电机与拖动基础知识点
电机与拖动基础
电机与拖动基础电机与拖动基础电机是一种能将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个行业和领域。
而拖动是电机在工业控制领域中的重要应用之一。
本文将从电机和拖动的基本原理出发，探讨电机与拖动的基础知识和应用。
1. 电机的基本原理电机是通过电磁感应原理工作的。
当电流通过电机中的线圈时，会在线圈周围产生一个磁场。
而当外加磁场与线圈中的磁场相互作用时，就会产生力矩，推动电机转动。
这是电机产生机械能的基本原理。
电机按照能量转换的方向可分为直流电机和交流电机。
直流电机是指将直流电能转化为机械能的电机，交流电机则是将交流电能转化为机械能的电机。
根据不同的工作原理和结构，电机还可以细分为电磁电机、感应电机、步进电机等。
2. 拖动的基本概念拖动是指通过电机控制物体的位置、速度和方向等运动状态。
在工业自动化控制中，拖动广泛应用于输送系统、装卸系统、机床等领域。
通过电机的拖动，可以实现对物体的精确控制和自动化操作。
拖动系统一般由电机、传动装置和控制系统组成。
电机作为拖动装置的核心，通过传动装置将电机产生的旋转运动转化为线性或者旋转的运动，从而实现对物体的拖动。
3. 拖动的工作原理拖动系统的工作原理可以简单地分为两个步骤：信号采集与处理和执行动作。
首先，通过传感器采集物体的位置或状态信息。
这些传感器可以是光电传感器、编码器、位置传感器等。
然后，将采集得到的信号输入到控制系统中。
控制系统会根据这些信号信息计算出电机所需的运动参数，如速度、位置和方向等。
在执行动作阶段，控制系统会发送指令给电机，在电机的驱动下，电机开始工作，将运动参数转化为相应的机械运动，实现物体的拖动。
4. 拖动系统的应用拖动系统在各个行业和领域都有着广泛的应用。
在工业自动化领域，拖动系统通常用于实现输送、装卸和组装等操作。
比如，物流仓储系统中的输送线，自动装配线中的机械手等，都是通过电机的拖动实现工件的自动化运输和处理。
在机床行业中，电机拖动系统被广泛应用于数控机床和传统机床中。
电机及拖动基础知识
N
n W1 S
V1
U2
2极同步发电机原理结构图
• 同步发电机按结构形式分为旋转电枢式和 旋转磁极式，后者 • 应用较广。旋转磁极式按磁极形状分为隐 极式和凸极式。按原动 • 机类别分为汽轮发电机（采用隐极式）和 水轮发电机（凸极式）
3.三相异步电动机的调速
根据三相异步电动机的转速公式
60 f1 n n1(1 s ) (1 s ) p 异步电动机有三种基本调速方法：1）.改变定子极对数P； 2）.改变电源频率f；3）.改变转差率S调速（包括转子 电阻调速、定子调压调速和串极调速）
3.
pN I a CT I a 2a
PN TN 9.55 nN TM TN
--过载倍数
六.直流电动机的电气制动
电气制动方法---能耗制动、反接制动（电源反接、 倒拉反转反接）、回馈制动 能耗制动特点：操作简单,但随着转速下降,电动 势减 小,制动电流和制动转矩也随着减小,制动效 果变差。 反接制动特点：,从电源输入的电功率和从轴上输 入的机械功率转变成的电功率一起消耗在电枢回路电 阻上。 回馈制动时由于有功功率回馈到电网，因此与能 耗和反接制动相比，回馈制动是比较经济的。
n
n0
D
*降低电枢电压时的人为特性
n
A B C
Ra U R
*减弱励磁磁通时的人为特性
UN Ra n T 2 em Ce CeCT
TL Tem
三种调速方法
五.熟记以下公式
1.直流电机的电枢电动势
大小:
Ea pN n Ce n 60 a
2.直流电机的电磁转矩
大小: Tem
机 械 特 性 的 表 达式
U I a Ra U R n I a (Tem CT I a ) Ce Ce Ce U R n Tem 2 Ce Ce CT n0 Tem n0 称为理想空载转速。UN Ra ຫໍສະໝຸດ em 2 Ce N CeCT N
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。
电机及拖动基础
B1
B2
/ 2 A
0.613 10 3 4 10 4
/2T
0.766T
由图1-10中DR530的磁化曲线查得，H1 H2 215 A/ m 则左右两边铁
心段的磁压降
H1l1 H 2l2 215 15 10 2 A 32.25 A
(4)总的磁动势和励磁电流为
Ni H1L1 H 3L3 2H (4818 87.75 32.25) A 4938 A
，
铁心l 的0导.3m磁率
（注Fe意 它500仅o仅是一点，就是导
磁率使得磁路不是线性的），套在铁心上的励磁绕组
500匝。求铁心产生1（T）的磁通密度，需要多少磁动
势和励磁电流
解：
用安培环路定律 磁场强度： H
B / Fe
1
5000
107
A / m 159A / m
磁动势： F Ni Hl 159 0.3 47.7A
励磁电流：
i F / N Hl / N 47.7 9.54 102 A 500
3。磁路的基尔霍夫定律
A
（1）磁路的基尔霍夫第一 定律
当铁心带有分支而不是 2 简单回路，如图在铁心
N
3
柱上加有磁势时，磁通
的路径图中虚线所示。 在闭合面中A中，串入和 流出的总磁通等于零。
1
图1—4 磁路的基尔霍夫 第一定律
i Ni 4938 A 2.469 A N 2000
第四节 交流磁路的特点
铁心线圈中通以直流电流来励磁:分析简单.励磁电流恒定. 线圈中无感应电动势,电流大小取决于线圈电阻本身.功 率损耗只有 I 2 R
铁心线圈中通以交流电流来励磁:分析复杂.励磁电流交变. 线圈中有感应电动势,电流,电压及功率损耗分析和直流 有所不同.但瞬时和直流磁路是一样的,可以遵循基本磁 化曲线.磁通量和磁密用交流的瞬时值表示,磁动势和磁 场强度用有效值表示.
