勵(lì)磁電阻rmp0 28.I (7.22/勵(lì)磁阻抗zmU0 95.9583 7.223z2r 勵(lì)磁z2r KU1N10/3kV14.43K225 rmK2rm2528.77515995Ω或rmr* 61000 xmK2xm2591.542519071Ωxm

19.079 zmK2zm2595.958519991.4Ωzmz*

201000 短路電阻rKpK4000/340Ω或 I I短路阻抗AzKUK288.6850 z2 502z2 5021、cos20.8、sin20.6電壓變化率U(r*cosx* 效率 SN SNcos22單相變壓器的空載電流減小I*I*I*0.0 IFeIIFe大得多。HlFeN1I0，即與⑴一次繞組N1；⑵磁路長(zhǎng)度lFe有關(guān)；H

，即與⑶鐵心材料Fe第三，Bmm即與⑷鐵心截面積AFe有關(guān) 圖2?7作圖法求取變壓器激磁電流波第四，m ；⑹4.44⑴首先用式U1E14.44fN1m分析鐵心中主磁通m⑵再用式mBABBpFekB2f13km 變化情況。三者關(guān)系為：BmHm減小Bm減小(↓)Hm減小而增FmN1I0mHmlI0m（I0）的變化情況。pCu、激磁電阻rmxm等量的變化情況。

Bm

Hm↑、Fe

I0m↑(較快)⑵

Bm

Hm↓、Fe

I0m⑶lFe增大：m

Bm

Hm、Fe

I0m（Fe大

mBmHmFe

I0m⑸f減小（也可增大）m

Bm

Hm↑、Fe

I0m⑹U1減?。簃

Bm

Hm↓、Fe

I0m三相變壓角形中的一種。高壓側(cè)繞組用大寫(xiě)字母（三相變壓器為Y、YN、D，單相變壓器為I）的連線分別作為時(shí)針和分針（如Oa和OAXYZaOobcXYZaOobcxyz xyz

ΔABC；然后在A、B、C對(duì)應(yīng)的位置按照同名端標(biāo)出低第三步OA作為分針，Oa作為時(shí)針確 XYZ XYZcOoacOoabzxy zxycaOo caOoXXYZzxzx a

OA作為分針，OaY,y2。②③）XYZ XYZxyzxyzacb

B主要研究三次諧波，其特點(diǎn)是三相同相位，如iA3iB3iC3。出現(xiàn)三次諧波的根本原因是變壓器磁路飽和，即磁化曲線U0f(I0)欠（低于）線性，此外還有電路原因和磁路原因。變壓器并聯(lián)運(yùn)U20iU20jij這里i,j為臺(tái)號(hào)，并且ij。連接組別相同KiK KiKKiK KiK

jS2j

uKjn

S2j

nSNi

S2S2——并聯(lián)變壓器的總負(fù)載SNi——各臺(tái)變壓器的額定容量；uKi——各臺(tái)變壓器的短路變壓器過(guò)渡設(shè)u12U1Nsin(t突然短路電流iKi2Isin(t-)2Isin(-)e 式中：Ktan1xK90τLKxKIKIKr2r2 K

I

1——穩(wěn)態(tài)短路電流zKz*Kz*

當(dāng)0或180iK(T)2

90)

2IKe

tτ

2IK(1

x)imax2(2IK當(dāng)90時(shí)，即在電壓過(guò)“0”值瞬間發(fā)生短路，此時(shí)短路電流表達(dá)式為iK

2IKsin(t

0原因：IK大。0瞬間合閘，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期t0.5TI0的數(shù)十乃特殊變壓 1個(gè)（距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)繞組間的值）近似等于另外兩個(gè)之和。第三部分交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)共同—二三交流繞組的構(gòu)成方槽楔槽槽楔槽口絕線圈槽絕上層下層

