5.机电传动控制交流电动机的工作原理及特性
《机电传动控制》(第5版)(全套教案)期末复习用
《机电传动控制》（第五版）教案第1章绪论1.1 机电系统的组成＝机械运动部件＋机电传动＋电气控制系统。
1.机械运动部件——完成生产任务的基础，机械执行部分；2.机电传动———＝电力传动或电力拖动，是驱动生产机械运动部件的原动机的总称；3.电气控制系统——控制电动机的系统。
1.2 机电传动的目的和任务1.机电传动的目的——将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、以及速度调节，满足各种生产工艺的要求，保证生产过程的正常进行2.机电传动的任务①广义上讲——使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化。
②狭义上讲——专指控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。
1.3 机电传动控制的发展概况一、驱动系统的发展阶段：1.成组拖动——一台电动机拖动一根天轴—→通过带轮和传动带—→分别拖动各（一组）生产机械。
生产效率低、劳动条件差，一旦电动机或传动环节发生故障则造成成组生产机械停车。
2.单电动机——一台电动机拖动一台生产机械，较成组拖动进了一步。
但当生产机械的运动部件较多时，其机械传动机构则十分复杂。
3.多电动机拖动——一台生产机械的每一个运动部件都有专门的电动机拖动。
不仅大大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为自动化提供了有利条件，是现代化机电传动的典型方式。
二、控制系统的发展阶段：1.接触器＋继电器控制——出现在20世纪初，应用广泛、成本低；但控制速度慢、精度差。
2.电动机放大机控制（30年代）、磁放大机控制（40～50年代）——从断续控制发展到连续控制，并具有了输出反馈环节，简化了控制系统、减少了电路触点、提高了可靠性。
3.大功率可控电力半导体器件控制——具有效率高、反应快、寿命长、可靠性高、维修容易、体积小、重量轻等优点。
由此，开辟了机电传动控制的新纪元。
4.采样控制——数控技术＋微机应用的高水平断续控制，由于采样周期＜＜控制对象的变化周期，∴≌连续控制。
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科，对于相关专业的学生和从业者来说，掌握这门课程的知识至关重要。
而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。
以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案，希望能对您的学习有所帮助。
第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求，以满足生产的需要，提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成？答：机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源，将电能转化为机械能；传动机构用于传递动力和改变运动形式；生产机械是工作对象；控制系统用于控制电动机的运行状态；电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么？其含义是什么？答：运动方程式为 T M T L ＝J(dω/dt) 。
其中，T M 是电动机产生的电磁转矩，T L 是负载转矩，J 是转动惯量，ω 是角速度，dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系，当 T M ＞ T L 时，系统加速；当 T M ＜ T L 时，系统减速；当 T M ＝ T L 时，系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响？答：转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中，由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩，转动惯量越大，系统的加速和减速过程就越困难，响应速度越慢。
