异步电机气隙磁通
电机试题高级
三相异步电动机选择题1.三相鼠笼型异步电动机的转子铁心一样采纳斜槽结构，其缘故是（）。
A改善电动机的启动和运行性能B增加转子导体的有效长度C价钱低廉D制造方便2.国产小功率三相鼠笼式异步电动机的转子导体结构采纳最普遍的是（）转子。
A铜条结构B铸铝C深槽式D铁条结构3.三相异步电动机是利用（）原理工作的。
A导体切割磁力线B电流的线圈产生的磁场C载流导体受力在磁场中运动D电磁感应和载流导体在磁场中受力4.三相异步电动机启动刹时，启动电流专门大，但启动转矩（）。
A最大B专门大C为零D不专门大5.三相异步电动机的电磁转矩与转子中每相绕组电流的关系为（）。
A转矩与电流的大小成反比B转矩与电流的大小成正比C转矩与电流的大小成D转矩与电流的大小成正比6.三相异步电动机产生最大转矩时的临界转差率与转子电路电阻的关系为（）。
A与电阻成反比B与电阻成正比C与电阻无关D与电阻平方成正比7.一台Y-160M-4型三相异步电动机，额定功率是11KW，额定转速为1460r/min，那么它的额定输出转矩为（）N·M。
143.9 C8.有一台三相鼠笼型异步电动机，额定功率P N=40KW,z转速为1450r/min,最大转矩为·M，那么过载系数为（）。
1.8 C9.异步电动机的极数越少，那么转速越高，输出转矩（）A增大B不变C越小D与转速无关10.在以下方法中，不能改变交流异步电动机转速的是（）。
A改变定子绕组的磁极对数 B改变供电电网的电压 C改变供电电网的频率 D改变电动机转差率11.交流异步电动机在变频调速进程中，应尽可能使气隙磁通（）。
A大些 B小些 C由小到大转变 D恒定12.变频调速的变频电源是（）之间的接口。
A市电电源 B交流电机 C市电电源与交流电机 D市电电源与交流电源13.变频调速中变频器一样由（）组成。
A整流器、滤波器、逆变器 B放大器、滤波器、逆变器C整流器、滤波器 D逆变器14.变频调速所用的VVVF型变频器，具有（）功能。
第九章习题参考答案
（a）减小，增大 （b）减小，不变 （c）不变，增大 （d）不变，不变
9、转子电阻增大时，异步电动机最大转矩（c ） ；临界转差率（ ） 。
（a）减小，增大 （b）减小，减小 （c）不变，增大 （d）不变，减小
10、异步电动机降压起动的目的是（ a ） 。
（a）减小线路压降 （b）提高工作效率 （c）加快起动速度 （d）延长电机寿命
时，转子的转速 n 总要小于同步转速 n0 ，此时 0 < s < 1 ；当三相异步电动机处在再生制动
的情况下时， n > n0 ，这种情况下 s > 1，例如起重机吊重物下降，重物拖动电动机使其加
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速；多速电动机换速（从高速转到低速）运行时，都产生再生制动。 5、在稳定运行情况下，当负载增加时，异步电动机的转矩为什么能相应增加？当负载转矩 大于电动机的最大电磁转矩时，电动机将发生什么情况?
