电拖复习2012

1、1）磁路和电路的有关定律：）磁路和电路的有关定律： 全电流定律，电磁感应定律及欧姆定律，全电流定律，电磁感应定律及欧姆定律， 基尔霍夫基尔霍夫1，2定律等定律等2）电路和磁路的类比及区别）电路和磁路的类比及区别3）磁化的过程和基本磁化曲线）磁化的过程和基本磁化曲线4）铁磁材料及其特点）铁磁材料及其特点1.了解电力拖动基本概念；了解电力拖动基本概念；2.熟悉电力拖动系统运动方程式；熟悉电力拖动系统运动方程式；3.掌握拖动转矩和负载转矩的概念；掌握拖动转矩和负载转矩的概念；4.掌握电力拖动系统稳定运行的条件掌握电力拖动系统稳定运行的条件重点：重点： 运动方程式和负载转矩特性。运动方程式和负载转矩特

2、性。本章教学基本要求本章教学基本要求u电力拖动系统由电动机、传动机构、生产机械、电力拖动系统由电动机、传动机构、生产机械、控制设备等组成，它的运行状态与电动机机械特控制设备等组成，它的运行状态与电动机机械特性及负载特性有关。性及负载特性有关。u电动机的典型负载分：电动机的典型负载分：位能性和反抗性恒转矩负位能性和反抗性恒转矩负载、恒功率负载以及通风机类负载载、恒功率负载以及通风机类负载。u电力拖动系统运动方程式电力拖动系统运动方程式gLTdtdnGDTT3752（2-1）1、必要条件：、必要条件：电动机的机械特性与负载的转矩特性有交点，即存在：LTT 2、充分条件、充分条件：在交点处满足于：d

3、ndTdndTL即：在交点的转速以上存在：LTT 或者说电动机机械特性的硬度大于负载特性的硬度在交点的转速以下存在：LTT 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件电力拖动系统稳定运行的充分必要条件1.了解直流电机主要结构，注意换向器和电刷的作了解直流电机主要结构，注意换向器和电刷的作用；用；2.熟悉直流发电机和电动机基本工作原理，熟悉电熟悉直流发电机和电动机基本工作原理，熟悉电枢反应，理解感应电势和电磁转矩这两个机电能量枢反应，理解感应电势和电磁转矩这两个机电能量转换要素的物理意义，掌握求解它们的计算方法；转换要素的物理意义，掌握求解它们的计算方法；3.掌握直流电机的运行原理，电势、转矩平衡方程掌

4、握直流电机的运行原理，电势、转矩平衡方程式，以及不同励磁方式的直流电机的工作特性；式，以及不同励磁方式的直流电机的工作特性；4.了解直流电机的换向。了解直流电机的换向。本章教学基本要求本章教学基本要求3.1.1 直流电机的工作原理3.1.1 直流电机的工作原理3.1.4直流电机的额定数据4.直流电动机的额定功率轴上输出的机械功率5.直流发电机的额定功率电机出线端输出的电功率NNNIUP NNNNIUP6.直流电动机的额定转矩轴上输出的额定转矩NNNNNNNnPnPPT55. 960223.2 直流电机的电枢绕组u电枢绕组是直流电机的核心部分根据电机的工作状况，直流电机可以吸收或发出电磁功率，也

5、可以输出或输入机械功率。可见，在能量转换的过程中，电枢绕组起着重要的作用。 u直流电机电枢绕组的基本形式： 1)单叠绕组 2)单波绕组 实际电机中，为使元件端接部分能平整地排列，一般采用双层绕组单叠绕组、单波绕组的共同特点单叠绕组、单波绕组的共同特点:3.2 直流电机的电枢绕组3.3.2 负载时直流电机的磁场3.4.1 感应电动势nCnlBapNEeaVaa)(60apNCae60lBavlvbekkyaSNN2绕组的全部有效导体数aNa2某条支路串联的导体数3.4.2 电磁转矩aTaaVaICIlBapNT)(2eeaaTCCapNapNC55. 92606026023.5.1 直流发电机稳

6、态运行时的基本方程式aaaRIUEnCEeaaTICT01TTT01TTT3.5.2 直流发电机功率关系01pPPMFemppTp00CuaaaaaaMpPRIUIIEP22pPppppPpPPsFemCuaM2201pPpPpPPP2111213.5.2 直流发电机功率关系3.5.3 他励发电机的运行特性1 空载特性空载特性 2 外特性外特性aaeaaaRInCRIEU3.5.3 他励发电机的运行特性3 调整特性调整特性aaNeNRInCU4 效率特性效率特性CufCuasmFeCufCuasmFepppppPppppp213.6.2 直流电动机稳态运行时的基本方程式aaaRIEUnCEea

