电机与拖动.doc

第一章 电力拖动系统的动力学基础1运动方程式的一般形式 2运动方程的物理意义1）当te = tl 时， dn/dt = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若te tl 时， dn/dt 0，系统处于加速状态； 3）若te tl 时， dn/dt 0，系统处于减速状态。 也就是一旦 dn/dt tl，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。3多轴旋转系统等效为单轴旋转系统的方法（1）静态转矩的折算根据功率不变原则，应有折算前后工作机构的传递功率相等（2）转动惯量和飞轮矩的折算等效原则是：折算前后系统的动能不变 一、 电力拖动系统稳定运行的条件系统在平衡点稳定运行时应有 （1-31） 平衡状态仅仅是系统稳定的必要条件如前所述，这种平衡状态仅仅是系统稳定的必要条件，是否稳定还需进一步分析和判断。我们仍用前述图解法的思想方法，当电力拖动系统在平衡点工作时，给系统加一个扰动使转速有一个改变量dn，如果当扰动消失后系统又回到原平衡点工作，即有dn 0，则系统是稳定的。 现假定拖动系统在扰动作用下离开了平衡状态a点，此时式（1-4）变成由平衡点条件式（1-31）和式（1-32），上式变为（1-33） 根据微分原理，式（1-33）可近似表示为 令为电动机机械特性和负载特性曲线在平衡点的硬度，式（1-33）又可写成 ：再令常数，对上式两边取积分，经整理可得 考虑初始条件t = 0时， ，有（1-34）从（2-12）可知： 1）若e-l 0，当 t时，n 。稳定运行的充分必要条件是 第二章 直流电机一、直流电动机的工作原理二、直流电机的结构三、直流电机的铭牌数据四、直流电机的电枢绕组原则上，电压低，电流大的直流电机采用叠绕组；电流小，电压高的直流电机采用波绕组。五、直流电机的励磁方式六、直流电机的磁场七、直流电机负载时的磁场及电枢反应电机负载时，会有电枢反应。电枢反应作用如下：（1）使气隙磁场分布发生畸变；（2）使物理中性线偏离几何中性线；（3）起去磁作用。八、直流电机的运行原理1、直流电机的基本方程式电动势平衡方程式若电机稳态运行，对于电动机若电机稳态运行，对于发电机第三章 直流电动机的电力拖动第一节 他励直流电动机的机械特性电枢串联电阻时的人为机械特性改变电压时的人为机械特性 减弱电动机磁通时的人为机械特性 图3-2 电枢串电阻人为特性图3-3 降电压人为特性图3-4 减弱磁通的人为特性根据电机的铭牌数据估算机械特性根据铭牌数据求电动机的固有机械特性，可按如下的次序进行：（1）估算ean或实测ra；（2）计算 （3）求n0；（4）计算tn；在坐标纸上标出（n0，0），（nn,tn）两点，过此两点联成直线，即为该直流电动机的固有机械特性。第二节 他励直流电动机的起动他励直流电动机起动电阻的计算降压启动第三节 他励直流电动机的制动能耗制动；反接制动:（1）电压反接制动，（2）电动势反接制动; 回馈（再生发电）制动四、他励直流电动机的各种运行状态分析第四节 他励直流电动机的调速1. 调速范围 ；2静差率（或称相对稳定性） ；3平滑性 （平滑系数）二、电枢串电阻调速三、 改变电枢电源电压调速四、弱磁调速 第四章 变压器第一节 变压器的基本工作原理与结构一、变压器的基本工作原理二、变压器的分类三、变压器的结构四、变压器的额定值第二节 变压器的空载运行e1和e2的相量表达式 二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图及等效电路第三节 变压器的负载运行一、负载运行时的物理情况第四节 变压器的等效电路及相量图第五节 变压器的参数测定一、空载试验第六节 三相变压器需要满足下列三个条件： （1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等； （2）并联运行的各台变压器的联结组号必须相同； （3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值要相等。