• 负载运行时，转子绕组中有电流 流过，产生一个同步旋转磁势 ，为
了保持 不变，定子磁势 除了提供激磁磁势 外，还必须抵消转子磁
势 的影响，即： • 异步电动机的磁势平衡方程：
o
o
o
o 结论：空载运行时，转子电流为 0，定子电流等于激磁电流；负载 时，定子电流随负载增大而增大。
8、电源电压降低时，异步电动机最大转矩（ b） ；临界转差率（ ） 。
中产生旋转磁场；（2）、转子绕组自成回路。
异步电动机的转动原理是：定子三相对称绕组通入三相对称交流电流时，在气隙将产生圆形
旋转磁场。旋转磁场旋转时，与转子绕组有相对运动，因此将在转子绕组中产生感应电势。
由于转子绕组是闭合绕组，在感应电势的作用下将在绕组中流过三相短路电流。此电流与旋
转磁场相互作用，产生电磁转矩，从而产生电磁转矩使转子转动起来。这就是异步电动机的
异步电机矢量控制可以转子磁链定向
在M-T坐标系上，磁链方程为
Ψms=Lsims+Lmimr Ψts=Lsits+Lmitr Ψmr=Lmims+Lrimr=Ψr Ψtr=Lmits+Lritr=0
（3） （4）
对于笼型转子异步电动机，其转子短路，端
对于矢量控制来说,i*ds类似于直流电动机的励磁 电流If，i*qs类似于直流电动机的电枢电流Ia。相 应地,我们希望类似地写出异步电动机的转矩表
达式为
Te CT r iqs
(1)
Te CT' idsiqs
(2)
式中 Ψr:正弦分布转子磁链空间矢量的峰值。
Ia
解耦
If
Ψa
Ia
Te CT f a CT' I f Ia If
正比关系,如果Ψr保持不变的话。
2.2 转子磁链模型
为了实现转子磁链定向矢量控制，关键是获
得实际转子磁链Ψr的幅值和相位角，坐标变换 需要磁链相位角（φ），转矩计算、转差计算等
需要磁链的幅值。但是转子磁链是电机内部的物 理量，直接测量在技术上困难很多。
在磁链计算模型中，根据所用实测信号的不 同，可以分为电压模型和电流模型两种。
2) 计算转子磁链的电流模型 根据磁链与电流的关系，由电流推算磁链，
称其为电流模型。
电流模型需要实测的电流与转速信号，优 点是：无论转速高低都能适用；但缺点是 都受电动机参数变化的影响。除了转子电 阻受温度和频率的影响有较大的变化外，
磁路的饱和程度也将影响电感Lm、Lr和Ls，
这些影响最终将导致计算出的转子磁链的 幅值和相位角偏离正确值，使磁场定向不 准，使磁链闭环控制性能降低。
运动控制实验报告
运动控制实验报告篇一：运动控制实验报告“运动控制系统”专题实验报告篇二：运动控制系统实验报告运动控制系统实验报告姓名：杜文划学号：912058XX02同组人：杜文坚，周文活，黎霸俊异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统一、实验目的1. 通过实验掌握异步电动机变压变频调速系统的组成与工作原理。
2. 加深理解用单片机通过软件生成SPWM波形的工作原理特点。
以及不同不同调制方式对系统性能的影响。
3. 熟悉电压空间矢量控制的原理与特点。
4. 掌握异步电动机变压变频调速系统的调试方法。
二、实验过程一、采用SPWM方式调制1. 同步调制30HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示:定子端电压波形如下示：50HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：波形分析：电机气隙磁通两相绕组之间相差约60°。
电机磁通轨迹50Hz时更接近圆形。
对定子电流：30Hz时和50Hz时呈正弦波，但其中有很多的高频分量。
IGBT的疏密程度反映了脉冲宽度调制的过程，越密表示频率越高。
定子电压呈正弦分布。
同步调制方式在50Hz比较好。
2、异步调制30HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示：IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：50HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：异步调制与同步调制想比，气隙磁通分量更接近正弦波，气隙磁通轨迹更接近圆形，此时30Hz比50Hz效果好些。
3、混合调制混合调制在不同的输出频率段采用不同的载波比10HZ下，载波比为100电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹下：篇三：运动控制实验报告运动控制系统实验报告姓名刘炜原学号 XX03080414实验一晶闸管直流调速系统电流-转速调节器调试一．实验目的1．熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
