模拟电子技术基础期末复习详细总结
模拟电子技术期末复习详细总结
第一章半导体二极管
一.半导体的基础知识
1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。
6. 杂质半导体的特性
*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结
* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
8. PN结的伏安特性
二. 半导体二极管
*单向导电性------正向导通，反向截止。
*二极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:
若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);
若 V阳 1）图解分析法 该式与伏安特性曲线 的交点叫静态工作点Q。 2) 等效电路法 ?直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路); 若 V阳 *三种模型 ?微变等效电路法 三.稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。 第二章三极管及其基本放大电路 一. 三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。 2.特点---基区很薄，且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，与基区接触 面积较小；集电区掺杂浓度较高，与基区接触面积较大。 二. 三极管的工作原理 1. 三极管的三种基本组态 2. 三极管内各极电流的分配 * 共发射极电流放大系数 (表明三极管是电流控制器件 式子称为穿透电流。 3. 共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 * 输出特性曲线 (饱和管压降，用U CES表示 放大区---发射结正偏，集电结反偏。 截止区---发射结反偏，集电结反偏。 4. 温度影响 温度升高，输入特性曲线向左移动。 温度升高I CBO、I CEO、I C以及β均增加。 三. 低频小信号等效模型（简化） h ie---输出端交流短路时的输入电阻， 常用r be表示； h fe---输出端交流短路时的正向电流传输比， 常用β表示； 四. 基本放大电路组成及其原则 1. VT、V CC、R b、R c 、C1、C2的作用。 2.组成原则----能放大、不失真、能传输。 五. 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。 *画法---电容视为开路。 *作用---确定静态工作点 *直流负载线---由V CC=I C R C+U CE确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1）改变R b：Q点将沿直流负载线上下移动。 2）改变R c：Q点在I BQ所在的那条输出特性曲线上移动。 3）改变V CC：直流负载线平移，Q点发生移动。 2. 交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。 *作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线--- 连接Q点和V CC’点V CC’= U CEQ+I CQ R L’的 直线。 3. 静态工作点与非线性失真 （1）截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶，PNP管削底。 *消除方法---减小R b，提高Q。 （2）饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底，PNP管削顶。 *消除方法---增大R b、减小R c、增大V CC 。 4. 放大器的动态范围 （1）U opp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。 （2）范围 *当（U CEQ－U CES）＞（V CC’ － U CEQ）时，受截止失真限制，U OPP=2U OMAX=2I CQ R L’。 *当（U CEQ－U CES）＜（V CC’ － U CEQ）时，受饱和失真限制，U OPP=2U OMAX=2 （U CEQ－U CES）。*当（U CEQ－U CES）＝（V CC’ － U CEQ），放大器将有最大的不失真输出电压。 六. 放大电路的等效电路法 1.静态分析 （1）静态工作点的近似估算 （2）Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区，应满足R B＞βRc。 2.放大电路的动态分析 * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1．静态分析 2．动态分析 *电压放大倍数 在R e两端并一电解电容C e后 输入电阻 在R e两端并一电解电容C e后 * 输出电阻 八. 共集电极基本放大电路1．静态分析 2．动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3. 电路特点 * 电压放大倍数为正，且略小于1，称为射极跟随器，简称射随器。 * 输入电阻高，输出电阻低。 第三章场效应管及其基本放大电路 一. 结型场效应管（ JFET） 1.结构示意图和电路符号 2. 输出特性曲线 （可变电阻区、放大区、截止区、击穿区） 转移特性曲线 U P ----- 截止电压 二. 绝缘栅型场效应管（MOSFET） 分为增强型（EMOS）和耗尽型（DMOS）两种。 结构示意图和电路符号 2. 特性曲线 *N-EMOS的输出特性曲线 * N-EMOS的转移特性曲线 式中，I DO是U GS=2U T时所对应的i D值。 * N-DMOS的输出特性曲线 注意：u GS可正、可零、可负。转移特性曲线上i D=0处的值是夹断电压U P，此曲线表示式与结型场效应管一致。 三. 场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流I DSS 2.夹断电压U p 3.开启电压U T 4.直流输入电阻R GS 5.低频跨导g m (表明场效应管是电压控制器件) 四. 场效应管的小信号等效模型 E-MOS 的跨导g m --- 五. 共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路 * 静态分析 动态分析 若带有C s，则 2.分压式偏置放大电路 * 静态分析 * 动态分析 若源极带有C s，则 六.共漏极基本放大电路 * 静态分析 或 * 动态分析 第四章多级放大电路 一.级间耦合方式 1. 阻容耦合----各级静态工作点彼此独立；能有效地传输交流信号；体积小，成本低。但不便于集成，低频特性差。 2. 变压器耦合 ---各级静态工作点彼此独立，可以实现阻抗变换。体积大，成本高，无法采用集成工艺；不利于传输低频和高频信号。 3. 直接耦合----低频特性好，便于集成。各级静态工作点不独立，互相有影响。存在“零点漂移”现象。 