电机与拖动第2版第6章三相异步电动机的电力拖动(修订)-机工
电机与拖动精品课件三相异步电动机的电力拖动
损及过载能力的大小。为了保持变频率前、后过载能力不变，要
求下式成立：
U12 f12TN
U12 f12TN
及 U1 U1
f1 f1
TN TN
1、恒转矩变频率调速 对恒转矩负载 U1 f1 常数
U1 f1 此条件下变频调速，电机的主磁通和过载能力不变。
2、恒功率变频率调速
对恒功率负载
PN
TN nN 9550
一、变极原理 变极调速只用于笼型电动机。 以4极变2极为例： A相两个半相绕组线圈，正向串联，定子绕组产生4极磁场：
若改变界线方式,使两个半相绕组反向串联和反向并联， 定子绕组产生2极磁场：
2极磁场
反向串联
反向并联
2) D-YY变换
端点1 ,2 ,3接电源，中点4 ,5 ,6空着，三相绕组的另一端依次首 尾相接，形成D接法
练习
填空: 1.用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法
起动时的 ,所以对降低 很有效 但起 动转矩也只有直接用△接法起动时的 ，因 此只适用于 启动。 2,笼型异步电机的降压起动方法 有： 、 、 。 3.绕线型异步电机的降压起动方法 有： 、 。
判断题
1.三相异步电动机进行降压起动时，起动电 流变小，起动转矩变大。（ ）
1.起动电流大的原因 起动时, n 0, ,s转 1子感应电动势大,使转子电流大,根据磁动势
平衡关系,定子电流必然增大.
2.起动转矩不大的原因
从下述公式分析 Tst
Tem
CT
0
I
' 2
ห้องสมุดไป่ตู้
cos 2
起动时, s ,远1 大于运行时的 ,转s 子漏抗
尽管 很大I,2但 并不I2 大cos.2
电机与拖动 刘锦波第6章 习题解答
sN = n1 − n N 1500 − 1460 = = 0.027 n1 1500
（2）根据三相异步电动机机械特性的实用公式
Tem 2 = s sm Te max + sm s
式中， Fφ 1 = 0.9
N 1 k w1 I 为一相绕组所产生的基波磁势的幅值。 p
两相绕组所产生的基波合成磁势为
f1 (θ , t ) = f A1 (θ , t ) + f B1 (θ , t ) 2 = Fφ cos(ωt − θ ) = Fφ 1 cos(ωt + θ ) + Fφ 1 2 cos(ωt − θ ) + Fφ 1 2 cos(ωt + θ − 180 o ) + Fφ1 2 cos(ωt − θ )
r2 r + RΩ = 2 sN s
转子回路应外串的电阻为
RΩ = (
（2）根据
s 0.333 − 1)r2 = ( − 1) × 0.02 = 0.182Ω sN 0.033
r2′ P s = em = Ω1 2πn1 / 60 ′ m1 I 2
2
Tem
转子回路外串的电阻时，电磁转矩保持不变，又
r2 r + RΩ ，因此，转子 = 2 sN s
得
TemN 1 2 = = s N sm Te max λ M + sm s N
于是，临界转差率
s m = s N (λ M ± λ M − 1)
2
= 0.027 × (3.1 ± 3.12 − 1) ⎧0.163 =⎨ ⎩0.0045(舍去)
6-B三相异步电动机运行 电机及其拖动基础课件
（3）阻抗折算 根据折算前后转子铜耗不变的条件，可 得
（6—55）
根据折算前后无功功率不变的条件，可得 2
m1 I 2 X 2 mI 2 X 2
电机与拖 动基础
（6—60）
综上所述，经 过频率折算和 绕组折算以后 异步电动机负 载运行的基本 方程式为
（6—61）
电机与拖 动基础
从上述异步电动机的五个方程中解出 Ù1/İ1 来，即
电机与拖 动基础
电机与拖 动基础
电机与拖 动基础
6.5.2
三相异步电动机的转矩
电机与拖 动基础
转矩方程式
（6—67） 即： （6—68）
电机与拖 动基础
还可以推导出电磁转矩
（6—69）
[例6—5]某三相绕线式异步电动机，额定数据 为：PN＝30kW，UN＝380V，fN＝50Hz nN＝578r/min ,Y接法。定、转子绕组数据为： W1＝80匝，kw1＝0.93；W2＝300匝，kw2＝ 0.95。已知该电机的电路参数为： R1＝0.123，X1＝0.127，R2＝0.0176， X2＝0.187，Rm ＝1. ， Xm＝9.8。试求： (1)转子漏阻抗的折算值R2′及X2′ ； (2)用简化等效电路计算额定电流IN； (3)额定运行时功率因数cos2及效率η 。
0 m 0 1
（6—36） 此电压方程对应的等效电路如图 6— 25（a）所示，此等效电路对应的相 量图如图6—25（b）所示。
I 0 Zm I 0 Z1
电机与拖 动基础
电机与拖 动基础
3．异步电动机转子绕组短路堵转时的电 磁关系 将转子绕组短接，用短路棒将电动机转 轴卡住，使电动机运行在短路堵转状 态。见图6－24（b）图。比较（a）及 （b）两图。
电机与拖动考试试题及答案
《电机与拖动》试题库第一部分直流电机一、填空题：1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。
(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确,使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同;励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态,当_______时为发电机状态。
