第7章电动机容量的选择.
电机课件第七章
单相异步电动机的感性认识
课题一 单相异步电动机原理、结 构和分类
主要内容： 一、脉动磁场的分布和合成 二、单相异步电动机分类 三、单相罩极式异步电动机 四、单相电阻启动异步电动机 五、单相电容运行异步电动机 六、单相电容启动异步电动机 七、双值电容单相异步电动机 八、单相异步电动机的启动开关
一、脉动磁场的分布和合成
一脉动磁场的分布和合成一脉动磁场的分布和合成二单相异步电动机分类二单相异步电动机分类三单相罩极式异步电动机三单相罩极式异步电动机四分相式异步电动机四分相式异步电动机主要内容主要内容l一单相异步电机绕组概述一单相异步电机绕组概述l二绕组的基本术语二绕组的基本术语l三电阻启动或电容启动电动机定子绕组三电阻启动或电容启动电动机定子绕组l四电容运行电动机定子绕组四电容运行电动机定子绕组l五正弦绕组简介五正弦绕组简介一单相异步电机绕组概述一单相异步电机绕组概述l单相异步电动机定子绕组分为
LZ1
LF1
LZ2
LF2
四、电容运行电动机定子绕组
特点: 因启动绕组长期接在电源上，为 了产生理想的旋转磁场，启动绕组 和工作绕组各占1/2槽，匝数和截 面积也相等或接近。
例 7-2 电容运行单相异步电动机定子槽数 z=24，要数2p=4，试画出展开图
解：计算极距
z 6 2p
工作绕组槽数和启动绕组槽数
当单相交流电通入单相定子绕 组时，就会在绕组轴线方向上 产生一个大小和方向交变的磁 场，称为脉动磁场。 脉动磁场：空间位置不变，磁 感应强度B的幅值在时间上随交 流电流按正弦规律变化。磁场 不会旋转，不切割磁力线，也 就不会产生启动转矩。 所以单相异步电动机是不会自 行启动的。
为了便于分析，把这个脉动磁场分解为大小相等、 方向相反的两个旋转磁场。如下图所示;
电动机选择和容量计算
电动机选择和容量计算电动机选择和容量计算电动机的选择和容量计算电动机选择的基本要求（GB__－93,第2.2.1条）：电动机的工作制、额定功率、堵转转距、最小转距、最大转距，转速及其调节范围等电气和机械参数，应满足电动机所拖动的机械（以下简称机械）在各种运行方式下的要求。
1.电动机的类型选择电气传动系统由电动机、电源装置和电气传动控制系统三部分组成。
经常使用的电动机类型可以分为：笼型电动机异步电动机交流电动机绕线型电动机普通同步机励磁同步电动机无换向器电动机磁阻电动机永磁并激（他励）串激（串励）直流电动机复激（复励）永磁直流电动机（小功率）常用的电动机类型及各类电动机的比较如下：(1) 笼型电动机：结构简单、耐用、可靠、易维护、价格低、特性硬，但起动和调速性能差，起动时的功率因数低（0.25左右），一般无调速要求的机械应广泛采用。
在变频电源供电的情况下可变频调速。
变极多速电动机，可分级调速，但体积大，价格较贵。
笼型电动机的自然机械特性如图1所示。
图1常用的表达式为：M=2McrSScr ScrS电动机选择和容量计算式中M―电磁转矩（N-m）;Mcr―临界转矩（N-m）; S―转差率；Scr―临界转差率。
(2)绕线型电动机：因有滑环，结构复杂，维修麻烦，价格比较贵。
但由于它的起动力矩大，起动时的功率因数高，且可进行小范围的速度调节，控制设备也简单，故适用于电网容量小，起动次数多的机械，如起重机上的机械设备。
此外，绕线型电动机也用于需要软化特性的机械，如带飞轮的剪断机等。
绕线型电动机的自然机械特性和表达式与笼型机相同。
（3）同步电动机：恒转速输出，功率因数可调，价格贵，一般只在不需要调速的高电压、大容量的机械上采用，以改善并提高电网的功率因数，如鼓风机、空压机及水泵等设备。
但是，近年来，随着变频技术的发展，高电压、大容量的同步机已广泛用于冷、热轧机的主传动上，其优点是：a. 功率因数高，效率高，因此需要的变频装置的容量小。
机电传动控制复习题(附答案)
机电传动控制复习题第一章 绪论部分 一 单项选择题：1 机电传动的目的是将电能转换为 【A 】 A. 机械能B. 动能C. 势能D. 液压能二 多项选择题 ：1 机电传动的发展大体上经历哪几个阶段 【A B C 】 A. 成组拖动 B. 单电动机拖动 C. 多电动机拖动 D. 单组多动 E. 复合拖动三 判断改错题：错误的在括号内画×得2分，将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分；《1 机电传动的目的是将机械能转换为电能。