异步电动机机的稳态模型
空载运行时，激磁磁势全部由定子磁势 F1=Fm
提供，即：
负载运行时，转子绕组中有电流I2 流过，产生一个同 步旋转磁势F2，为了保持Fm不变，定子磁势F1除了提 供激磁磁势Fm外，还必须抵消转子磁势F2的影响，即：
异步电动机的磁势平衡方程：
F1 F1 F Fm ( F2 ) Fm
n2+n=sn1+(1-s)n1=n1 结论：转子绕组的磁势与定子绕组的磁势转速相同， 在空间相对静止。
（3）磁势平衡方程式 激磁电流 和激磁磁势
产生主磁通 所需要的电流称为激磁电流 对应的磁势称为激磁磁势：
；
激磁磁势近似不变
由电势方程式： ；电源电压不变，阻抗压降很小，电势近似不变； 由公式： ， 近似不变； 可见，激磁磁势和激磁电流几乎不变。
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符号表
转子侧折算到定子侧
I'2 Ψ'2 E'2 Ф'2σ Ψ'2σ E'2σ Rm Lm1 Lm Xm Im Fm
（一） 异步电动机的工作原理 （二） 异步电动机的等效电路 （三） 异步电动机的功率平衡和转矩平衡关系 （四） 异步电动机的电磁转矩和机械特性 （五） 异步电动机工作特性分析(略)
转子绕组中感应电势的频率：
转子感应电势的有效值
注意转子不动时（s=1)时的感应电势与转子旋转时感应电势的关系。
转子绕组的阻抗
由于转子绕组是闭合的，所以有转子电流流过。同样 会产生漏磁电抗压降。 漏抗公式： 漏抗也与转差率正比。转速越高，漏抗越小。
异步电动机基本公式
异步电动机基本公式 1. 转差率S =n 1−n n 1; n 1=60ƒp式中 S —转差率n 1—同步转速（r/min ） n —转子转速（r/min ）ƒ—电源频率（Hz ）p —电动机极对数。
异步电动机转速与磁极的关系，见表4—1 表4—1 异步电动机转速与磁极的关系2. 额定转差率S e =n 1−n en 1式中 n e —电动机额定转速（r/min ） 3. 临界转差率S lj =S e (λ+√λ2−1)≈2S e λ式中 λ—电动机过载系数，异步电动机的过载系数一般在 1.8~2.5之间，Y 系列电动机为1.7~2.2；J 2和JO 2系列为1.8~2.2；JO 3系列为2.0~2.2；对于特殊用途的电动机，如起重、冶金用异步电动机（如JZR 型），可达3.3~3.4或更大，λ=M m M e ⁄M m —电动机最大转矩（N ·m ）; M e —电动机额定转矩（N ·m ）4.电动势方程（1）定子绕组产生的感应电动势W1ϕE1=κe U1=4.44κdp1ƒ1ϕ=B pj S式中E1—定子绕组产生的感应电动势（V）κe—降压系数，又称电动势系数，小型电动机可取0.86，中型电动机可取0.90，大型电动机可取0.91；U1—外加电源电压（V）κdp1—定子的绕组系数ƒ—电源频率（Hz）1W1—定子绕组每相串联线圈匝数ϕ—每极磁通（Wb）B pj—气隙中平均磁通密度（T），它与气隙中最大磁通密度Bδ的Bδ=0.637Bδ关系为 B pj=2πS—每极下的气隙面积（m2）。
最大磁通密度（气隙）Bδ可由表4—2中选取，电机容量较大的取较大值；容量较小的取较小值。
Y型电动机为0.57~0.86T；J、JO型电动机的Bδ值为0.60~0.70T，J2、JO2型电动机为0.65~0.75T，1KW以下电动机为0.40~0.60T。
定子轭部磁通密度B c可由表4—3选取，一般为1.2~1.5T（如2极为1.2~1.7T；4、6、8极为1.0~1.5T），改极时不应超过1.7T。
第5章 异步电动机恒压频比(VF)控制
这就是恒压频比控制方式。
低频时，Us和Eg都比较小,定子电阻和漏抗压降所占的 份额就比较显著，不能忽略。这时，可以人为的把定子电压 升高一些，以便近似补偿定子阻抗上的压降。带定子压降补 偿的恒压频比控制特性示于图5-1(a)中的1线，而2线为不带 定子压降补偿的恒压频比控制特性。
图5-1 U/f关系 a) 恒压频比控制特性 b) 变压变频控制特性
FBC
FBU
图5-12 恒压频比控制转速开环电流型变频调速系统
