不多介绍基本的东西了，本博客是以应试为目的。
机电系统主要是要对两大系统建模，（直流）电动机和发电机，所幸这两者的模型基本上没有什么区别。所用到的基本原理是电磁感应和电磁力定律。

基本定律

电磁力定律

带电导体在磁场中，若其电流方向与磁力线方向垂直，则其受到电磁力所用，大小F=BIl，方向由左手定则确定：磁力线穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指指向力的方向。

电磁感应

导体以速度v在垂直于磁感线方向上运动时，会在导体内产生e=Blv大小的电动势。

机电系统重要参数

有些东西说得其实不清楚，详见

极矩τ

标准定义是相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，不过我更倾向于认为它是一个磁极所能控制的周向距离。
τ=πD2np其中np为极对数

并联支路对数a

毕竟一个发电机不可能只有一个线圈，但是为什么要把每两条支路称为一对就不清楚了。总得来说使用时候就要意识到一共有2a条并联支路就对了。
//PPT上是不是误写成了串联？

重点参数计算

电枢电动势

首先，先计算出线速度，v=ΩD2=2π∗n60∗τnpπ=2npτ∗n60。其中n是每分钟转数，然后直径要用极矩来代替。
然后，由速度就可以得到一根导体上的电动势=Bavlv=ϕτv=2npϕ∗n60此处理解因为导体扫过的面上磁感应强度不一定均匀，所以用单级磁通除以面积得到平均的磁感应强度。最后我们用总的导体数除以并联支路数可以得到电枢电动势。


Eav=CEϕn

其中 CE=Nnp60a表示电动势常数，a为并联支路对数，N为电枢绕组全部导体数。

电磁转矩



fav=Bavliav=ϕτlliav



T1=favD2


要考虑到电动机一共有2a条并联支路，每条支路有分配电流；然后一共有N根导体，都受力。最后公式如下：



Te=NT1=CTϕIa


其中，

Ia为绕阻电流， CT=Nnp2aπ为转矩常数。

基本方程与建模方法

直流电动机的建模

电动机的重要参数
  • 额定电压UN(V)—在正负电刷间测得的电枢电压；
  • 额定电流IN(A)—流过电枢回路的总电流；
  • 额定转速nN(r/min)—输出额定功率时电机轴的转速；
  • 额定功率PN(W,kW)—对于电动机，额定功率是电机轴上输出的机械功率；
  • 励磁方式—旋转电机中产生磁场的方式，这个磁场可以由永久磁铁产生，也可以利用电磁铁在线圈中通电流来产生。电机中专门为产生磁场而设置的线圈组称为励磁绕组；
  • 额定励磁电流IfN(A)—额定有功功
    率及发电机无功功率处于额定值时的励
    磁电流；
  • 电机的效率ηN=PN/P1
常识类
  • p对磁极的直流发电机，单波绕组并联支路对数为1，单叠绕组为p。
  • 四级他励直流电动机极对数为2。
基本方程和运行原理
电压方程

电枢绕组可以看作一个反电动势（压降）、一个电阻和一个一个电感的串联。
励磁绕组可以看作一个电阻和一个电感的串联。


Ua=ea(t)+Raia(t)+Ladia(t)dt



Uf=Rfif(t)+Lfif(t)t


当电机稳定时可认为电流不变，从而写出稳态电压平衡方程式。

转矩方程

认为是电磁转矩作为拖动转矩，克服制动转矩（空载转矩、负载转矩）而产生对运动方式的影响


Tem=T0+T2+JdΩ(t)dt


角速度不变得稳定方程。

功率方程



P=UfIf+UaIa=Pf+Ia(Ea+RaIa)=Pcuf+Pcua+PM


功率主要有三个部分，一个是输出到电机，另外励磁绕组和电枢绕组上的损耗。

发电机的建模

不想写了，参照上面自己推