因此，在设计和分析机电传动系统时，需要考虑转动惯量的影响，以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么？答：多轴传动系统等效为单轴系统的原则是：系统传递的功率不变，等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩？答：动态转矩 T d ＝ T M T L ，其中 T M 是电动机的电磁转矩，TL 是负载转矩。
《机电传动控制》第五版课后习题答案
第3章直流电机的工作原理及特性习题3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？答案：直流电动机工作时，（1）电枢绕组中流过交变电流，它产生的磁通当然是交变的。
这个（2）变化的磁通在铁芯中产生感应电流。
铁芯中产生的感应电流，在（3）垂直于磁通方向的平面内环流，所以叫涡流。
涡流损耗会使铁芯发热。
为了减小这种涡流损耗，电枢铁芯采用彼此绝缘的硅钢片叠压而成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以（4）增大涡流通路上的电阻，从而起到（5）减小涡流的作用。
如果没有绝缘层，会使整个电枢铁芯成为一体，涡流将增大，使铁芯发热。
因此，如果没有绝缘，就起不到削减涡流的作用。
习题3.4 一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E ＝E1，如负载转矩TL ＝常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电势将如何变化？是大于、小于还是等于E1？答案：∵当电动机再次达到稳定状态后，输出转矩仍等于负载转矩，即输出转矩T ＝T L ＝常200aae e ae m ae m e e R U n I K K R U n E K n T K I n n n K K K U T K =Φ=−ΦΦ=∴=Φ−Φ∴−∆=Φ=ΦQ Q 又当T=0a aU E I R =+数。
又根据公式（3.2）， T ＝K t ФI a 。
∵励磁磁通Ф减小，T 、K t 不变。
∴电枢电流I a 增大。
再根据公式（3.11），U ＝E ＋I a ·R a 。
∴E=U －I a ·R a 。
又∵U 、R a 不变，I a 增大。
∴E 减小即减弱励磁到达稳定后，电动机反电势将小于E 1。
习题3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为：P N ＝5.5KW ，U N ＝110V ，I N ＝62A ，n N ＝1000r/min ，试绘出它的固有机械特性曲线。
（1）第一步，求出n 0 （2）第二步，求出（T N ，n N ）答案：根据公式（3.15），（1-1）Ra ＝（0.50~0.75）(N N N I U P −1)NN I U我们取Ra ＝0.7(N N N I U P −1)NN I U， 计算可得，Ra ＝0.24 Ω 再根据公式（3.16）得，（1-2） Ke ФN ＝（U N －I N Ra ）/n N =0.095 又根据（1-3） n 0＝U N /（Ke ФN ），计算可得，n 0＝1158 r/min 根据公式（3.17），（2-1） T N ＝9.55NNn P ， 计算可得，T N ＝52.525 N ·M 根据上述参数，绘制电动机固有机械特性曲线如下：3.10一台他励直流电动机的技术数据如下：P N =6.5KW ，U N =220V ， IN=34.4A ， n N =1500r/min ， R a =0.242Ω，试计算出此电动机的如下特性：①固有机械特性；②电枢附加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性；③电枢电压为U N /2时的人为机械特性； ④磁通φ=0.8φN 时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。
机电传动控制重点
第一章概述了解机电传动控制系统的发展概况。
第二章机电传动系统的动力学基础【重点内容】运动方程式及其含义；多轴拖动系统中转矩折算；机电传动系统稳定运行的条件;分析系统的稳定平衡点.【难点】机电传动系统稳定运行的条件；分析系统的稳定平衡点.第三章直流电机的工作原理及特性【重点内容】直流电动机的机械特性；启动,调速,制动的各种方法；启动，调速,制动的各种方法的优缺点和应用场所。
【难点】启动，调速,制动的各种方法。