7、aTICT02TTT02TTT3.6.3 直流电动机功率关系02pPPMFemppTp00CuaaaaaaMpPRIUIIEP12pPppppPpPPCuasFemCuaM221pPpPpPPP2111213.6.3 直流电动机功率关系3.6.4 直流电动机的机械特性TnTCeCRCeUCeIRUnTaNaaN022TaCeCR3.6.5 直流电动机的工作特性1.转速特性aNaaaNNICeRnICeRCeUn02.转矩特性aNTICT3.效率特性3.7.1 固有机械特性TCeCRCeUnNTaNN2000Tnn3.7.1 固有机械特性saNaeaIRUInCEn00NNTnn03.7.2 人

8、为机械特性TCeCRRCeUnNTpaNN23.7.2 人为机械特性TCeCRCeUnTaN24321UUUU3.7.2 人为机械特性TCeCRCeUnTaN2小结小结小结小结小结小结小结小结 By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT0nn0NIn01n0221N21N弱磁调速的转速特性0nn0NTn01n0221N21N弱磁调速的机械特性TLIstTstTst1Tst2n n0TN固有特性n0000nnnnnNNminmaxn

9、nD )D(nnN1max)(nnDN1max结论： 一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。需静差率的转速可调范围。 By ZhaoTao COPYRIGHT他励电动机四象限机械特性他励电动机四象限机械特性URa+ Rcn= Ce CT Ce 2 Tem nTTL A n0 -n0 电动运行电动运行 能耗制动运行能耗制动运行 倒拉反转运行倒拉反转运行 回馈制动运行回馈制动运行 能耗制动能耗制动 电压反接制动电压反接制动 (1) 空载运行情况空载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。0

10、i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势产生的。产生的。 By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHTmmmjxrz111jxrz一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次

11、由一次、二次绕组磁通势共绕组磁通势共同产生的合成同产生的合成磁通。磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 (2) 负载运行情况负载运行情况 By ZhaoTao COPYRIGHT一次侧电压平衡方一次侧电压平衡方程程变比方程变比方程一次侧电动势方程一次侧电动势方程 磁动势平衡方程磁动势平衡方程二次侧电压平衡方程二次侧电压平衡方程二次侧负载方程二次侧负载方程 By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHTmE1=E2-E1I0感性负载时I22U2I2R2I2jX2U1I2-I1jI1X1I1R11 By ZhaoTao COPYRIGHT By

12、 ZhaoTao COPYRIGHT1111cosImUP 1211rmIpCumFermIp2011CuFeMppPP2222222rmIrmIpCuLLCuMRmIRmIImUpPP222 222222cos2212PpPPP By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT1212220121212012120111111111)()()()(xmIIEmxmIxmIIEmxmIxmIIIEmIjxrImIEmIUmmm22 2222222 22222222222)(xImIUmIEmxImIEmIjxrImIEmIUm By ZhaoTao COPYR

13、IGHT By ZhaoTao COPYRIGHT基值实际值标幺值n如单相变压器，当选定原边的额定如单相变压器，当选定原边的额定电压和额定电流作为电压和电流的电压和额定电流作为电压和电流的基值时，原边每相阻抗的基值也就基值时，原边每相阻抗的基值也就确定了，应为额定电压除以额定电确定了，应为额定电压除以额定电流，即：流，即：z1N=U1N/I1N。 By ZhaoTao COPYRIGHTNNNNNZZIUIUIIUUIUZ*NNNIUZ22*211*122*211*1；*2*2222222*2*1*1111111*1/；变压器原、副边电压、电流、阻抗的标幺值为：变压器原、副边电压、电流、阻抗的

14、标幺值为： By ZhaoTao COPYRIGHTuWV1AV2空载试验1i0U1U1N(因Zm与饱和程度相关) By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT阻抗电压阻抗电压 负载试验时，当绕组中电流达到额定负载试验时，当绕组中电流达到额定值，加在一次绕组上的短路电压。用一次侧额定电值，加在一次绕组上的短路电压。用一次侧额定电压的百分值表示。压的百分值表示。%100%10017511NCkNNkkUZIUUu阻抗电压阻抗电压的标么值的标么值*75117517511*/kNCkNNCkNCkNNkkZZZIUZUZ

15、IUUu*kZ其中其中为短路阻抗的标么值为短路阻抗的标么值 By ZhaoTao COPYRIGHT%100%100121222NNNNUUUUUUU)sincos(sincos2*2*2*12*1kkKKxrxIrIU122222)。%100%20220UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 Ou 变压器的短路参数中，变压器的短路参数中， rk0，但其绝对值较小；，但其绝对值较小；（2）若负载为阻感性负载，）若负载为阻感性负载，cos2、 sin20， u0，但其绝对值较大；，但其绝对值较大；（3）若负载为容性负载，）若负载为容性负载，cos20、 sin20， u0 都可能存在

16、都可能存在 ；)sincos(sincos2*2*2*12*1kkKKxrxIrIU对变压器电压变化率的说明：对变压器电压变化率的说明：u 决定决定变压器的电压变化率变压器的电压变化率的几个因素：的几个因素：变压器的短路参数（变压器的短路参数（rk和和xk）、变压器的负载系数（）、变压器的负载系数（）及）及负载的功率因数（负载的功率因数（2）。）。 By ZhaoTao COPYRIGHT12PP铁耗铁耗铜耗铜耗2002221211PppppPppPpPPPCuCu By ZhaoTao COPYRIGHTppSppPppppPppPpPPPkNNkNCuCu2022020022212cos1

