1. 基本理論、基本知識
2. 理論分析(原理、工作特性……)
3. 對比列舉(電勢與磁勢、基波與諧波……)
4. 圖形(特性曲線、變化曲線……)
5. (電路圖、電路方程式、向量圖/向量圖)三者合一
6. 公式選擇、推導、計算(各種表達形式…… )
7. 綜合性
電機學試卷結構分析
一.單相選擇題 (每小題1.5分,共15分)
二.填空題 (每空1.5分,共15分)
基本理論、基本知識、簡單計算
三.簡答分析題 (每小題6分,共24分)
重點、難點、對比、列舉、各種特性、變化趨勢、電路圖、方程式、向量圖……
四.計算題 (3小題,共46分)
變壓器、非同步電機、同步電機
(基波、諧波、電場、磁場…… 係數、引數、阻抗、角度……
電壓、電流、轉速、轉矩、功率、效率……)
第一章緒論
1.電機定義:是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。
2.電機分類:(按運動方式分類)
靜止電機變壓器
電機直流電機
旋轉電機
交流電機非同步電機
同步電機
3.導電材料:線圈(銅、鋁)
導磁材料:鐵磁材料
特性:①具有高的導磁性能;②磁化曲線呈非線性(飽和特性)
磁化曲線:;
4.了解磁滯損耗和渦流損耗
5.基本電磁定律:全電流定律電磁感應定律: 電磁力定律:
第二章變壓器的基本作用原理與理論分析
1.變壓器的定義:它是一種靜止的電機,通過線圈間的電磁感應關係,將某一等級的交流電壓轉換為同頻率的另一等級的交流電壓。
2.基本結構: 器身:由鐵心和線圈組成。
鐵心:構成主磁路,機械骨架,由矽鋼片迭成
線圈:導電部分,銅線或鋁線
3.從空載和負載執行時的電磁關係出發,分析基本原理、物理過程,匯出基本方程式、等效電路和相量圖。
包括:各物理量正方向的規定;主磁通和漏磁通的區別;
勵磁電流 ① 作用:一是用來激磁,產生主磁通;二是供空載損耗。
② 波形:磁路飽和:尖頂波;磁路不飽和:正弦波。
為什麼越小越好? **空載電流的大小:取決於激磁阻抗的大小,從變壓器執行的角度看,希望空載電流越小越好,因此變壓器採用高導磁率的鐵磁材料,以增大zm減少i0,提高變壓器的效率和功率因數。
變比只要改變線圈的匝數,就能達到改變電壓的目的。
**三相變壓器:y,d接線:
d,y接線:
y,y和d,d接線:
4. 即
* 結論:影響主磁通大小的因素是: 電源電壓u1、電源頻率f和一次側線圈匝數n1,與鐵心材質及幾何尺寸基本無關。
5.變壓器的額定值計算: 單相變壓器的關係式:
三相變壓器的關係式:
6.思考題:變壓器原邊加直流電壓是否可以?為什麼?
7.和的物理意義:是反映鐵耗的等效電阻即模擬電阻,並非實質電阻,不能用直流電表來測量;是由主磁通引起的電抗,反映了電機鐵芯的導磁性能,在變壓器中希望它大,這樣勵磁電流就小。
8.歸算:目的:獲得等效電路;簡化計算;畫相量圖;
方法:n2』=n1
原則:和二次側的各功率保持不變;
折算後的方程
9.空載、短路實驗
由空載簡化等效電路,得:;;
由簡化等效電路,得; ;
*一般認為:;
10.短路電壓:短路試驗時,使短路電流為額定電流時一次側所加的電壓,成為短路電壓uk即ukn=i1nzk75℃
uk對變壓器執行效能的影響:短路電壓大小反映短路阻抗大小
① 正常執行時希望小些 ,電壓波動小 ;
② 限制短路電流時,希望大些。
11.標麼值計算通常以額定值為基準值,各側的物理量以各自側的額定值為基準
**①額定值的標麼值為1; ②標麼值的表示為在原符號右上角加「*」表示;
③使用標麼值表示的基本方程式與採用實際值時的方程式在形式上一致。
12.電壓變化率:定義式;引數表示式
稱為負載係數,直接反應負載的大小,如,表示空載表示滿載;
**影響δu的因數:①負載大小;②短路阻抗標麼值;③負載性質
13.損耗和效率即銅損==鐵損時發生最大效率。
思考題:2-3,2-5,2-6,2-7,2-8,2-9,2-10 作業
第三章三相變壓器及執行
1.了解三相組式(獨立)、心式變壓器(相關)的磁路;
2.三相變壓器線圈的連線組別: 時鐘表示法;由電勢相量圖判別連線組別;
作圖步驟:①先畫出高壓線圈的位形圖;
便於比較,將a,a連成等電位點;
畫出低壓側的位形圖;
將ab,ab連線,得出結論。
3. 磁路和線圈連線方式對空載電動勢波形的影響
**說明:y,yn接線空載時與y,y接線情況完全相同。
思考題:y,d接線的三相變壓器,三次諧波電動勢在d中能形成環流,而基波電動勢在d中能否形成環流,為什麼?
