§9-6电动机

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电机及拖动基础第9章电力拖动系统电动机的选择

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9.1.2 （1 （2 9.1.3 额定电压的选择电动机额定电压的选择，取决于电力系统对该
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9.1.4 额定功率相同的电动机，其额定转速越高，则电动机的体积越小，重量越轻，造价越低，一般地说电动机的飞轮矩GD2也越小。但生产机械的转速一定，电动机的额定转速越高，拖动系统传动机构
4
9.2
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9.6 选择电动机额定功率的实用方法 9.6.1 9.6.2 类比法，就是在调查同类生产机械采用电动机功率的基础上，将新设计的生产机械从加工特点，静负载功率等方面和国内外同类生产机械相比较，根据工作条件最接近现有生产机械所用电动机大小来比照确定应选电动机的额定功率。
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9.3.1
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9.3.2 连续周期性变化负载下电动机额定功率连续工作制下的周期性变化负载，其负载功率的大小是变化的，如按其最小负载功率选择电动机的额定功率，会使电动机过热甚至烧坏；如按其最大负载功率来选，则会造成电动机容量的浪费。解决这一问题的方法是根据一个周期内各段时间实际的负载功率求取平均负载功率，然后根据平均负载功率预选电动机。
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9.2.4 （1）连续工作制（S1 （2）短时工作制（S2工作制）（3）断续周期性工作制（S3工作制）
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图9.3 连续工作制电动机的负载图
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图9.4 短时工作制电动机的负载图
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图9.5 断续周期工作制电动机的负载图和温升曲线13
149.3ຫໍສະໝຸດ 连续工作制电动机额定功率的选择
连续工作制电动机的负载可以分为两类，即常值负载与周期性变化负载。负载不同，电动机
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《电机与拖动(第2版)》电子教案1 第9章

• （4）电源种类，电源种类有交流和直流两种，由于交流电源可以直接从电网获得，交流电动机价格较低、维护简便、运行可靠，所以应该尽量选用交流电动机，直流电源需要变流装置来提供，而且直流电动机价格较高、维护麻烦、可靠性较低，因此只是在要求调速性能好和启动、制动快的场合采用，随着近代交流调速技术的发展，交流电动机已经获得愈来愈广泛的应用，在满足性能的前提下应优先采用交流电动机；
• （1）电动机的机械特性应与所拖动生产机械的机械特性相匹配； • （2）电动机的调速性能（调速范围、调速的平滑性、经济性）应该
满足生产机械的要求，对调速性能的要求在很大程度上决定了电动机的种类、调速方法以及相应的控制方法；
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• （3）电动机的启动性能应满足生产机械对电动机启动性能的要求，电动机的启动性能主要是启动转矩的大小，同时还应注意电网容量对电动机启动电流的限制；
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 9.1.4 电动机的结构形式选择
• 电动机的安装方式有卧式和立式两种。卧式安装时电动机的转轴处于水平位置，立式安装时电动机的转轴则处于垂直地面的位置。两种安装方式的电动机使用的轴承不同，一般情况下采用卧式安装。
• 为了保证电动机能够在其工作环境中长期安全运行，必须根据实际环境条件合理地选择电动机的防护方式。电动机的外壳防护方式有开启式、防护式、封闭式和防爆式几种。
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 表9-1中给出了电动机的主要种类、性能特点及典型生产机械应用实例。需要指出的是，表9-1中的电动机主要性能及相应的典型应用基本上是对电动机本身而言的。随着电动机的控制技术的发展，交流电动机拖动系统的运行性能越来越高，使得电动机的一些传统应用领域发生了很大变化，例如原来使用直流电动机调速的一些生产机械，现在则改用可调速的交流电动机系统并具有同样的调速性能。

异步电机（第9章）习题与答案

第九章9-1一台六极异步电动机，额定功率P N =28千瓦，U N =380伏，f 1=50Hz ，n N =950转/分，额定负载时，88.0cos 1=ϕ，p cu1+p Fe =2.2千瓦，p mec =1.1千瓦，p ad =0，计算在额定时的s N 、p cu2、ηN 、I 1和f 2 。

解：磁极对数：pfn n N 601=≈ 16.3950506060⨯=≈N n f p 取3=p 同步转速：min /100035060601r p f n =⨯==额定转差率：05.01000950100011=-=-=n n n s N 总机械功率：kW p P P m ec N m ec 1.291.128=+=+= 转子铜损：NN m e c cu s s P p -=12kW P s s p mec N N cu 532.11.2905.0105.012=⨯-=-= 输入功率：kW p p p p P P cu Fe cu m ec N 832.322.2532.11.128121=+++=++++= 效率：%3.85%100832.3228%1001===P P N η 定子电流：A U P I N N 68.5688.03803832.32cos 3111=⨯⨯==ϕ转子电动势频率：HZ f s f N 5.25005.012=⨯==9-2一台4极异步电动机，额定功率P N =5.5千瓦， f 1=50Hz ，在某运行情况下，自定子方面输入的功率为6.32千瓦，p cu1=341瓦，p cu2=237.5瓦，p Fe =167.5瓦，p mec =45瓦，p ad =29瓦，试绘出该电机的功率流程图，标明电磁功率、总机械功率和输出功率的大小，并计算在该运行情况下的效率、转差率、转速及空载转矩、输出转矩和电磁转矩。