（E a<U；E a>U）3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组.(叠绕组；波绕组;叠）4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。
（相反;相同）5、单迭和单波绕组，极对数均为p时,并联支路数分别是_______,_______.（2p；2）6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。
（每极气隙磁通量；电枢电流)7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______,物理中性线朝_______方向偏移。
(电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁;气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用）二、判断题1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。
（）(F）2、一台直流发电机,若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。
（）（T）3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。
（F）4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的,因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。
（)（F）三、选择题1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。
（1）（1）电枢绕组；(2)励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组2、直流发电机电刷在几何中线上,如果磁路不饱和,这时电械反应是（）(3）(1）去磁；（2)助磁;（3）不去磁也不助磁.3、如果并励直流发电机的转速上升20%,则空载时发电机的端电压U0升高（）。
电机与拖动第6章同步电机的电力拖动
6.3 三相同步电动机的调速
一、 他控式变频调速
独立的变频装置为电机 提供变频变压电源
1. f1＜ fN 时，要保持 U1 = 常数 f1 以隐极同步电动机为例，有下面的关系 U1 E0 TM = 3 Xs Ω E0 = 4.44 kw1 N1 f1Φ0∞ f1 Xs = Xa＋Xσ = 2π f1 (La＋Lσ) = 2π f1Ls ∞ f1 2π 60f1 2π f1 ∞ f 2π Ω= n= = p 1 60 p 60
功率角 θ 的物理意义 同步电动机的矩角特性类似于异步电动机的机械特性， 其中的功率角θ相当于异步电动机的转差率s。 同转差率一样，随着负载转矩的增加，功率角将有所增 加，由矩角特性可知，电磁转矩将相应的增加，最终电 磁转矩与负载转矩相平衡。但同步电动机仍保持同步速 运行。
同步电动机的过载能力 当 I1L = IN 时，满载。 当 I1L＞IN 时，过载。 不允许长期过载，允许短时过载。短时过载 时要求 TL＋T0＜TM 。 过载能力（当U1L = UN，If = IfN时）： TM αMT = T = 2 ~ 2.5 N TM 1 ※ 三相隐极同步电动机： = TN sinθN
6.3 三相同步电动机的调速
pkw1N1 U1 3 TM = Φ0 Ls f1 2√ 2 π 2. f1＞fN 时，要保持 U1 = UNP 不变 U1 则 U1＞UNP，这是不允许 若保持 = 常数， f1 的。因此，只有使 U1 = UNP ， f1 ↑ → TM ↓ 。 若要保持一定的过载能力，可以调节 If ，即 If ↑ TM 基本不变。 f1 ↑
直流无换向器 电动机示意图
位置检测器
优点： 不存在失步和振荡问题（与他控式相比，因自控式同步电动 机定子绕组的通电频率以及由此产生的定子旋转磁场受控于转 子转速）； 转子的惯量较小，快速性和可靠性高，调速范围较宽；（因 无机械式电刷与换向器，且具有直流电动机的性能）；
电机与拖动基础_第六章第2版_(许建国_著)习题答案
第六章6 . 1 题6 . 1图所示的某车床电力拖动系统中,已知切削力F=2 000 N ,工件直径d=150 mm ,电动机转速n=1 450 r /min,减速箱的三级转速比1j =2 ,2j =1.5 ,3j =2 ,各转轴的飞轮矩为2aGD =3. 5 N ·2m (指电动机轴), 2b GD = 2 N·2m ,2c GD =2 . 7 N·2m ,2d GD =9 N·2m ,各级传动效率1η=2η=3η=90% ,求:题6 . 1图( 1 )切削功率; ( 2 )电动机输出功率; ( 3 )系统总飞轮矩;( 4 )忽略电动机空载转矩时,电动机电磁转矩; ( 5 )车床开车但未切削时,若电动机加速度dtdn =800 r /min ·1-s ,忽略电动机空载转矩但不忽略传动机构的转矩损耗,求电动机电磁转矩。