【× 】更正：机电传动的目的是将电能转换为机械能。
第二章 机电传动系统的动力学基础 一 单项选择题：1 多轴拖动系统中飞轮转矩可根据以下哪种原则折算到电动机轴上 【B 】 A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒2 恒转矩型机械特性的特点是负载转矩为 【A 】 A. 常数 B. 在一定范围内变化 C. 随转速增加而正比增加 D. 实数3 电流电动机的电磁转矩T 、负载转矩L T 和空载损耗转矩0T 之间的关系是 【B 】 A.0T T T L += B . 0T T T L +=C.00=++T T T LD.L T T T +=0*4 多轴拖动系统中各静态负载转矩可根据静态时以下哪种原则折算到电机轴上【C 】A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒5 根据转矩正方向的约定，恒转矩型机械特性中，反抗转矩与转速n 的符号关系是 【A 】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关6 单轴机电传动系统为减速运动时，电机转矩M T 与负载转矩L T 之间的关系是 【C 】A.L M T T =B.L M T T >C.L M T T <D.L M T T ≠7 恒转矩型机械特性中，反抗转矩的方向与运动方向的关系是 【B 】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关 8 恒功率型机械特性的负载转矩与转速n 之间的关系是【B 】A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 抛物线函数关系$9 单轴机电传动系统处于静态或稳态时，电机转矩M T 与负载转矩L T 之间的关系是【A 】 A.L M T T =B.L M T T >C.L M T T <D.L M T T ≠10 多轴拖动系统中各转动部分的转动惯量可根据以下哪种原则折算到电动机轴上【B 】 A. 机械能守恒 B. 动能守恒 C. 功率守恒D. 动量守恒11 随转速n 的增加，直线型机械特性的负载转矩将【D 】A. 成抛物线变化B. 成正比减小C. 不变D. 成正比增加二 多项选择题 ：1 根据负载转矩与运动方向的关系，可以将恒转矩型的负载转矩分为【A B 】A. 反抗转矩B. 位能转矩C. 动能转矩D. 拖动转矩E. 制动转矩【2 根据机械特性硬度值的不同，可将电动机机械特性分为 【A B C 】A. 绝对硬特性B. 硬特性C. 软特性D. 绝对软特性E. 综合特性三 判断改错题：错误的在括号内画×得2分，将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分； 1 若单轴传动系统的转动惯量L T 与转速n 符号相反，则表示L T 为制动转矩。
电路控制设计
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
2．电气工艺设计内容
1) 根据设计出的电气原理图和选定的电器元件，设计电气 设备的总体配置，绘制电气控制系统的总装配图和总接线图。
2) 绘制各组件电器元件布置图与安装接线图，表明各电器 元件的安装方式和接线方式。
3) 编写使用维护说明书。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
教学方法： 项目教学法：1、引出问题；2项目分 析； 3、行为引导法；4、学练结合 学时、教具、课前准备： 学时：12学时 教具：机床电气控制元件、网盘、万 用表、螺丝刀、扳手等； 课前准备：学生预习相关课程知识； 规范标准准备；安全知识。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
