电机与拖动基础知识重点综述
电机及拖动基础重点精讲,复习考试必备

U N 110V , 1、 一台他励直流电动机, 额定数据为,PN 1.1KW , I N 13 A , n N 1500r / min ,电枢回路电阻 Ra 1 。计算: (1)额
《电机原理及拖动》A 卷答案第 6 页 共 11 页
定电磁转矩; (2)额定输出转矩; (3)空载转矩; (4)理想空载转矩; (5) 实际空载转矩。
《电机原理及拖动》A 卷答案第 5 页 共 11 页
对位置。 5、简述建立并励直流发电机输出电压的条件。 ①发电机必须有剩磁,如果无剩磁,必须用另外的直流电源充磁。②励 磁绕组并联到电枢两端,线端的接法与旋转方向配合,以使励磁电源产生 的磁场方向与剩磁的磁场方向一致。③励磁回路的总电阻必须小于临界电 阻。 6、如何使他励直流电动机反转? 使他励直流电动机反转的方法有两种:(1)电枢绕组接线不变,将励磁 绕组反接,这种方法称为磁场方向。 (2) 励磁绕组接线不变,电枢绕组反 接,称为电枢反向。 7、自耦变压器有什么特点?应用时要注意什么问题? 自耦变压器的优点是节省原材料、体积小、重量轻、安装运输方便、 价格低、损耗小、效率高。它的缺点是一次绕组和二次绕组有电的联系, 因此,低压绕组及低压方的用电设备的绝缘强度及过电压保护等均需按高 压方考虑。使用时,需把原副边的公用端接零线,外壳必须接地。 8、三相异步电动机的起动电流为什么很大?有什么危害? 由于刚起动时,旋转磁场与转子导体相对转速大,转子导体以最大转 速切割磁力线,产生很大的电流。电流大的危害是(1)使线路产生很大的电 压降,影响同一线路的其它负载的正常工作。严重时还可能使本电机的起 动转矩太小而不能起动;(2)使电动机绕组过热,加速绝缘老化,缩短电动 机的使用寿命。 五、计算题
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电机与拖动基础知识

电机与拖动基础知识电机是一种将电能转换为机械能的装置,广泛应用于各个领域。
拖动技术则是指利用电机实现物体的移动、传动或控制。
本文将介绍电机的基本工作原理以及拖动技术的应用。
一、电机的工作原理A. 直流电机直流电机是最基本的电机类型之一。
它的工作原理基于法拉第对电磁感应的研究结果。
直流电机通过直流电源将电流引入电枢(由线圈构成),电枢产生的磁场与定子(磁体)的磁场相互作用,从而产生力矩使电机旋转。
B. 交流电机交流电机是另一种常见的电机类型。
它的工作原理基于交流电源的变化。
交流电机包括异步电机和同步电机两种类型。
异步电机是利用电磁感应的原理,通过变化的磁场产生转矩。
同步电机则是与电源的频率相匹配,通过旋转磁场产生转矩。
C. 步进电机步进电机是一种数字化控制驱动的电机,具有精确定位和定向控制的能力。
它的工作原理是通过电流脉冲切换来驱动电机运动,每个脉冲都导致电机转动一定角度。
二、拖动技术的应用A. 传统机械传动传统的机械传动是通过传动装置(例如齿轮、皮带和链条)将电机的旋转运动转化为所需的线性运动或其他形式的运动。
这种方法用于各种机械设备中,如工业机械、汽车、飞机等。
B. 变频调速技术变频调速技术是通过改变电机供电频率或电压来调节电机的转速。
这种技术广泛应用于电梯、风机、水泵等需要根据实际需求进行调速的系统中,能够提高能效并延长设备寿命。
C. 伺服控制技术伺服控制技术是一种高精度的电机控制方法,通过对电机的转速和位置进行精确控制实现运动控制。
伺服控制广泛应用于机械加工、医疗器械、机器人等领域,提供了更高的运动精度和可编程性。
D. 步进电机控制步进电机通过接收控制信号,按照指定的步长旋转,可以精确控制位置和运动。
步进电机在3D打印、精密定位、自动化设备等领域被广泛应用。
三、总结电机是现代工业中不可或缺的设备,它的工作原理基于电磁感应和电流脉冲的变化。
通过传统机械传动、变频调速、伺服控制和步进电机控制等技术手段,电机可以实现各种复杂的拖动任务。
电机与拖动基础考点总结讲诉

考点总结第四章e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式:III f I I f1图5-15直流电机的励磁方式a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式a)b)c)d)按励磁绕组的供电方式不同,直流电机分4种:○1他励直流电机 ○2并励直流电机 ○3串励直流电机 ○4复励直流电机 二、基础公式 1. 额定功率N PN P (N T 为额定输出转矩,N n 为额定转速) 直流发电机中,N P 是指输出的电功率的额定值:N N N I U P ⋅=2. 电枢电动势a E直流电机的电动势:n C E e a ⋅Φ⋅=(单位 V ) e C 为电动势常数aZn C P e 60⋅=(P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)3. 电磁转矩e T直流电机的电磁转矩:a T e I C T ⋅Φ⋅= (单位m N ⋅) T C 为转矩常数aZn C P T ⋅⋅=π2 (P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)4. 常数关系式由于55.9260≈=πe T C C 故 e T C C ⋅=55.9三、直流电机(一) 分类:直流电动机和直流发电机。