槽單層繞

雙層繞m13

3?1繞組在槽中的結(jié)構(gòu)Q1πDi（槽/極2 2qQ12 p個(gè)周期。繞組屬于電氣元件，因此要用電角度表示。y接近于電機(jī)極距。y由每極每相槽數(shù)q和繞組型式?jīng)Q定。疊繞組q為任意整數(shù)，y；同心式繞組由疊繞組按遠(yuǎn)近結(jié)合得到；鏈?zhǔn)嚼@組q24，y1；交叉式繞組的q33個(gè)串聯(lián)線圈中，2y1y2y是給定值，它通常小于電機(jī)極距，制成短距繞組，目的是抑制諧波。

端接邊y邊(槽部分邊y邊(槽部分端接引出q 1p360360 3相、4極、24槽、60相帶、并聯(lián)支路a1的單層疊繞組為例說(shuō)明如下。本例，已知Q124、2p4p2、m13、a1、相帶q60y（疊繞組隱含值）Q1246qQ1242、p3602360302

2

4

磁極下一份；再將每份分成3小份，共分成6p，每小份即為1個(gè)相帶，寬度為q(2)個(gè)槽或q230606A、Z、B、X、C、YA、X相帶屬于A相，二者相距180。同樣B、YB相，C、ZC相。 1234567891011121314151617181920212223

1234567891011121314151617181920212223圈組；雙層繞組共有2p個(gè)線圈組。此時(shí)圖形變成 12345678 S 3?3(a)。 磁極旋 NτSτ1 NτSτ123456789SNNSNSNSNS B 12345678910111213 S S A(a)A相 (b)三相圖 說(shuō)明：為了確定線圈端頭的連接規(guī)則，首先將展開(kāi)圖均勻地分成2p個(gè)區(qū)域，各區(qū)域分別相間NS頭相連；并聯(lián)NN頭相連、SS頭相連。因此最終出線的兩端分別為N、Sq為雙數(shù)）3?4(b)所示。 NτSτ12NτSτ123456789 反串 ANNτSτNτSτ12345678 NS (a)單層同心式繞 (b)單層鏈?zhǔn)嚼@圖 Q124、2p4單層繞組的其它形3相、436槽、60相帶、并聯(lián)支路a12的單層繞組，其q3，它同樣可以3個(gè)串聯(lián)線圈中，2y1918123456789123456789反串NASN 圖3?536槽、2p4、a2單層繞 (a)疊繞組；(b)交叉式繞NSA1Z2B1X1C11234567NSA1Z2B1X1C1123456789NSSSNNA 圖3?624槽、2p4、a1雙層疊繞交流繞組的電設(shè)基波磁密B(x)Bmsinπx，Bm為磁密最大值。利用eBlv、v2

n2pnxvt2pntec1

2Ec1sintEc14.44f1)12

Ec14.44f1)1fpn；每極磁通12Bmll ⑵Nc匝線圈（yy一匝線圈EC12Ec1sin(y90)4.44f1Kp1，式中Kp1 NcEy14.44fNc

sinEq1REyi玄線的圓心角為Eq1玄線的圓心角為q即Ey12Rsin2

、Eq12Rsin2

sin，Eq1 sin2

sinqEy1若記Kd1 qsin2

Eq14.44fqNcKW11。繞組KW1（phase，下標(biāo)取諧音E4.44fNKNpqS，每槽導(dǎo)體數(shù)S

1W1

E14.44fN1KW11V與磁通（1、轉(zhuǎn)速（n）和電機(jī)結(jié)構(gòu)（N1KW1）有關(guān)。fpnHzpp；極距；角度；轉(zhuǎn)速同為ff，周期T小E4.44fN1KW，單VffHz。KWKpKd——次諧波繞組系數(shù)，2k11,3,5,7,9KWsin

sin(Kd 2 qsin qsin Kpsin(y90)——次諧波短距因數(shù)（或系數(shù)。KpYy1時(shí)，能消除y45y67y5 E2E2E2E2E2 1．YE2E2E2E2E2 EL

