电机拖动
电机拖动与控制原理
电机拖动与控制原理
电机拖动是指通过电机来控制物体的运动。
电机通常由电源、定子和转子构成。
当电源给定一定的电压和电流时，电流通过定子线圈，将产生磁场。
定子的磁场会与转子上的永磁体或电极产生相互作用，从而使转子开始转动。
电机拖动的控制原理是通过调节电机的输入电压、电流和频率来控制电机的转速和扭矩。
这可以通过控制电机的电源电压和频率来实现。
常见的电机控制方法有直流电机控制、交流电机控制以及步进电机控制。
直流电机控制常用的方法有电压控制和PWM控制。
电压控制是通过调节电机的输入电压来改变电机的转速和扭矩。
PWM（Pulse Width Modulation）控制是通过调节电压的脉冲
宽度来改变电机的转速和扭矩。
交流电机控制有多种方法，如电压频率控制、矢量控制和矢量空间矢量控制等。
其中，电压频率控制是通过调节电源的电压和频率来控制电机的转速和扭矩。
矢量控制是通过测量电机的电流和位置信息，并根据反馈信号来控制电机的转速和扭矩。
矢量空间矢量控制是一种更高级的控制方法，它可以实现更精确的控制效果。
步进电机控制是通过控制电机的脉冲信号来控制电机的转动角度和速度。
步进电机通常由步进驱动器和控制器组成。
控制器通过产生一系列的脉冲信号来控制步进驱动器，从而使步进电机按照设定的步数和速度进行旋转。
总而言之，电机拖动与控制原理是通过调节电机的输入电压、电流和频率来控制电机的转速和扭矩。
不同类型的电机有不同的控制方法，如直流电机控制、交流电机控制和步进电机控制等。
《电机与拖动实验》实验报告
《电机与拖动实验》实验报告实验报告：电机与拖动实验一、实验目的1.了解电机的工作原理和性能；2.掌握电机拖动的基本原理和方法；3.通过实验，培养实际操作和问题解决的能力。
二、实验仪器和材料1.电机拖动系统实验装置；2.直流电机；3.万用电表；4.直流电源；5.电阻箱。
三、实验原理电机是将电能转换为机械能的重要设备，常用于各种机械传动系统、发电机等设备中。
在电机中，电流通过电枢和励磁线圈，产生的磁场与永磁体或电磁体相互作用，导致电枢受到力矩的作用，从而实现旋转。
电机可根据其旋转方向和转速的要求进行接线，从而实现不同的拖动目标。
本实验中，我们使用直流电机作为实验对象，通过改变电源的电压和电阻的大小，来实现对电机的拖动控制。
通过调整电源电压和电阻大小，可以改变电机的拖动转速和负载能力。
四、实验步骤1.将直流电机的正负极与直流电源相连接；2.调节电源电压，观察电机的转速，并记录下来；3.调节电阻箱的电阻大小，改变电机的负载能力，并观察电机的转速；4.重复步骤2和3，记录不同电压和电阻下电机的转速。
五、实验结果分析根据实验步骤中记录的数据，我们可以分析电机拖动性能和控制的情况。
通过实验我们发现，电机的转速与电源电压和电阻的大小成正比，即电压或负载增加时，电机的转速也会相应增加。
这是因为电机的转速受到电源电压和负载的影响。
此外，我们还可以观察到在一定范围内，电机的转速随着电阻的增加而减小，这是因为电阻的增加导致了电流的减小，从而减小了电机的转矩，进而使转速减小。
六、实验总结通过本次实验，我们对电机的工作原理和性能有了更深入的理解。
电机拖动实验让我们通过实际操作和观察结果，进一步加强了对电机转速和负载的控制方法的掌握。
同时，实验还让我们更加了解了电机在不同电压和电阻条件下的工作特性。
电压和电阻的改变会直接影响电机的转速和负载能力，合理的选择和控制这些参数可以使电机的工作更加高效和稳定。
此外，本实验还培养了我们的实际操作和问题解决能力，提高了我们的实验能力和分析能力。
电机与拖动 第3章 直流电机的电力拖动
B、他励直流电动机的常用的起动方法
