电机与拖动笔记

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 直流电机原理10 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开一旦励磁电流 If = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。 11 自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件（1）电机必须有剩磁，如果没有须事先进行充磁；（2）励磁绕组的极性必须正确，也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确；（3）励磁回路的电阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/If 不能太陡，否则

2、如果伏安特性的斜率太陡，与发电机空载特性交点很低或无交点，就无法建立空载电压。总之，自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压，然后才能带负载运行。 12他励直流发电机的外特性随着电流的增大，其输出电压下降。这是因为： 随着发电机的负载增加，其电枢反应的去磁效应增强，使每极磁通量减小，导致电枢电动势下降。 电枢回路电阻上的电压将随着电流上升而增大，使发电机的输出电压下降。13效率他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流 Ia 的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。当负载较小时，Ia 也较小，此时发电机的损耗是以不变损耗为主，但因输出功率小而效率低

3、；随着负载增加，P2增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。一、感应电动势的计算先求出每个元件电动势的平均值，然后乘上每条支路中串联元件数。感应电动势的计算公式为 直流电机的感应电动势的计算公式是直流电机重要的基本公式之一。 感应电动势Ea的大小与每极磁通(有效磁通）和电枢转速的乘积成正比。如不计饱和影响，它与励磁电流If和电枢机械角速度乘积成正比。二、电磁转矩的计算 电磁转矩计算公式是直流电机的重要基本公式, 它表明：电磁转矩Te的大小与每极磁通和电枢电流Ia的乘积成正比。 或：如不计饱和影响，它与励磁电流If和电枢电流Ia的乘积成正比。三、几个重要关系式直流电机感应电动势

4、计算公式：直流电机电磁转矩计算公式：电动势常数：转矩常数：电动势常数与转矩常数的关系：电动机电枢回路稳态运行时的电动势平衡方程式。U=Ea+RaIa Ea=Cen四、 直流电动机的工作特性是指其端电压U=UN(额定电压），电枢回路中无外加电阻、励磁电流If=IfN（额定励磁电流）时，电动机的转速n、电磁转矩Te和效率三者与输出功率P2之间的关系。（一）并励直流电动机的工作特性1. 转速特性2. 转矩特性3. 效率特性=(P2/P1)×100%电机励磁损耗、机械损耗、铁耗等于电枢铜耗时，效率最大。（二）串励直流电动机的工作特性串励电机不允许在空载或负载很小的情况下运行。五、直流发电机的

5、工作特性 直流电动机的固有机械特性1、空载特性当他励直流发电机被原动机拖动，n=nN 时，励磁绕组端加上励磁电压Uf ,调节励磁电流If0 ,得出空载特性曲线U0=f(I0)。2、负载运行无论他励、并励还是复励发电机，建立电压以后，在 n = nN 的条件下，加上负载后，发电机的端电压都将发生变化。第二章 电力拖动系统的电力基础第三章 直流电动机的电力拖动五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。元件的跨距：上层元件边与下层元件边的距离称为跨距,元件跨距称为第一节距y1(用所跨的槽数计算)。一般要求元件的跨距

6、等于电机的极距。上层元件边与下层元件边所连接的两个换向片之间的距离称为换向器节距yc(用换向片数计算)。直流电机的电枢绕组除了单叠、单波两种基本形式以外，还有其他形式，如复叠绕组、复波绕组、混合绕组等。各种绕组的差别主要在于它们的并联支路，支路数多，相应地组成每条支路的串联元件数就少。 原则上，电流较大，电压较低的直流电机多采用叠绕组； 电流较小，电压较高，就采用支路较少而每条支路串联元件较多的波绕组。 所以大中容量直流电机多采用叠绕组，而中小型电机采用波绕组。六、直流电机的励磁方式1、他励直流电机励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而是由其他直流电源对励磁绕组供电。2、并励直流电机励磁绕组与电枢绕

7、组并联。3、串励直流电机励磁绕组与电枢绕组串联。4、复励直流电机两个励磁绕组，一个与电枢绕组并联， 另一个与电枢绕组串联。七、直流电机负载时的磁场及电枢反应当直流电机带上负载以后，在电机磁路中又形成一个磁动势，这个磁动势称为电枢磁动势。此时的电机气隙磁场是由励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的。 电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应。1.负载转矩特性：生产机械的负载转矩特性，包括恒转矩负载，恒功率负载和通风机负载几大类。它们的特性分别为直线型、双曲线型和指数曲线型。2.直流电动机的机械特性：他励直流电动机的机械特性是指在电枢电压、励磁电流、电枢总电阻为恒值的条件下，电动机转速n与电磁转矩Tem的