3(E2

E2

E2

E2EE2E2E2 E2EE2E2E2E2E2 交流繞組的磁設(shè)三相電流iA

2Icost，iB

2Icos(t120)，iC

2Icos(t120)I⑴Nc設(shè)線圈電流ic2IccostIcIaIcfc1Ncic12NcIccost …fc1Nc2Iccost4sinπx1sin3πx1sin5πx1sin7πx … f Fsinπx 式中，F(xiàn)c22NcIc0.9NcIc——整距線圈次諧波脈振磁動(dòng)勢(shì)的幅值，220.9 …fq0.9qNcIcKd1sinπx1Kd3sin3πx1Kd5sin5πx … f Fsinπx Fq0.9NcKdIc——單層繞組線圈組軸線圈組軸τ12α1011線圈組基線圈基+1+2-3-2--1-2-123YAZτyBXC下層線圈組軸線上層線圈組軸1011129102圖3?7單層繞組的相磁動(dòng) 圖3?8雙層繞組的相磁動(dòng)新組合成兩個(gè)單層疊繞組，二者相距y槽或1y180 fq0.9q2NcIcKd1Kp1sinπx1Kd3Kp3sin3πx1Kd5Kp5sin5πx

…… f Fsinπx Fq0.92NcKdKpIc0.92NcKWIc——雙層繞組 KWKd，每槽導(dǎo)體數(shù)SNc，雙層繞組S2NcIaIcN1pqSaf sinπx Fm0.9N1KWI——向磁動(dòng)勢(shì)的f sinπx f sinπ(x2)cos(t2

f

sinπ(x2)cos(t2C

以AfA1Fm1sinπxcost1Fm1sinπxt1Fm1sinπxtf 0x0xxx xxxx00002 f 20f

xx0xxx0xxxx 3–9脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)與分解后旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)(a)脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)波 (b)正向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) (c)反向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)f1Fm1sinπxt 1轉(zhuǎn)（距離2p）所需時(shí)間為交流電周期Tpn1

f（r/s）或n160

n1稱(chēng)為同步f1Fm1sinπxt fA1Fm1sinπx3?9(a)表明fA1是一個(gè)脈振磁綜上所述，fA1、f、f三者都是正弦波；單相基波脈振磁動(dòng)勢(shì)fA1可以分解成兩個(gè)幅值2fA11Fm1sin(πxt)1Fm1sin(πx 1Fsin(πxt)1

sin(πxt2 2

2 fC11Fm1sin(πxt)1Fm1sin(πxt2

f1fA1fB1fC13Fm1sin(πx f1fA1fB1fC13Fm1sinπxt是一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，其 （轉(zhuǎn)動(dòng)半徑3Fm1m1 （稱(chēng)為同步速n160fp⑴6k1（7、13…）fm1Fmsin(πxtm1Fm，即 m1倍；轉(zhuǎn)速nn1 ⑵6k1（5、11…）fm1Fmsin(πxtm1Fmnn1 ⑶6k3（9、15…）f0f+1.35N1KW1Isin(πxt)3Fmsin(πx 2f1.35N1KW1Isin(πxt)3Fmsin(πx 2FmFm0FmFmFmFm0FmFm，第三部分異步電動(dòng)—二三異步電動(dòng)機(jī)基本知AASCFAnXeFZBN

60p

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向n轉(zhuǎn)動(dòng)。4?1轉(zhuǎn)動(dòng)原理 sn1n：0s1，通常s約為百分之幾，n、n1、大，進(jìn)而轉(zhuǎn)子電流大、轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)大，因?yàn)閑Blv，故要求轉(zhuǎn)子切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，即轉(zhuǎn)差n大，所以轉(zhuǎn)速低s0nn1與Ms1n1、M與n反方向。M與n同方向時(shí)稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，反方向時(shí)稱(chēng)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。PN、UNIN、N、nN、cosNPN3UNINcosNNPNP2NP1N3UNINcosNP2NP1NN（又稱(chēng)起動(dòng)電流）Ist/IN；堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（又稱(chēng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）倍數(shù)Mst/MN⑶最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（又稱(chēng)過(guò)載能力）KmMmax/MN異步電動(dòng)機(jī)等效電f2sf1與定子不