下一页 返回
第7章 电气控制系统设计 电机及机床电器控制
第三节 电气火灾消防知识
• 电气火灾产生的直接原因: • (1)设备或线路发生短路故障电气设备由于绝缘损坏、电路年久
失修、疏忽大意、操作失误及设备安装不合格等将造成短路故障， 其短路电流可达正常电流的几十倍甚至上百倍，产生的热量(正比 于电流的平方)是温度上升超过自身和周围可燃物的燃点引起燃烧， 从而导致火灾。 • (2)过载引起电气设备过热选用线路或设备不合理，线路的负载 电流量超过了导线额定的安全载流量，电气设备长期超载(超过额 定负载能力)，引起线路或设备过热而导致火灾。
图7-2所示。这些操作用具均由绝缘材料制成。
上一页下一页 返回
第7章 电气第控一制系节统设计安电全机及用机电床电知器识控制
• 正确使用绝缘操作用具，应注意以下两点:
• (1)绝缘操作用具本身必须具备合格的绝缘性能和机械强度。
• (2)只能在和其绝缘性能相适应的电气设备上使用。
第七章 控制电机
似, 但是为了减小转子的转动惯量, 转子做得细而长。转子笼条
和端环既可采用高电阻率的导电材料(如黄铜、青铜等)制造, 也 可采用铸铝转子。
2） 非磁性空心杯形转子
非磁性空心杯形转子的结构如图7-7所示。定子分外定子铁心和内定 子铁心两部分,由硅钢片冲制后叠成。外定子铁心槽中放置空间相距 90° 电角度的两相绕组。内定子铁心中不放绕组, 仅作为磁路的一部分,以减小 主磁通磁路的磁阻。空心杯形转子由非磁性铝或铝合金制成, 放在内、外 定子铁心之间, 并固定在转轴上。
式中: n0——电动机的理想空载转速 , n0 与控制电压 Uc 成正比。 上式表明, 电动机的转速 n 与电磁转矩 T 为线性关系, 在控制电压不同
时, 机械特性为一组平行的直线, 如图所示。
由图可见: 控制电压 Uc 一定时, 电磁 转矩越大, 电动机的转速越低; 控制电压 升高, 机械特性向右平移, 堵转转矩 Td 成 正比地增大,越有利于电动机启动。
第7章
控制电机
控制电机是指用于自动控制系统的具有特殊性能 的小功率电机，主要在控制系统中用作信号的检测 （测量）、传递、执行、放大或转换等。
控制电机的种类繁多，根据在自动控制系统的作用，可 将控制电机分为执行元件和测量元件。 执行元件：交、直流伺服电动机、步进电动机（将电信 号转换成轴上的角位移或角速度）
2) 调节特性 在电动机的电磁转矩 T=常数时, 伺服电动机的转速 n 与控制电压 Uc 之 间的关系曲线 n = f ( Uc )称为调节特性。由式（7 - 1）可知, 在 T=常数时, 磁通Φ=常数, 转速 n 与控制电压 Uc 为线性关系, 转矩 T 不同时, 调节特性 是一组平行的直线, 如图所示。 由图可见：在 T 一定时, 控制电压 Uc 升高, 转速 n 也升高；负载转矩增大, 即 T 增大, 调节特性向右平移, 始动电压 Uc0 成
机电传动控制模拟题
机电传动控制模拟题第一章绪论部分一单项选择题：1.机电传动的目的是将电能转换为【A】A.机械能B. 动能C. 势能D. 液压能二多项选择题：1 机电传动的发展大体上经历哪几个阶段？【A B C】A. 成组拖动B. 单电动机拖动C. 多电动机拖动D. 单组多动E. 复合拖动三判断改错题：1 机电传动的目的是将机械能转换为电能。
【×】更正：机电传动的目的是将电能转换为机械能。
第二章机电传动系统的动力学基础一单项选择题：1 多轴拖动系统中飞轮转矩可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？【B 】A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒2 恒转矩型机械特性的特点是负载转矩为【A】A. 常数B. 在一定范围内变化C. 随转速增加而正比增加D. 实数3 电流电动机的电磁转矩、负载转矩和空载损耗转矩之间的关系是【B 】A. B. C. D.4 多轴拖动系统中各静态负载转矩可根据静态时以下哪种原则折算到电机轴上？