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时，静态工作点也随之变化，致使u o偏离初始值“零点”而作随机变动。 二. 单级放大电路的频率响应 1．中频段(f L≤f≤f H) 波特图---幅频曲线是20lg A usm=常数，相频曲线是φ=-180o。2．低频段(f ≤f L) ‘ 3．高频段(f ≥f H) 4．完整的基本共射放大电路的频率特性 三. 分压式稳定工作点电路的频率响应1．下限频率的估算 2．上限频率的估算 四. 多级放大电路的频率响应 1. 频响表达式 2. 波特图 第五章功率放大电路 一. 功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为360o，I CQ大，管耗大，效率低。 2.乙类工作状态 I CQ≈0，导通角为180o，效率高，失真大。 3.甲乙类工作状态 导通角为180o~360o，效率较高，失真较大。 二. 乙类功放电路的指标估算 1. 工作状态 ?任意状态：U om≈U im ?尽限状态：U om=V CC-U CES ?理想状态：U om≈V CC 2. 输出功率 3. 直流电源提供的平均功率 4. 管耗P c1m=0.2P om 5.效率 理想时为78.5% 三. 甲乙类互补对称功率放大电路 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。 2. 解决办法 ?甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。 ?甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容C2上静态电压为V CC/2，并且取代了OCL 功放中的负电源-V CC。 动态指标按乙类状态估算，只是用V CC/2代替。 四. 复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。 2.类型取决于第一只管子的类型。 3.β=β1·β 2 第六章集成运算放大电路 一. 集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路，以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路，以提高放大倍数。 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路，为各级提供合适的静态电流。 二. 长尾差放电路的原理与特点 1. 抑制零点漂移的过程---- 当T↑→i C1、i C2↑→i E1、i E2 ↑→u E↑→u BE1、u BE2↓→i B1、i B2↓→i C1、i C2↓。 R e对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用，被称为“共模反馈电阻”。 2静态分析 1) 计算差放电路I C 设U B≈0，则U E=－0.7V，得 2) 计算差放电路U CE ?双端输出时 ? ?单端输出时(设VT1集电极接R L) 对于VT1： 对于VT2： 3. 动态分析 1）差模电压放大倍数 ?双端输出 ? ?单端输出时 从VT1单端输出： 从VT2单端输出： 2）差模输入电阻 3）差模输出电阻 ?双端输出： ?单端输出: 三. 集成运放的电压传输特性 当u I在+U im与-U im之间，运放工作在线性区域： 四.理想集成运放的参数及分析方法 1. 理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数A od→∞； * 差模输入电阻R id→∞； * 输出电阻R o→0； * 共模抑制比K CMR→∞； 2. 理想集成运放的分析方法 1) 运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”--- “虚断” --- 2) 运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时，u o=+U om 当u+ 两输入端的输入电流为零: i+=i-=0 第七章放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 ＊开环放大倍数－－－Ａ ＊闭环放大倍数－－－Ａｆ ＊反馈深度－－－１＋ＡＦ ＊环路增益－－－ＡＦ： 1．当ＡＦ＞０时，Ａｆ下降，这种反馈称为负反馈。 2．当ＡＦ＝０时，表明反馈效果为零。 3．当ＡＦ＜０时，Ａｆ升高，这种反馈称为正反馈。 4．当ＡＦ＝－１时，Ａｆ→∞。放大器处于“自激振荡”状态。 二．反馈的形式和判断 1. 反馈的范围----本级或级间。 2. 反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈，交流通路中存 在反馈则为交流反馈，交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 3. 反馈的取样----电压反馈：反馈量取样于输出电压；具有稳定输出电压的作用。 （输出短路时反馈消失） 电流反馈：反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 （输出短路时反馈不消失） 4. 反馈的方式-----并联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。R s越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端） 串联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。R s越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端） 5. 反馈极性-----瞬时极性法： （1）假定某输入信号在某瞬时的极性为正（用+表示），并设信号 的频率在中频段。 （2）根据该极性，逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性（升 高用 + 表示，降低用－表示）。 （3）确定反馈信号的极性。 （4）根据X i与X f的极性，确定净输入信号的大小。X id 减小为负反 馈；X id增大为正反馈。 三. 反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间（本级）直流负反馈和交流电压（电流）串 联（并联）负反馈。 四. 负反馈对放大电路性能的影响 1.提高放大倍数的稳定性 2. 3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五. 自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为： 第八章信号的运算与处理分析依据------ “虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//R f 2.同相比例运算电路 R2=R1//R f 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//R f 4. 