N1d

電（不動(dòng)）

p1 F11.35KW11p1

大小E14.44fKW1 pn1主磁電(轉(zhuǎn)速

(轉(zhuǎn)速

頻率u2u2F2s2p大小E2s4.44頻率f260(轉(zhuǎn)速e2N2d2L2

160

4?2異步電動(dòng)機(jī)的電磁過(guò)⑴定子電壓方程：U1E1I1(r1jx1電壓方程：U2E2sI2s(r2jx2s轉(zhuǎn)子頻率f2sf1f1為定子頻率f式中，E2ssE20、x2ssx2，E20、x2分別為堵轉(zhuǎn)時(shí)（f2f1）轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和漏抗。因此將轉(zhuǎn)子折算到不動(dòng)（f2f1）情況（稱(chēng)為頻率折算）后的轉(zhuǎn)子電壓方程為2222E20

/s

1I I2

2s F0F1F2或m10.9kw1N1I0m10.9kw1N1I1m20.9kw1N2 設(shè)ke

kw11N1為電壓變比，又稱(chēng)kw12kiI2

m2kw12UU1E1I1(r1jx1)EI(rjx 2 II EEI(rjx m根據(jù)折算后的基本方程可畫(huà)出T

II1rmE 1ss4?3異步電動(dòng)機(jī)等效電s參數(shù)rm稱(chēng)為勵(lì)磁電阻，它模擬鐵心損耗的大?。粎?shù)xm稱(chēng)為勵(lì)磁電抗，它對(duì)應(yīng)于電機(jī)I2都越大I1最小且比空載電I0還

nn1s0（I20堵轉(zhuǎn)，即n0時(shí)，此時(shí)s10，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子短路，I1I2最大，相數(shù)：當(dāng)轉(zhuǎn)子槽數(shù)Q2為極對(duì)數(shù)pm2就是該倍數(shù)，否則m2Q2。異步電動(dòng)機(jī)功P1是電功率，它克服定子銅耗 mI2r、鐵心損耗pFemI2r后轉(zhuǎn)換成電磁 11 1012

mI2r后轉(zhuǎn)換成

M 12

1 功率克服p0ppad后從軸上輸出機(jī)械P2p為機(jī)械損耗，pad為附加損耗。PPmUI耦合11 1場(chǎng)p0p mI2p2 mI 1 0

4?4異步電動(dòng)機(jī)的功率流PP2

這里ppCu1pFepCu2P1s)PempCu2異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩平MP9.55P9.55Pδ MP29.55P2；其中額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩MNPN9.55 NMp09.55p0 MM2M0ML。ML異步電動(dòng)機(jī)的M-s曲 (1 1/ Mpm1E20I2cos2spm1kw1N1I

CI22

2

22MCpm1kw1N12Mcos

pmI2

pmU2M 12s

112

2f[(rr2)2

)2

①額定運(yùn)行點(diǎn)M與靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩MLMNM0r2 r2 pmpmMmax 1 4f1[r1r2 smMmax2210s120s圖4?5轉(zhuǎn)子串聯(lián)的調(diào)速電阻減小情況的變化過(guò) 圖4?6轉(zhuǎn)子串聯(lián)的調(diào)速電阻增大情況的變化過(guò)電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)n0s1I1I2異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)初瞬的電磁轉(zhuǎn)矩（稱(chēng)為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）Mst必須大于電機(jī)的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩MLMNM0，這樣r2 r2 pmU

1122f1可見(jiàn)，電流很大而電磁轉(zhuǎn)矩MstCMI2cos2CMI23壓而使加到電機(jī)的實(shí)際電壓U1kU1，k1，起動(dòng)電流減小為IstkIst、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小為Mstk2Mst。3/

