(完整版)电机拖动必考点总结

1、. 考点总结 第四章 一、电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是： dTdT 且 eL0?T?T0?Ledndn 】 n电动机的电磁转矩 生产机械的阻转矩转速(r/min)【TTeL 第五章 一、直流电机的励磁方式：-+ UUUU U UU U I I I I If2aa I If I IaaaM M M M f Uf f I If1f-+d)b)a)c)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 种：按励磁绕组的供电方式不同，直流电机分4 复励直流电机 并励直流电机 串励直流电机他励直流电机4312 二、基础公式P 1. 额定功率NP是指输出的机械功率的

2、额定值：直流电动机中，N ?n2? 为额定转速）（为额定输出转矩， N?nTTP?T?NNNNN60P直流发电机中，是指输出的电功率的额定值： N IU?P?NNN 电枢电动势2. EaV为电动势常数（单位 直流电机的电动势：）C?nEC eaen?Z （磁极对数，Z电枢总有效边数，a支路对数）Pn?C Pe60a 电磁转矩3. Te （单位） 为转矩常数 直流电机的电磁转矩：I?TC?Cm?NaeTT 整理版.格式word . Zn? 磁极对数，Z电枢总有效边数，a支路对数）（ Pn?C PT?a?2 4. 常数关系式C60T55?9.CC55?9.由于故 eT? 2Ce 三、直流电机 )

3、分类：直流电动机和直流发电机。(一? 直流电动机：直流电能机械能? 直流发电机：机械能直流电能 )直流电动机(考点：他励直流电动机【如下图】(二) -U+a RL E aaI a+IIa负-b)a)直流电动机物理量的正方向与等效电路5-18图等效电路 b) a) 物理量的参考正方向 1. 电压方程： 励磁回路：IRU?fff) 特点： (电枢回路：E?UU?E?RIaaaaaaRE) 包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 直流电机感应电动势(aa 其中?nEC ea 转矩方程：2. TT?T?0eL 功率方程：3. ?输入电功率 电磁功率1 +=励磁回路输入电功率电枢回路输入电功率输入电功率PPP

4、a1f) 电枢回路输入电功率(注意：一般题目没有给出励磁信息，那么输入电功率= 铜耗功率=电磁功率+电枢回路输入电功率p?PPCuaema 2励磁回路输入的电功率： I?RP?UIfffff?2电枢回路输入的电功率：p?I?PR?I?I?EI?IP?U?RE Cuaaaaaaaaaemaaa2I?EPIR?p?) 电机的电磁功率电枢回路的铜耗 (aaCuaaemaZnZnZn?60ppp且有?nII?E?IT?I?TI?E? 即 eaaaaaaea22aa6060 整理版.格式word . ICT）?（原本基础公式为 aeT 而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式：PPPememem?9.

5、55T? e2n?n60Pem才适用w的取值单位为P559.T?）（故 emen P emP才适用的取值单位为kW9550?T）（emen?输出机械功率电磁功率 2) 损耗)+机械负载功率(输出功率电磁功率=机械功率=机械空载功率(?PT?T?TTp?T?TP?T?P 故和由于 Leem0eLL00eem 电机的机械负载功率PL 电机的空载损耗，包括机械摩擦损耗和铁心损耗p?p?pFe0m? 输出机械功率输入电功率PP312机械功率电功率电磁功率PPP2em1p?ppmecm?pFepp?CuaFepCuap?CufCuf直流电动机的功率图5-19图 p?P?p?PP?P?p?P?p?p?p?

6、pP 21mfemaFeaddCuf2CuCuaP 电动机的输出功率，有P2=PL；式中2p? 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；addp?电动机的总损耗，并有 22p?R?I?pI?p?p?p?p?p?pRaddamafCufaddCuaf0FepP? 故电动机的效率为：?2?1?p?PP?12工作特性：4. 整理版.格式word . 5. 如何避免造成“飞车”？ 绝不能断开。答：直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁0原因：一旦励磁电流 If = ；“飞车”若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成通，使电则电动

7、机的电磁转矩将小于负载转矩，若电动机的负载为重载，超过电动机允许的最大电流值，但电枢电流将飞速增大，机转速减小，在闭合电动机电枢电路前引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。因此， 应先闭合励磁电路，保证电动机可靠运行。 (考点：他励直流发电机【如下图】)(三) 直流发电机-U+a RL EaaI a+IIafEUUfaa+T_eTTI0mfUUnf原动-b)a)直流发电机物理量的正方向与等效电路图5-21等效电路物理量的参考正方向 b) a) 式中) (特点：电压方程：1nCRIE?U?EUE? eaaaaaaa 转矩方程：2TT?T? 0em 3功率方程：?电磁功率输入机械功率 1 克服空载功率)

