《电机学期末复习》课件

电机学期末复习学期结束，复习准备知识点，考点梳理模拟练习，查漏补缺复习大纲绕组与磁路变压器包括绕组基本概念、结构、参数包括变压器原理、理想变压器特计算、磁路概念以及参数计算等性、实际变压器特性、参数测量内容、损耗和效率等内容异步电机同步电机包括异步电机工作原理、转矩特包括同步电机工作原理、转矩特性、启动特性、速度调速、损耗性、并网运行、励磁系统、损耗和效率等内容和效率等内容绕组与磁路1绕组是电机中产生磁场的关键部件，磁路则是磁场流通的路径理解绕组和磁路是学习电机理论的基础绕组基础概念

1.1线圈匝数12绕组的基本单元是线圈，由导线绕制而成，形成闭合回路线圈的匝数是指导线绕制在磁芯上的圈数，是绕组的重要参数导线尺寸绕组类型34导线截面积决定了绕组的电流容量和电阻，影响电机的性能常用的绕组类型包括单层绕组和多层绕组，根据电机的结构和应用场景选择绕组结构

1.2单层绕组双层绕组所有线圈都分布在定子或转子的单个槽内每个线圈的两个线圈边分别位于相邻的两个槽内结构简单，易于制造结构复杂，但可以提高绕组的利用率和效率绕组参数计算

1.3绕组匝数绕组电阻绕组电感绕组匝数是绕组的基本参数，直接影响电机绕组电阻会影响电机的效率和发热绕组电感会影响电机的启动特性和运行稳定的电磁性能性磁路概念

1.4磁路是磁力线通过的路径磁路通常包含铁芯，以增强磁场强度磁通量表示穿过磁路的磁力线条数磁路参数计算

1.5磁阻磁动势磁密磁阻是磁路中阻碍磁通建立的磁动势是指产生磁通的驱动力磁密是指单位面积上的磁力线阻力，由磁路长度、横截面积，由线圈电流和匝数决定，反数，反映了磁场的强弱，与磁和磁导率决定映了线圈产生磁场的能力通和横截面积有关磁通磁通是指穿过闭合曲面的磁力线数量，与磁动势和磁阻成正比，反映了磁场强度变压器

2.变压器是电机学中重要的电力元件它可以改变交流电压和电流，在电力系统中发挥着重要的作用变压器原理

2.1电磁感应原理电压变化12变压器基于电磁感应原理工作，利用变化的磁场产生感应电变压器通过改变线圈匝数比，实现电压升降，用于配电系统动势中能量传输磁通耦合34变压器可以将高压低电流转换为低压高电流，提高输电效率变压器工作时，两个线圈的磁通相互耦合，实现能量传递，降低输电损耗理想变压器特性

2.2电压比电流比功率理想变压器无损耗，输入电压与输出电压之理想变压器电流比与匝数比成反比，即输入理想变压器无损耗，输入功率等于输出功率比等于匝数比电流与输出电流之比等于匝数比的倒数，即功率守恒实际变压器特性

2.3铜损铁损漏磁由于绕组电阻，电流流过绕组会产生热量，由于铁芯磁化，交变磁场会产生涡流和磁滞变压器绕组之间存在的漏磁会导致能量损失造成铜损损耗，造成铁损，降低效率变压器参数测量

2.4空载试验短路试验测量变压器空载时的电流和电压测量变压器短路时的电流和电压，用于确定变压器空载损耗和励，用于确定变压器铜损和短路阻磁电流抗阻抗测量测量变压器绕组的电阻，用于计算变压器的铜损和短路阻抗变压器损耗和效率

2.5铜损铁损12铜损是绕组电阻产生的热量，主要取决于电流平方和绕组电铁损是铁芯中磁滞损耗和涡流损耗的总和，主要取决于磁通阻密度和频率效率计算34变压器效率定义为输出功率与输入功率的比值，通常用百分变压器效率的计算需要考虑铜损、铁损和其他损耗，例如漏数表示磁损耗异步电机3异步电机是现代工业中广泛应用的电机类型之一它具有结构简单、可靠性高、维护方便等优点，广泛应用于各种机械设备和电气系统中异步电机工作原理