AA

、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mstk2

異步電動(dòng)機(jī)的/pmU2

(1s)60p

（M

11 2f[(r2)2 x)2

對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（MMLMNM0，等效電路中電1r2不隨串入的調(diào)Rj變化ss 第五部分同步電—二，根本保證需要我們每個(gè)學(xué)生掌握必要的系統(tǒng)知識(shí)同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行是必備知識(shí)好自身，三同步電機(jī)的結(jié)由勵(lì)磁電流方向決定）相反。兩者相比，凸極式造價(jià)較低、轉(zhuǎn)速（nn160f）p發(fā)電原理（要掌握發(fā)電原理、空載電動(dòng)勢(shì)）——此處主要為并網(wǎng)問(wèn)題服E04.44fKW1N10f同步發(fā)電機(jī)的額定值及其相互關(guān)系（計(jì)算的基礎(chǔ)PNSN；額定電壓UNIN；額定功率因數(shù)cosN還包括：額定轉(zhuǎn)速nN、額定效率N等SN

3UNIN，PNSNcosN

3UNIN電樞運(yùn)動(dòng)——時(shí)變）FaFδ發(fā)生變化的過(guò)程。Fδ不重合，電機(jī)有有功功率輸出。q軸q軸AYCdANSXZnBBCAq軸dBE0C

時(shí)空相量

90的電樞反應(yīng)——直軸去磁電樞反應(yīng)（Fa在直軸負(fù)向Ff與氣Fδ重合，電機(jī)僅輸出感性無(wú)功功率。q軸AYCq軸AYCFaANFaXZnBBCAq軸FaFFaBC(a)空間 (b)時(shí)空相量

90的電樞反應(yīng)——直軸增磁電樞反應(yīng)（Fa在直軸正向Ff與Fδ重合，電機(jī)僅輸出容性無(wú)功功率，即吸收感性無(wú)功功率。第二步：選擇某相繞組軸線（A、B、C軸中的一個(gè)）為時(shí)間軸j；d（f——主磁極磁通或空載磁通）軸后90E0（它代表時(shí)軸所在的一相，如選擇AE0AE0后I（E0屬于同一相I的方向上畫(huà)出FaFfFa(90)角度；q軸AYCq軸AYCAFNSXδZnBBCjIABC空間

90時(shí)的電樞反

時(shí)空相量q軸Aq軸AYCdANSXZnBBCjFδIΨCFΨΨFBICB空間

圖 090時(shí)的電樞反

時(shí)空相量隱極發(fā)電機(jī)的電壓方程與相量E0U式中E0——空載電動(dòng)勢(shì)，也稱(chēng)勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)；UIxtxxax為電樞繞組漏抗，它對(duì)應(yīng)于電樞繞組的漏磁通xa為電樞反應(yīng)電抗，它對(duì)應(yīng)于電樞反應(yīng)磁通a。已知條件：電壓UI的大小、功率因數(shù)cosE0UIxtUIE0sinIxtE0UIxtUIE0sinIxt5?5隱極同步發(fā)電機(jī)相量tanUsin U .E0cosU .E0sinIxt E0cosUIxtsin tanE0cos E0sin——（外）功率因數(shù)角。它指各相UI第一步：找條件。在U、I、E0、xt、、、74個(gè)才3⑴UUNUB（電壓基準(zhǔn)值）或U*3