当转速给定为负值时，给定积分GI的输出为负极性，经 逻辑开关DLS检测后，控制环形分配器DRC输出逆相序， 。 当突然降低速度给定n*，由于机械惯性转子速度不会立即 变化，异步电机工作在发电制动状态，逆变桥工作在整流状态， 整流桥工作在有源逆变状态。这时的功率关系为：异步电机将 降速过程释放出来的动能转换成交流电功率，经原逆变桥转换 为直流电功率，再经原整流桥有源逆变回馈电网。 本系统能 。使逆变器不同桥臂上的两 只晶闸管同时导通，通过定子绕组流过直流，在气隙中 形成不旋转的磁场；转子绕组依惯性继续转动，在转子 中感应电势，形成电流，转子电流与气隙磁场相互作用 产生制动转矩。最后动能全部变为热能耗散掉。
5.1.2交-直-交电压型方波逆变器的工作原理
180º导电型方波逆变器中晶闸管的导通顺序是 VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1 各触发信号相隔60º的电角度，在任意瞬间有三 只晶闸管同时导通，每只晶闸管导通时间为180º电 角度所对应的时间，两只晶闸管的换流是在同一支 路内进行。从波形图可以求出相电压的有效值Uan和 线电压的有效值Uab分别为
图5-11 脉冲输出级原理电路
6.电压调节器AVR和电流调节器ACR的参数整定
在第四章中已经知道异步电动机的数学模型具有 多变量、非线性、强耦合的特点，比直流电动机的单 输入、单输出的线性特性复杂得多。只有使用微偏线 性化的方法并忽略旋转电动势对动态的影响，才可以 得到线性解耦的动态传递函数和系统结构图，并在此 基础上设计调节器。 其结果只适用于工作点附近稳定性的判别， 不适用大范围动态指标的计算 。 调节器参数的整定可以参考本章第七小节异步 电动机的小信号模型或第九章介绍的调节器整定 的试凑法。
其他系统西安交通大学电机学(高起专)所有答案
其他系统西安交通大学电机学（高起专）所有答案直流电机运行时，电刷为了保持与换向片可靠接触，将与换向片一起旋转。
答案是：×直流电机的电枢在转子上，换向器在转子上，磁极在定子上。
答案是：√与直流电机类似，同步电机电枢磁动势总是与主磁极磁动势相垂直，即为交流电枢反应。
答案是：×由于电枢反应的补偿作用，同步发电机带电阻负载之后，其输出电压将不会有明显变化。
答案是：×由单相绕组的机械特性可以看出，在空载条件下，异步电动机可以自行起动答案是：×异步电机转差率为零的时候，转子中的电流将消失，因而电磁转矩也为零。
答案是：√异步电机在启动时刻，由于转速为零，可认为转差率为1。
（）答案是：√异步电动机仅有单相绕组时，在电动机内生成的磁动势为脉动磁动势，不会产生旋转磁场。
答案是：√时都允许直接起动。
答案是：√谐波磁动势和基波磁动势的脉振频率相同，但极对数高于基波磁动势。
答案是：√无论是星形连接还是三角形连接，对称条件下线电动势中都不存在3次谐波。
答案是：√无论是星形连接还是三角形连接，对称条件下线电动势中都不存在3次谐波。
答案是：√同步发电机带不同性质（感性或容性）的负载，电枢磁动势的旋转速度不同答案是：×同步电机中，空载电动势或空载电压就是由主磁极产生的电动势，无论空载或负载，只要转速恒定，励磁电流不变，空载电动势就不变。
答案是：√双笼型或深槽型转子感应电动机利用集肤效应改善起动性能。
答案是：√三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。
答案是：√三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。
答案是：√三相异步电动机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同。
（）答案是：√若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩降低，最大转矩不变。
答案是：×如果忽略电枢的铜耗，同步发电机的电磁功率可近似等于输出功率。
答案是：√漏磁通比例小，并且没有用处，所以分析电机时一般忽略漏磁通。
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异步电机气隙磁通
异步电机的气隙磁通是指在电机转子转动过程中，由于电机定子和转子之间的气隙，使得磁场的传输存在一定的泄漏，导致磁通密度不均匀分布的现象。
异步电机的气隙磁通是影响电机运行性能和效率的重要因素之一。
气隙磁通的存在会导致电机转矩波动、损耗增加以及噪声增大等问题。
为了解决气隙磁通的问题，一般采用加强电机定子绕组的绕组密度，以提高磁通密度的均匀性。
同时，也可以通过采用优化的转子设计、减小气隙距离等方式来降低气隙磁通的影响。
在实际应用中，异步电机的气隙磁通是需要被认真对待的问题，只有通过合理的设计和优化，才能使得电机的性能和效率得到最大化的提升。
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