同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=R f//R5 5.加减运算电路 R1//R2//R f=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第九章信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈) 自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件： 相位平衡条件： 2.起振条件: 幅值条件： 相位条件: 3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 (1) 放大电路-------建立和维持振荡。 (2) 正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。 (3) 选频网络-------以选择某一频率进行振荡。 (4) 稳幅环节-------使波形幅值稳定，且波形的形状良好。* 正弦波振荡器的分类 (1) RC振荡器-----振荡频率较低,1M以下; (2) LC振荡器-----振荡频率较高,1M以上; (3) 石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。 二. RC正弦波振荡电路 1. RC串并联正弦波振荡电路 2.RC移相式正弦波振荡电路 三. LC正弦波振荡电路 1.变压器耦合式LC振荡电路 判断相位的方法： 断回路、引输入、看相位 2.三点式LC振荡器 *相位条件的判断------“射同基反”或“三步曲法” (1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路) (2) 电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路) (3) 串联改进型电容反馈三点式振荡器（克拉泼电路） (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器（西勒电路） (5)四. 石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章直流电源 一.直流电源的组成框图 《电机学》期末复习材料 第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电 流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为 60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用 τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ① 节 距 因 数 ： 1 90sin 90)1(cos 11≤?? ? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路数） 【练习2】有一双层三相短距绕组，24=z ， 42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组展开图； （2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： )cos(2 1 )cos(21cos cos t x F t x F t x F ωωωφφφ++-= 单相磁势的特 数值分析总复习提纲 数值分析课程学习的内容看上去比较庞杂，不同的教程也给出了不同的概括，但总的来说无非是误差分析与算法分析、基本计算与基本算法、数值计算与数值分析三个基本内容。在实际的分析计算中，所采用的方法也无非是递推与迭代、泰勒展开、待定系数法、基函数法等几个基本方法。 一、误差分析与算法分析 误差分析与算法设计包括这样几个方面： （一）误差计算 1、截断误差的计算 截断误差根据泰勒余项进行计算。 基本的问题是 (1)1 ()(01)(1)! n n f x x n θεθ++<<<+，已知ε求n 。 例1．1：计算e 的近似值，使其误差不超过10－6。 解：令f(x)=e x ,而f （k)(x)=e x ,f （k)(0)=e 0=1。由麦克劳林公式，可知 211(01)2!!(1)! n x x n x x e e x x n n θθ+=+++++<<+ 当x=1时，1 111(01)2! !(1)! e e n n θθ=+++ ++ <<+ 故3 (1)(1)!(1)! n e R n n θ=<++。 当n ＝9时，R n (1)<10－6，符合要求。此时， e≈2.718 285。 2、绝对误差、相对误差及误差限计算 绝对误差、相对误差和误差限的计算直接利用公式即可。 基本的计算公式是： ①e(x)＝x *－x ＝△x ＝dx ② *()()()ln r e x e x dx e x d x x x x ==== ③(())()()()e f x f x dx f x e x ''== ④(())(ln ())r e f x d f x = ⑤121212121122121122((,))(,)(,)(,)()(,)()x x x x e f x x f x x dx f x x dx f x x e x f x x e x ''''=+=+ ⑥121212((,)) ((,))(,) f x x f x x f x x εδ= 《电机学（上）》总结 第一章 导论 1、电机的基本概念 电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量或信号转换的电磁装置。 定子：静止部分；转子：旋转部分；气隙：铁芯与磁极之间的间隙 气隙中的磁场分布及其变化规律在能量转换过程中起决定性作用。 2、磁场基本量 H B A B A F m A H Wb T B ?=?=μφμμφ;);();/(;;);();(0 3、磁路定律 （1）全电流定律：∑∑∑?=?=?k k k k k F l H i （2）磁路欧姆定律：m m F R F Λ?== φ，A l R m m μ=Λ=1磁路的磁阻：， l A m μ=Λ磁路的磁导： （3）磁路的基氏第一定律：0=∑φ （4）磁路的基氏第二定律：k k k k k k k k i N F l H ∑∑∑== 4、磁化曲线曲线H H f B ?==μ)(（课本P16 图） 非铁磁材料：为常数为直线，00μμH B ?=，数值很小,/10470m H -?=πμ 铁磁材料，磁化曲线呈现非线性的饱和特性。 一般0μμ>>Fe ，且Fe μ不是常数。饱和时，↓↑→μb 。不饱和时可认为是常数 5、铁耗Fe p ：)6.1~2.1(21,2≈<<∝+=βββV B f p p p m w h Fe ，V 为铁磁材料的体积， 采用硅钢片可减小铁耗。磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比。 6、电感与互感 线圈（绕组）的电感m N L Λ=2。铁芯线圈的电感要远大于同匝数的空心线圈的电感。 两个线圈（绕组）间的互感m N N M Λ=21 第二章 直流电机 一、直流电机的工作原理和基本结构 1、换向器式直流电机的工作原理： 直流电机电枢绕组所感应的电动势是极性交替变化的交流电动势， 换向器配合电刷的作用把交流电动势“换向”成极性恒定的直流电动势。 