17、11pSpNm020max2cos2141310ppkN By ZhaoTao COPYRIGHTppppkNmkNm020 AXax Aax 同极性端用同极性端用“”表示表示。增加增加+ By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHTaxbyczax)1(axczbyax)2( By ZhaoTao COPYRIGHTIIIIUIUIUSSSNNNNNN:3:3:3:111111 1 11120202UUkUkUUUU 1 1 2kkkkczzUUzzUIAaBCcXYZABCXYZabcxyzbEabEABABCXYZabcxyz02020UUU 2kk

18、czzUI 20 20 252.015sin2kkkkkkczzUzzUzzUI*52.052.020kkkkzzzzUIc2 .505.0*cIzzkk，取 By ZhaoTao COPYRIGHT11122.2fE 11144.4fET11144.4YyNfE2cos2sin1yky1111144.4qyyqkkqNfE1111qywkkk2sin2sin1qqqEEkyqqq1y1ykkqN By ZhaoTao COPYRIGHTpmZq2Zp360 By ZhaoTao COPYRIGHT1111111144. 4qyyqyyqkkqNfkkqEE11111144. 42wqkNfE

19、apEapqNNy21 By ZhaoTao COPYRIGHT)232(cos221)22(cos221),(111tINtINtfyyy)(cos21AtIi By ZhaoTao COPYRIGHTcoscoscoscos22141111tFtINfyyyyyINF22141 By ZhaoTao COPYRIGHTFFtFtFtFfyyyy)cos(21)cos(21coscos1111111)cos()cos(coscos2BABABA)cos(2111tFFy By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHTcoscos2214coscos),(1

20、1111111tkpNItFtfwyNapqN1 yNapqN21 By ZhaoTao COPYRIGHT 11112214wkpNIF By ZhaoTao COPYRIGHT34cos232cos2cos2tIitIitIiCBA By ZhaoTao COPYRIGHT)cos()cos(2311111111tFtFffffCBA111112242323WkpNIFFpfpfn11602260由上式知 表示一个幅值恒定、正弦分布的行波。即。 By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHTtIiAX11cos2)90cos(211tIiBY)90cos

21、()90cos(coscos1111tFftFfBA By ZhaoTao COPYRIGHT)cos()cos()90cos()90cos(coscos1111111tFtFtFtFfffBA By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT1111221423wkpNIFpfn1160 By ZhaoTao COPYRIGHT111111135. 122423IpkNIpkNFww By ZhaoTao COPYRIGHT222222235. 122423IpkNIpkNFww11226060npfpfn2211222213IkIkNkNmIiWW2111

22、111112244. 444. 4EkEkNfkNfEeWWeWWikmkNmkNk22221133221121WWekNkNEEk222222zkkxkjkrkkjxrzieieie222222rkkxkkarctgrxarctgieie By ZhaoTao COPYRIGHTsfnnnpnnnppnf1111122)(6060)(60212211222244. 444. 4SEkNsfkNfEWWs By ZhaoTao COPYRIGHT22sxxs22xxs By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHT

23、By ZhaoTao COPYRIGHT0n1s012rss附加电阻为零，相当于短路堵转情况，起动电流（定子和附加电阻为零，相当于短路堵转情况，起动电流（定子和转子电流）很大，感应电势和主磁通约为空载运行时的一转子电流）很大，感应电势和主磁通约为空载运行时的一半，半，。 nn00s转差率为负，附加电阻也为负值。表示转差率为负，附加电阻也为负值。表示（而不是输出）机械功率。（而不是输出）机械功率。0s21rssmIII12, 0 By ZhaoTao COPYRIGHT1111cos3IUP 12113rIpcumFerIp203srIppPPFeCuM22 2113222cos3IEPMMcu

24、sPrIp22 22322222 2cosIEsrI By ZhaoTao COPYRIGHTMCuMmPsrssIpPP)1 (1322 22)1 ( :1:2ssPpPmCuM)(2smmppPP)(2112smCuFeCupppppPP By ZhaoTao COPYRIGHT11602)1 (602MmmmPnsPnPPT02TTT00pppTsm221cosICTjT2212211221)(23xxsrrfsrpUT221211121)(2321xxrrfpUTm221212xxrrsm)()(232121221121xxrsxxfpUTmmNmmTTk By ZhaoTao COPYRIGHT2212211221)()(23xxrrfrpUTsNsSTTk By ZhaoTao COPYRIGHT By ZhaoTao COPYRIGHTssTTmmmss2NNmmNmmnPkTTkT955011nnnsN)1(2mmNmkkssssTTmm2 By ZhaoTao COPYRIGHTn=0， s=1，T=Tst，I=Ist。 n=nN， s=sN， T=TN，I1=I1N，I2=I2N，P2=PN，电动机处于额定运行状态。电动机处于额定运行状态。同步转速点又称理想空载点，在该点处：同步转速点又