为了获得足够大的起动转矩的同时降低起动电流，起动时一般应按照如下 步骤进行：（1）首先在励磁绕组中加入额定励磁电流，以建立满载主磁场；（2） 待主磁场建立之后再加入电枢电压。
电枢回路串电阻起动
直流电机的 起动方法
降压起动
a、电枢回路串电阻起动
3.18 直流电动机人工起动器的电气原理图
B、电力拖动系统的稳定运行条件
定义： 对于稳态运行的电力拖动系统，若受到外部扰动（如电网电 压的波动，负载转矩的变化等）后系统偏离原来的稳态运行点。一 旦干扰消除，系统能够恢复到原来的稳态运行点，则称系统是稳定 的；否则，系统是不稳定的。
图3.13 电力拖动系统的稳定运行分析
电力拖动系统稳定运行的条件为：
B、多轴电力拖动系统的折算
a、折算的概念
图3.3 多轴电力拖动系统的简化
折算的原则是：确保折算前后系统所传递的功率或系统储存的动能 不变。
b、折算的方法
1) 机械机构的转矩折算
折算时需考虑电动机和生产机械的工作状态。现分析如下： （1）当电动机驱动机械负载时，传动机构的损耗是由电动机承担的。于是有：
TL TL Lt
根据上式，折算后的负载转矩为：
TL
TLt TLt j ( ) L
（3-5）
2）直线作用力的折算
折算时同样应考虑功率的流向问题。 图3.4给出了电机拖动起重机负载实现升降运动的示意图。
图3.4 电机带动起重机负载的示意图 （1）当重物提升时，传动机构的损耗自然由电动机承担。于是有： 又
Tem n
nA
TL n
（3-15）
nA
上述结论可以通过系统的动力学方程式或上图的分析求得。其 物理意义是：当在A点处于稳定运行系统受到外部扰动使得转速增 加时，负载转矩的增加应大于电磁转矩的增加，系统才能够减速， 回到原来的运行点。此时，系统在A点处是稳定运行的。
电机与拖动的概念
电机与拖动的概念电机是将电能转化为机械能的装置。
其基本原理是利用电场和磁场的相互作用，以产生电流，在电流作用下产生力矩，继而实现机械运动和传动。
电机在现代社会的各个领域都得到了广泛应用，从家用电器到工业生产，从交通运输到航空航天，都离不开电机的作用。
电机的基本工作原理是电场和磁场的相互作用。
根据电场和磁场的来源和性质不同，电机可分为直流电机和交流电机。
直流电机是将直流电能转换为机械能的电机。
其基本结构由定子和转子组成。
定子是由一组定子线圈和磁极组成的，用来产生磁场。
转子则是由导体线圈和磁极组成，可自由旋转。
当电流通过定子线圈时，形成定子磁场。
该磁场与转子的磁场相互作用，产生力矩，使转子开始旋转。
直流电机的转速和力矩可以通过改变电流和磁场的大小来调节。
交流电机是将交流电能转换为机械能的电机。
其基本结构也由定子和转子组成。
交流电机分为异步电机和同步电机两种类型。
异步电机的定子磁场与转子磁场之间存在相对旋转的差距，因此又叫作异步电机。
当通过定子线圈的交流电流变化时，形成交变磁场，使得转子发生旋转。
同步电机的定子磁场与转子磁场的转速保持同步，因此叫作同步电机。
交流电机的转速和力矩可以通过改变电流的频率和大小来调节。
电机的应用十分广泛，其中之一就是拖动。
拖动是指利用电机产生的力矩来实现物体的运动和传动。
电机的拖动方式多种多样，包括直接拖动、间接拖动和变频拖动等。
直接拖动是指直接将电机与被拖动装置相连，通过电机的力矩将装置拖动起来。
这种方式常见于家用电器，如洗衣机、风扇等。
这些装置通常采用单相交流电机或直流电机作为驱动装置，通过电机的旋转将装置实现拖动。
间接拖动是指通过传动装置将电机的力矩传递给被拖动装置，从而实现拖动效果。
传动装置通常是由齿轮、皮带等组成的，可以根据需要进行变速和调节。
这种方式常见于机械设备和工业生产中的传动系统，如汽车、工业机械等。
变频拖动是指利用电机的变频器调节电源频率和电压，从而实现对电机转速和力矩的精确控制。
电机与拖动基础