第四章机电传动系统的过渡过程【基本内容】在了解过渡过程产生的原因和研究过渡过程的实际意义的基础上,掌握机电传动系统在启动，制动过程中转速，转矩和电流的变化规律，掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.【重点内容】掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.第五章交流电动机的工作原理及特性【重点内容】1.异步电动机的工作原理，基本结构，旋转磁场的产生;2。
异步电动机的机械特性;3.异步电动机的启动，调速和制动的方法（与直流电动机进行比较）；4。
学会用机械特性的四个象限来分析异步电动机的运行状态;5。
掌握单相异步电动机的启动方法和工作原理;6。
了解同步电动机的结构特点，工作原理,运行特性及启动方法;7。
掌握各种异步电动机和同步电动机的使用场所.【难点】异步电动机的旋转磁场的产生；分析异步电动机的运行状态;异步电动机的启动,调速和制动的方法.第六章控制电机了解机电传动控制系统中一些常用的控制电机种类，名称，结构等。
【重点内容】掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点.第七章机电传动控制系统中电动机的选择【一般要求】在了解电动机的发热与冷却规律的基础上,重点掌握电动机容量的选择,并熟悉电动机的种类,电压,转速和结构型式的选择原则.【重点内容】重点掌握电动机容量的选择原则及方法，可以通过统计法或类比法进行选择.第八章继电器—接触器控制系统【一般要求】在熟悉各种控制电器的工作原理，作用,特点表示符号和应用场所的基础上,着重掌握继电器—接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理，学会分析较复杂的控制线路,并通过训练学会设计一些较简单控制线路.【重点内容】结合书中内容及附录1，附录2，掌握各电器符号及标准;掌握基本线路的分析设计,提高改错能力；掌握机床启动,正反转,制动，保护等主电路及控制线路的设计.第九章可编程序控制器【一般要求】在了解可编程序控制器的基本组成，工作原理，特点和用途的基础上，重点掌握F 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法以及应用实例。
交流电动机工作原理及特性
交流电动机工作原理及特性交流电动机是一种将电能转换为机械能的电动机。
它是通过交流电源供电，并且运行时由于电磁原理产生了旋转的磁场，从而实现了电能和机械能之间的转换。
交流电动机可分为感应电动机和同步电动机两种类型，下面将分别介绍这两种交流电动机的工作原理和特性。
首先是感应电动机。
感应电动机是一种广泛应用的交流电动机，它的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
感应电动机的主要构成部分有定子、转子和绕组。
由于感应电动机是基于电磁感应原理工作的，所以在定子中加入的绕组称为励磁绕组，而导致转子产生电流的感应电动势称为感应电势。
当感应电机通电后，励磁绕组产生磁场，引起转子中感应电动势，从而导致转子中产生电流。
根据洛伦兹力定理，转子中的电流受到磁场的作用力，从而引起转子旋转，完成了能量转换。
感应电动机具有以下特性：1.高效率：感应电动机由于工作过程中没有电刷和电火花产生，因此转化效率较高。
在合适的负载下，感应电机的效率可以达到90%以上。
2.动态响应快：感应电动机的转子质量较轻，可以快速运转，对负载的变化可以有较快的响应。
3.负载适应性强：感应电动机对负载变化的适应性较强，可以在一定范围内改变负载时的输出功率和速度。
4.成本较低：感应电机的制造成本较低，维修和维护也比较方便。
5.转速稳定：感应电动机的转速随着负载的变化而变化较小，具有较好的转速稳定性。
6.占用空间小：感应电动机的体积较小，安装方便，适用于各种场合。
接下来是同步电动机。
同步电动机是另一种常见的交流电动机，它的主要特点是转子的转速始终与电源频率同步。
同步电动机的主要构成部分有定子和转子。
当同步电机通电后，定子绕组中产生磁场，而转子中的绕组则由外部直流电源供电。
根据磁场的相互作用，定子的磁场和转子的磁场会发生磁相位差，从而产生力矩。
这个力矩使得转子始终与电源的磁场同步转动。
同步电动机具有以下特性：1.与电源同步：同步电动机始终与电源的频率同步转动，转速非常稳定。
机电传动控制基础课后题答案
解：（1）固有特性：
U N N PN 103 220 116 22000 Ra 0.75 0.75 0.196 2 2 N 116 Ke N n0 U N N Ra 220 116 0.916 0.132 nN 1500