U Uxtx*ZZNN

SN3UNINPNSNcosN

3UNINE*Ux⑷有功功率：P sinmUIxt

P*

sinU*I*x*tx*QmU(EcosU)mUIsin或Q*U*(E*cosU*)U*I*sinx xP2SP2

tE22E22E0UcosU0E*22E*cos00或：S*U*I*I*U E*22E*UE*22E*cos00 注意：用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，三相計(jì)算的表達(dá)式與單相相同，并且U*1。因此，計(jì)算量相對(duì)減凸極發(fā)電機(jī)的電壓方程與相量EE0UjIdxdjIqIdIIqIIIdIqxdxxadxqxxaq樞反應(yīng)磁通adxaq為交軸電樞反應(yīng)電抗，它對(duì)應(yīng)于交軸電樞反應(yīng)磁通aq。UI的大小、功率因數(shù)cosxd第一步：以U為參考相量，畫(huà)出UI，兩者相位差為功率因數(shù)角；EQUjIxqE0的方向，即q軸的方向；IIdIqE0UjIdxdjIqxqE0UIUItanUsin U

I IqI UsinIq E0UcosId 第一步：找條件。在U、I、E0、xd、xq、、、852個(gè)條件。特性1．定義式：U0E04.44fN1KW10f(If)|nCIIKf(If)|nC,UI

Id，即90K1KC

IK0KCKμ

x*x*If0KμU

IfIf0If0KC(0.450.8)KCxd：從空載特性曲線U0f(If上首先找出U0UN時(shí)的勵(lì)I(lǐng)f0E0U01If0Kμ

IfIf0IKf(If IKINIfIfKKCIf0x*

1x*

UNxdx*ZU μ d外特性Uf(InnNIf常數(shù)cos常設(shè)負(fù)載阻ZL=zL，E0UjIxtIZL+jIxtI[zLcosj(zLsinxt，可見(jiàn)內(nèi)功 E0 z22zLxtsinLt因數(shù)角 E0 z22zLxtsinLtzLU 對(duì)容性負(fù)載，0，因此當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)（zL較大zLsinxt0，此時(shí)0，電樞反應(yīng)有助磁作用，使氣隙合電機(jī)端電壓U隨負(fù)載電流增大而升高；當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，則0

cos0.8同步發(fā)電機(jī)理想并網(wǎng)的條件與

5?7同步發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓Uf保持恒定，即UCfC。EE0U（電并電并開(kāi)L1ABACB

AB

電 L1 圖5?8燈光法接線與燈 圖5?9燈光旋轉(zhuǎn)法接線與燈同步發(fā)電機(jī)的功角特性P。PmUIcosmE0Usin（IcosE0sin PmE0UsinPmaxsin[10Pf(PmaxmE0UKmPmaxKm1.8 IsinE0cosUQmUIsinmE0UcosmU2[10中曲線Qf( QQPf0δQf

xx0mx圖5?10隱極發(fā)電機(jī)功角特 圖5?11凸極發(fā)電機(jī)功角特PmUIcosmUIcos()mU(IcoscosIsinsin)mU(IdcosIqsinIqUsinIdE0Ucos PmUIcosmE0U mU211)sin2[11Pδf( 并網(wǎng)電機(jī)的有功功率

112

0

15?12有功功率調(diào)下重新穩(wěn)定（2點(diǎn)。因?yàn)殡妷篣xtP1增大時(shí)，QmE0UcosmU2I

E2E22E0UcosU0 P2(P)E0不變P1↑→↑→IQ

P2(P)E0If↑→↓→Q圖5?13調(diào)有功時(shí)主要物理量的變 圖5?14調(diào)無(wú)功時(shí)主要物理量的變并網(wǎng)電機(jī)的無(wú)功功率調(diào)If，由于慣性，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，

P If增 U1電

0

角下重新穩(wěn)定（2點(diǎn)。

15?15無(wú)功功率調(diào)因?yàn)殡妷篣xtIf增大，則E0大，而PmUIcosmE0U 不變，即有Esin常數(shù)，所以，QmE0UcosmU2

