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《电机学》学习包 绪论 一、电机在国民经济中的作用 电能是现代主要的能源，而电机是与电能的生产、传输和使用紧密相关的能量转换装置，它不仅是工业、农业、交通运输业、国防工业、IT技术产业的重要设备，而且在日常生活中的应用也越来越广泛。 人类早期使用的原动力是畜力、水力和风力，后来发明了蒸汽机、柴油机、汽油机，十九世纪发明了电动机，由于电动机有以下优点 电机的效率高，运行经济； 电能的传输和分配比较方便； 电能容易控制。 所以电动机的应用越来越广泛，现在绝大部分生产机械都采用电动机进行拖动，即用电动机作为原动机。 让电机运转需要电能，电能主要来自发电机，为了经济的传输和分配电能需要变压器，另外随着自动化程度的不断提高，自动控制技术得到空前的发展，出现了各种各样的控制奠基，此外在文教、医疗卫生、信息产业及日常生活中奠基的应用将会愈加广泛。 二、电机的主要类型 按功能进行分类，可分为： （1）发电机 将电能转换为机械能 （2）电动机 将机械能转换为电能 （3）变压器 将电能变换为不同等级的电能 （4）控制电机 作为控制系统中的元件 三、磁路的基本定律 1、安培环路定理（或称全电流定理） 在磁路中沿任一闭合路径L，磁场强度H的线积分等于该闭和回路所包围的总电流即： (0-1) 电流的参数方向与闭合路径方向符合右手螺旋关系取正号，反之为负.若沿长度L。磁路强度H处处相等，且闭和回路所包围的总电流是由通过I的N匝线圈提供，则上式可写成： HL=Ni （0-2） 2、磁路的欧姆定律 若铁心上绕有通有电流I的N匝线圈，铁心的截面积为A，磁路的平均长度为L，材料的导磁率为μ，不计漏磁通，且各截面上的磁通密度为平均并垂直于各截面则： (0-3) （0-4） （0-5） 上式称为磁路的欧姆定律，与电路欧姆定律形式上相似。 注：Rm与电阻R对应，两者的计算公式相似，但铁磁材料的磁导率μ不是常数，所以Rm不是常数。 3、磁路的基尔霍夫第一定律 对于有分支磁路，任意取一闭合面A，由磁通连续性的原则，穿过闭合面的磁通的代数和应为零，即： (0-6) 该定律称为基尔霍夫第一定律 4、磁路的基尔霍夫第二定律 沿任何闭和磁路的总磁动势恒等于各段磁压降的代数和，即： 该定律称为基尔霍夫第二定律 电机和变压器的磁路总是由数段不同截面，不同材料的铁心组成，而且还可能含有气隙，在进行磁路计算时总是将磁路分成若干段，每段为同一材料。且截面积和磁密处处相等，见教材P7图1-5所示，磁路由三段组成，两段为截面积不同的铁磁材料，一段为空气隙，铁心上的励磁磁动势NI则： (0-7) 第一篇变压器 第一章变压器的用途、分类与结构 一、用途 经济地输送电能、合理地分配电能、安全地使用电能 二、分类 1、按用途分 升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器 2、按结构分 双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器 三、基本结构 变压器的主要部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。主要介绍铁心和绕组的结构。 1、铁心 变压器的铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架。铁心分：心柱：心柱上套装有绕组。铁轭：形成闭合磁路为了减少铁心损耗，通常采用含硅量较高，厚度为0.33mm表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。铁心结构的基本形式分心式和壳式两种 2、绕组 绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。接入电能的一端称为原绕组（或一次绕组） 输出电能的一端称为付绕组（或二次绕组） 一、二次绕组中电压高的一端称高电压绕组，低的一端称低电压绕组高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。因为不计铁心的损耗，根据能量的守恒原理（s原付绕组的视在功率），电压高的一端电流小所以导线细 四、变压器的额定值 额定值是正确使用变压器的依据，在额定状态下运行，可保证变压器长期安全有效的工作。 额定容量：指变压器的视在功率。对三相变压器指三相容量之和。单位 伏安（VA）千伏安（KVA） 额定电压：指线值，单位伏（V）千伏（kV）， 指电源加到原绕 组上 的电压，是副方开路即空载运行时副绕组的端电压。 额定电流：由和计算出来的电流，即为额定电流 对单相变压器： 对三相变压器： 4、额定频率fN：我国规定标准工业用电频率为