直流电动机:直流电能→→机械能 直流发电机:机械能→→直流电能(二) 直流电动机(考点:他励直流电动机【如下图】)I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1. 电压方程:励磁回路:f f f I R U =电枢回路:a a a a I R E U += (特点:a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势)其中 ΦnC E e a =2. 转矩方程:0L e T T T +=3. 功率方程:○1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P(注意:一般题目没有给出励磁信息,那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ∆ 励磁回路输入的电功率:2f f f f f I R I U P ==电枢回路输入的电功率:()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ∆+=+=+== (2a a Cua I R p =∆——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率)且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI aZn ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==⋅== 即ωe a a T I E =(原本基础公式为a e ΦI C T T =)而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式:n Pn P P T em em eme 55.9π2===ωem P 的取值单位为w 才适用)em P 的取值单位为kW 才适用) 2 电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于0L e T T T +=和ωe T P em = 故 ωωωL 0e T T T += L 0em P p P +∆=L P ——电机的机械负载功率0p ∆——电机的空载损耗,包括机械摩擦损耗m p ∆和铁心损耗Fe p ∆○3输入电功率1P →输出机械功率2P 电功率电磁功率机械功率P P P图5-19直流电动机的功率图p P P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1式中2P ——电动机的输出功率,有P2=PL ;add p ∆——电动机的附加损耗,是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗; p ∑∆——电动机的总损耗,并有add 02a a 2Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆4. 工作特性:5. 如何避免造成“飞车”? 答:直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠,绝不能断开。
电机与拖动基础课程综述

电机与拖动基础课程综述《电机及拖动基础》课程综述一、课程简介1、课程专业地位《电机及拖动基础》是一门自动化专业的必修课,属于专业技术基础课,具有难度大、多学科交叉、技术要求高、理论与实践结合强的特点。
电能是现代大量应用的一种能量形式。
而电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制都必须利用电机作为能量转换或信号变换的机电装置。
电力拖动技术实现了电能与机械能之间的变换。
而在电机中应用控制技术,将使电机具有更良好的性能,使各类电机成为各种机电系统中一种极其重要的元件。
由于电力拖动是各类工业、各种生产机械的主要拖动方式,其理论与技术的发展,必将在我国实现现代化与工业化的进程中起十分重要的作用。
2、培养目标本课程的任务是使学生掌握常用交流电机、直流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法,为学习“电力拖动自动控制系统(运动控制系统)”、“反馈控制理论”及“计算机控制技术”等课程准备必要的基础知识。
二、课程内容本课程教材分为上下两册,上册为电机部分,下册为电力拖动部分。
具体内容如下:第一章:本章回顾了在物理、电路课程中的磁路相关内容,并介绍了基本概念和定律,由此建立了较清晰的磁路概念。
对磁路结构可分为有无分支磁路及其计算方法作了说明,以及铁磁物质分类及其磁化特性。
第二章:本章核心内容是直流电机。
主要介绍了其结构与工作原理,讲解了关于感应电动势及电磁转矩的计算,以及直流电机的换向问题。
第三章:本章以普通双绕组电力变压器为主要研究对象,阐明其工作原理,介绍了变压器的分类及主要结构。
着重叙述单相变压器的原理及主要特性,对于三相变压器仅探讨其特点。
第四章:本章首先阐明三相异步电动机的工作原理与基本结构,从中引出旋转磁场的建立问题;并以旋转磁场的建立为前提,讨论了异步电动机的主要电路、磁动势、磁场及电动势等问题。
第五章:通过学习第四章对异步电动机有了初步的认识后,本章首先分析异步电动机负载运行时的电磁过程,然后将电磁过程用基本方程式加以综合,最后阐述了单相异步电动机的基本原理。
电机与拖动基础复习提纲

电机与拖动基础复习提纲电机与拖动基础复习提纲常用基础理论部分:1.铁磁物质的特性:高导磁、饱和特性、磁滞特性、铁心损耗。
直流电机部分:1.直流电机的工作原理(如何实现正反转、电枢电流如何换向的,发电与电动的原理)。
2.直流电机的结构:定子、转子,励磁方式、电枢的绕组方式。
定子部分:(1)主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。
主磁极由主磁极的铁心和励磁组部分组成(2)换向极两相邻主磁极之间的小磁极称为换向极,其作用是减小电机运动时电刷与换向器之间可能的火花。