【C 】A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒5 根据转矩正方向的约定，恒转矩型机械特性中，反抗转矩与转速n的符号关系是【A】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关6 单轴机电传动系统为减速运动时，电机转矩与负载转矩之间的关系是【C】A. B. C. D.7 恒转矩型机械特性中，反抗转矩的方向与运动方向的关系是【B 】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关8 恒功率型机械特性的负载转矩与转速n之间的关系是【B】A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 抛物线函数关系9 单轴机电传动系统处于静态或稳态时，电机转矩与负载转矩之间的关系是【A】A. B. C. D.10 多轴拖动系统中各转动部分的转动惯量可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？【B】A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒11 随转速n的增加，直线型机械特性的负载转矩将【D 】A. 成抛物线变化B. 成正比减小C. 不变D. 成正比增加二多项选择题：1 根据负载转矩与运动方向的关系，可以将恒转矩型的负载转矩分为【A B】A. 反抗转矩B. 位能转矩C. 动能转矩D. 拖动转矩E. 制动转矩2 根据机械特性硬度值的不同，可将电动机机械特性分为【A B C】A. 绝对硬特性B. 硬特性C. 软特性D. 绝对软特性E. 综合特性三判断改错题：错误的在括号内画×得2分，将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分；1 若单轴传动系统的转动惯量与转速n符号相反，则表示为制动转矩。
MIT电机学教程中文版第7章
麻省理工学院电气工程和计算机科学系6.685 电机课程讲义7：永磁“无刷DC直流”电动机2005年9月5日James L. Kirtley Jr.版权所有，20031．前言在本文中，简要介绍了永磁体电动机的设计评估，着眼于伺服和驱动应用方面。
本文的组织方式如下：首先，我们介绍了永磁体电动机的三种不同几何布局：1.面安装磁体，传统定子2.面安装磁体，气隙，定子绕组，以及3.内部磁体（磁通集中）。
定性讨论这些几何因素后，我们将讨论电机的基本额定参数，介绍了实现额定值的方式，以及评估电动机转矩和功率-速度特性的方法。
随后，我们将讨论如何使用电机的几何参数来评估基本额定参数和其他相关参数的方法，这些其他参数可用于更详细地评估电机性能。
在本文的附录中，给出了一些更深的数学推导。
2．电动机形态当然，有很多制造永磁体电动机的方式，但在本文中我们仅考虑几种。
实际上，一旦理解了这些内容，应能相当直接地评估大多数采用其他几何构造的电机的额定性能。
请注意，事实上“转子内部”和“转子外部”的差别并不重要，只有少数情况例外，我们将对例外情况加以说明。
2.1 面磁体电机在图1中，给出了电动机的基本磁形态，磁体安装在转子面上，并采用了传统定子绕组。
在该示意图上，未给出电机的某些重要机械因素，如将永磁体固定在转子上的方式，因而在考虑该示意图时请谨慎。
此外，该示意图以及后面的其他示意图并不必然具有制造可行电机的恰当比例。
在本图中，显示了四极（p = 2）电机的轴截面。
四个磁体安装在一个圆柱形转子“芯”或轴筒上，转子芯由铁磁材料制成。
通常情况下，它是简单的钢轴筒。
在某些应用中，磁体可简单地联结在钢部件上。
对于某些应用，胶合联接并不能满足要求（例如，高速电机），需要某种形式的转子带或定位环结构。
该电机的定子绕组是“传统性”的，十分类似于感应电动机的定子绕组，由位于槽中的导线构成，槽位于定子芯表面。
定子芯本身由层叠式铁磁材料制成（可以是硅铁片），层片的特性和厚度由工作频率效率要求决定。
电机选型教程范文