电机与拖动基础一、电机的基本概念电机是一种将电能转化为机械能的装置，它是现代工业中不可或缺的重要设备。
根据其工作原理和结构特点，电机可分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等多种类型。
二、电机的分类及特点1. 直流电机：直流电动机是最早发明的一种电动机，具有转矩大、转速范围广、调速方便等优点。
但由于其结构复杂，制造成本较高，在实际应用中逐渐被交流异步电动机所替代。
2. 交流异步电动机：交流异步电动机由于其结构简单、制造成本低廉等优点，在现代工业中得到广泛应用。
它主要分为单相异步电动机和三相异步电动机两种类型。
3. 交流同步电动机：与异步电动机不同，交流同步电动机在运行过程中转速始终与供给它的交流频率成正比。
它具有功率因数高、效率高等优点，但需要外部控制器进行调速。
三、拖动系统基础知识拖动系统是指利用各种驱动装置将某物体或工件进行运动的装置。
在现代工业中，拖动系统广泛应用于各种生产线和机械设备中。
拖动系统通常由电机、传动装置、行走部件等组成。
四、传动装置1. 皮带传动：皮带传动是一种常见的机械传动方式，其主要优点是结构简单、制造成本低廉等。
但由于其存在滑移现象，效率较低。
2. 齿轮传动：齿轮传动是一种高效的机械传动方式，它具有转矩大、精度高等优点。
但由于齿轮制造精度要求较高，成本较高。
3. 蜗杆传动：蜗杆传动是一种常用的减速装置，在工业生产中得到广泛应用。
它具有结构简单、减速比大等优点。
五、行走部件1. 轮式行走部件：轮式行走部件通常由车轮和驱动装置组成，适用于平整路面上的运输任务。
2. 履带式行走部件：履带式行走部件通常由履带和驱动装置组成，适用于复杂地形和恶劣环境下的运输任务。
3. 悬挂式行走部件：悬挂式行走部件通常由悬挂装置和驱动装置组成，适用于高速公路等平整路面上的运输任务。
六、拖动系统的应用领域1. 工业生产线：拖动系统在工业生产线中得到广泛应用，如汽车生产线、食品加工生产线等。
2. 交通运输：拖动系统在交通运输领域中也有重要作用，如汽车、火车、飞机等。
电机拖动实验报告小结(3篇)
第1篇一、实验背景与目的电机拖动实验是电气工程及其自动化专业一门重要的实践课程，旨在通过实验操作，使学生掌握电机的基本工作原理、运行特性及控制方法。
本次实验报告小结将对电机拖动实验过程中的操作、现象、数据及结论进行总结，以提高学生对电机拖动理论知识的理解和应用能力。
二、实验内容与过程1. 实验一：直流电动机的认识与特性测试（1）实验目的：掌握直流电动机的结构、工作原理和特性曲线。
（2）实验内容：观察直流电动机的构造，测量电动机的额定电压、额定电流、额定功率等参数，绘制电动机的机械特性曲线。
（3）实验过程：首先，观察直流电动机的构造，了解其主要部件及作用。
然后，连接实验电路，将电动机接入电路，测量电动机在不同电压下的电流、转速等参数，绘制电动机的机械特性曲线。
2. 实验二：三相异步电动机的工作特性（1）实验目的：掌握三相异步电动机的工作特性，了解电动机的启动、运行和制动过程。
（2）实验内容：观察三相异步电动机的启动、运行和制动过程，测量电动机在不同负载下的电流、转速、功率因数等参数。
（3）实验过程：首先，观察电动机的启动过程，分析启动过程中的电流、转速等参数变化。
然后，在电动机运行过程中，测量不同负载下的电流、转速、功率因数等参数，绘制电动机的工作特性曲线。
3. 实验三：三相异步电动机的启动与调速（1）实验目的：掌握三相异步电动机的启动与调速方法，了解不同调速方法的特点及应用。
（2）实验内容：观察三相异步电动机的启动与调速过程，分析不同调速方法的特点。
（3）实验过程：首先，观察电动机的启动过程，分析不同启动方法的特点。
然后，在电动机运行过程中，采用不同的调速方法，观察电动机的转速变化，分析调速方法的特点。