换向极由换向极铁心和换向绕组组成,整个换向极也用螺钉固定于机座上。
(3)机座(4)电刷装置转子部分:(1)电枢铁心(2)电枢绕组(3)换向器(4)转轴励磁方式:1.他励直流电机2.并励直流电机3.串励直流电机4.复励直流电机电枢的绕组方式:单叠绕组:a=p单波绕组:a=13.直流电机的铭牌数据及其含义,电动机额定功率与发电机额定功率之间的区别,额定功率与额定电压和电流之间的关系。
(1)额定功率,是电机在额定运行状态时所提供的输出功率。
对电动机而言,是指轴上的输出的机械功率;对发电机而言,是指线端输出的电功率,单位为千瓦。
(2)额定电压Un,是电机的电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压,单位为伏。
(3)额定电流In,是电机在额定运行状态时电枢绕组允许流过的最大电流,单位为安。
(4)额定转速Nn,是电机在额定运行状态时的旋转速度,单位为转/分。
额定功率与额定电压和额定电流的关系为直流电动机P=UIη直流发电机 P=UI4.直流电机(电动机和发电机)的感应电动势、电磁转矩、电压平衡方程式、转矩平衡方程式、直流电机的功率流程图。
及相关的数量关系。
(以例题、作业题为复习重点)1、电枢绕组的感应电动势:电枢绕组的感应电动势(Ea)是指正负电刷之间的感应电动势,即,每条支路中各串联线圈边感应电动势的代数和。
根据电磁感应定律,任意一条线圈边感应电动势幅值的大小,取决于线圈边所在的磁场的大小和线圈边相对于磁场的转速n。
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电机复习提纲第一章:一、概念:主磁通,漏磁通,磁滞损耗,涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻Rm磁路与电路的类比:与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR磁路的基尔霍夫定律(1)磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零(2)磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料:磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高,可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料:磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料,可用来制成永久磁铁。
二、铁心损耗NiHL1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化,磁畴相互摩擦而消耗的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章:一、尽管电枢在转动,但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变,即进行所谓的“换向”。
二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压,电枢旋转,拖动生产机械旋转,输出机械能;作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢,电刷端引出直流电动势,作为直流电源,输出电能。
三、直流电机的主要结构(定子、转子)定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换,电路和磁路之间必须在相对运动,所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分,且静止和转动部分之间要有一定的间隙(称为:气隙)四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有:1、额定功率PN(kW)2、额定电压UN(V)3、额定电流IN(A)4、额定转速nN(r/min)5、额定励磁电压UfN(V)五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种:一种叫单叠绕组,另一种叫单波绕组。
单叠绕组的特点:元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
电机及拖动基础知识要点复习汇编

电机复习提纲第一章:一、概念:主磁通,漏磁通,磁滞损耗,涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻R m磁路与电路的类比:与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR磁路的基尔霍夫定律(1)磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零(2)磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料:磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高,可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料:磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料,可用来制成永久磁铁。
