直流电动机的反电动势
电力电子变流技术课后答案第2章
电力电子变流技术课后答案第2章第二章 单相可控整流电路习题与思考题解2-1．什么是整流？它是利用半导体二极管和晶闸管的哪些特性来实现的？解：整流电路是一种AC ／DC 变换电路，即将交流电能变换为直流电能的电路，它是利用半导体二极管的单向导电性和晶闸管是半控型器件的特性来实现的。
2-2．某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V ，电流为20A ，采用单相半波可控整流电路直接从220V 交流电网供电。
计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值，并选择晶闸管。
解：(1)整流输出平均电压Ｕd =⎰παωωπ22).(.sin 221t td U =⎰παωωπ).(.sin 2212t td U=2cos 145.02cos 1222ααπ+≈⎪⎭⎫⎝⎛+U Ucos α=5152.0122045.0752145.022=-⨯⨯=-UUd则 控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120°(2).负载电流平均值I d =R U d=20(A)则 R ＝U d ／I d ＝75／20=3.75Ω负载电流有效值I ，即为晶闸管电流有效值I V1，所以 I =I V1=()⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛παωωπt d t R U 22sin 221=παπαπ22sin 412-+RU＝37.6(A)(3).当不考虑安全裕量时I V1=k fe I VEAR =1.57I VEAR则晶闸管通态平均电流 I VEAR =I V1 /1.57=37.4 /1.57=23.9(A)晶闸管可能承受的最大正反向电压为311220222≈⨯=U (V)所以，可选择额定通态平均电流为30A 、额定电压为400V 的晶闸管。
按裕量系数2，可选择额定通态平均电流为50A 、额定电压为700V 的晶闸管。
2-3．带有续流二极管的单相半波可控整流电路，大电感负载保证电流连续。
试证明输出整流电压平均值2cos 122απ+=U Ud，并画出控制角为α时的输出整流电压u d 、晶闸管承受电压u V1的波形。
直流电动机的反电动势
直流电动机的反电动势
目的通过直流玩具电动机的启动、调速过程中电流强度的变化，显示反电动势的存在及反电动势与转速的关系。
器材直流玩具电动机(额定电压6V)，蓄电池(或直流电源)，大型示教电流表，大型示教电压表，电键，导线等。
操作
(1)如图连接电路。
闭合电键，启动电动机，观察电流表的读数变化。
在闭合电键的瞬间，电流表的读数突然增大。
这是因为电动机转速为零时，没有反电动势，电流强度I＝U/R。
(2)电动机转速逐渐增大时，电流表读数逐渐减小，电压表的读数保持不变。
这是因为电动机转速增大时，反电动势ε反也随之增大，
(3)用大姆指和食指捏住电动机转轴，增大阻力矩。
在电动机转速降低的同时，可以看到电流表的读数增大。
这是因为电动机有负载时，转速降低，反电动势减小，输入电流增大，使动力矩增大，来达到新的平衡。
(4)分析以上实验现象，输入电动机的电压U＝ε反+IR保持不变。
输入电动机的总功率为IU，随着电流的增大而增大。
IU=Iε反+I2R，其中I2R这一部分为发热的功率，余下的Iε反这一部分就是转变为机械能的功率。
直流电机内部反电动势
直流电机内部反电动势
直流电机内部反电动势
直流电机作为一种典型的无刷电动机，在工作过程中，会产生内部电动势，这种电动势被称为反电动势。
这里我们将对直流电机的内部反电动势简单介绍一下，供大家参考。
一、直流电机内部反电动势的产生原因
首先，在直流电机的内部，当电动机的转子受到外部电源的驱动时，会形成一种电磁扭矩，将转子强行绕着电机定子的磁轨旋转，从而使转子受到外部的正电动势的推动而旋转。