8、=电磁功率+(原动机输入机械功率Pp?Pem0m ?p?P?TT)?P?P?T?(0emm1em0?输出电功率 电磁功率2=输出电功率+铜耗功率 电磁功率p?PPCuaem2 2p?I?PP?EI?UI?RCuaemaaa2aa?输出电功率 输入机械功率PP312机械功率电磁功率电功率 PPP2em1 ?pp?CuaFep?m图5-23直流发电机的功率图 p?p?p?PP?pP? e2emF1m0Cua 整理版.格式word . p?P 直流发电机的效率?2?1?p?PP21直流发电机的总损耗，式中p?p?p?p?p?p? addmCuaFe 四、考题解答?nUP。计算=220V, =83%=

9、1500r/min=17kW, ，某他励直流电动机的额定数据为1NNNNI 、额定电磁转矩和额定负载时的输入电功率。额定电枢电流N P指的是机械功率（没有空载分析：电机的额定功率指的是输出功率，电动机的额定功率NP 指的是电功率）（发电机的额定功率=电磁功率）损耗N (1) 额定电枢电流解：3P10?17NIA93.10 ?A= N?22083?U0.?NN (2) 额定电磁转矩3PPP1017?NNN）?m?108.23（N.955?9T.55?（N?m）? eN2n?1500nN 60 额定负载时输入电功率(3) 48.20482?20?93.10?220kWPIUW 法一：NN13P10

10、17?N?48P?20.kWW 法二： 1?83.0NRnPU?，=0.1=1000r/min=46kW，=230V, 有一他励直流发电机的额定数据为：2aNNN?PPpp?P 和=0.01、=1kW，求额定负载下。已知emNN0add1 P 指的是电功率；分析：电机的额定功率指的是输出功率，发电机的额定功率N 460.0.01?kWpP 解：Nadd3P10?46N200?I?AA N230UN24?4000?kWIRpW aNCuakW46?5.?0.46?4?p?p?p?p?1 Cua0add 额定负载下输入功率(1) kW4651.46)kW?P?P?p?(46?5 N1 额定负载下电

11、磁功率(2) kW?50?464)kWP?P?p?( CuaemN (3) 额定负载下发电机效率P46?N?%89.100%39 : 法一 N46P51.146p5.?1?1?%3910.61%89100%1. 法二： N46.?p465?PN 整理版.格式word . 第六章 一、他励直流电动机的机械特性：+ _ Ua 1机械特性的一般形式Q TR?R)U?RU?I(Reaaaaa?n?AI a CCCCTeee V R?UR?aaT?T? ?nR ee02CCCM TeeRa 直流电机的理想空载转速，n 式中0 I Uf A+ a?n ；0CRUf f e_ 直流电机机械特性的斜率，?Rc

12、 R?R ?他励电动机接线图图6-1a?。2CCTe) 2固有机械特性(特点：电枢电压、励磁电压均为额定值e n0N TTTOst N e 他励电动机固有机械特性6-2 图 UaITC?nn?0I?0T1，是理想空载转速，由时，可知，同时 0aaeeTCNeE?U 。aNR?a?2较小，表示固有转速的变化小，所有固有机械特固有机械特性硬：斜率 2CCNTe性比较硬。 ?0E?nCE3，这时电枢电流为起动电流，感应电动势，由n=0电动机起动时eaaUNII?T?CI?T?CIR 又因为电枢电阻电磁转矩为启动转矩； ； aNTNstasteTstaRa很小，在额定电压的作用下， 起动电流将非常大，

13、远远超过电动机所允许的最大电流， 会 烧坏换向器，因此直流电机一般不允许全电压直接起动。0n?T?0,0T?T,n?4则特性曲线在第二象限，若转矩,，特性曲线在第四象限；若eest电磁转矩与转速方向相反，形成制动转矩，电机处于发电状态。 3人为机械特性 整理版.格式word . R?RUaT?n e2CCCTeeR 减小每极气隙磁通 电枢回路串接电阻改变电枢电压U 312n <UUN 1n RR< n n210 UN n R n0na0101 ? 1U 固有 1 +RR?n 1aN0 Te O R+R=0U2a 人为 -UN -n 0 O TO Tee改变电枢电压的人为的机械特性6

