电机学学习笔记概述.docx

李俊均 电机学学习笔记 绪论 基本概念： 电机：指应用电磁感应作用而运行的机械，用于电能的转换与不同形式电能之间的变换 电机按照功能的分类：有电动机，发电机，变压器与控制电机 按照结构特点分类：有变压器与旋转电机，旋转电机分为交流电机与直流电机，交流电机分为同步电机与异步电机 电机学使用的基本公式： 磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫第一定律（KCL）、磁路基尔霍夫第二定律（kvl） 安培环路定律、电磁感应定律 电路与磁路相关概念的对比： 磁动势：就是所有电流产生磁场，公式为F=Ni 磁位降：就是在安培换路定律中的Hl，也等于在这段磁路里面的磁阻乘于磁通，也就是抵消掉磁动势的东西 关于损耗： 磁路中的损耗为铁耗，铁耗包括滞磁损耗和涡流损耗 变压器 基本概念 变压器：实现相同频率的交流电能之间的转换 几种绕组的分类：高压绕组，低压绕组；一次绕组，二次绕组 变压器按照绕组数目分类：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器 按照冷却方式分类：油浸式变压器、干式变压器 按照铁芯结构分类：心式变压器、壳式变压器 变压器的基本构成：1、必须有电路部分跟磁路部分；2、绕组套在铁芯上，构成器身（变压器的核心部分） 变压器的额定值： 额定容量SN：输出视在功率的保证值，规定一次二次绕组的视在功率相同 一次绕组额定电压U1N：正常运行时一次绕组应该加的电压的有效值 二次绕组额定电压U2N：一次绕组加额定电压时二次绕组空载时的输出电压有效值 一次、二次绕组额定电流I1N、I2N：正常运行时一二次绕组能够承担的电流的有效值，可以通过额定容量来计算 额定负载：就是当二次绕组电流I2达到其额定值I2N时的负载，也成为满载 单向变压器的额定容量计算：就是拿该相的电压乘以该相的电流（额定值） 三相变压器的额定容量计算：要注意，这里给出的额定电压都是线电压，因此虽然三相变压器的额定容量就是三个相的容量加起来，但是每个相的容量的计算中已经用到了线电压除以根号三，所以总的是线电压乘以线电流乘以根号三： 变压器的运行分析： 参考方向的问题：考虑电路中电压、电动势、电流、磁通的参考方向。 一次绕组的电压电流参考方向：按照电动机惯例，呈现负载特性 二次绕组的 电压电流参考方向：按照发电机惯例，向外看符合负载特性 电流与磁通的参考方向：右手螺旋法则，就是高中学的那个；记住，电流是因，磁通是果； 磁通与电动势的参考方向：也是满足右手螺旋法则，这里想象电动势也像电流那样沿着线路流动，然后四个手指跟着电动势的方向，拇指指向磁通的方向，磁通是因，电动势是果； 变压器的空载运行问题： 空载运行状态：就是一次绕组接到交流电源，二次绕组开路，有感应电动势没有电流 一个关键的电磁关系图： 理清几个概念： 一次空载电流：就是那个I0，也成为励磁电流 空载磁动势：就是那个F，也称为励磁磁 主磁通：就是那个，同时铰链两个绕组 漏磁通：就是那个，只铰链自身绕组 主磁通的瞬时值表达式： 一次绕组漏磁通的瞬时值表达式： 主磁通感应电动势：也就是将主磁通对t求导，然后乘以相应的匝数，记得加个负号就行； 主磁通感应电动势的相量表示：就是将上面的瞬时值表达式给变成相量，成为： 也就是主磁通感应电动势的有效值等于4.44乘以匝数再乘以频率再乘以磁通的最大值，而相位比磁通要落后个90度； 漏磁通的感应电动势：公式还是上面那个， 列写变压器一次绕组电压公式：依据是电压降等于电动势，但是实际操作上需要在电动势的两边标上正负号，然后用上kvl公式来列写回路方程。 对于上面方程的近似：因为漏磁通很小，因此漏磁通导致的电动势很小，然后电阻也很小，所以近似有一次绕组两端的电压值等于4.44倍的匝数、频率、磁通 重要推论：变压器空载运行时，如果频率跟匝数一定，那么铁芯的主磁通取决于加在一次绕组两端的电压值 变比：变压器一次、二次绕组的相电动势有效值之比， 变比的求法：可以通过第一第二次绕组的相电压相除得到，注意是相电压， 漏电感参数：也就是将磁路中的漏磁通看成一个电感，我们定义漏电感为：，于是漏磁通导致的电动势为： 一次绕组的漏电抗： 漏阻抗:就是将漏电感跟线圈的 内阻加起来， 简化的一次电压方程： 主磁通的确定：这里要用到上面讲的主磁通的幅值由加在一次线圈的电压值决定，因此主磁通的波形是正弦，再次强调公式： 励磁电流的波形特点（从理想到现实三步走）：首先，假设磁化曲线为线性的，也就是既没有磁滞也没有铁损，那么由于主磁通是正弦的，则励磁电流也为正弦的，而且相位相同；然后，磁化曲线为非线性（就是有饱和），但是没有损耗，那么响应的励磁电流就会发生畸变，成为左右对称的尖顶波，而且含有基波的奇次谐波，但是相位相同；最后，到了又有非线性又有损耗（损耗包括涡流、磁滞），这时候励磁电流变成了歪头尖顶波，特点为：含有基波的奇次谐波，