其次，在直流电机的内部，转子上有许多小铁心，电流流经后形成分布在转子上的磁场，与外界的驱动磁场发生相互作用，形成反向电动势。
二、直流电机内部反电动势的影响
当反电动势的影响比较大时，电机无法满足额定的工作电流要求，出现过温和过流现象，从而影响电机的性能，而且由于反电动势的影响，会导致电机的效率降低，进而减少电机的有效功率。
三、直流电机内部反电动势的抑制方法
针对反电动势的影响，有一些抑制方法，比如：增大定子匝数，增大定子电感，减小定子抗拉抗，加装绝缘电容，增大励磁电流等，以此来降低反电动势的影响，使电机工作正常。
以上就是关于直流电机内部反电动势的介绍，希望对大家有所帮助，实现电机的正常运行。
直流电动机的调速方法
直流电动机的调速方法
直流电动机是一种常见的电动机类型，可通过多种方法进行调速。
下面将介绍几种常用的直流电动机调速方法。
1. 电阻调速法：
通过改变外接电阻来改变电动机的终端电压，进而控制其转速。
调速范围相对较小，不适用于大功率电机。
2. 变磁调速法：
通过改变电动机的磁场强度来改变转矩和转速。
涉及到控制
电动机的励磁电流和电枢电流，调速范围较大。
3. 反电动势调速法：
利用电动机内部产生的反电动势，通过控制电源电压或电动
机的励磁电流来调节电机转速。
调速范围较大，但需要使用复杂的控制装置。
4. PWM调速法：
利用脉冲宽度调制技术，通过改变电源给电动机的占空比来
调节电机转速。
调速范围广，控制简单，效果较好。
5. 使用可变频率变电压供电系统：
通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速。
调速范围广，但需要较复杂的电力电子设备。
以上是几种常见的直流电动机调速方法，不同的方法适用于不
同的场景和需求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的调速方法。
电机线反电势与相反电势的关系_解释说明
电机线反电势与相反电势的关系解释说明1. 引言1.1 概述电机的线反电势和相反电势是电机运行过程中的重要概念。
线反电势是指在电机的绕组中产生的自感感应电动势，而相反电势则与磁场变化相关，并对电机的运行状态产生影响。
1.2 文章结构本文将对电机线反电势与相反电势之间的关系进行详细解释与说明。
首先，我们将介绍线反电势和相反电势的定义与原理。
其次，我们将分析导致线反电势产生的因素以及这些因素对线反电势的影响。
然后，我们将探讨逆变器在调节和控制相反电势中所起到的作用以及相关应用研究。
最后，通过总结和展望，我们将呈现本文的结论及未来研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨并阐述电机线反电势与相反电势之间的关系，并分析其产生原因、影响因素以及逆变器在调节和控制相反电势中应用的研究情况。
通过全面解释论述，在此基础上提出进一步研究的建议，以促进对电机线反电势与相反电势关系的深入理解和应用。
2. 电机线反电势与相反电势的定义和解释2.1 电机线反电势的概念与原理在讨论电机线反电势之前，首先需要了解什么是电机。
简单来说，电机是一种将电能转化为机械能的装置。
当外加给定的直流或交流电源时，电机内部会产生磁场，并通过线圈内导体中的感应现象产生反向的感应电动势，即所谓的"线反电势"。
具体来说，当一个导体（通常是线圈）在磁场中运动时，它会剪切磁力线并产生感应电动势。
这个感应过程可以用法拉第定律来描述，即感应电压等于导体长度方向上磁力线变化速率乘以该导体上法向磁感应强度之积。
因此，对于一个旋转的线圈而言，在每个时间点上都会有不同大小和方向的感应电压产生。
这种由旋转线圈产生的感应电压被称为"线反电势"（也称为背EMF）。
当我们给定一个恒定的输入电压来驱动这个旋转线圈时，如果没有其它影响，那么由于线反电势的存在，感应电压将减小到与输入电压之间的差值。