电机与拖动基础
到 N2 倍，起动电流与起动转矩降低到 ( N2 )2倍。
N1
N1
❖ 实际上起动用旳自耦变压器，备有几种抽头供选用。例如 QJ2型有三种抽头，分别为55%（即=55%）、64%、73%（出厂 时接在73%抽头上）；QJ3型也有三种抽头，分别为40％、 60%、80%（出厂时接在 60％抽头上）等。这也是我们前面 所讲旳优点，但是，自耦变压器体积大，价格高，也不能带 重负载起动。自耦变压器降压起动在较大容量鼠笼异步电动 机上广泛应用。
8.5.4 倒拉反转制动运营
❖ 倒拉反转制动运营是转差率s＞1旳一种稳态，其功 率关系与反接制动过程一样，电磁功率PM＞0，机械 功率Pm＜0，转子回路总铜耗pCu2=PM+|Pm|。但是倒
拉反转运营时负载向电动机送入旳机械功率是靠着 负载贮存旳位能旳降低，是位能性负载倒过来拉着 电动机反转。
❖ 这种运营状态与直流电动机倒拉反转运营旳情况是 一样旳。
8.5 三相异步电动机旳多种运营状态
❖ 异步电动机旳电磁转矩和转子旳转速是同方向时，电动机运 营在电动状态，若电磁转矩和转速旳方向相反时，电动机处 于制动状态。
❖ 而在制动运营状态中，根据 转矩和转速旳不同情况，又可 分为：回馈制动、反接制动、 到拉反转及能耗制动等。
电动运营： 当工作在第Ⅰ象限时为正 向电动状态。工作在第Ⅲ 象限时为反向电动状态。
8.5.5 回馈制动运营
❖ 当三相异步电动机拖动位能性 恒转矩负载，电源为负相序 （A、 C、 B）时，电动机运 营于第IV象限，如图 中旳B点， 电磁转矩T＞0，转速 n＜0,称 为反向回馈制动运营。
8.5.5 回馈制动运营
❖ 电动机旳转速n<0 ，转差率为
❖ 从三相异步电动机等值电路上 看出，电动机总旳机械功率为
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
电机与拖动基础1. 电机的基本原理及分类1.1 电机的基本原理电机是将电能转换为机械能的装置。
它基于电磁感应现象，利用电流与磁场之间的相互作用产生转动力矩。
电机的基本原理可以归纳为洛伦兹力和转子的转动。
1.2 电机的分类根据电机的工作原理和结构特点，电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
在直流电机中，按照励磁方式的不同，又可以分为永磁直流电机和电磁直流电机。
交流电机则根据转子结构的不同，可分为异步电机和同步电机。
2. 电机的拖动技术2.1 电机拖动的概念电机拖动是指电机作为动力源，通过各种传动机构将能量传输到负载上。
电机拖动技术广泛应用于机械设备、工业自动化、交通运输等领域。
2.2 电机拖动系统的组成电机拖动系统由电机、传动装置和负载组成。
传动装置包括传动轴、齿轮传动、皮带传动等。
负载可以是各种机械设备，如泵、风机、压缩机等。
2.3 电机拖动系统的性能要求电机拖动系统的性能要求包括转速、转矩、运动精度、稳定性等。
不同的应用场景对电机拖动系统的性能要求有所不同，需要根据实际情况选用合适的电机和传动装置。
2.4 电机拖动系统的控制方法电机拖动系统的控制方法包括开环控制和闭环控制两种。
开环控制简单，但对系统的负载变化和外界干扰不敏感；闭环控制通过传感器反馈信号实现对系统的闭环控制，能够更好地适应外界环境变化。
3. 电机拖动系统的应用3.1 工业自动化领域在工业自动化领域，电机拖动技术广泛应用于生产线的输送设备、机器人的关节驱动、数控机床等。
电机拖动系统可实现精确的位置控制和速度控制，提高生产效率和产品质量。
3.2 交通运输领域电机拖动技术在交通运输领域起着重要作用。
电动汽车、电动自行车等交通工具采用电机拖动系统，更加环保高效。
此外，电机拖动系统还应用于轨道交通、电动船舶等领域。
3.3 家用电器领域家用电器领域的许多产品都采用了电机拖动技术，如洗衣机、空调、电风扇等。
电机拖动系统的高效运转和可靠性，保证了家用电器的正常工作和长寿命。
电机与拖动基础考点总结
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 55.960π2===ω 故n PT em e 55.9=（em P 的取值单位为w 才适用）nP T eme 9550=（em P 的取值单位为kW 才适用） ○2电磁功率→输出机械功率 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 1P em P 2p Cua p Fe p mec p CufCufp ∆Cuap ∆Fep ∆mp ∆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 2f f add m Fe Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆故电动机的效率为：p P pP P ∑∆+∑∆-==2121η4. 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。
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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。