UN 220 1667 r min K e N 0.132
F v2 2 1.1 GDM 365 2 nM 100 0.37 2 1.11.05 365 950 2 1.155 0.0055 1.16 N m 2
2.10 在题2.10图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性， 试判定那些是系统的稳定平衡点？那些不是？
ωM T
ωL
J1ω1 (a) 旋转运动
解：电动机轴与中间轴速比j1： j1 nM / n1 900 /300 3
电动机轴与卷筒轴速比jL ： jL nM / nL 900 /60 15
折算到电动机轴上的等效转动惯量JZ ：
2 16 J Z J M 2 2 2.5 2 2 j1 jL 3 15 2.5 0.22 0.07 2.79 kg m 2
解：在电动机未启动之前n=0，E=0，而Ra很 小。所以将电动机直接接入电网并施加电压启动 电流很大，一般达到额定电流的10—20倍。这样 大的启动电流使电动机在换向过程中产生危险地 火花，烧坏整流子，同时过大的电枢电流产生过 大的电动应力，还可能引起绕组的损坏，而且产 生与启动电流成正比例的启动转矩，会在机械系 统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机 械传动部件损坏。 限制直流电动机的启动电流，一般有两种
由ns UN Ra R 2 ( T )得 2 KeN 9.55( KeN ) UN 9.55( KeN ) 2 ） Ra 6.54 KeN T
机电传动考试复习资料总结
机电传动考试复习资料总结第⼀章概述1.机电传动控制的⽬的与任务1.1 机电系统的组成1)电⽓控制系统2)电⼒拖动或机电传动3)机械运动部件1.2 机电传动控制的任务将电能转换为机械能实现⽣产机械的启动、停⽌以及速度的调节完成各种⽣产⼯艺过程的要求保证⽣产过程的正常进⾏2.机电传动控制的发展2.1电⼒拖动的发展1）成组拖动2）单电机拖动3）多电机拖动2.2机电传动控制系统的发展伴随控制器件的发展⽽发展。
有弱电控制和强电控制第⼆章机电传动系统的运动学基础1.单轴拖动系统的运动⽅程式1.1单轴拖动系统组成电机与⼯作机构的轴直接连接的系统称为单轴拖动系统。
1.2单轴拖动系统的运动⽅程式T M?T L=J ?ωt=GD2375nt1.3利⽤运动⽅程式确定运动系统的运动状态GD2是⼀个整体物理量—飞轮矩1.4转矩、速度的符号转矩正⽅向的确定：设电动机某⼀转动⽅向的转速n为正；电动机转矩TM与n⼀致的⽅向为正向；负载转矩TL与n相反的⽅向为正向。
TM与TL的性质判定：若TM与n符号相同，TM为拖动转矩；若TM与n符号相反，TM为制动转矩；若TL与n符号相同，TL为制动转矩；若TL与n符号相反，TL为拖动转矩。
2.⼏种常见的负载特性同⼀转轴上负载转矩和转速之间的函数关系，称为机电传动系统的负载特性。
恒转矩负载特性：①反抗性恒转矩负载(摩擦转矩)②位能性恒转矩负载（重⼒卷扬机）恒功率负载特性：3.机电系统稳定运⾏的条件和判定⽅法稳定运⾏包含的含义：①系统能以⼀定速度匀速运转；②系统受某种外部⼲扰作⽤(如电压波动、负载转矩波动等)⽽使运⾏速度稍有变化时，应保证在⼲扰消除后系统能恢复到原来的运⾏速度。
机电传动系统稳定运⾏的必要充分条件：(1)电动机的机械特性曲线n=f(TM) 和⽣产机械的特性曲线n=f(TL)有交点(即拖动系统的平衡点)；(2)当转速⼤于平衡点所对应的转速时，TMTL ，即若⼲扰使转速下降；当⼲扰消除后应有TM- TL >0。
机电传动控制统考复习资料解析
机电传动控制2017年3月份统考复习资料第1章概论一、单选题1. 在机电设备驱动的发展中，成组拖动的含义是【 D 】A. 多台电机拖动一台设备B. 一台电机拖动一台设备C. 多台电机拖动多台设备D. 一台电机拖动多台设备2. 机电传动系统的五大组成除了有电源、电气控制、传动机构、工作机构，还有的是【 C 】A.继电器B.接触器C.电动机D.机械手3. 研究机电传动系统的运动规律时，系统中的电动机种类是【 D 】A. 交流电动机B. 直流电动机C. 控制电机D. 不分类4. 一般在机电控制系统中的机械设备是【 A 】A. 控制对象B. 控制方法C. 控制规律D. 控制指标5. 机电传动系统中拖动生产机械的原动机是【 D 】A. 汽油机B. 柴油机C.水轮机D. 电动机6. 以下不．是拖动机电传动系统的原动机是【 C 】A.直流电动机B.交流电动机C. 