电机学材料讲述.docx

前言 电机学概述和磁路简介学习电机学的意义。电机在国民经济中的广泛应用；本课程与其他课程的紧密联系电机的分类。按能量转换角度划分发电机 2）按结构特点及电源种类分磁路的基本定律及铁芯损耗。基本定律：安培环路定律（全电流定律）；磁路的基尔霍夫第一定律；磁路的基尔霍夫第二定律；磁路的欧姆定律；（5）铁磁物质的磁化曲线；铁芯损耗=磁滞损耗+涡流损耗第一章 直流电机的基本工作原理、结构及额定值直流电机的结构（定子和转子）旋转电机都是由定子和转子两大部分组成电枢绕组（电枢绕组的分类、单叠和单波的特点及节距公式）单叠绕组的特点是合成节距等于一个虚槽，换向器节距等于合成结距等于一个换向片数。单叠绕组的特点：（1）同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极对数p与支路对数a相同。（2）电刷数等于主磁极数。（3）电刷与几何中性线上的导体相接的换向片相接触，使感电动势最大。（4）电刷间电动势等于并联支路电动势。（5）电枢电流等于各支路电流之和。单波绕组的特点：（1）同极下各元件串联起来组成一条支路，支路对数为 a=1，与磁极对数无关；（2）电枢电流Ia等于2倍支路电流ia，即Ia=2ia；（3）为了减小电刷的电流密度，实际电刷对数b=极对数p。（4）当元件的几何形状对称时，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线支路电动势最大即正负电刷间的电动势最大；（5）电枢电动势等于支路感应电动势；节距公式：1）极距：相邻主磁极在定子圆周上的间距称为极距。 2)节距：节距是指元件边之间的距离。a、第一节距y1：是指一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。 b、第二节距y2：连至同一换向片的两个元件中的前一个元件的下层边与后一个元件的上层边在电枢表面跨过的距离。c、合成节距y：串联的两个相邻元件的对应上下层边在电枢表面跨过的距离。d、换向节距yk：一个元件的首、末端所连接的两个换向片在换向器表面跨过的距离。用换向片数计算。 直流电机的额定值发电机：是指输出额定电压；电动机：是指输入额定电压。直流发电机：直流电动机：第二章 直流电机的基本理论1、直流电机的励磁方式（他励、自励）P232、空载时直流电机的气隙磁场 P253、负载时直流电机的负载磁场（电枢反应的概念和电枢反应的性质，电枢反应对电机性能的影响）电枢反应的概念：电枢磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应与电刷的位置有关。电枢反应对电机性能的影响：使磁场的零点偏移；不饱和时，每极磁通量不变；饱和时，每极磁通量会减少。直流电机的电枢绕组电动势和电磁转矩。直流电机的电枢电动势：定义: 电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。直流电机的电磁转矩：定义: 电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。直流电机的主要损耗。机械损耗；（2）铁芯损耗；（3）励磁损耗；（4）负载损耗；（5）附加损耗；例2-1 一台直流电机,P=2，单叠绕组，总导体数N＝256，每极磁通Wb,求当转速为nN＝3000r／min时的电枢绕组电动势；设电枢电流 A，磁通保持不变，则此时的电磁转矩又为多大？ 解：(1)已知这台直流电机的极对数P=2，则单叠绕组的并联支路对数a=2，于是电动势常数根据电枢电动势公式(2)转矩常数：根据电磁转矩公式：例1：一台并励直流发电机，额定数据为：，电枢回路总电阻 ，励磁回路总电阻 ，忽略电枢反应的影响，试求：（1）额定负载时电机的电磁功率；电磁转矩和效率。第三章 直流发电机1、利用直流发电机的基本方程式进行计算。 直流发电机的基本方程式: 1）电动势平衡方程式: 2）转矩平衡方程式: 3）电磁功率和功率平衡方程式: 电磁功率?并励直流发电机?他励直流发电机他励直流发电机：并励直流发电机：串励直流发电机：直流发电机的励磁电流。P38-p42他励和并励直流发电机外特性曲线的形状，以及影响电压变动的因素。影响电压变动的因素：①电枢回路的电压降；②电枢反应的去磁作用；③端电压下降引起的励磁电流减小。他励和并励直流发电机外特性曲线的形状：并励直流发电机自励建压的条件。（1）电机的主磁路有剩磁；（2）并联在电枢绕组两端的励磁绕组极性要正确；（3）励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻；【例1】: 一他励直流发电机， PN = 10 kW，UN = 230 V，nN = 1 000 r/min ，Ra = 0.4Ω。如果磁通 Φ 保持不变，求 1 000 r/min 时的空载电压 U0 和 900 r/min 时的满载电压 U 。 解：在 nN 和 UN 时的电枢电流【例2】: 一并励直流发电机，输出电压 U = 230 V，输出电流 I = 100 A ，Ra = 0.2Ω，Rf = 115Ω，n = 1