4. 实验四：电机拖动自动控制系统（1）实验目的：掌握电机拖动自动控制系统的原理和操作方法，提高学生的实际操作能力。
（2）实验内容：观察电机拖动自动控制系统的运行过程，分析控制系统的原理和操作方法。
电机与拖动基础知识点
电机与拖动基础知识点1. 电机分类：电机可以根据其用途、结构和工作原理进行分类。
常见的电机类型包括直流电机、异步电机（感应电机）、同步电机和步进电机等。
2. 磁场和磁通：电机中的磁场是由电流通过线圈产生的。
磁通是指通过线圈的磁力线数量，它与电机的性能密切相关。
3. 绕组和电枢：电机中的绕组是由导线绕制而成的，用于产生磁场。
电枢是指电机中的旋转部分，它可以是转子或定子。
4. 电磁感应：当磁通通过导体时，会在导体中产生电动势，这种现象称为电磁感应。
异步电机和同步电机都是基于电磁感应原理工作的。
5. 直流电机：直流电机是将直流电转换为机械能的设备。
它包括定子和转子两部分，通过电刷和换向器实现电流的换向。
6. 异步电机：异步电机也称为感应电机，是一种广泛应用的交流电机。
它的转子转速略低于同步转速，通过转子感应的磁场与定子磁场的相互作用产生转矩。
7. 同步电机：同步电机的转子转速与定子磁场的转速相同，因此称为同步电机。
它通常用于发电机和大功率驱动装置。
8. 电机拖动：电力拖动是指利用电动机作为原动机来驱动生产机械。
它涉及电机的选择、控制和传动等方面。
9. 电机控制：电机的控制包括调速、反转、起动和制动等。
常见的电机控制方法包括变频调速、直流调速和步进电机控制等。
10. 电机性能：电机的性能指标包括转矩、功率、效率、转速、起动电流和转矩等。
了解这些指标对于选择和应用电机非常重要。
以上是《电机与拖动基础》课程中的一些重要知识点。
通过深入学习这些内容，您将能够理解电机的工作原理、特性和应用，为进一步学习和应用电机技术打下坚实的基础。
电机拖动基础知识汇总
电机拖动基础知识汇总
电机是一种将电能转换为机械能的设备。
它可以通过电流的作用产生电磁力，从而产生转动力。
电机在现代工业中广泛应用，涵盖了许多领域，如制造业、农业、交通运输等。
在讨论电机的拖动基础知识之前，我们先来了解一些与电机有关的基本概念。
首先是电机的构成部分。
一个典型的电机通常由定子和转子组成。
定子是静止不动的部分，通常由一组绕线和磁铁组成。
转子则是可以旋转的部分，通常由一组磁铁或导体组成。
接下来是电机的工作原理。
当电流通过定子的绕线时，会产生一个磁场。
这个磁场会与转子上的磁铁或导体相互作用，从而产生一个转动力。
根据磁场的产生方式，电机可以分为直流电机和交流电机两种类型。
直流电机是通过直流电流产生磁场，而交流电机则是通过交变电流产生磁场。
此外，还有一些与电机相关的重要参数需要了解。
一个常见的参数是电机的额定功率，它表示电机在正常工作条件下能够输出的功率。
另一个重要参数是电机的转速，它表示电机每分钟旋转的圈数。
还有一个参数是电机的效率，它表示电机将输入的电能转换为机械能的比率。
在实际应用中，电机的拖动涉及到许多控制技术和装置。
其中最常见
的是电机驱动器，它是一种用于控制电机转速和转矩的装置。
电机驱动器通常由电力电子器件和控制系统组成，可以根据需要改变电机的工作状态。
总的来说，电机拖动是一个涉及电机的工作原理、参数以及相关控制技术的广泛领域。
了解这些基础知识可以帮助我们更好地理解和应用电机，在实际工程中取得更好的效果。
电机与拖动知识点总结唐介
电机与拖动知识点总结唐介一、电机的基本原理电机是利用电磁感应原理将电能转化为机械能的装置。
根据电机工作原理的不同，可以分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等不同类型。