解：电磁功率kW p p p P P cu m ec ad em 8115.52375.0045.0029.05.522=+++=+++= 总机械功率P mec =kW p p P m ec ad 574.5045.0029.05.52=++=++ 输出功率P 2 =P N = 5.5k W (功率流程图略) 效率：%03.87%10032.65.5%1001===P P N η 转差率：041.08115.52375.02===em cu P p s 转速：min /5.143825060)041.01(60)1()1(11r p f s n s n =⨯-=-=-= 空载损耗：kW p p p ad m ec 074.0029.0045.00=+=+= 空载转矩：Nm n p T 49.05.1438074.09550955000=== 输出转矩：Nm n P T 51.365.14385.59550955022=== 电磁转矩：Nm n P T em em 3715008115.5955095501=== 或 Nm T T T em 3749.051.3602=+=+=9-3一台6极感应电动机，额定电压为380V ，定子Δ联接，频率50Hz ，额定功率7.5kW ，额定转速960r/min ，额定负载时8.0cos 1=ϕ，定子铜耗474W ，铁耗231W ，机械损耗45W ，附加损耗37W ，试计算额定负载时： (15分) （1）转差率s ；（2）转子电流的频率f 2；（3）转子铜耗P cu 2；（4）效率η；（5）定子线电流。

第九讲电动机案例

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四、三相异步电动机的起动
4.1 三相异步电动机的起动 1．直接起动直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上的起动方式，又叫全压起动。优点：起动简单。缺点：起动电流较大，将使线路电压下降，影响负载正常工作。
适用范围：
电动机容量在10kW以下，并且小于供电变压器容量的20％
转子铁芯冲片
转子铁芯是也是由 0.5mm厚的硅钢片叠压制成，在其外圆冲有分布的槽。转子铁芯可嵌放转子绕组，构成电机磁路的另大部分是浇铸铝笼型，大功率也有铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的一部分。由转轴输出机械能。
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U1 V W1
1
U1 W1 V1 W2
U2 V2
QS2
Δ 运行时，首尾相接构成闭环
W2 V2 U 2
Y起动时，绕组尾端连成一点
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例：三相异步电动机，电源电压 =380V，三相定子
绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动电流Ist/IN=7，求：（1）接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y
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2.转子
鼠笼式
绕线式鼠笼转子
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子
铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。
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Y表示异步机，132（mm）表示机座中心高度；M代表中机座（L长机座、S短机座）。额定功率指的是电动机输出的机械功率。额定电压、电流均指电动机额定运行情况下的定子线电压、线电流的数值。额定转速指的是电动机转子的转速n 。

第9部分控制电机-PPT精品

RL=
RL1 RL2
0
n
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值得注意的是，由于直流电机中存在着电枢反应现象，使得输出电压U2与转速n 有一定的线性误差。 RL越小、n 越大，误差越大。因此，在使用中应使RL和 n的大小符合直流测速发电机的技术要求。
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9.4 步进电动机
上式中代入： I 2

U2 RL
于是 U 2

Байду номын сангаас
K EΦ 1 Ra
n
RL
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可见，当励磁电压U1保持恒定时（亦恒
定），若Ra、RL不变，则输出电压U2的大小与电枢转速 n 成正比。这样，发电机就把被测装置的转速信号转变成了电压信号，输出给控制
系统。
U2 RL2<RL1
对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。
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9.1 伺服电动机
伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。
伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。伺服电动机可分为两类：
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闭环控制系统（反馈控制系统）的各个基本环节如下图所示：
控制指令
给定
Ug +
放 Ud 大
执行
控制
被调量
元件
–
元
元
对
件
件
象
Uf
检测元件
系统中各部分的作用如下：给定元件——把控制指令变成给定值。它