因此，线反电势实际上是一个抵消输入电压的作用，阻碍了电流的流动。
反电动势常数与反电动势的关系
反电动势常数与反电动势的关系反电动势（ Back（EMF）是指在电动机、发电机或变压器等设备中，当有电流通过时产生的电动势。
而反电动势常数是指在这些设备中，反电动势与电流之间的关系。
在直流电动机中，反电动势与电机转速（ 转子的转动速度）成正比。
通常情况下，反电动势 E）可以表示为：
E=k⋅ω
其中：
•E（是反电动势；
•k（是反电动势常数；
•ω（是电机的角速度 转速）。
反电动势常数（k（是描述设备特性的参数，表示单位转速时产生的反电动势。
它的数值通常由设备的设计和物理特性决定，与设备的构造、线圈匝数等有关。
在直流电动机的运行中，反电动势产生的原因是由于电机运转时线圈在磁场中产生感应电动势，反向于施加在电机上的电压，从而形成反电动势。
这个反电动势与电机的机械转动速度有关，且反电动势常数（k（反映了这种关系。
这个关系式可以用于估算电动机在不同负载或电压条件下的转速，以及在电机制动时产生的反电动势大小。
1/ 1。
电机反电动势
电机反电动势电机反电动势是指电机在运行时，由于电枢电流变化引起的一个电磁现象。
反电动势的作用是与电源提供的电动势相抵消，使得电机运行时的实际功率与电源输出的功率相等。
因此，反电动势被认为是电机能效的重要指标之一。
反电动势的产生原理电机反电动势产生的原理是在电枢中通过线圈产生了磁场，电枢在转动过程中，与磁场相互作用会引起感应电动势。
这个感应电动势的极性与励磁电动势的极性相反，所以称为反电动势。
通俗地讲，反电动势就是电机转动时，它所产生的电动势，它的方向与供电电压的方向相反，它的大小与电机实际的运行速度成正比。
具体而言，电动机的反电动势与磁通量成正比，它的公式为：Eb = K * Φm * N其中，Eb表示反电动势；K是电机的常数；Φm是电机的磁通量；N是电机的转速。
反电动势的作用不同类型的电机都存在反电动势，它们的作用有所不同。
主要作用如下：1. 直流电机反电动势的作用在直流电机中，反电动势扮演着非常重要的角色。
反电动势可以使得直流电机在负载变化时，能够保持一定的转速稳定性。
同时，反电动势还可以减小电机的起始电流，降低起动时的负载。
2. 感应电机反电动势的作用在感应电机中，反电动势会产生涡流，这会减小电流的强度，从而避免电机发生过载。
此外，感应电机的反电动势还可以缩短电机转速提高平均功率因素和效率。
3. 同步电机反电动势的作用在同步电机中，反电动势的作用不太明显，因为同步电机的电动势与反电动势相等，它们会相互抵消。
但是，在实际运行中，同步电机有可能出现逸出现象，此时反电动势会比电动势稍微大一些，从而使电机稳定地运转起来。
如何提高反电动势为了提高电机的效率和能力，需要提高反电动势。
以下是一些提高反电动势的方法：1. 增加电机的磁通量电机的反电动势与磁通量成正比，因此增加电机的磁通量可以有效地提高反电动势。
2. 增加电机的转速电机的反电动势与转速成正比，因此增加电机的转速也可以提高反电动势。
但是，需要注意的是，增加转速时，需要保证电机的负载能够承受。
他励直流电动机反电动势
他励直流电动机反电动势
他励直流电动机的反电动势是指电动机在逆向磁场作用下，产生与原磁场方向相反的电动势。
反电动势的大小与电动机的转速、磁通量、磁极对数等因素有关。
在理想情况下，如果电动机的转速为零，则反电动势也为零。
随着电动机转速的增加，反电动势也会相应增加。
在实际情况中，由于存在机械摩擦、电源内阻等因素，即使电动机转速为零，反电动势也不会完全消失，而是会保持在一个较小的值附近。
反电动势对于直流电动机的工作过程有重要影响。
通过调节电动机的输入电流和反电动势的大小，可以实现电动机的调速和正反转控制。
此外，反电动势还与电动机的能量转换有关，是衡量电动机性能的重要参数之一。
因此，在实际应用中，需要根据具体的工作环境和要求，选择合适的电动机和控制器，并对其进行合理的维护和保养，以保证其正常工作和延长使用寿命。