其中，直流电机是利用直流电源供电，通过直流电场产生的磁场与电枢产生的磁场之间的相互作用来达到电机转动的目的；交流异步电机是利用交流电源供电，通过交变电磁场的作用来实现电机的转动；而交流同步电机则是利用交流电源供电，通过与交变电磁场同频率同步运转来实现电机的转动。
电机的结构包括定子和转子两部分。
定子是电机的静止部分，主要是由铁芯和绕组构成，绕组一般由绝缘线圈或者绝缘导线组成，用来产生磁场；转子是电机的旋转部分，可以是直流电机中的电刷和电枢、交流电机中的电枢等。
电机在工作时，定子产生的磁场与转子上的电流产生的磁场之间会产生相互作用，从而使得电机产生转动力。
二、电机的性能参数1.额定功率：电机在额定工况下能够提供的功率。
额定功率是电机的重要性能指标，用户在选型时需要根据实际需求选择合适的额定功率。
2.额定转速：电机在额定电压和额定负载下的转速。
额定转速是电机的工作状态下的典型参数，也是用户在选型时需要考虑的重要因素。
3.效率：电机运行时输出功率与输入电功率之比。
电机的效率直接关系到其能源利用的程度，高效率的电机能够减少能源浪费，提高能源利用效率。
4.起动特性：电机在起动时的性能参数，包括起动电流、起动时间等。
起动特性对于一些需要频繁启动的设备而言，具有重要意义。
5.转矩特性：电机输出的力矩与转速之间的关系。
转矩特性是电机的另一个重要性能参数，直接影响到电机在不同负载下的输出能力。
三、电机的控制方式电机的控制方式包括直接启动、软启动、变频调速等。
直接启动是指将电机直接连接到电源上，利用直接启动器进行控制；软启动是通过降低电机起动时的起动电流和转矩的方式进行控制，可以有效地保护电机和负载设备；变频调速是通过调整电源的频率来实现电机转速调节的方式，可以实现精确的转速控制，适用于对转速要求较高的场合。
电气工程专业精品课电机与拖动技术
电气工程专业精品课电机与拖动技术电机与拖动技术是电气工程专业中的精品课程之一。
本文将从电机的工作原理、不同类型的电机以及拖动技术的应用等方面展开论述，旨在帮助读者更好地了解和掌握电气工程中的电机与拖动技术。
一、电机的工作原理电机是将电能转换为机械能的装置，采用的原理主要分为电磁感应原理和电磁力原理。
在电磁感应原理中，通过电流在导线中产生的磁场和外加磁场的作用，使得导线受到力的作用，从而产生机械运动。
在电磁力原理中，通过电流在导线中产生的磁场与外加磁场相互作用，从而产生力矩，实现转动。
二、不同类型的电机1. 直流电机直流电机是最常见的一种电机类型，其特点是转速可调，转矩大，具有较好的调速性能。
直流电机广泛应用于起动机、风机、输送机等领域。
2. 交流异步电机交流异步电机也是一种常见的电机类型，其特点是结构简单，维护方便，运行可靠。
交流异步电机主要应用于电动机、空调压缩机、泵和风扇等设备。
3. 交流同步电机交流同步电机是一种精密的电机，其转速与供电频率同步，具有恒定转速的优点。
交流同步电机广泛应用于发电机组、工业生产线等场合。
三、拖动技术的应用拖动技术是指利用电机的转动力矩来驱动机械设备或传动装置。
拖动技术在各个领域都有广泛的应用，例如工业生产中的机床、搬运设备、输送带等；家庭生活中的洗衣机、电视机等家电产品；交通运输领域的电动汽车、电动自行车等。
拖动技术的应用离不开电机的性能和控制系统的支持。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的电机型号，如功率、转速、转矩等参数的匹配。
同时，还需要考虑电机与其他设备（如减速器、传感器等）的配合和控制方式的选择，以实现良好的拖动效果。
四、总结电机与拖动技术是电气工程专业中不可或缺的重要课程。
本文从电机的工作原理、不同类型的电机以及拖动技术的应用等方面进行了论述。