4. 變壓器併聯執行理想條件
理想情況:①空載時副邊無環流;
②負載後負載係數相等;
③各變壓器的電流與總電流同相位。
理想條件:①各變壓器的原、副邊的額定電壓分別相等,即變比相等;
各變壓器的連線組號相同;
③各變壓器的短路阻抗(短路電壓)標麼值相等,且短路阻抗角也相等。
5.組別不同時併聯執行
組別不同時,副邊線電動勢最少差300,由於短路阻抗很小,產生的環流很大。
**結論:組別不同,絕對不允許併聯。
6.短路阻抗標麼值不等時的併聯執行
**結論:各變壓器所分擔的負載大小與其短路阻抗標麼值成反比,短路阻抗標麼值大的變壓器分擔的負載小,短路阻抗標麼值小的變壓器分擔的負載大。
7.變壓器執行規程規定:
①變比不同和短路阻抗標麼值不等的變壓器,在任何一台變壓器都不會過載的情況下,可以併聯執行。
②短路阻抗標麼值不等的變壓器併聯執行時,應適當提高短路阻抗標麼值大的變壓器的二次電壓(即適當減小其電壓變比),以使併聯執行的變壓器的容量均能得以充分利用。
思考題:3-3 3-5 3-6 3-7 作業
第四章三相變壓器的不對稱執行
1.對稱分量法(以電流為例)
定義:實際上是一種線性變換,它是把一組三相不對稱的正弦量分解成三組互為獨立的三相對稱的正弦量,它們分別是:
①零序分量:三相對稱的正弦量,大小相等,相位相同,即;
②正序分量:三相對稱的正弦量,大小相等,相位互差120°,相序為,
③負序分量:三相對稱的正弦量,大小相等,相位互差120°,相序為,。
分解公式:4-6 4-8
2.正序阻抗和等效電路
①正序阻抗:正序電流所遇到的阻抗,,相序為:;
3.負序阻抗和等效電路
①負序阻抗:負序電流所遇到的阻抗,,相序為:;
4.零序阻抗和等效電路
①零序阻抗:零序電流所遇到的阻抗;
②等效電路:由零序電流本身特點,其產生零序磁通與線圈的連線方式和鐵心結構有關。
⑴線圈連線方式的影響:y:零序無通路,y側開路;
yn:可以經中性線流通;
d:**圈內流通,從外電路看,開路。
⑵鐵心結構影響:ⅰ.組式變壓器:三相零序磁通與對稱執行時的主磁通磁路相同,,很大;
心式變壓器:磁阻大,零序磁通不能在鐵心內閉合,很小,且
5.中性點位移:零序電動勢越大,中性點位移就越嚴重。
6.三相變壓器組不允許採用yyn接法,而對於三相鐵芯式變壓器,由於零序勵磁阻抗較小,在sn<=1800kva的變壓器中允許採用y,yn接法。
思考題:4-3 4-4 作業 (主要對稱分量法)
第六章交流電機繞組及其感應電動勢
1.交流繞組的基本要求
①三相繞組對稱,以保證三相電動勢(或磁動勢)對稱;
②在導體數一定時,力求得到盡可能大的電動勢和磁動勢;
③電動勢和磁動勢波形盡可能接近正弦波形;
④用銅量少、工藝簡單,便於安裝檢修。
2. 交流繞組的分類
①根據繞法:迭繞組和波繞組;
②根據槽內層數:單層繞組和雙層繞組。
3.基本概念
極距τ:
線圈節距y: 整距y=τ; 短距y<τ。
空間電角度(或電角度):空間電角度=p機械角度
槽距角α(電角度):
每極每相槽數q:
相帶:60°相帶,分相azbxcy ; 槽電勢星形圖
了解展開圖繪製方法 ①計算極距 ②計算槽距角α;③計算每極每相槽數q;
分相:採用60°相帶; ⑤畫展開圖; ⑥端線連線。
4.交流繞組基波電動勢
一根導體的電動勢:
線匝電動勢及短矩係數:
,短矩係數:
線圈電動勢:
線圈組電動勢及分布係數 :
集中繞組:
分布繞組:
分布係數:
繞組係數:
一相繞組電動勢
單層繞組: ; 雙層繞組:
5.了解改善電勢波形的方法
其中,採用短矩繞組:
則取消除ν次諧波電勢
**思考題:是否分布越多越好? 6-4 6-6 作業
第七章交流繞組的磁動勢
1.單相繞組的基波磁動勢—脈動磁動勢
結論:①波形:矩形波;
②脈動磁動勢:空間位置固定、幅值大小和方向隨時間而變化的磁動勢。脈動的頻率取決於電流的交變頻率。
③分解:
其中:用電角度表示的空間距離。
④基波磁動勢的幅值:
⑤ν次諧波磁勢的幅值:
⑥基波磁動勢的性質:按正弦規律變化的脈動磁動勢。
2.一組整距分布繞組的磁勢(q個) ——階梯波
3.一組雙層短矩分布繞組的基波磁動勢
4.單相繞組的磁動勢:
5.單相脈動磁動勢的分解
*結論:兩個磁動勢的性質:①圓形旋轉磁動勢;
電機學緒論
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電機學試卷A
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電機學試卷
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