电机选型教程范文
（纯原创）
一、电机部件定义
电机是一种机械装置，能将电能转化为机械能，把其他形式的能量转
换成机械动能，用于推动机械装置运行和控制。
它也是机械装机工程中最
重要、最基本的部件。
二、电机类别
电机分类繁多，可按电机的结构、性能、功率、电气参数、电流等多
种方式分类，主要有交流电机、直流电机、步进电机、伺服电机、减速电机、凸轮转子电机、旋转电位器调节电机等。
三、电机选型原则
1．电机功率选型：电机的功率要求是根据使用环境和负载来确定的。
电机的额定功率要根据具体情况选择，一般来说，电机的功率要比额定负
载要大，至少要比负载的功率多10%-20%。
2．电机的电流选择：电机的电流是用来确定电机的选型的重要参数，电机的电流要比负载的电流高，至少要比负载的电流大10%-20%。
3．电机的节拍选择：对于变频器电机，要根据不同的工况需求来确
定电机的节拍。
一般情况下，电机的节拍要大于负载的节拍，至少要比负
载的节拍多10%-20%。
4．电机的变速比选择：对变速器电机，要根据实际情况确定变速比，一般情况下，电机的变速比要大于负载的变速比，至少要比负载的变速比
多10%-20%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Page 10
7.2电动机的发热、冷却与工作制 7.2.1电动机的发热与冷却 电动机的冷却是指负载减小或切断电源停止运行，电动机内 部损耗减小或降为零，导致电动机温升降低的过程。
同样可证明，电动机的冷却过程曲线是按指数规律下降的曲 线，如图7-2曲线1所示，图中T′为冷却时间常数。
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 6
7.1电动机选择的主要内容
电动机在运行过程中必然会产生损耗并导致机体温度升高， 运行中电动机最热部位是绕组，而耐热最差的部位是绕组的绝缘。 当温度升高超过绝缘材料允许的限度时，则会使绝缘过早老 化，缩短电动机的使用寿命。
通常电动机容量是按周围环境温度为40℃时设计的，所以 各级绝缘材料的最高允许温升比其最高允许温度低40℃。
第7章
电动机容量的选择
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 2
第7章 电动机容量的选择
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 3
本章内容
7.1 电动机选择的主要内容 7.2 电动机的发热、冷却与工作制 7.3 电动机容量的选择
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 4
本章教学基本要求
普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材
电机与拖动基础及
MATLAB仿真
陈亚爱 周京华编著
北 方 工 业
大
学
李正熙主审
本课程的章节和内容
绪 论 第1章 第2章 第3章 变压器 三相交流电动机 三相交流电动机的电力拖动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第4章
第5章 第6章
直流电机
直流电动机的电力拖动 驱动和控制微电机
如果停电后，电动机产生的热量为零，则冷却过程如图7-2 曲线2所示。
t ts
ts'
0 T'
1 2 t
Page 11
图7-2电机的冷却曲线 电机与拖动基础及MATLAB仿真
7.2电动机的发热、冷却与工作制 7.2.2电动机的工作制
实际运行的电动机所带负载是多种多样的，运行状态也不尽 相同，而电动机的温升不仅取决于负载的大小，且与负载持续时 间有关。
7.2电动机的发热、冷却与工作制 7.2.2电动机的工作制 1．连续工作制（S1） 连续工作制是指电动机在恒定负载或周期性变化负载下连续 运行，工作时间内使电动机的温升达到稳定温升。 显然连续工作制的工作时间tw>(3~4)T， 其典型负载图和温升曲线如图7-3a所示。 实际生产中的水泵、风机、轧钢机主传 动拖动电机等属连续工作制电动机。 适用于 连续工作制的电动机有Y2、Y3系列三相笼型 异步电动机。