通过对电机与拖动技术的深入了解，读者可以在实际工程中更好地选择和应用电机技术，实现更高效的拖动效果。
电机与拖动技术的学习和应用将为电气工程领域的发展做出重要的贡献。
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本书只讨论单轴电力传输系统。
2
一、运动方程式
对于直线运动 对于单轴电力拖动 旋转运动系统
dv F Fz m dt
dΩ T Tz J dt
动转矩
3
电力拖动运动方程的实用形式：
dΩ T Tz J dt GD2 J m 2 4g
转动惯量
kg m 2 单位为
式中： m与G ——旋转部分的质量（kg）与重量（N） ρ 与D ——惯性半径与直径（m）
GD2 dn T ( Tz ) 375 dt
T
转矩方程的直角坐标系表示
6
第四节
生产机械的负载转矩特性
在运动方程式中，阻转矩（负载转矩）Tz 与转速n 的关
一、恒转矩负载特性
恒转矩负载: 生产机械的负载转矩TZ的大小不随转速n 而改变的负载。按负载转矩TZ与转速n之间的关系又分为 反抗性负载和位能性负载两种。 1. 反抗性恒转矩负载: 负载转矩 TL的大小不变，但方向始终与生产机 械运动的方向相反，总是阻碍电动机 的运转。 属于这类特性的负载有金属的压延、 机床的平移机构、摩擦转矩等。
7
系
2. 位能性恒转矩负载：不论生产机械 运动的方向变化与否，负载转矩的大小 和方向始终不变。
例如起重设备。重力所产生的负载 转矩的大小和方向均不改变。 提升时，负载转矩TZ反对提升； 下放时，负载转矩TZ却帮助下放。
二、通风机负载： 负载的转矩基本上与 转速的平方成正比 如风机、水泵、油泵等。
Tz Kn2
8
三、恒功率负载特性：当转速变化时，负载从电动机 吸收的功率为恒定值，即： 2n PZ TZ Ω TZ 常数 60 K Tz n 即：负载转矩基本上与转速成反比。
例1：一些机床切削加工。车床粗加
工时，切削量大(TZ大) ，转速低；精 加工时，切削量小(TZ小)、转速高。
例2：汽车的发动机的输出功率一
定。当爬坡时需要低速运行，而在平 路则可高速行驶。
9
实际生产机械的负载转矩特性可能是 以上几种典型特性的综合。例如，实际通 风机除了主要是通风机负载特性外，由于 其轴承上还有一定的摩擦转矩，因而实际 通风机负载特性应为 2
Tz T0 Kn机Fra bibliotek平移机构实际 的负载特性
实际通风机 负载特性
10
第八章
结 束
11
第八章 电力拖动系统的动力学基础 本章内容
电力拖动系统的运动方程式 生产机械的负载转矩特性
第一节
电力拖动系统的运动方程式
电力拖动装置的四个组成部分：电动机、工作机构、 控制设备及电源。
在许多情况下电动机与工作机构并不同轴，而在二者之 间有传动机构，它把电动机的运动经过中间变速或变换运 动方式后再传给生产机械的工作机构。
2n Ω 60
GD2 dn T Tz 375 dt
GD 2 称为飞轮惯量（ N m 2）。 GD2 4 gJ 式中：
4
运动方程的物理意义
GD2 dn T Tz 375 dt
上式表明：电力拖动系统的转速变化dn/dt（即加速度）由 电动机的电磁转矩T与生产机械的负载转矩TZ的关系决定。 1、当 T Tz 2、当 T Tz
dn 0 dt
电动机静止或等速旋转，电力拖动 系统处于稳定运转状态下。 电力拖动系统处于加速状态
3、当 T Tz
dn 0 dt dn 0 dt
电力拖动系统处于减速状态
5
二、运动方程式中转矩的正负符号分析
运动方程式的一般形式
GD2 dn T ( Tz ) 375 dt
（1）首先取转速n正方向：顺时针方向； （2）电磁转矩: 与转速(n正)同方向取“+”；反之则取“-”。 （3）负载转矩：与转速(n正)方向相反，取 “+”；反之则取“”。 n T~n TZ~n