只要电枢与主磁极空间相对静止，电刷两端所得电势即为直流电。 2、主要结构 定子 转子（电枢） 主磁极、机座、电刷、换向极 电枢铁心、电枢绕组、换向器 定子机座兼做定子主磁路的一部分，因其中磁场是固定不变的，故采用铸钢或厚钢板加工（无铁耗） 转子铁心因旋转，与气隙主磁场（空间静止）有相对切割运动，其间会有铁耗，故采用硅钢片叠成。 3、额定值 额定功率2P P N ≡ )/(60 2s rad n N π =Ω 发电机：N N N I U P = 电动机：N N N N I U P η= 二、 电枢绕组特点 1、直流电机电枢绕组必为闭合绕组。 2、电刷的安放： （1）原则：正、负电刷间空载合成电势最大。 数值分析期末复习 题型：一、填空 二、判断 三、解答（计算） 四、证明 第一章 误差与有效数字 一、有效数字 1、 定义：若近似值x*的误差限是某一位的半个单位，该位到x*的第一位非零数字共有n 位，就说 x*有n 位有效数字。 2、 两点理解： （1） 四舍五入的一定是有效数字 （2） 绝对误差不会超过末位数字的半个单位eg. 3、 定理1（P6）：若x*具有n 位有效数字，则其相对误差限为 4、 考点： （1）计算有效数字位数：一个根据定义理解，一个根据定理1（P7例题3） 二、避免误差危害原则 1、 原则： （1） 避免大数吃小数（方法：从小到大相加；利用韦达定理：x1*x2= c / a ） （2） 避免相近数相减（方法：有理化）eg. 或 （3） 减少运算次数（方法：秦九韶算法）eg.P20习题14 *(1)1 1 102n r a ε--≤ ?; x εx ε x εx ++=-+();1ln ln ln ???? ? ?+=-+x εx εx x cos 1-2sin 22x = 三、数值运算的误差估计 1、 公式： （1） 一元函数：|ε*( f (x *))| ≈ | f ’(x *)|·|ε*(x )|或其变形公式求相对误差（两边同时除以f (x *)） eg.P19习题1、2、5 （2） 多元函数（P8）eg. P8例4，P19习题4 第二章 插值法 一、 插值条件 1、 定义：在区间[a,b]上，给定n+1个点，a ≤x 0＜x 1＜…＜x n ≤b 的函数值 yi=f(xi)，求次数不超过n 的多项式P(x)，使 2、 定理：满足插值条件、n+1个点、点互异、多项式次数≤n 的P(x)存在且唯一 n i y x P i i n ,,2,1,0)(Λ== 电机设计复习版(May you pass!!!) 第一章 2．电机设计的任务 ① 根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）和技术要求（效 率、参数、温升、机械可靠性）；② 结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况；③ 运用有关的理论和计算方法；④ 正确处理设计中遇到的多种矛盾； 设计出性能好，体积小、结构简单、运行可靠。制造和使用、维修方便的先进产品。 3.设计的依据 给定：（1）额定功率（2）额定电压（3）相数及相间连接法（4）额定频率（5）额定转速（6）额定功率因数 感应电机 1-5 同步电机1-6 直流电机1 2 5 4．电机设计过程 ：① 准备阶段② 电磁设计③ 结构设计 第二章 5.主要尺寸：靠近气隙的电枢直径（D ）与铁心有效长度（L ） 直流电机D 为转子外径.交流电机D 为转子内径 6. 电机的主要参数之间的关系式 计算功率： m ── 电枢绕组相数；E ── 电枢绕组相电势 I ── 电枢绕组相电流 310()P mEI KVA -'=? 7从确定主要尺寸关系式所得的结论 1、电机的主要尺寸决定于：计算功率P’与转速n之比或计算转矩T’决定 2.、A 、Bδ不变时，相同功率的电机，n↑，尺寸较小； 尺寸相同的电机，n↑，功率较大 3、转速一定，若直径不变而采用不同长度可得不同的功率的电机 4、α?p KNm、Kdp一般变化不大电机的主要尺寸在很大程度上和选择的A 、Bδ有关， A 、Bδ↑，电机的尺寸就愈小。 8.几何相似定律 在电流密度、磁感应强度、转速、频率保持不变时，对一系列功率递增，几何相似的电机，每单位功 机械设计知识点总结（一） 1．螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。 3．轮齿的失效形式 答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。 数值分析实验的经验、感受、收获、建议班级：计算131 学号：2012014302 姓名：曾欢欢数值分析实验主要就是学习MATLAB的使用以及对数值分析类容的应用，可以使学生更加理解和记忆数值分析学得类容，也巩固了MATLAB的学习，有利于以后这个软件我们的使用。在做实验中，我们需要具备较好的编程能力、明白MATLAB软件的使用以及掌握数值分析的思想，才能让我们独立自主的完成该作业，如果是上述能力有限的同学，需要借助MATLAB的书以及网络来完成实验。 数值分析实验对于我来说还是有一定难度，所以我课下先复习了MATLAB的使用方法以及编写程序的基本类容，借助互联网和同学老师资源完成了数值分析得实验的内容。在实验书写中，我复习了各种知识，所以我认为这门课程是有必要且是有用处的，特别是需要处理大量实验数据的人员，很有必要深入了解学习它，这样在以后的工作学习里面就减少了很多计算问题也提高了实验结果的精确度。 学习数值分析的经验、感受、收获、建议 数值分析的内容包括插值与逼近，数值微分与数值积分，非线性方程与线性方程组的数值解法，矩阵的特征值与特征向量计算，常微分方程数值解等。 首先我们必须明白数值分析的用途。通常所学的其他数学类学科都是由公式定理开始，从研究他们的定义，性质再到证明与应用。但实际上，尤其是工程，物理，化学等其它具体的学科。往往我们拿到 手的只是通过实验得到的数据。如果是验证性试验，需要代回到公式进行分析，验证。但往往更多面对的是研究性或试探性试验，无具体公式定理可代。那就必须通过插值，拟合等计算方法进行数据处理以得到一个相对可用的一般公式。还有许多计算公式理论上非常复杂，在工程中不实用，所以必须根据实际情况把它转化成多项式近似表示。学习数值分析，不应盲目记公式，因为公事通常很长且很乏味。 其次，应从公式所面临的问题以及用途出发。比如插值方法，就是就是把实验所得的数据看成是公式的解，由这些解反推出一个近似公式，可以具有局部一般性。再比如说拟合，在插值的基础上考虑实验误差，通过拟合能将误差尽可能缩小，之后目的也是得到一个具有一定条件下的一般性的公式。。 建议学习本门课程要结合知识与实际，比如在物理实验里面很多地方有用到线性拟合的知识，这样我们可以对数值分析得类容加以巩固，在学习中不能死记硬背，应该理解记忆，以及结合列题加以记忆和应用，只能在题里面我们才能去应用它。对于本学期的期末考试，由于本人注重了理论知识的记忆和应用，但是在复习过程中自己没有亲自去导致计算能力较弱，在考试过程中一道大题的计算耗费了大量的时间且错了，虽然解答题目的步骤和思想应该是没有问题的，所以同学们除了掌握基本的理论知识以外，得加强计算能力的锻炼，避免不必要的浪费时间以及精力，导致不愉快的结果。 