14、-3 图 改变电枢电阻的人为机械6-5 图改变磁通的人为机械特性6-4 图 ）都使得Rn减小，而减小（注意：减小U或串接增加却使得n 二、他励直流电动机的起动方式（2种）电枢回路串电阻起动 降压起动 21n KM3 KM2 KM1 n UU?U?U?d4d2d3d1 nA A A0B' B+ R R R R+ + IC 'B Bst3 st2st1aCUdRR+NC Cst1a+ U+ D' DM UU Ud4U fM R+R+RUPE Uc UsDD aRP st2st1aUfd_ d3_ _ _ U R+RR+Rd2st3st1ast2UE Ed1 TTO TTeL

15、st2O TT T T2Lsteb)a)b)a)他励直流电动机串电阻起动6-6图 他励直流电动机降压起动 图6-7机械特性原理图a) b) 降压起动的机械特性a) 电力电子可控整流供电系统 b) 三、他励直流电动机的调速静差率：是指在同一条机械特性上，从理想空载到额定负载时的1 转速降与理想空载转速之比。用百分比表示为：nn?n? 0NN100?s?10000 00nn00当理想空有关。值与机械特性的硬度及理想空载转速静差率sn0 一定时，机械特性越硬，额定速降越小，则静差率越小。载转速n?nN0) 的人为机械特性n(他励直流电动机的调速方法根据3种改变2. RUR? 串电阻调速 aNTn?1

16、e2CCCNeeTN 特点： ）实现简单，操作方便；1）低速时机械特性变软，静差率增大，相2 对稳定性变差；）只能在基速以下调速，因而调速范围较3 ； 2小，一般D ）由于电阻是分级切除的，所以只能实现4 有级调速，平滑性差；）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经5 济性较差，而且转速越低，能耗越大。 ）（电枢串电阻调速的方法多用于对调速性能要求不高的场合，如过去的起重机、电车等，现在已不多见。 整理版.格式word . RUR? 调电压调速 ad0recT?n?RU2）（整流装置输出电压；整流装置内阻recd0e2CCCTeeN 特点：n）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖1nA'0A

17、 动系统可实现无级调速；UBnN01）调速前后机械特性硬度不变，因而相对2Ud1 稳定性较好；可D3）在基速以下调速，调速范围较宽， 1020达；）调速过程中能量损耗较少，因此调速经4TTOeL 济性较好；调压调速时的机械特性6-11 图 5）需要一套可控的直流电源。 （调压调速多用在对调速性能要求较高的生产机械上，如机床、轧钢机、造纸机等。）RU 弱磁调速 aNT?n3e2CCCTee 特点：，因而控制方）由于励磁电流I f <<Ia 1 便，能量损耗小； 2）可连续调节电阻值，以实现无级调速；由于受电机机械强度在基速以上调速，3）和换向火花的限制，转速不能太高，一般，特殊设计的

18、弱磁调nN 约为（1.21.5），因而nN 速电动机，最高转速为（34） 调速范围窄。（弱磁调速的调速范围小，所以很少单独使用， 一般都与调压调速配合，以获得很宽范围的、高 ）效、平滑而又经济的调速。调速方式3. 不变；恒转矩调速方式：在整个调速过程中保持电动机电磁转矩T1 e 不变。在整个调速过程中保持电动机电磁功率恒功率调速方式：P2em （注意：一般弱磁调速适用于恒功率调速，其余两个适用于恒转矩调速） 相关例题：IPU，=220V，=100kW，=517A一台他励直流电动机额定数据为：NNNRn =0.044。求：=1200r/min，电枢回路电阻aN 1）固有机械特性方程式； 2）额定

19、负载时的电枢电势和额定电磁转矩； 3）额定输出转矩和空载转矩； 4）理想空载转速和实际空载转速；RU=50V时的转速、=0.206电压分别求电枢回路外串电阻电机额定运行， 5）?a? 时的转速。=75%时的转速和磁通N ）固有机械特性方程式解：（1RI?U044.?200?5170?aNN?C?164.0 常数 Ne1200nNRU0440.220NaT0.17?T?T1341n? 22?164.?0.CCC0.164955NNeTe 2）电枢电势和电磁转矩（ 整理版.格式word . ?)0.164(1200EVC196.n8 电枢电势为：NeaN?)517m809T.955C.7I(9.5