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以后 工 作 中如 何 来 处 理 电 源 的 中线
以得 到 事 半 功倍 的效 果
。
。
运 用 理 论 与 实 验 相 结 合 的教 学 方 法 可
,
的 相 电 压 会 超 过 额 定 电压 而 其 它 相 电 压 又
,
注 重 培养学生从 理
低 于 额 定 电压 由 于 实 验 的 结果 使 学 生 对 上 述 习 题 类
,
就 并 励 直 流 电动 机 为 例 电 路 如 图
电
耗
所 需 的 电流 很 小 但 此 时 反 电 动 势
,
。
很
动机 从 电源 吸 收 的 功 率
分 转变 为 电磁 功 率
电动 机 的 铜 损
、
。
分 为 两 部分 一 部
, ,
大
势
有 一 少 部 分 损耗 在
,
当 负 载增加 时 电动 机 转速 变 慢 反 电 动
。
,
况 下 虽 然 电动 机 在 转 动 但 电 流 很 小 因 为
动 势 是 在 电 动 机 转 动 过 程 中 把 电 能 转变 为
,
,
这 时在 轴 上 能量 转 化 很 小 只 是 空 载 时 所 消
机 械能 时 每 单位 电荷 所 传 递 的能 量
。
耗 的 能 量 和 在 电 枢 绕 组 和 励 磁 电 阻上 的 热 损
电压 平 衡 方 程
一
,
,
“
”
,
,
。
十
,
,
它 正 是 电动 机
,
最 大 输 出 功 率条 件 为
,
,
得到
,
的 反 电动 势
,
,
外加 电动 势 这个名词 是 毫无
。
。
将 这 一 结 果 代入 原 公式 得 到
。
意 义 的 从 电压 平 衡 方 程 来 看 指 的 好 象 是 加 在 电 动 机 两 端 的 电源 电 压
,
,
电 枢绕 组 和 励 磁 绕 组 的 电 阻 上 这 部 分 就 是 △
,
减小 引 起 电流
, ,
,
增加 电 动机超 载时
,
,
三部分功 率关 系 式 为
转 动更会减 慢 导致反 电动 势
、
很小
,
就
二
△
、
由于
、
,
》 得
,
・
勺
,
。
,
所以
会增 加 到 极大 这 时 电流 在 电枢 绕组 上 产 生
的 热 量 二 很大 会 使绕 组 导 线 达 到 危 险 程
, ,
,
,
即 内外 阻 抗相 匹 配 时输 出的功 率 最 大
。
电 压 平衡方 程 它
,
电 动 机 的 反 电 动势是 电 能转换 为 机 械 能
是 满 足 能 量 守 恒 的 也 就 是 说 电 动 机 电枢 两
端 的 电压 方程 也 是 电动机 能 量 转 换 所遵 从
的规 律
。
时 每 单 位 电荷 所 传 递 的 能 量 但 有 人 提 出 电
决 这 一 问题 把 公 式 电流
, ,
为 了解
,
是 消耗 在 电 枢 电 路 欧 姆 电阻 上 的 每 单 位 电 荷
的 能 量 它 并 不是使 电动 机 转 动所 需 要 的 能
,
,
,
十
两边乘以
得
。
,
,
。
了
,
,
令
,
得
,
量
一
。
一
,
并对 电流求导 有
,
如 果 一 定 要 说 驱 动 电动 势 的话 按着
,
称
。
位 的漂 移
,
,
。 叫 中 点漂 移 电 压
,
。
通 过 实 验 使 学 生 切 实 体会 到 在 三 相 负 载 不 对称 星 形 接法 中 中线 的 重 要 性 以 及 在
, , ,
,
,
通 过 实 验 得 出 由 于 中点 电 位 浮 动 的 结 果 使 两 个 中点 间 产 生 了 漂 移 的 电压 使 三 相 负 载 的 相 电压 不 对 称 其 中 必 有 一 相 或 两 相
,
。
大 电流
。
,
,
很小
,
很 小 因而 输 出 功率很
, , , ,
。
势 由
, ,
小 反 之 在超 载 运 行 时 输 出 功 率 也 很 小 因
,
乙
。
对 比来 看 驱 动 电 动 势