电工技术第9章控制电机精品文档

第9章控制电机
图9-3 单、双六拍运行时的三相反应式步进电动机
第9章控制电机
拍数不同使这种通电方式的步距角也与单三拍的不同。当A相定子绕组通电时，和单三拍运行的情况相同，转子齿 1和齿3的轴线与定子A极轴线对齐，如图9-3(a)所示。当A、B 两相定子绕组同时通电时，转子的位置应兼顾到A、 B两对极所形成的两路磁通，在气隙中所遇到的磁阻同样程度的达到最小。这时相邻两个A、 B磁极与转子齿相作用的磁拉力大小相等且方向相反，使转子处于平衡状态。这样，当A相通电转到A、B两相同时通电时，转子只能逆时针转过15°，如图9-3(b)所示。
第9章控制电机
图9-2 三相单三拍运行时反应式步进电动机工作原理
第9章控制电机
当A相绕组通电，且B相、 C相绕组都不通电时，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点。所以转子齿1和齿3的轴线与定子A极轴线对齐（负载转矩为零时），如图9-2(a) 所示。当A相断电， B相通电时，转子便逆时针方向转过 30°，使转子齿2和齿4的轴线与定子B极轴线对齐，如图 9-2(b)所示。当B相断电， C相通电时，转子再转过30°，使转子齿1和齿3的轴线与定子C极轴线对齐，如图9-2(c)所示。
第9章控制电机
若采用三相单、双六拍通电方式运行，即按A-AB-B-BCC-CA-A顺序循环通电，同样，步距角也要减少一半，即每一脉冲时转子仅转动1.5°。
由上面分析可知，步进电动机的转子每转过一个齿距，相当于在空间转过360°/zr。则每一拍转过的角度只是齿距角的1/N（N为运行拍数），因此，步距角为
第9章控制电机
9.2 步进电动机
(1) 调速范围宽，尽量提高最高转速以提高劳动生产率。 (2) 动态性能好，能迅速启动、正反转和停转。 (3) 加工精度较高，即要求一个脉冲对应的位移量小，并要精确、均匀。这就要求步进电动机步距小、步距精度高、不丢步或越步。 (4) 输出转矩大，可直接带动负载。

精品课件-精品课件--电机与拖动基础-9第九章异步电机启动PPT

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KA
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KA
I st
（9—7）
2020/11/24
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自耦变压器降压起动
另外根据式(9—5)，当使用自耦变压器
为起到转动矩时与K1，起A 电动2 T压电st（降流低降Tst到低为同U样1的时倍的U数起2 ，动时K即转1A，矩U起1）动，转可矩见降起低动
W2 1 80% W1 K A
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自耦变压器起动原理线路
异步电动机串自耦变压器起动原理线路，由三相自耦变压器和接触器加上适当的控制线路组成，如图9-3所示。
起动时，先闭合接触器KM2和 KM3，使自耦变压器的一次侧加全电压，降压后的二次侧电压加到电动机的定子绕组上，当转速上升到一定值后，将KM2和 KM3断开，KMl闭合，则异步电动机在全压下运行，自耦变压器切除，起动结束。
图9—1 笼型异步电动机串电阻
减压起动原理接线图
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定子串电阻或串电抗降压起动
电动机起动时，接触器KM1闭合， KM2断开，则定子绕组串入电阻后接到电源上去，降低了加在定子绕组上的电压，减少了起动电流。
起动结束后，KM2闭合，电源直接与电机联接。
2020/11/24
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定子串电阻分析
起流和动起电动流转和如矩起果，动用根转I s据矩t 、式，T（用st 9表-1示、）全和压（表9示-电5U起）压1动有降（至直接Ts't起时动的I s'）t起时动的电
U 1'

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§9-6电动机。。。。。。
学习目标：
1、了解磁场对通电导线的作用。
2、了解直流电动机的结构和工作原理。
重点、难点：
1、磁场对电流的作用。
2、电动机的基本构造与原理。
学习过程：
（1）磁体和磁体之间有磁力的作用，通电的导体也能产生磁场，
两个通电导体之间能有力的作用发生吗？
（2）学习新课：
1、阅读课本P79-80，观察实验思考下列问题（先独立思考
后小组内展示）
1）你观察到什么现象？
2）你得到的结论是
3）如何改变通电导体在磁场中的受力方向？（小组思考后
讨论）
通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟
电流方向、磁场方向有关。
（老师演示、学生们观察、体验）
2、电动机：
看老师演示的电动机模型，然后分析一下：
（1）、电动机的结构：
（2）、电动机的原理：
（3）、对照课本P82页图9.6-6，找出换向器的作用。
3、生活中的电动机
阅读课本P82页生活中的电动机，
找出生活中所应用的
什么是直流电动机？
什么是交流电动机？
当堂训练：

1．电动机在日常生活中的应用十分广泛，关于电动机，下列
说法错误的是( )

A．电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
B．直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动
C．电动机是把电能转化成机械能的装置
D．电动机是把机械能转化成电能的装置
2．电动机是一种高效率，低污染的动力设备，广泛地应用在
日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用了电动机的是( )

A．洗衣机 B．电饭锅 C．电热水壶 D．电热毯
3．电动机是利用通电导体在________中受力的原理制成的。
王鹏同学按照物理教材的要求安装了一台如图3所示的直流电动
机模型，图中A处的两个半圆铜环称为________；若要这台电动
机反向转动，则可采用的一种方法是 _________________

当堂测试
1．要改变直流电动机的转动方向，可以（）
A．只改变电流方向 B．只改变磁场方向
C．增大电流 D．同时改变电流和磁场方向
2．下列措施不能使电动玩具车速度加快的是（）
A．对调电池的正负极 B．换用转速较快的电机
C．在转轴处添加润滑油 D.换用新电池提高电压
3、直流电动机工作时，线圈经过垂直磁感线的位置时（）
A、线圈受力平衡，速度为零 B、线圈受力平衡，速度不为零
C、线圈受力不平衡，速度为零 D线圈受力不平衡，速度不为零