汽油机D. 步进电动机7. 组成机电系统三大部分的是电气控制系统、电力拖动或机电传动和【 A 】A. 机械运动部件B.发电机C.汽油机D. 水轮机8. 以下不．是组成机电系统三大部分的是【 C 】A. 电气控制系统B. 机械运动部件C. 发电机D. 电力拖动9. 机电传动系统的目的是将电能转变为【 D 】A. 光能B. 核能C. 热能D. 机械能10. 机电传动中成组拖动是指一台电动机拖动【 B 】A. 多台发电机B. 多台生产机械C. 一台生产机械D. 一台发电机11. 机电传动的目的是【 A 】A. 将电能转变为机械能B. 将机械能转变为电能C. 将光能转变为机械能D. 将机械能转变为光能12. 一般机电系统正常工作时要求速度是【 A 】A. 稳速B. 加速C. 减速D. 零13. 一般机电系统快速返回时要求速度是【 A 】A. 稳速B. 加速C. 减速D. 零14. 一般机电传动的任务包括实现生产机械的启动、停止，以及【 C 】A. 维修B. 保养C. 调速D. 能量转换15. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求按照给定规律运行的是【 D 】A. 温度B. 压力C. 液位D. 加工轮廓16. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求保持为某一恒定值的是【 C 】A 飞行航线B 记录曲线C 液位D 加工轮廓17. 组成完整机电传动系统除电源、电气控制、传动机构、工作机构外，还有的是【 C 】A 液压缸B 气压缸C 电动机D 发电机18. 人本身通过判断和操作进行的控制叫作【 B】A. 自动控制B. 手动控制C. 机械控制D. 温度控制19. 在数控机床控制系统中，对于想实现控制的目标量或控制量是【 B 】A . 温度 B. 位置 C. 压力 D. 湿度第2章机电传动系统的动力学基础一、单选题1. 恒转矩型生产机械的负载特性是【C 】A. 转速是恒定的B. 功率是恒定的C.转矩是恒定的D. 方向是恒定的2.恒功率型负载的负载转矩大小与转速【B 】A. 成正比B. 成反比C.无关D.相等3.恒功率粗加工时下列叙述正确的是【 D 】A.切削量大，负载阻力小，开低速B. 切削量小，负载阻力大，开低速C.切削量大，负载阻力大，开高速D. 切削量大，负载阻力大，开低速4.恒功率精加工时下列叙述正确的是【 B 】A.切削量大，负载阻力小，开低速B. 切削量小，负载阻力小，开高速C.切削量大，负载阻力大，开高速D. 切削量小，负载阻力小，开低速5. 反抗性转矩由下列哪种现象作用后产生的【 B 】A. 地球引力B. 摩擦C. 电磁感应D. 热传导6. 反抗性转矩的方向【 B 】A.与运行方向相同B. 与运行方向相反C.与运动方向无关D. 与电动机方向一致7.电动机与生产机械的机械特性曲线有交点，此交点只表明【 C 】A.电动机的转速大于生产机械的转速B.电动机的转速小于生产机械的转速C.电动机的转速等于生产机械的转速D.是稳定运行平衡点8. 电动机与生产机械的机械特性曲线有交点，此交点只表明【 A 】A.电动机的转矩等于生产机械的转矩B.电动机的转矩小于生产机械的转矩C.电动机的转矩大于生产机械的转矩D.是稳定运行平衡点9.负载转矩根据功率守恒原则进行折算时必须处于【 B 】A.加速状态B. 静态C.动态D.减速状态10.多轴系统折算到单轴系统，可根据动能守恒进行的折算是【 C 】A.负载转矩B.拖动转矩C.飞轮转矩D.摩擦转矩11．当机电系统拖动转矩与负载转矩大小相等、方向相反时的状态称为【 A 】A. 稳态B. 加速状态C. 减速状态D. 过渡状态12. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt-=中M T 与L T 的符号是 【A 】 A. 可正可负 B. M T 为正、L T 为负 C. M T 为负、L T 为正 D. 都为负13. 电动机拖动负载上升时，电动机输出转矩M T 与负载转矩L T 分别为 【 D 】A. M T 是制动转矩、L T 是拖动转矩B. M T 是拖动转矩、L T 是拖动转矩C. M T 是制动转矩、L T 是制动转矩D. M T 是拖动转矩、L T 是制动转矩14. 电动机拖动负载下降时，电动机输出转矩M T 与负载转矩L T 分别为 【B 】A. M T 是制动转矩、L T 是拖动转矩B. M T 是拖动转矩、L T 是拖动转矩C. M T 是制动转矩、L T 是制动转矩D. M T 是拖动转矩、L T 是制动转矩15. 