8、关系曲线或电动机转速n与电枢电流Ia的关系曲线。即 或 理想空载转速机械特性包括固有机械特性和人为机械特性，固有机械特性是指工作电压和磁通均为额定值，电枢电路中没有串入附加电阻时的机械特性。而人为机械特性是指人为地改变电枢电压、磁通量和电枢回路串电阻时的机械特性。当改变上述三个参数时，电动机的机械特性要在固有机械特性是指工作电压和磁通均为额定值，电枢电路中没有串入附加电阻时的机械特性。而人为机械特必理指人为地改变电枢电压、磁通量和电枢回路串电阴时的机械特性。当改变上述三个参数时，电动机的机械特性要在固有特性的基础上发生改变，改变的目的是为了控制直流电动机的起动。3.电力拖动稳定运行的条件：电力

9、拖动稳定运行的条件是：电动机的机械特性和负载的转矩特性必须配合得当。须满足下式要求：4.他励直流电动机的起动、制动与调速：他励直流电动机的起动按人为机械特性的不同分为降压起动和电枢回路串电阻起动两种方式，其目的都是为了减小起动电流并保证有足够大的起动转矩。他励直流电动机的制动分别为能耗制动、反接制动和回馈制动几大类，制动时的机械特性各不相同，其目的都是为了使运动着的电机能很快停下来。他励直流电动机的调速方法有：1）改变电枢回路串入的调节电阻Rpa；2）改变励磁回路的调节电阻Rpf或改变励磁电压，以调节主磁通，简称调磁；3）改变电枢的端电压U，简称调压。1.他励直他励直流电动机的调速。调速范围、

10、静差率、平滑性（1）串电阻调速特点： 1）实现简单，操作方便；2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差；3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D 2；4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差；5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。（2）调电压调速特点是：1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速；2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好； 3）在基速以下调速，调速范围较宽，D可达1020；4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好；5）需要一套可控的直流电源。（3） 弱磁调速特点1）由于励磁电流I

11、f << Ia ，因而控制方便，能量损耗小；2）可连续调节电阻值，以实现无级调速；3）在基速以上调速，由于受电机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，一般约为（1.21.5）nN ，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（34）nN ，因而调速范围窄。通过人为机械特性的分析可知采取这三种方式可在额定转矩负载下得到希望的各级转速。4.调速指标：调速范围D、调速平滑性、静差率、输出方式（恒功率输出、恒转矩输出）。本章要求如下：1掌握生产机械负载转矩的几种类型和各自的特点。2掌握他励直流电动机固有和人为机械特性的曲线变化走向及在起动过程中应用的原理。3掌握他励直流电动机起动、制动和调速的

12、方式及原理，能机械特性方程进行起动、制动和调速的计算。4了解生产机械的负载转矩的特性。5熟悉调速指标。第四章 变压器1.变压器的作用和原理：变压器是一种静止的电气设备，它是根据电磁路的耦合作用把交流电从原边输送到副边，利用绕制在同一铁心上的原绕组和副绕组的另一种电压、电流的电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。2.变压器的运行：变压器的运行分空载运行和负载运行。空载运行和负载运行的电磁转换关系见教材电机及拖动基础（西安电子科大出版社，主编孟宪芳2009年9月2版）。空载电流及其作用：空载时原方绕组的电流I0为空载电流，主要用来建立主磁通。负载运行时的磁势平衡方程：I1N1+I2N2=I0N

13、1式中：I1N1为一次绕组（原边绕组）磁势；I2N2为二次（副边）绕组磁势。3.三相变压器的连接组别：三相变压器的连接组别由原副边连接方式和原副边相位差组成。三相变压器按其连接方式的不同可分为Y，y；Y，d；Yn，d等联接形式。其中YN为中点引出线的星形连接法。原副边相位差采用时钟表示法表示。原副边相位差通过作原副边绕组相量图确定。我国常用的连接组有：Y，y12（偶数）和Y，d11（奇数）。4.变压器的组成及附件的作用：变压器由铁芯和绕组组成。变压器的附件有：5.特殊变压器：自耦变压器的原理，电流互感器、电压互感器的作用于使用。本章要求如下：1掌握变压器的结构特点及工作原理。2掌握变压器空载运

14、行和负载运行时有关的电势、磁势平衡方程式并能进行简单计算。3掌握三相变压器Y，y和Y，d连接组别的判断方法，能根据给定的三相变压器连接形式判别其连接组。第五章 三相异步电动机原理1.交流异步电动机原理：交流感应电机主要用作电动机，因它们工作时是根据某一因素的作用使磁场旋转，电枢切割磁力线产生电势。又因电枢中导体形成回路有电流流过，由左手定则可知通电导体在磁场作用下产生电磁转矩驱使电枢旋转，从而可带动电机轴上的机械装置旋转。为保证电枢上导体始终处于切割磁力线的状态，因此，电枢转速不能与磁场旋转的速度相同，故感应电机也称作异步电动机。2.旋转磁场转速、旋向：旋转磁场的转速等于等于同步转速，；将三相电源进线的任意两相对调，就可以改变旋转磁场的旋向，也即改变电动机的旋向。3.三相交流异步电动机的转速、转差率：转差率：转速：额定运行时，S=SN，一般为1.55%。4.交流异步电动机的结构：由定子和转子组成。定子部分需注意接线盒的接线，转子部分需注意笼型转子与线型转子的区别。5.绕组常识：绕