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 9
7.2电动机的发热、冷却与工作制 7.2.1电动机的发热与冷却
t
电动机运行过程产生的各种损耗均会生成热能使电动机温度 2 ts 高于工作环境温度。 电动机从空载到负载或在运行中突加负载时，损耗随负载增 t0 加而增加，电动机的温度也随之升高，稳定后的温度比起始温度 高，该过程称为电动机的发热过程。
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 8
7.1电动机选择的主要内容
对于直流电动机，其短时过载能力主要受换向器过流程度的 限制，应使所选电动机承受的最大负载电流小于电动机的最大电 流。
对于笼型异步电动机，由于起动转矩较小，同时又要考虑受 电网波动的影响，还需进行起动能力校验。 可见，电动机的带载能力取决于绝缘材料的最高允许温度。 总之，电动机容量主要由允许温升、过载能力以及起动能力 三因素决定。
表7-1 电动机使用的各级绝缘材料的最高允许温度和温升 绝缘材料等级 最高允许温度/℃ 最高允许温升/℃ A 105 65 E 120 80 B 130 90 F 155 115 H 180 140 C 180以上 140以上
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 7
7.1电动机选择的主要内容 实际运行的电动机温升取决于发热和散热情况，若不超过绝 缘材料允许的最高温度，电动机可长期运行。 反之，若超过最高允许温度，则会加速绝缘材料的老化，缩 短电动机寿命，甚至造成绝缘材料的碳化，损坏电动机。 可见，电动机的带载能力取决于绝缘材料的最高允许温度。 由于电动机的负载多数情况下是变化的，有时甚至是冲击 性的，所以在决定电动机容量时，需校验过载能力，即应使所 选的电动机承受短时最大负载转矩小于电动机的最大转矩。 电动机的过载能力可在产品样本中查到。 由于异步电动机的电磁转矩与电压二次方成正比，选择时 ，还需考虑电网波动的影响，并留有一定的裕量。
电动机的工作制即电动机的工作方式，是对电动机运行情况 的具体说明，根据不同的运行情况，GB755-2008《旋转电机 定 额和性能》将电动机的工作制分为S1~S10共10类。 下面介绍常用的S1~S3三种，即：连续工作制、短时工作制 和周期性断续工作制。
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 12
图7-1 电机的温升曲线 将电动机温度比环境温度高出部分的值称为温升，记作 t。
1
0
T
t
可证明电动机的温升过程曲线是按指数规律上升的，如图71曲线1所示。 图中，T为发热时间常数，可理解为电动机发出的热量全部 用作提高电动机的温度，使电动机温升从零上升到稳定温升所需 要的时间。如果电动机是从冷却状态开始运行，则起始温升t0≠0 ，如图7-1曲线2所示。
1．了解电动机容量选择的基本理论。 2．掌握电力拖动系统中电动机容量选择的工程方法。
电机与拖动基础及MATLAB仿真
Page 5
7.1电动机选择的主要内容 电动机选择的主要内容包括：电动机种类、型式、额定电压、 额定转速、额定功率（容量）等的确定。 容量的选择是最重要的，因为容量选得偏小，会使电动机拖 动不了负载或使电动机长期工作在过载情况，电动机过热，绝缘 过早老化，缩短电动机的使用寿命，造成浪费；而容量选得偏大 ，电动机虽不会因过热而损坏，但电动机的容量不能得到充分利 用，功率因数低，造成“大马拉小车”的现象，也将造成不必要 的浪费，经济性不高。 正确选择类型、额定电压、额定转速、结构形式等对节省 一次投资、节约运行费用等综合经济效益十分重要，与当前国 家大力倡导的节能减排政策相符。 正确选择电动机的原则：在电动机满足生产机械负载要求的 前提下，尽量选择容量小一些的电动机，使电动机在运行中既能 够被充分利用，又使其温升不超过但接近国家标准规定的温升。