二、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化,磁畴相互摩擦而消耗 NiHL的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章:一、尽管电枢在转动,但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变,即进行所谓的“换向”。
二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压,电枢旋转,拖动生产机械旋转,输出机械能;作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢,电刷端引出直流电动势,作为直流电源,输出电能。
三、直流电机的主要结构(定子、转子)定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换,电路和磁路之间必须在相对运动,所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分,且静止和转动部分之间要有一定的间隙(称为:气隙)四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有:1、额定功率P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(V)五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种:一种叫单叠绕组,另一种叫单波绕组。
单叠绕组的特点:元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
电机与拖动掌握要点

第一张 绪论(总体上侧重于定义和概念部分)1. 电机、电力拖动的定义。
2. 电机分类(电动机、发电机、变压器和控制电机)。
3. 右手螺旋,左手定则和右手定则的使用4. 安培环路定律的公式和含义(磁压降,磁势,安匝)5. 铁磁材料的三种特性(非线性,饱和特性,磁滞特性)。
6. 按照磁滞回线的形状不同,铁磁材料分为软磁和硬磁材料。
7. 感应电动势按照其产生原理不同分为运动电动势(切割电动势)和变压器电动势。
8. 铁芯损耗与交变频率的1.3次方,与磁通密度峰值的平方成正比。
注意,在铁磁材料中当磁场发生交变时才会存在铁芯损耗。
铁芯损耗分磁滞损耗和涡流损耗。
铁磁材料越厚,涡流损耗越大。
第二章 电力拖动系统动力学(运动方程,负载特性即负载的机械特性曲线,电力拖动系统稳定运行的条件)1. 两个运动方程公式(转动惯量J 与飞轮矩GD 2的关系:J=(GD 2)/(4g ),动转矩的概念)2. 三种典型的负载特性曲线(学会在n-T 坐标系中画出负载特性曲线)(反抗型和位能型恒转矩负载)3. 当给出电动机的机械特性曲线和负载特性曲线时,会判断其交点是否为稳定运行点。
4. 对于一个电力拖动系统,稳定运行的充要条件是T=T L ,且在该交点处满足L dT dT dn dn< 第三章 直流电机原理(直流电机结构,工作原理,空载和有负载时的气隙磁场波形,双层单叠绕组,电动势和电磁转矩公式,电动机和发电机的电压方程和电路图,电动机的机械特性和工作特性,换向)1. 直流电机结构(定子:定子磁极、励磁绕组和电刷,转子:电枢铁芯,电枢绕组和换向器,转轴)2. 能够阐述直流电动机和发电机的工作原理对于直流电动机:当电枢绕组通过电刷接到直流电源时,会产生电枢电流。
Æ根据电磁力定律电枢绕组中的每个元件边产生电磁转矩,方向根据左手定则判断。
Æ在该电磁转矩作用下,根据运动方程,转子带机械负载旋转,旋转方向与电磁转矩方向相同。
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电机与拖动基础总复习试题类型一、填空题(每题1分,共20分)二、判断题(每题1分,共10分)三、单项选择题(每题2分,共20分)四、简答题(两题,共15分)五、计算题(三题,共35分)电力拖动系统动力学基础1.电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成,通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。
由电动机的电磁转矩T e与生产机械的负载转矩T L的关系:1)当T e = T L时,d n/d t = 0,表示电动机以恒定转速旋转或静止不动,电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态;2)若T e>T L时,d n/d t>0,系统处于加速状态;3)若T e<T L时,d n/d t<0,系统处于减速状态。
也就是一旦d n/d t≠0 ,则转速将发生变化,我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。
3.生产机械的负载转矩特性:直流电机原理1.直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。
定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。
转子(又称电枢)由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。
2.直流电机的绕组有五种形式:单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组(叠绕和波绕混合绕组)。
3 极距、绕组的节距(第一节距、第二节距、合成节距)的概念和关系。