20、5N0.164 电磁转矩为：aeNe 3）额定输出转矩和空载转矩（3P10100?Nm?55?9.55?NT?9.)8(795. 输出转矩为： L1200nNm?T?T?NT?)(13.809.79795.8 空载转矩为： Le0 4（）求理想空载转速和实际空载转速UN?rnmin)1341(/理想空载转速为： 0?CNer?n?n?T?in)/m.17613.90.17(13381341.0 实际空载转速为： 00R =0.206时的转速）电枢回路外串电阻（5?aRR?2060.044?0?aamin)r/?553n?n?(T?1341?809.7 e022?164?9.55(C0).9.5

21、5Ne 时的转速电压U=50VR044500.Ua?/min)n?809.7?166(r?T 22?1640.1649.55?0C.9.55(C)NNee? 时的转速=75%磁通NRUaNTn? 2?)C55(75%75C%9.NeeN 72200.044?809.min)?1542(r/? 2)164?0.0.75?0.1649.55?(075 四、他励直流电动机的四象限运行可见，电动机运行状态分成两大类，n n 与n同方向时为电动运行状态00正向回馈制0 AA 正向电动运行T 与n反方向时为制动运行状态。 能耗制动过程e 电动状态机械特性分布在注意：1.(、三【反向电动一【正向电动运行】

22、反接制动过程T 制动状态机械特性运行】象限；2.L T -TO e) 分布在二、四象限；LC C 能耗制动运行 +电气制动制动方法：机械制动DD 、21、能耗制动；电气制动方法：倒拉反转运行 B B E 1E用于反抗性反接制动：电枢反接( -n0 反向电动运行2负载)倒位反接（用于位能负载）反向回馈制动运行 、回馈制动：反正向回馈制动321 向回馈制动图6-24 他励直流电动机的四个象限运行 （着重图形，计算不做要求）T有交点称为运行，没有交点则称为过程； 、与负载1图知：L2、电动运行状态分布在一【正向电动运行】、三【反向电动运行】象限； 3、能耗制动分布在，且过原点。 二、四象限4、反接制

23、动过二、三、四（电枢反接）象限或者一、四（）象限。倒位反接（但是制动只分布在） 二、四象限！ 整理版.格式word . 5、回馈制动过一、二（正向回馈制动）象限或三、四（反向回馈制动）象限。（但是制动只分布在） 二、四象限！ 第七章 一、三相变压器的电路系统联结组 1三相变压器绕组的联结法（2种） 1）星形：绕组末端XYZ联结一起，首端ABC引出 (用字母Y或y表示，如果有中线N引出则用YN或yn表示) A联结Z）三角形：各项绕组首末相连(规定AYXBC) 2(用字母D或d表示) 2三相变压器联结组的判断（考点：Yy0和Yd11） a作为首端）（注意：两个皆为同名端同时作为首端，即A和 （注意

24、：大写为高压侧绕组，小写为低压侧绕组）滞后的度EAB看Eab到相差多少，（注意：数字填涂看高压绕组EAB和Eab逆时针为转向， 点）330度即11度1个点，图2就是滞后30数，联结组是Yyn05种标准联结线。其中的YNy0和Yy0等YNd11一般采用Yyn0、Yd11、 主要是供高压输电使用。YNd11在低压侧引出中性点，便于220V电器用户使用； Dyn表示高压绕组是三角形联结线；低压绕组是星形联结线，并有中性点引出；例如： YNyn表示高压绕组是星形联结，低压绕组也是星形联结，而且两个绕组都有中性点引出； 整理版.格式word . 第九章 一、异步电动机的分类 、按定子相数分：单相异步电动

25、机；三相异步电动机。1、按转子结构分：绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动机，其中又包括单鼠笼2 异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机 二、异步电动机的转差率nn?1?sn 同步转速；n转子转速）（n11f601?n 补充公式1np 三、异步电机的运行方式 、电动机运行方式1 、发电机运行方式2 、电磁制动运行方式3 四、异步电动机的功率 ?为转差率） 输入电功率电磁功率（s1电源输入的功率?cosIP?3U 1s1s2 定子铜耗RI?3?pssCus2定子铁耗R?3Ip? （转子铁耗很小，忽略不计）fFefpP?pP? Feem1Cus? 输出机械功率（s电磁功率为转差率）2转子铜耗sP?p? emCur P)