,
。
为这 时 电 动 机 的转 速 很小
很小
, ,
。
等 于 卫 这 种 说 法 肯定 是 错 误 的
,
因为
什 么 时 候 电动 机 输 出率 最 大 呢
子 的动能 近于
, ,
书籍 阐 述 存 在 着 不 清 和 混 乱 甚 至 有 明显 的 错 误 反 电动 势 通 常被 认 为 是 一 种 阻 碍 能量
,
。
随着 转 速 的增 加
, , ,
,
在数 值上 趋
。
此 时 电 流 很 小 趋 近于 零 在 极 限 情
,
, ,
流 向 电动 机 的 作 用 实 际 上 电动 机 中 的反 电
总第
期
。
直 流 电动机 的 反 电动 势
陈国范
黑 龙 江 省 纺 织 工 业 学校
摘要 》 通过 直 流 电动 机反 电动 势 的理 论 分 析 证 明 直 流 电动 机 电 枢 两 端 的 电 压 方 程 是 电
,
,
动 机 能量 转 换 所 连 从 的 规律
。
关 键 词 直 流 电 动机
反 电动 势
,
有 输 入功 率 为
△
代人 上 式
以
,
,
十 子
,
,
,
方程 两 端 除
度
。
得到
,
,
。 ,
是 代 表 电动 机 电
。
电动机 输 出的机 械功率为
△
,
。
,
枢 上 电阻 产 生 的 热 量
和
代 表 电动 机 电 枢 上
成正
,
。 、
△
。
空 载损 耗
,
这 也 就是
。
输 出 的 机 械 能 二 者 都是 对 单位 电 荷 而 言
, , ,
,
中点 和 负载 中点 当 负 载 不 对 称 并无 中线 的 三 相 负 载 星 形 联 接 时 两 个 中点 间 的 电位 不
使 负 载 中点 与 电 源 中 点 电 位 相 等 每 相 负 载
电压 等 于 电 源 的 相 电 压 即 负 载 的 相 电压 对
再 等 于 电 源 中 点 的零 电 位 即 产 生 了 中 点 电
,
电磁转矩
, ,
争变比。,币,
为磁 路 的磁 通 平均 值
的 大小 从
,
,
与
。
成正
,
、
。
二
一
,
式得 出
为 一 常数
。
的大小 直 接影 响
的大小
,
于
凡
飞
电 动 机 的 反 电 动 势 的 大 小 又 由转 速
来决
定
通 过 上 面 的 分析 可 得 出 传 给 机 械 负 载
,
功 率是
・
。
,
负载小 的电动机 的 转 速 “ 大
,
动 机 的 转 动 是 由驱 动 电 动 势作 用 的 结 果
即 驱 动 电动 势
。
外加 电动 势 一 反 电动
收稿 日期
一
一
上接 线时
,
页
生 再也 不会产生 疑 向 了
。
。
,
当无 中线 时 三 相 负 载 不 对
,
同时 在 实 验 中 叫学 生 测 量 有 中线 负 载 对 称 不 对 称 和 某 相 断 路 时 的 各 相 电压 值 使
,
。
论
型 题 就不难理 解 了
。
。
因 中点 电 位 的 漂 移 使
,
。
。
所 以 电压
。
,
学
作 —实 验 —工培 养这 是 一 条 使 学 生 成 材 的成功之路 也 是 学生 的学 习 究 —研 的 —发 明 科 学 之路 日 期 一 一 收稿
,
。
,
,
、
,
,
称 或 某 相 断路 时 在
。
。半
,
并 有 一定 数值 通
这 种 现象 的存
, ,
。
过 实 验 使 学 生 确认
因为
。
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学 生 在 实 验 中掌握 中 线 的 作 用 是 使 每 相 负 载
。是 两 个 中点 间 的 电压 即 电 源
,
都直 接 与 电 源 相 连 接 保证 中 点 电 位 不 浮 动
是 常数 而
,
, , ,
说 电动 机 究 竟 输 出 多少 功 率 可 以 用 电 动 机 轴上 输 出 的转矩
,
和 电动 机 的 转 速
,
和 轴上 旋转 的角速度
。
比关 系 即
二
中
当
‘
一 常数
。
卜
劣 浮
毒
。
—不 变 时