一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua 励磁铜耗p Cuf 电机铁耗p Fe 机械损耗p mec 附加损耗p ad 输出机械功率P2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 稳定性 21. DM的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动 22. DM的调速方法：电枢回路串电阻、调励磁、调端电压 23. DM的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式： 发电机：P N＝U N I N(输出电功率) 电动机：P N＝U N I NηN(输出机械功率) 反电势： 60E a E E C n pN C a Φ== 电磁转矩： em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ： 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程：20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率：21112 100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N 100%n n n n -?= ? DM 的机械特性：em 2T j a j a a ) (T Φ C C R R ΦC U Φ C R R I U n E E E +-= +-= . 并联DM 的理想空载转速n 0： 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器；干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组 5. 空载运行，主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角 6. Φ、i 、e 正方向的规定。 7. 变比、二次侧空载电压、二次侧额定电压 8. 励磁电抗X m 、励磁电阻R m 、一次侧漏电抗X 1σ、二次侧漏电抗X 2σ 电机学知识点总结 电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。下面请看我带来的电机学知识点总结。 电机学知识点总结 直流电动机知识点 1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。 2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。 3、直流电动机的工作原理：通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。 4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。 5、励磁方式分为他励式和自励式；自励式包括并励式、串励式和复励式。（只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形） 6、直流电机的额定值：①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率；对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。 7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数） 8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和 漏磁通两部分。 9、电枢反应：负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。 10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 11、交轴电枢反应的影响：①使气隙磁场发生畸变；②物理中线偏离几何中线；③饱和时具有一定的去磁作用。 12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。 13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce 14、发电机 Ea=U+IaRa 电动机 U=Ea+IaRa 15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I)） 曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa；随着负载电流I增大，电枢电阻压降 IaRa 随之增大，所以U减小。②交轴电枢反应产生一定的去磁作用；随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。 16、并励发电机自励条件：①电机的磁路中要有剩磁；②励磁绕组的接法要正确，使剩磁电动势所产生的电流和磁动势，其方向与剩磁方向相同；③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 17、并励发电机的外特性U=f(I)，曲线下降原因①②同上他励发电机；③励磁电流减小，引起气隙磁通量和电枢电动势的进一步下降。 18、为什么励磁绕组不能开断？ 若励磁绕组开断，If=0，主磁通将迅速下降到剩磁磁通，电枢电动势也将下降到剩磁电动势，从而使电枢电流Ia迅速增大，如果负载为轻载，则电动机转 1 误差 相对误差和绝对误差得概念 例题: 当用数值计算方法求解一个实际的物理运动过程时, 一般要经历哪几个阶段? 在哪些阶段将有哪些误差产生? 答: 实际问题-数学模型-数值方法-计算结果 在这个过程中存在一下几种误差: 建立数学模型过程中产生:模型误差 参数误差 选用数值方法产生:截断误差 计算过程产生:舍入误差 传播误差 6．设937.0=a 关于精确数x 有3位有效数字，估计a 的相对误差. 对于x x f -=1)(，估计)(a f 对于)(x f 的误差和相对误差. 解 a 的相对误差：由于 31021|)(|-?≤-≤a x x E . x a x x E r -=)(, 221018 1 10921)(--?=?≤ x E r . （1Th ） )(a f 对于)(x f 的误差和相对误差. |11||)(|a x f E ---==()25 .0210113 21??≤ -+---a x x a =310- 33 104110|)(|--?=-≤a f E r . □ 2有效数字 基本原则:1 两个很接近的数字不做减法: 2: 不用很小得数做分母(不用很大的数做分子) 例题: 4．改变下列表达式使计算结果比较精确： （1） ;1||,11211<<+--+x x x x 对 （2） ;1,11>>- - +x x x x x 对 （3） 1||,0,cos 1<<≠-x x x x 对. 解 (1) )21()122x x x ++. (2) ) 11(2x x x x x -++. (3) x x x x x x x cos 1sin )cos 1(sin cos 12+≈ +=-. □ 电机学 电 机 分 类 1 磁路 1.1 磁路基本定律 磁路：磁通所通过的路径。 