4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路,因此其主要特点是绕组的并联支路对数a 等于极对数n p 。
5 电枢反应:直流电机在主极建立了主磁场,当电枢绕组中通过电流时,产生电枢磁动势,也在气隙中建立起电枢磁场。
这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。
这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。
6 直流电机的励磁方式:dndT dn dT Le7直流电机的电枢电压方程和电动势:直流电机电磁转矩 e af f a T G I I =8 直流电动机功率方程9直流电机工作特性aT e ΦI C T =a a a I R E U a +=10 直流电动机励磁回路连接可靠,绝不能断开一旦励磁电流为0,则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通,若此时电动机负载较轻,电动机的转速将迅速上升,造成“飞车”;若电动机的负载为重载,则电动机的电磁转矩将小于负载转矩,使电机转速减小,但电枢电流将飞速增大,超过电动机允许的最大电流值,引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。
11效率他励直流发电机带负载运行时,其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流 I a 的平方成正比,称为可变损耗;其他部分损耗与电枢电流无关,称为不变损耗。
当负载较小时,I a 也较小,此时发电机的损耗是以不变损耗为主,但因输出功率小而效率低;随着负载增加,P 2增大当U=U N ,I f =I fN 时,η=f (I a )的关系曲线2Fe mec Cuf a a a c 21a f 2Δ100%1()p p p I R I U P P U I I ⎡⎤++++η=⨯=-⎢⎥+⎣⎦a ae e R Un I C C =+ΦΦ而效率上升,当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。
直流电机拖动基础1他励直流电动机的机械特性2人为机械特性(1)改变电枢电压 : 一组平行曲线(2)减小每极气隙磁通:特性曲线倾斜度增加,电动机的转速较原来有所提高(3)电枢回路串接电阻 3 他励直流电动机的起动一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是: 1)限制I st (I st ≤λ I N , λ 为电机的过载倍数); 2) T st ≥(1.1~1.2)T N ; (1)电枢回路串电阻起动e0e2T e a e a e a a a )(T n T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n β-=+-=+-=aNst R U I =stN T st I ΦC T =(2)减压起动4他励直流电动机的调速 调速范围、静差率、平滑性 (1)串电阻调速特点:1)实现简单,操作方便;2)低速时机械特性变软,静差率增大,相对稳定性变差; 3)只能在基速以下调速,因而调速范围较小,一般D ≤ 2; 4)由于电阻是分级切除的,所以只能实现有级调速,平滑性差;eT ΦC C RR ΦC U n 2NT e a N e N +-=5)由于串接电阻上要消耗电功率,因而经济性较差,而且转速越低,能耗越大。
(2)调电压调速特点是:1)由于调压电源可连续平滑调节,所以拖动系统可实现无级调速;2)调速前后机械特性硬度不变,因而相对稳定性较好;3)在基速以下调速,调速范围较宽,D可达10~20;4)调速过程中能量损耗较少,因此调速经济性较好;5)需要一套可控的直流电源。
(3)弱磁调速特点:1)由于励磁电流I f << I a ,因而控制方便,能量损耗小; 2)可连续调节电阻值,以实现无级调速;3)在基速以上调速,由于受电机机械强度和换向火花的限制,转速不能太高,一般约为(1.2~1.5)n N ,特殊设计的弱磁调速电动机,最高转速为(3~4)n N ,因而调速范围窄。
5 他励直流电动机的制动常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。
(1)能耗制动 A 能耗制动过程B 能耗制动运行状态eNT N e eba T ΦC ΦC R R n +-=aNe eba I ΦC R R n +-=(2)反接制动A 电枢反接制动B 倒拉反接制动e2NT e rba N e N T ΦC C R R ΦC U n +--=NNrb 2I U R λ≥e2NT e rba N e N T ΦC C R R ΦC U n +-=NNrb 2I U R λ≥(3)回馈制动A 正向回馈制动在调压调速系统中,电压降低的幅度稍大时,会出现电动机经过第二象限的减速过程电动车下坡时,将出现正向回馈制动运行B 反向回馈制动运行6 他励直流电动机的四象限运行变压器1变压器的基本原理与结构 变压器的主要组成是铁心和绕组2 变压器的额定参数k N N E E U U ===212121额定电压U 1N 和U 2N 额定电流I 1N 和I 2N 额定容量 S N 单相变压器 三相变压器3 一次、二次绕组感应电动势4 变压器负载时的基本方程式和等效电路5绕组折算和“T”型等效电路将变压器二次绕组折算到一次绕组时,电动势和电压的折算值等于实际值乘以电压比k ,电流的折算值等于实际值除以k ,而电阻、漏电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以 k 2。