质量与转动惯量的关系是【B 】A. 质量小、转动惯量大B. 质量大、转动惯量大C. 质量大、转动惯量小D. 无关16. 关于飞轮转矩2GD 叙述正确的是【 D 】A. 2GD 是重量乘以直径的平方B. 2GD 中的D 是物体的实际直径C. 2GD 中的G 是重力加速度D. 2GD 中的D 是惯性直径17. 恒转矩负载特性的特点是负载转矩L T 与转速n 的关系为【 D 】A.随着转速n 升高而增大B. 随着转速n 升高而减小C.随着转速n 降低而减小D. 与转速n 的大小无关18. 反抗性恒转矩负载转矩的机械特性曲线是【 B 】A. 在第一、第二象限B. 在第一、第三象限C. 在第一、第四象限D. 只在第一象限19. 位能性恒转矩负载转矩的机械特性曲线是【C 】A. 在第一、第二象限B. 在第一、第三象限C. 在第一、第四象限D. 只在第一象限20. 通风机负载特性的转矩与转速的关系是【 B 】A. 与转速成正比B. 与转速的平方成正比C. 与转速成反比D. 与转速的平方成正比21. 恒功率负载特性的转矩与转速的关系是【 C 】A. 与转速成正比B. 与转速的平方成正比C. 与转速成反比D. 与转速的平方成正比22. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T Jdt ω-=中d dtω的含义是 【 B 】A. 角速度B. 角加速度C. 转动惯量D. 转矩 23. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt -=中dn dt的含义是 【 B 】A. 角速度B. 加速度C. 转动惯量D. 转矩24. 多轴旋转拖动系统负载转矩的折算中，是把负载转矩折算到【A 】A. 电动机轴上B. 负载轴上C. 第一中间轴上D. 第二中间轴上25. 电动机运行状态如图所示，当L M T T 〉时，判断正确的是：【C 】A ．匀速B ．减速C ．加速D ．不确定26. 电动机运行状态如图所示，当L M T T =时，判断正确的是：【 A 】A ．匀速B ．减速C ．加速D ．不确定 27. 电动机运行状态如图所示，当L M T T =时，判断正确的是：【 A 】A ．匀速B ．减速C ．加速D ．不确定 28. 转动的物体与直线运动的物体，具有保持运动状态的性质叫：【 D 】A. 重量B. 弹性C.惯性D. 惯量29. 恒功率型机械设备的机械特性是：【 】A ．拖动转矩与转速成正比B ．拖动转矩与转速成反比C ．负载转矩与转速成正比D ．负载转矩与转速成反比30. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T Jdtω-=中ω的含义是 【A 】A. 角速度B. 角加速度C. 转动惯量D. 转矩 31. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt-=中2GD 的含义是【 D 】A. 速度B. 加速度C. 转动惯量D. 飞轮力矩32. 多轴旋转拖动系统飞轮转矩的折算中，是把飞轮转矩折算到【 A 】A. 电动机轴上B. 负载轴上C. 第一中间轴上D. 第二中间轴上33.与物体的转矩无．关的物理量是：【B 】A. 质量B. 温度C. 回转半径D. 加速度 34. 因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用产生的转矩是：【C 】A ．电磁转矩B ．反抗转矩C ．位能转矩D ．飞轮转矩35. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T Jdtω-=中J 的含义是 【C 】A. 角速度B. 角加速度C. 转动惯量D. 转矩 36. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt-=中n 的含义是 【 A 】A. 速度B. 加速度C. 转动惯量D. 飞轮力矩37. 多轴旋转拖动系统转动惯量的折算中，是把转动惯量折算到【A 】A. 电动机轴上B. 负载轴上C. 第一中间轴上D. 第二中间轴上38. 多轴拖动系统转动部分进行折算时采用功率守恒原则的是：【B】A．拖动转矩 B．负载转矩 C．转动惯量 D．飞轮转矩39. 载转矩与转速的平方成正比的机械是：【C 】A．恒功率型 B．恒转矩型 C．离心式机械 D．直线型机械二、判断改错题1.拖动转矩与负载方向一致时，其符号必有一正一负。