主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，绝大部分磁通将在铁心内通过， 这部分磁通称为主磁通。 漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通， 这部分磁通称为漏磁通。 ? 安培环路定律 全电流定律：磁场强度沿任意的闭合回路的线积分等于闭合回路包围的导体电流 的代数和。 意义：电流是产生磁场的源。 l l H dl H dl i '?=?=∑??蜒，123l H dl I I I ?=+-?? ? 磁路的欧姆定律 磁动势：F Ni = 磁阻：m l R A μ= 磁导：1/m m R Λ= 磁通：/m F R φ= ? 磁路的基尔霍夫第一定律 0φ=∑ 穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量)，这就是磁通连续性定律。 ? 磁路的基尔霍夫第二定律 3 11221k k m m m k Ni H i R R R δδ???===++∑ 定律内容：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。 1.2 常用的铁磁材料及其特性 铁磁物质的磁化：铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为铁磁物质的 磁化。 1.2.1磁化曲线和磁滞回线 将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H 由零逐渐增大时，磁通密度B 将随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线。 随着磁场强度H 的增大，饱和程度增加，μFe 减小，R m 增大，导磁性能降低。 设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势。通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点（磁化曲线开始拐弯的点）附近。 1）磁滞回线 剩磁：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度B r 。 矫顽力：要使B 值减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称 为矫顽力。 2）基本磁化曲线 电机设计 第一章 1.电机设计的任务是什么？ 答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段？ 答：电机设计的过程可分为： ①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收 集相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生 产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。 ③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件 尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。 3.电机设计通常给定的数据有哪些？ 答：电机设计时通常会给定下列数据： (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数 感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)；直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A和利用系数K A的物理意义是什么？ 答：C A：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。K A：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 一、电机学共同问题 1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生： 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的？ 漏磁场是如何产生的？何时有？何时无？ 2. 磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中，磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机、同步电机中，电枢反应的物理意义是是什么？ 磁势平衡和电枢反应有何联系？ 3. 数学模型问题： I. 直流电机： u = E + I ×ra （+ 2?U b ）（电动） E = u + I ×ra （+ 2?U b ）（发电） E = C E Φ n C E = PN a /60/a T E = C M Φ I a C M = PN a /2π/a 其中N a 上总导体数 II. 变压器： 折算前1 1 1 1 2222120121022/m L U E I Z U E I Z I I k I E kE E I Z U I Z ?=-+?=-??+=??=??-=? ?=?&&&&&&&&&&&&&&& 折算后 1111 2222012121022'''''''''m L U E I Z U E I Z I I I E E E I Z U I Z ?=-+?=-??=+??=??-=??=?&&&&&&&&&&&&&&& III. 异步电机：f 折算后()1 1 11 2222σ012121m m //i e U E I Z E I R s jX I I I k E k E E I Z ?=-+?=+??=+??=??=-? &&&&& &&&&&&& w 折算后()1 1 11 2 222σ102 12 10m /j U E I Z E I R s X I I I E E E I Z ?=-+?''''=+??'=-??'=??=-?&&&&& &&& && && 未折算时 ()1111 22222201212221m m , , s s s s s e s U E I Z E I R jX X sX F F F E k E E sE E I Z σσσ ?=-+?=+=??=+??==??=-? &&& && r r r && && 华中科技大学电机学(上)总结 1、电机的基本概念电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量或信号转换的电磁装置。定子：静止部分；转子：旋转部分；气隙：铁芯与磁极之间的间隙气隙中的磁场分布及其变化规律在能量转换过程中起决定性作用。 2、磁场基本量 3、磁路定律（1）全电流定律：（2）磁路欧姆定律：，，（3）磁路的基氏第一定律：（4）磁路的基氏第二定律： 4、磁化曲线（课本P16 图 1、6）非铁磁材料：，铁磁材料，磁化曲线呈现非线性的饱和特性。 一般，且不是常数。饱和时，。不饱和时可认为是常数 5、铁耗：，V为铁磁材料的体积，采用硅钢片可减小铁耗。磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比。 6、电感与互感线圈（绕组）的电感。铁芯线圈的电感要远大于同匝数的空心线圈的电感。 两个线圈（绕组）间的互感第2章直流电机 1、直流电机的工作原理和基本结构 1、换向器式直流电机的工作原理： 直流电机电枢绕组所感应的电动势是极性交替变化的交流电动势，换向器配合电刷的作用把交流电动势“换向”成极性恒定的直流电动势。 只要电枢与主磁极空间相对静止，电刷两端所得电势即为直流电。 2、主要结构定子转子（电枢）主磁极、机座、电刷、换向极电枢铁心、电枢绕组、换向器定子机座兼做定子主磁路的一部分，因其中磁场是固定不变的，故采用铸钢或厚钢板加工（无铁耗）转子铁心因旋转，与气隙主磁场（空间静止）有相对切割运动，其间会有铁耗，故采用硅钢片叠成。 3、额定值额定功率发电机： 电动机： 2、电枢绕组特点 1、直流电机电枢绕组必为闭合绕组。 2、电刷的安放：（1）原则：正、负电刷间空载合成电势最大。（2）位置：应放在换向器的几何中性线上（与电枢几何中性线处的导体连通）（3）组数：恒等于电机极数2p 3、单叠绕组的并联支路数2a=电机极数2p。 4、电刷为电枢表面导体电流的分界线 5、电枢电流Ia=每条支路电流（即线圈电流）并联支路数2a。 3、直流电机的磁场 电机设计期末复习总结 第二章电机的主要参数之间的关系 电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度,直流电机中,电枢直径指的是转子外径,对于一般结构的同步电机和感应电机,则是指定子内径。 2-1 电机的主要参数之间的关系式 1、电机进行能量转换时, 递的,与之对应的功率称之为电磁功率。P’=mEI 2、1)直流电机：P’=EαIα 2)电机常数C A的表达式： 电机常数大致反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料的体积,反映结构材料的耗用量。 3、根据以上两个式子得出的重要结论： (1)电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速之比P’/n或计算转矩T’所决定。功率较大、转速较高的电机有可能和功率较小、转速较低的电机体积接近。 (2)电磁负荷A和Bδ不变时,相同功率的电机,转速较高的,尺寸较小；尺寸相同的电机,转速较高的,则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。 (3)转速一定时,若直径不变而采用不同的长度,则可得到不同的功率的电机。 (4)系数的数值一般变化不大,因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A、Bδ有关。电磁负荷越高,电机的尺寸就越小。 2-2电机中的几何相似定律 1、几何相似定律： 表明：在B和J的数值保持不变时,对一系列功率递增、几何形状相似的电机,每单位功率所需要有效材料的重量、成本及产生的损耗,均与功率的1/4次方成反比,即随着电机容量的增大,其有效材料的利用率和电机的效率均将提高。 2-3电机负荷的选择 由于正常电机系数实际变化不大,因此在计算功率P’与转速n一定时,电机的主要尺寸决定于电磁负荷和A、Bδ电磁负荷越高,电机的尺寸将越小,重量就越轻,成本越低。从而,一般选取较高的A和Bδ值。 1、电磁负荷对电机性能和经济性的影响 1)线负荷A较高,气隙磁密Bδ不变。 (1)电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。 (2) Bδ一定时,由于铁心重量减小,铁耗随之减少。 (3)绕组用铜量将增加,这是由于电机的尺寸小了,在Bδ不变的情况下,每极磁通将变小,为了生产一定的感应电势,绕组匝数必须增多。 (4)增大了电枢单位表面的铜（铝）耗,使绕组温升增高。 (5)影响电机参数与电机特性。随着A增大,绕组电抗将增大,这会引起电机工作特性的改变。 2)气隙密度Bδ较高,线负荷A不变。 (1)电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。 (2)使电枢基本铁耗增大。Bδ提高后,将导致电枢铁耗增加,效率降低,在冷却条件不变时, 电机学知识点总结 直流电动机知识点 1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。 2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。 3、直流电动机的工作原理：通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。 4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。 5、励磁方式分为他励式和自励式；自励式包括并励式、串励式和复励式。（只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形） 6、直流电机的额定值：①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率；对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。 7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数） 8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和漏磁通两部分。 9、电枢反应：负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。 10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 11、交轴电枢反应的影响：①使气隙磁场发生畸变；②物理中线偏离几何中线；③饱和时具有一定的去磁作用。 12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。 13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce 14、发电机 Ea=U+IaRa 电动机 U=Ea+IaRa 15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I)） 曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa；随着负载电流I增大，电枢电阻压降 IaRa 随之增大，所以U减小。②交轴电枢反应产生一定的去磁作用；随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。 第三章、直流电机 1、机械传动系统负载特性：恒转矩型（反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载）、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。 2、要加快电动机系统过渡过程，应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。 3、他励直流电动机 （1）、为什么直流电动机不能直接启动？