电机学重点梳理：空载负载磁场、电枢反应与数学模型

"电机学总结文档包含了直流电机、变压器、异步电机和同步电机的关键概念、公式和等效电路，适合期末复习使用。" 电机学是电气工程领域的一个核心部分，涉及电力系统中的主要设备——电机。以下是这些电机类型的重要知识点： 1. 空载、负载磁场和漏磁场： - 直流电机的空载磁场由励磁电流产生，负载时的合成磁场是励磁磁场加上电枢反应磁场。 - 变压器的空载磁场由原边励磁电流产生，负载时磁场是主磁通和漏磁通的组合。 - 异步电机的空载磁场由电网电压产生的旋转磁场形成，负载时磁场受到转子电流影响。 - 同步电机空载磁场由励磁电流产生，负载时磁场由励磁磁场和电枢反应磁场共同决定。漏磁场是在磁路非理想情况下，无法形成主磁通的部分。 2. 磁势平衡方程与电枢反应： - 变压器的磁势平衡方程表示原边和副边磁势的平衡，反映磁通与电压的关系。 - 直流电机的电枢反应是指电枢电流产生的磁场对主磁场的影响。 - 同步电机中，电枢反应影响磁极磁场，改变定子和转子间的相对位置。 - 磁势平衡与电枢反应紧密相关，调整电枢电流可以改变电机运行特性。 3. 数学模型： - 直流电机的数学模型包括电动和发电状态的欧姆定律，以及电磁转矩和功率表达式。 - 变压器的折算前后的磁势平衡方程反映了电压和磁通的关系。 - 异步电机的数学模型涉及频率和转速的折算，以及等效电路。 - 同步电机的数学模型基于双反应理论，涉及磁动势和磁链的计算。 4. 等效电路： - 直流电机的等效电路通常包含电枢电阻和反电动势。 - 变压器的等效电路包括原边和副边的绕组电阻、电抗。 - 异步电机的等效电路有旋转坐标系下的等效电路。 - 同步发电机的等效电路包括直轴和交轴分量。 5. 相量图： - 相量图用于直观展示电机的电压、电流和磁动势关系。 - 变压器的相量图揭示电压和磁通的相位关系。 - 异步电机的相量图有助于理解定子和转子磁场的相对运动。 - 同步电机的相量图展示电枢电流如何影响磁动势。 6. 交流绕组与直流绕组： - 共享概念包括单层、双层绕组，以及各种绕组形式和系数。 - 直流电机特有的有换向器节距和电刷移位。 - 交流电机特有的有分布系数、分数槽绕组，以及磁场旋转速度和电动势计算。 以上内容构成了电机学的基础，对于理解和分析电机的工作原理、性能优化及控制策略至关重要。掌握这些知识点将为电机设计、故障诊断和系统控制提供坚实的基础。