这样,二次绕组经过折算后,变压器的基本方程式变为1N1N 2N 2N N I U I U S ==N11N N 2N 2N 33I U I U S ==m212m 111 4.44 j 4.44 j ΦN f EΦN f E -=-=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫==-=-=+-=+=L 2221f0122221111221101Z I U kE E Z I E Z I E U Z I E U I N I N I N ⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫''=''=-=''-'='+-='+=L 2221f0122221111210Z I U E E Z I E Z I E U Z I E U I I I分析变压器内部的电磁关系可采用三种方法:基本方程式、等效电路和相量图。
6 变压器带负载时的相量图7 变压器的参数测定 (1) 空载试验调压器TC 加上工频的正弦交流电源,调节调压器的输出电压使其等于额定电压U 1N ,然后测量U 1 、I 0 、U 20 及空载损耗P 0由于空载电流 I 0 很小,绕组损耗 I 02R 很小,所以认为变压器空载时的输入功率P 0 完全用来平衡变压器的铁心损耗,即 P 0 ≈ Δp Fe 。
励磁阻抗 励磁电阻励磁电抗 电压比 (2) 短路试验短路试验时, 用调压器TC 使一次侧电流从零升到额定电流 I 1N ,分别测量其短路电压 U sh 、短路电流 I sh 和短路损耗P sh ,并记录试验时的室温θ(℃)。
10f I U Z Z =≈ 2020Fe f I P I p R ≈∆=201U U k ≈2f 2f f R Z X -=由于短路试验时外加电压很低,主磁通很小, 所以铁耗和励磁电流均可忽略不计,这时输入的功率(短路损耗)P sh 可认为完全消耗在绕组的电阻损耗上,即 P sh ≈Δp Cu 。
由简化等效电路,根据测量结果,取 I sh = I 1N 时的数据计算室温下的短路参数。
短路阻抗 短路电阻短路电抗8 变压器的外特性和电压变化率电压变化率的实用计算公式 变压器的负载系数 9变压器的效率特性 变压器的总损耗为短路损耗(铜损耗)P sh 空载损耗 P 0 变压器效率的实用计算公式1Nshsh sh shI U I U Z ==21Nsh2sh Cu sh I P I p R ≈∆=2sh2sh sh R Z X -=%100)sin cos (%2sh 2sh 1N1N ⨯+=∆ϕϕβX R U I U N22N 11I I I I ==β∑+=∆+∆=0shN 2Fe Cu P P p p P β%100cos 1shN 202N shN20⨯⎪⎪⎭⎫⎛+++-=PP S P P βϕββη图5-15 变压器的效率特性曲线当可变损耗与不变损耗相等时,效率达最大值,由此可得到产生变压器最大效率时的负载系数βm 为 10 三相变压器绕组的联结法11三相变压器联结组的判断方法三相变压器的并联运行交流电机的旋转磁场理论交流电机包括:(1)异步电机(2)和同步电机 1 单相电枢绕组的磁动势shNm P P =β2 旋转磁场的基本特点(1)三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成磁动势是一个旋转行波;(2)旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相,改变三相绕组的相序即可改变旋转磁场的方向;(3)旋转磁场的转速n1与电源频率f1、电机极对数P之间的关系,即异步电机原理1 异步电动机的优缺点•异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高。
• 异步电动机的缺点:功率因数较差,异步电动机运行时,必须从电网里吸收滞后性的无功功率,它的功率因数总是小于1。
2 异步电动机的分类• 按定子相数分:单相异步电动机;三相异步电动机。
• 按转子结构分:绕线式异步电动机;鼠笼式异步电动机,其中又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机3 异步电动机的转差率:4 异步电机的运行方式5 异步电动机的电压方程 (1)定子电压方程(2)转子电压方程11n n n s -=s s s s s s s s s ss s s s s s sj (j )U E E I R E I X I R E I R X E I Z σ=--+=-++=-++=-+)j (j rr r r rrrrrrr r r r X R I E R I X I ER I E E U ++-=++-=+--= σ)j (rr r r X R I E +=6 异步电动机的电磁关系6 三相异步电动机单相等效电路7等效电路和相量图sU ()ss s s X R I E ++-= ()rr r X R I += 图7-11 异步电动机的电磁关系W22W11r0s e k N k N E E k ==W22W11'22i k N k N I I k =='r0'r r0i e 'r0ri e 'r sX X X k k X R k k R ===虚拟电阻的损耗,实质上表征了异步电动机的机械功率8 异步电动机的功率9异步电动机的电磁转矩与每极磁通和转子电流有功分量的乘积成正比 10 异步电动机的工作特性● 异步电动机的转速特性为一条稍向下倾斜的曲线● 随着负载的增大,转子转速下降,转子电流增大,定子电流及磁动势也随之增大,抵消转子电流产生的磁动势,以保持磁动势的R ss '-12r m T e cos ϕI C T Φ=平衡。