- 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)。
难点：
（1）定子旋转磁场与转子运动的相对性；
（2）电动机的制动过程。
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
三相异步电动机的基本结构
包括定子和 转子两部分。 定子是固定不 变的部分，转 子是旋转部分。
定子绕组是对称的三相绕组，产生旋转磁场。
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.3三相异步电动机的转距与机械特性
5.3.1 三相异步电动机的转矩
电磁转矩是一个非常重要的物理量，它与磁通、 和I2有关，还应考虑转子电路的功率因素。
T KtI 2 cos2
cos 2 1 所有作用于转子导体上的力将产生同一方向的转距
cos 2 0 作用于转子各导体上的力互相抵消，转距为零 cos2 1 各导体受力方向不尽相同，同样的电流和磁通下，
图中A、B、C和X、Y、Z分别代表各 项绕组的首端和末端
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
旋转磁场的产生
A
Y
N
Z
t 0 iA 0 i B iC
合成磁场方 向向下
C
B
S
X
产生的转距比等于1时小
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.3 三相异步电动机的转距与机械特性
5.3.1三相异步电动机的转距
由
T KtI 2 cos2
2 2 2 2 R2 X2 R2 SX 20 R2 R2 cos 2 2 2 2 R2 X2 R2 SX 20 2
iA 0 t
T t iA 0 2 i i
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
旋转磁场的旋转方向 A→B→C 旋转磁场的旋转方向 与三相电流的相序一 致 要改变旋转磁场的旋 转方向（即改变电动 机的旋转方向）时， 只要把定子绕组接到 电源的三根导线中的 任意两根对调即可
2 X2
2 R2 SX 20
2
5.22
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路
5.2.2转子电路的分析
可见：转子电路中的 各个物理量均与S有 关，即与转速有关。
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路
5.2.3 三相异步电动机的额定值
电动机铭牌上的额定数据： （1）型号 （2）额定功率PN 电动机轴输出机械功率 （3）额定电压 UN 定子绕组端应加的线电压 （4）额定频率f （5）额定电流IN （6）额定转速nN （7）工作方式 （定额） （8）温升（或绝缘等级） （9）电动机重量
5.3 三相异步电动机的转距与机械特性
5.3.2 三相异步电动机的机械特性
T K
SR2U
2 R2
2 2
1.固有机械特性
电动机的电磁关系同变压器类似，定子绕组 相当于原绕组，转子绕组相当于副绕组。
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路
5.2.1 定子电路的分析
通过每项绕组的磁通随时间按 正弦规律变化 即： 每相绕组中产生的感应电动势
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路
输入定子电路的电功率 定子铁耗 定子铜损
P U1I1 cos1 1 3
输入转子的电磁功率
Pe P 1 P Cu1 P Fe1
电动机的机械功率
5.2.2转子电路的分析 设转子回路每相绕组的电阻和漏磁感抗为R2和X2，且有：
则转子每相回路电流为：
X 2 2 f 2 Ll 2
E2
2 2 R2 X2
I2
SE20
2 R2
SX 20
R2
2
5.21
转子电路功率因素为(I2迟后E2一个ψ2角)
cos 2
R2
2 R2
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
三相异步电动机的基本结构
定子三相对称 绕组AX，BY， CZ，可连接成 星形或三角形
A
转子：在旋转磁场作用下，
定子三 相绕组 定子 转子
产生感应电动势或电流。转 子有鼠笼式和绕线式。鼠笼 式异步电动机，应用广泛。
T iA 6 iB iC 0 t
T iA 3 iB 0 iC t
T t iA 0 2 i B iC
旋转磁场转速 （同步转速） 郑州大学机械工程学院