3.1旋转磁场感应电流转速特性定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场，感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁力转子转速永远低于同步转速，两者之间的差该磁场切割转子导体，产生感应电流矩，驱动转子旋转值称为滑差，滑差决定了转矩的大小异步电机转矩特性

3.2最大转矩异步电机在滑差为一定值时，可以产生最大转矩，称为最大转矩，也称为临界转矩或堵转转矩最大转矩与电机参数相关转矩-滑差特性异步电机转矩与滑差之间存在非线性关系，主要分为三种区域启动、稳定、过载启动区域转矩较小，随着滑差增加，转矩逐渐上升至最大值，此后逐渐减小异步电机启动特性

3.3启动转矩启动电流启动转矩是指异步电机在启动时启动电流是指异步电机在启动时产生的转矩启动转矩的大小取流过的电流启动电流通常很大决于电机参数和负载特性，可能会超过额定电流的几倍，甚至引起电压下降启动时间启动时间是指异步电机从静止到达到额定速度所需的时间启动时间与启动转矩、负载大小、电机参数和启动方式有关异步电机速度调速

3.4转速控制电压控制转子电阻控制变频器控制异步电机转速与电源频率成正改变异步电机定子电压可以影通过调节转子电阻可以改变转变频器是目前最常用的异步电比，通过改变电源频率可控制响转速，但这种方法仅适用于矩特性，进而实现转速控制，机速度控制方法，可实现精确转速小范围调速适用于笼型异步电机、稳定的速度控制异步电机损耗和效率

3.5铜损铁损定子绕组和转子绕组中的电流引定子铁芯和转子铁芯中的磁滞损起的损耗，与电流的平方成正比耗和涡流损耗，与磁通密度的平方成正比机械损耗附加损耗包括轴承摩擦、风扇冷却等机械包括电刷损耗、集电环损耗等，部件的损耗，与转速和负荷有关一般较小，可以忽略同步电机4同步电机是一种重要的电机类型，在工业生产、电力系统等领域有着广泛应用同步电机的转子转速与电源频率同步，具有稳定运行、效率高等优点同步电机工作原理

4.1同步电机结构同步电机工作原理同步电机由定子、转子和励磁系统组成同步电机工作时，转子磁场与定子旋转磁定子包含绕组，产生旋转磁场转子带有场保持同步旋转通过调节励磁电流，可永磁体或电磁铁，提供磁场与定子磁场同以控制转子的转速和输出功率同步电机步旋转可用于发电和驱动负载同步电机转矩特性

4.2同步转矩转矩特性曲线最大转矩同步转速同步电机运行时的转矩，由定同步转矩随转速变化的关系曲同步电机所能产生的最大转矩同步电机稳定运行时的转速，子电流和转子磁场强度决定线，反映了同步电机在不同转，取决于定子电流和磁场强度由电源频率和极对数决定速下的出力能力同步电机并网运行

4.

311.电压和频率匹配

22.相位同步同步电机并网运行需要保证电同步电机需要与电网保持相位压和频率与电网一致，避免电同步，以确保电机输出的电流网出现过电流或电压波动与电网电流一致，防止电网电压不稳定

33.励磁控制同步电机需要通过励磁控制来调节输出的功率和电流，以满足电网的需求同步电机励磁系统

4.4直流励磁静态励磁无刷励磁传统方法，采用独立的直流电源为励磁绕组利用半导体器件实现励磁电流控制，优点是励磁绕组由永磁体提供磁场，优点是结构简提供电流，优点是控制简单效率高、体积小、易于控制单，可靠性高同步电机损耗和效率

4.5铜损铁损12定子绕组和转子绕组中的电流定子和转子铁芯中的磁滞损耗产生的热量损失和涡流损耗机械损耗附加损耗34电机旋转时产生的摩擦力和风包括励磁损耗、刷子损耗和其阻力造成的能量损失他无法直接测量的损耗总结与展望电机学是一门理论与实践紧密结合的学科，在现代工业和科技领域发挥着重要作用通过本学期学习，我们掌握了电机基本原理、工作特性和应用方法未来，电机技术将继续朝着更高效率、更低损耗、更智能的方向发展，例如高效电机、永磁同步电机、电机控制系统等。