解: ( 1 )切削转矩 150215.020002=⨯=⨯=d F T N ·m工件转速 min /7.24125.121450321r j j j n n f =⨯⨯==切削功率 KW n T T P ff 796.360107.2411416.321506023=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=-π( 2 )电动机输出功率 KW PP 207.59.09.09.0796.33212=⨯⨯==ηηη( 3 )系统总飞轮矩 23222122221221222j j j GD j j GD j GD GD GD dc b a+++==55.425.1295.127.2225.3222222=⨯⨯+⨯++ 2.m N( 4 )电动机电磁转矩 m N n P P T M .29.3414501416.3210207.56060/2322=⨯⨯⨯⨯==Ω=π( 5 ) dt dn GD T a M 3752=+12121)(3751ηdt dn j GD b +21222121)(3751ηηdt dn j j GD c+32123222121)(3751ηηηdt dn j j j GD d =⨯375800(3.5+9.0222⨯+2229.05.127.2⨯⨯+32229.025.129⨯⨯⨯) =⨯3758004.769=10.17 2.m N6 . 2 龙门刨床的主传动机构如题6. 2图所示。
电机与拖动-第6章三相异步电动机电力拖动运行.概要
转速为 n = ( 1－s ) n1 = ( 1－0.0101 )×1 500 r/min = 1 485 r/min
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第6章 三相异步电动机电力拖动运行
6.1.2 人为机械特性 1. 降低定子端电压时的人为机械特性 n 降低 U1 转速稳定后 0.8UN n1 UN 若TL = TN ，则 sm s＞ sN ， n＜ nN m1 R2 Tem = I2 2 1 s O 0.64Tm Tm 1 2 1 2 sN I2N = s I2 ， I2 ＞I2N 结论： sm 不变；稳定运行段的特性变软了；
三相异步电机电磁转矩物理表达式 Pem = m2 E2 I2 cos2 E2 = 4.44 f1 kW2N2m Tem = Pem
1
60Pem p Pem = 2n = 2 f1 1
Tem = CTm I2 cos2
※ 电磁转矩常数:
4.44 pm2kw2N2 1 CT = = pm2kW2N2 2 2
n n1 sm sm Rf (Xf) O
Rf = 0 (Xf = 0)
Tst Tem
Tst
结论 ： ① 定子回路串对称 Rf 或 Xf 不改变 n1 。 ② Rf (Xf ) ↑→ Tm、Tst ↓。 ③ Rf (Xf ) ↑→ sm↓，使临界点上移。
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第6章 三相异步电动机电力拖动运行
2. 起动转矩 Tst s = 1 时： 2 m1p U1 R2 Tst = 2f1 ( R1＋ R2)2 ＋(X1＋X2 )2 结论：
① 当 f1 和电机参数不变时，异步电机的 Tst 与电源相电压 U1 的平方成正比。 ② 当 U1 和 f1 一定时，Tst 近似与定转子漏抗之和成反比。 ③ 在一定的范围内增加 R2 时，可增大 Tst 。 当sm= 1 时，Tst = Tm，Tst 最大。
任务一 三相异步电动机的通电运行与测试电子教案 电机拖动与调速技术(第2版)
任务一三相异步电动机的通电运行与测试教学设计任务一三相异步电动机的通电运行与测试 预习这一局部重点了解以下内容:＞复习电工基础知识：• 磁动势的概念；感应电动势的概念；• 变压器的等效电路的知识；有功功率、无功功率的概念。
＞复习电工测量知识电压表、电流表的使用；• 功率表、功率因数表的使用。
内容引入匠是指那些有专长的工艺匠人，他们练就一门娴熟的手艺需要长期的专注和 付出，但“工匠精神”不是工匠们独有的品质，而是在各行各业无不存在：飞机 制造工人胡双钱一把铿刀一握36年，练出了 “金属雕花”的过人本领，这是制 造工人的“工匠精神”；骨科医生梁益建妙手挽救患者生命，仁心募集医疗善款， 站上医学与医德的巅峰，这是医务工作者的“工匠精神”；河北教授李保国几十 年如一日扎根太行山区，先后完成山区开发研究成果28项，培育出多个全国知 名品牌，这是科研工作者的“工匠精神”……从本质上讲，“工匠精神”是一种 职业精神，其内涵包括爱岗敬业、精益求精、持之以恒和开拓创新，一言以蔽之 就是执着地把事情做到完美。
教学内容任务准备一、三相异步电动机的特点二、三相异步也动机的磁动势与感应电动势三.三相异步电动机的等效电路与相量图任务实施实训模块1三相异步电动机功率的计算与测量区湖畿励周溺逋携战领为能导实训模块2 三相异步电动机的运行机械特性任务小结任务检测教学目标教学目的：理解三相异步电动机的运行原理、相关参数测试，理解三相异步电动机的机械特性，掌握相关参数的测量、计算方法。
教学要求：理解三相异步电动机的运行原理。
能对实际的三相异步电动机进行通电运行、相关参数测试，使学生进一步理解三相异步电动机的机械特性，掌握相关参数的测量、计算方法，进而学会对三相异步电动机运行情况的分析。
教学重点及难点教学重点：三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡方程；相异步电动机的机械特性。
教学难点：三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡方程。
解决方法：课堂教学结合功率流程图的分析、现场演示、课堂体验综合讲解。