60 f n0 p
5.5
第五章 交流电动机的工作原理及特性
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
旋转磁场的极数和旋转速度
极对数(p)的概念
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成 的磁场则是两对磁极。
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
5. 交流电动机的工 原理及特性
本章内容安排：
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 三相异步电动机的结构和工作原理 三相异步电动机的定子和转子电路 三相异步电动机的转矩与机械特性 三相异步电动机的启动特性 三相异步电动机的调速方法与特性 三相异步电动机的制动特性 单相异步电动机 同步电动机
Pm Pe PCu 2
电动机的输出功率
转子 铜损
P2 Pm Pm
机械损失 功率
郑州大学机械工程学院
输出的机械 功率
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路
电动机的效率，输出功率与输入功率的比值
P2 P 1 P P P 1 1
5.1.4 定子绕组线端连接方式
电工专业标准规定：定子绕 铭牌：Y/△－定子绕组接法 组出线端的首端是U1、V1、 380/220－不同接线 W1，末端是U2、V2、W2 应加的线电压值
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路
I2
E2
SE20
5.21
5.22
5.27
可得
2 R 2
T K
SR2U 12
2 SX R 郑州大学机械工程学院 20 2
2
K
SR2U 2
SX 20
2
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.3 三相异步电动机的转距与机械特性
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.3 三相异步电动机的转距与机械特性
5.3.2 三相异步电动机的机械特性
T K
SR2U 12
2 R2
SX 20
2
K
SR2U 2
2 R2
SX 20
2
5.27
n=f(T) 机 械特性曲线
5.3.1三相异步电动机的转距
T K
SR2U 12
2 R2
SX 20
2
K
SR2U 2
2 R2
SX 20
2
5.27
在式5.27中 K——与电动机结构参数、电源频率有关的一个常数 K 1 f1 U、U1——定子绕组相电压、电源相电压； R2——转子每相绕组的电阻； X20——电动机不动（n=0）时转子每相绕组的感抗；
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
旋转磁场的产生
同样的方法可得到，其它电流角度下 的磁场方向如下： 结论： 当三相电流随时间变化时，合成 磁场的方向在空间产生旋转磁场
Y
C
N
A
Z B
X
S
T T iA t0 t iA 6 3 郑州大学机械工程学院 i B iC iB iC 0 iB 0 iC
其有效值
pn0 f1 60 f1 f
5.7
忽略漏磁
U1 E1
5.10
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路
5.2.2转子电路Байду номын сангаас分析
转子每相绕组中感应出的电动势 其有效值
在n=0时， n0 最大值
n－电动机转速 转差率S是分析异步电动 机运行情况的主要参数
郑州大学机械工程学院
第五章 交流电动机的工作原理及特性
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
旋转磁场的产生
i A I m sin t 2 i B I m sin t 3 4 ic I m sin t 3
郑州大学机械工程学院
第三章 直流电动机的工作原理及其特性
重点和难点
重点：
（1）掌握异步电动机的机械特性，特别是人为机械 特性，它是分析异步电动机启动、调速、制动工作的依 据； （2）异步电动机的铭牌数据、额定值的含义； （3）异步电动机直接启动和Y-Δ降压启动的条件和 优缺点、线绕式异步电动机转子串电阻的启动、调速和 制动，以及各种启动方法的应用场合。 （4）异步电动机变频调速和变极对数调速的特性和 优缺点；