二、互感器电压互感器在工作时不允许二次侧短路？电流互感器在工作时不允许二次侧开路？答：由于电压互感器二次侧所接的电压表或者功率表等仪表，内阻很大，所以实际上电压互感器工作时相当于一太降压变压器的空载运行，此时二次侧短路，会产生很大的短路电流，烧坏变压器绕组，所以不允许二次侧短路。电流互感器正常工作时，二次侧相当于短路，二次侧电流所产生的磁动势近似与一次侧磁动势大小相等，方向相反，所以建立铁芯中主磁通的合成磁动势和励磁电流很小。但是如果二次侧开路，则一次侧电流全部为励磁电流，在铁芯中产生的磁通会很大，铁芯过饱和，铁损耗增大，互感器发热。而且二次绕组匝数很多，将会感应出危险的高电压，危机操作人员安全。第五章三相异步电动机的基本原理第一节 三相异步电动机的工作原理及结构一、三相异步电动机的工作原理与运行状态（）基本工作原理 (二）旋转磁场的产生（三）三相异步电动机的工作原理（四）三相异步电动机的转速与运行状态表5.1 三相异步电动机的转速与运行状态状态电动机电磁制动发电机实现定子绕组接对称电源外力使电机沿磁场反方向旋转外力使电机快速旋转转速转差率电磁转矩拖动制动制动感应电势反电势反电势电源电势能量关系电能转变为机械能电能和机械能变成内能机械能转变为电能二、三相异步电机的结构第二节 三相异步电动机的铭牌数据第三节 三相异步电动机的定子绕组1、电角度与机械角度电角度= p机械角度（二）线圈及节距槽数表示的极距（三）槽距角 （四）每极每相槽数 二、交流绕组的排列和联接三、三相单层绕组四、三相双层绕组第四节 三相异步电动机的定子磁动势及磁场一、单相绕组的磁动势 脉振磁动势（一）整距线圈的磁动势（二）线圈组的磁动势线圈组合成磁动势基波幅值为 称为交流绕组的为分布系数 （三）短距线圈组的磁动势短距系数二、三相绕组的磁动势 旋转磁动势三个相磁动势基波表示式为应用三角公式分解相磁动势为三相合成基波磁动势为上述三式求和，得到 第五节 三相异步电动机定子绕组的感应电动势一、绕组的感应电动势绕组的分布系数线圈组的基波电动势有效值为为绕组的基波绕组系数，。二、线圈的电动势三相电动势第六章 三相异步电动机运行原理第一节 三相异步电动机的空载运行一、空载电流和空载磁动势二、空载时的定子电压平衡关系第二节 三相异步电动机的负载运行二、基本方程式(一） 磁动势平衡方程式负载时空载时于是（二）电磁关系相量表达式（三）电动势平衡方程式zm为表征铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻抗；xm称为励磁电抗；rm为反映铁耗的励磁电阻。异步电动机负载时的基本方程式列出如下三、等效电路第三节 三相异步电动机的功率和转矩第四节 三相异步电动机的等效电路及相量图异步电动机的相量图第五节 三相异步电动机的工作特性及其测取方法第六节 三相异步电动机参数的测定一、空载试验与励磁参数的确定二、短路试验及参数的确定第七章 三相异步电动机的电力拖动第一节 三相异步电动机的机械特性一、机械特性的三种表达式（一）物理表达式（二）参数表达式（三）实用表达式忽略 简化得 二、固有机械特性三、人为机械特性（一）改变定子电压的人为机械特性（二）定子回路串接三相对称电阻的人为机械特性(三) 定子电路串联对称电抗（四）转子回路串入三相对称电阻的人为机械特性第二节 三相异步电动机的启动一、异步电动机的启动性能2异步电动机的启动特性二、三相笼型异步电动机的启动 （一）直接起动（二）降压启动1. 星-三角形启动2.自耦变压器降压启动三、转子回路串电阻启动（一）转子串电阻分级起动（二）转子回路串频敏变阻器起动第三节 三相异步电动机的电气制动一、能耗制动二. 反接制动 1、反抗性负载 2、位能性负载三、回馈制动 （一）正向回馈制动(二)反向回馈制动运行 第四节 三相异步电动机的调速从异步电动机的转速关系式n = n0 (1-s)=(1-s)60f1/p 可以看出，异步电动机的调速可分以下三大类： (1) 改变定子绕组的磁极对数p，称为变极调速； (2) 改变供电电源的频率f1，称为变频调速； (3) 改变电动机的转差率s，其方法有改