E22E0UcosE22E0UcosU0(E0sin)2(E0cosU

，欠勵(lì)時(shí)，(E0cosU)2If增大而減??；正常勵(lì)磁時(shí)，(E0cosU)20；過(guò)勵(lì)時(shí)，(E0cosU)2IfIf(IfV形曲線，下面的例題中畫(huà)出了不同有功功率下的V14d隱極發(fā)電機(jī)0,90；凸極發(fā)電機(jī)0,m，m 70左右IfIf大，則小、E0PsynmE0UcosPP大，則功角E0PsynmE0UcosKC：KCxdPsynmE0UPN300MW、UN18kV、cosN滯后、Yxt1.728Ω，不計(jì)電樞電阻ra的功率角、無(wú)功功率QI、功率因數(shù)cos。功率QI、功率因數(shù)cos。Imin。33電壓UUN1800010392.3VUB（電壓基準(zhǔn)值）或U*133x1.728Ωx*

1.728 U

（阻抗基準(zhǔn)值ZBNcosN 0.80.864Ω 電流IIN 12028.1AIB或I*1 318kVcosN0.8，sinN0.8，tanN0.75，Ncos10.8U*sinItan1 U*

tan110.61272.910.8NN72.936.87E*U*cos10.82.7207或 2.7207

cos

⑴E0E0NPδ200MW狀PδE0sinsin

200，即sin1PδsinN E0Nsin

sin

0tanE*cosU*2.7207 00E*0

QPtan2001.4084tan11.408454.62，coscos54.62I 318kV ⑵E*

2.9928，

δ

270MWE*EE*sinE*0

Pδsin

0.9sin

，即sin10.48130tanE*cosU* 00E*0

QPtan2701.1251tan11.125148.37，cosI

（IN，電機(jī)過(guò)載 318kV⑶PδPN300MWI*0.9狀S2δ337.52S3UNI0.9SNS2δ337.52cosPδ

0.889即cos10.88927.266sin 1 U*sin 1 U*

68.5127.27E*U*cos1 2.4264或E 2.4264 cos IminINcosN12028.10.8PδPN這條VPδ0.9PN這條V形曲線上；計(jì)算⑴中的工作Pδ0.667PNV形曲線上。根據(jù)V形曲線，可用圖解法求出各狀態(tài)物理量關(guān)系。E03端點(diǎn)軌E03端點(diǎn)軌IUI1端點(diǎn)軌E01端點(diǎn)軌I1N②N①④I3I3端點(diǎn)軌jI3min11隱極機(jī)四種不同工作狀態(tài)相量

IV形曲線上隱極機(jī)四種不同工作狀態(tài)的工作5?16例題中的相量圖V異常運(yùn)xx；

2xdxq（無(wú)阻尼繞組）xx

xadxad

xxaqxdxxadxqxxd，短路xxd；隱極機(jī)xtxdxq；可見(jiàn)上述電抗之間還有下列明確關(guān)系：xxdx單相穩(wěn)態(tài)短路電流大小為IK1 3E03E0、兩相相間穩(wěn)態(tài)短路電流大小為xx IK23E03E0

IK3E0x IK1IK2IK33:31i(II)et(II)etIsin(t)Isine m

i(II)et(II)etIsin(t120)Isin(120)e m

i(II)et(II)etIsin(t120)Isin(120)e m

式中Im

2E0Im

dImd

數(shù)Td和Td為給定值，注意TdTd。同樣Ta也是給定值。

AdYnCAXZBAdYnCAXZBBCA相即是90發(fā)生短路，經(jīng)歷半周，即t0.5T0.01s時(shí)刻該相出現(xiàn)為

KchIm2ImKch1.7~1.9 t t (90000e00950000e03810000sin(t30me048mC相短路電流表達(dá)式iCmImsin150000sin30