直流电动机启动方法： 电动机启动之前，n=0,E=0,Ra很小。电动机直接并入电网并施加额定电压时，启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。①在换向过程中，产生危险的电火花，甚至烧坏整流子。 ②过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。③产生与启动电流成正比的启动转矩，在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。④对电网供电电动机来说，过大的启动电流将使保护装置动作，从而切断电源，使生产机械停止工作，或引起电网电压下降，影响其它负载正常运行。 启动方法：①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。 问：为什么要逐级切除启动电阻？如果切除太快，会带来什么后果？ 如果启动电阻一下全部切除，在切除瞬间，由于机械惯性作用使电动机转速不能突变，再次瞬间转速维持不变。机械特性会转移到其他特性曲线上，此时冲击电流很大。如果切除太快，会有可能烧坏电动机。 （2）、调速：①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变，随着电阻增加，转速降落增大，特性变软) ②改变电枢供电电压U、（空载转速随电压减小而减小，转速降落不变，特性硬度不变，恒转矩调速）③改变电动机主磁通φ（理想空载转速随磁通改变而改变，转速降落随磁通改变而改变，特性变软，恒功率调速） （3）、制动：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉反接制动）、能耗制动 4、问：一台直流电动机拖动一台卷扬机构，在重物匀速上升时将电枢电源反接，电动机经历了几种运行状态？①正向电动状态，由a到b特性曲线转变②反接制动状态，n降低，到达c点转速为零③反向电动状态，c→f，转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态，到达f 平衡点，转速n不再变化 5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动 第四章、交流电机 1、三相异步电动机 （1）、启动特性：启动电流大、启动转矩小。 启动方法：①直接启动、②电阻或电抗器降压启动、③Y-△降压启动、④自耦变压器降压启动、⑤软启动器------绕线异步电动机：逐级切除启动电阻法、频敏变阻器启动法。（2）、调速方法：①变极对数调速、②变转差率调速（调压调速、转子电路串接电阻调速）③变频调速（变压变频调速、恒压弱磁调速） （3）、制动方法：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉制动）、能耗制动 2、单相异步电动机启动：电容分相式异步电动机、罩极式单相异步电动机 3、同步电动机启动方法：异步启动法 4、三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5、结合交流异步电动机的机械特性分析，在负载转矩不变的情况下，当电源电压降低很多 电机学期末复习总结 Last updated on the afternoon of January 3, 2021 《电机学》期末复习材料 第三篇交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值： m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2== = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ①节距因数： 190sin 90)1(cos 11≤??? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联 匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效 值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场 分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层 绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路 数） 【练习2】有一双层三相短距绕组， 24=z ，42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别 画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组 展开图；（2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： 单相磁势的特点是：磁势轴线（即 磁势幅值所在的位置）在空间固定不 动，而各点磁势的大小则随时间在变 化，因此称为脉动磁势。 单相绕组所产生的脉动磁势可以分 解成 基波 数值分析知识点总结 说明：本文只提供部分较好的例题，更多例题参考老师布置的作业题和课件相关例题。 一、第1章 数值分析与科学计算引论 1. 什么是绝对误差与相对误差？什么是近似数的有效数字？它与绝对误差和相 对误差有何关系？ 相对误差限：** r r e ε=的一个上界。 有效数字：如果近似值* x 的误差限是某一位的半个单位，该位到* x 的第一位非零数字共有n 位，就说x *共有n 位有效数字。即x *=±10m ×(a 1+a 2×10-1+…+a n ×10-(n-1))，其 中a 1≠0，并且* 11 102 m n x x -+-≤ ?。其中m 位该数字在科学计数法时的次方数。例如9.80的m 值为0，n 值为3，绝对误差限*2 11102 ε-=?。 2. 一个比较好用的公式： f(x)的误差限：( ) * ** ()'()()f x f x x εε≈ 例题： 二、第2章插值法 例题： 5. 给出插值多项式的余项表达式，如何用其估计截断误差？ 6. 三次样条插值与三次分段埃尔米特插值有何区别？哪一个更优越？ 7. 确定n+1个节点的三次样条插值函数需要多少个参数？为确定这些参数，需加上什么条件？ 8. 三弯矩法： 为了得到三次样条表达式，我们需要求一些参数： 对于第一种边界条件，可导出两个方程： ，那么写成 矩阵形式： 公式 1 对于第二种边界条件，直接得端点方程： ，则在这个条件下也可以写成如上公式1的形式。对于第三种边界条件，可得： 也可以写成如下矩阵形式： 公式 2 求解以上的矩阵可以使用追赶法求解。（追赶法详见第五章） 例题：数值分析第5版清华大学出版社第44页例7电机学期末复习总结要点
数值分析总复习提纲教材
华中科技大学电机学总结
数值分析报告报告材料期末复习资料
电机设计基础复习
机械设计知识点(经典)总结..
学习数值分析的经验
电机学概念以及公式总结
电机学知识点总结
数值分析考试复习总结
电机学简要总结
《电机设计》(陈世坤)课后习题答案(期末复习资料)
电机学总结.doc
华中科技大学电机学(上)总结
电机设计期末复习总结
电机学知识点总结
《机电传动控制》期末考试重点总结
电机学期末复习总结
数值分析知识点总结