把iA表達(dá)式中的用(120CiC(90000et/00950000et/03810000)sin(t150)75000et/0第六部分直流電—二三直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)（要掌握主要部件的組成、作用、要求直流電機(jī)的額定值及其相互關(guān)PNUNINPNUNINN（N為額定效率電樞換向器＋電刷將閉合繞組回路分割成2a條并聯(lián)支路后與外電路實(shí)現(xiàn)聯(lián)系。y1（右行繞組）回路的電動(dòng)勢(shì)之和為“02a2p。 1p 1pyQu1（左行繞組）p成一閉合回路；閉合回路被電刷分割成2a2條并聯(lián)支路，兩支路電動(dòng)勢(shì)方向相反、大小近似相等，整個(gè)閉合回路的電動(dòng)勢(shì)之和為“0（NS）的主磁極極面下。元件電動(dòng)勢(shì)：交流電動(dòng)勢(shì)（fpn

pNnCenCe

pNEaIa方向一致，故稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)或源電動(dòng)勢(shì)；電動(dòng)機(jī)中EaIa方向相反，故稱(chēng)為反電動(dòng)勢(shì)。M

pNIaCMIaCM

60Ce9.55Ce（1）（2）（3）直流電機(jī)的基本方UIUraa并勵(lì)發(fā)電機(jī)原理電 并勵(lì)發(fā)電機(jī)等效電6?1并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電路數(shù)If為勵(lì)磁電流I為發(fā)電機(jī)輸出電流（也稱(chēng)為電機(jī)電流；Ia為電樞電流；發(fā)電機(jī)中，電樞源勵(lì)磁回路：UfUIfR 電樞回路：EaUIaRaUIara2ΔUb

電流關(guān)系：IaI 負(fù)載回路：UIR 為負(fù)載電阻；ΔUbIaRbRb上的電壓降，通常取ΔUb1VIIRaUIU并勵(lì)電動(dòng)機(jī)原理電 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)等效電6?2并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的電路勵(lì)磁回路：UfUIfR 電樞回路：EUIRUIr2ΔU

a a b電流關(guān)系：IaI 22（a回路總電阻為ΣRRaRj，電樞回路電壓方程變成

EaUIa(RaRj)U

IaEa的方向相同，電磁轉(zhuǎn)矩M的方向與電機(jī)Pδ，即PEaIa

pNnIapNIa2πnM

①電磁功率（電功率平衡PδEaIaUIaRaIaUIaI2RU(III PδUIUIfI2RUII2RI2RP

式中P2UI

fpCufUIfI2Rff pCuaI2

耗pm、鐵心損耗pFe和附加損耗pad后，必須余下部分機(jī)械形式的電磁功率Pδ，它克服電磁轉(zhuǎn)矩P1Pδ式 p0pmpFepad——空載損耗6P1P2pCuapCufp0P2

ΣppCuapCufp0pCuapCufpmpFepad為總損耗P1P1PδEaIaMP2P1PδEaIaM P2M圖6?3并勵(lì)發(fā)電機(jī)的功率平 圖6?4并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的功率平①輸入功率（電功率平衡P1UIUIaUIfEaIaRaIaI2RfEaIaI2RI P1PδpCua

p0上，于是得到機(jī)械功率平衡關(guān)系為PδP28

P1P2pCuapCufp0P2ΣppCuapCufp0pCuapCufpmpFepad為電機(jī)總損耗。14-5表示。

P1Pδp0或M1MM 式中M1P19.55P1

MPδ9.55PδCMIa M0p09.55p0 MML與轉(zhuǎn)速n之間滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)方程描述的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系，即M

MJdΩGD2

375式中，Jkgm2GD24gJNm2g9.81ms2MjMML稱(chēng)為動(dòng)轉(zhuǎn)矩或慣性轉(zhuǎn)矩。Mj0時(shí)，機(jī)組處于加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)渡過(guò)程中，如電動(dòng)Mj0時(shí)，電動(dòng)機(jī)機(jī)組處于恒轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，此時(shí)由式（14-9）可得PδP2p0或MM2M0M 式中MPδ9.55PδCMIa

M2P29.55P2 M0p09.55p0 14-14極并勵(lì)發(fā)電機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN20kW，UN230V，nN1450r/min，電樞電阻ra0.15ΩRf74.1Ω，電刷接觸電阻壓降2ΔUb2V