电机特性曲线
实验报告-直流电机特性曲线
直流电机特性曲线一、实验内容1.直流电机固有机械特性曲线2.直流电机电枢回路串电阻机械特性曲线3.直流电机弱磁机械特性曲线二、实验原理1.他励直流电机固有机械特性方程式式：n=U NC eΦN−R aC e C TΦN2T em由公式可以画出其固有机械特性曲线：2.电枢回路串接电阻R e时的人为机械特性方程为n=U NC eΦN−R a+R eC e C TΦN2T em特点：①理想空载点不变②曲线斜率随串入电阻的增大而增大，转速降增大，机械特性变软③对于相同的电磁转矩，串入电阻越大，转速n越小3.改变电源电压U d时的人为机械特性方程式n=U dC eΦN−R aC e C TΦN2T em特点：①理想空载转速随电源电压降低而成比例降低②曲线斜率保持不变，特性的硬度保持不变③对于相同的电磁转矩，转速n随电源电压降低而减小4.渐弱磁通时的人为机械特性方程式为n=U NC eΦ−R aC e C TΦ2T em特点：①理想空载点随磁通减弱而升高②曲线斜率与磁通成反比，减弱磁通，斜率增大，机械特性变软。
三、实验结果1.固有机械特性 U=U n=220V I fI a(A) 1.110.90.70.60.40.30.20.082 n(r/min)160016131625164716591687170417241752e n f=0.12AI a(A)0.080.10.150.20.250.30.350.40.45n(r/min)1676164015521464138312861213113310493.弱磁U=U n=220V I f=0.11AI a(A)0.0850.10.20.40.60.80.9 1.0 1.1n(r/min)184418401815177717501730171817041691四、实验分析根据实验数据拟合的曲线由图可以得出，实验基本和理论曲线一致。
其中电枢回路串电阻特性曲线，其理想空载点与固有特性曲线不在同一点，可能是由于测量上的误差或者电机时间运行较长，引起电机自身参数略有变化；弱磁机械特性曲线的硬度没有理论中的软，可能是由于实验时，所降低的励磁电流过小而导致。
同步电动机转矩-转速特性曲线
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 11
圖 5-5 同步電動機之轉矩-轉速特性。因為電動機之轉速為 定值，所以其轉速調整率為 0。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 12
負載變化對同步電動機的影響
同步電動機一開始以領先功率因數運轉的情形，如圖 5-6 所示。若電動 機轉軸上之負載增加，轉部會開始慢下來。轉部慢下來，轉矩角 δ 就變 大了，且感應轉矩也變大了。感應轉矩增加之後反而又使轉部加速，而 電動機則再次以同步轉速運轉，只不過此時之轉矩角 δ 變大了。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 16
圖 5-8 (a) 以落後功率 因數運轉的同步電動機。 (b) 磁場電流的增加對發 電機之運轉造成的影響。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 17
圖 5-9 所示為同步電機之 IA 對 IF 圖。此種圖形稱為同步電動機 V 曲線 電樞電流之最小值發生在單位功率因數時，此時只有實功率供應至電動 機。 當磁場電流比造成 IA 最小值時之磁場電流值還小，電樞電流是落後的， 消耗 Q。當磁場電流比造成 IA 最小值時之磁場電流值還大，電樞電流是 領先的，供應 Q 至電力系統就像一個電容器，藉由控制同步電動機之磁 場電流，可控制電力系統所消耗或供應的虛功率 (reactive power)。
4
同步電動機之等效電路
由於 IA 方向的改變，等效電路的克希荷夫電壓定律方程式也跟著改變了。 新的等效電路的克希荷夫電壓定律方程式可寫為
或
圖 5-2 (a) 三相同步電動機之完整等效電路。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機
5
電ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ機械基本原理 ch 05 同步電動機
电机最大效率点算电机机械特性曲线N.m
250WZ 电压/V
24
电机最大效率点求电机机械特性曲线
名称
日期
转矩/N.m 转速/(r/min) 最大效率
0.5
3000
0.8
2009/5/15 电流/A 8.181
电机理想空载转速 n0'=
电机的空载转速 n0=
电机的空载电流 I0=
电机的空载转矩
T0=
电机的堵转转矩 TD=
电机的计算堵转转矩TD'=
TM= NM= IM= ηM= P1M= P2M=
2.618 1658.359
39.179 0.484 940.289 454.655
KT=
0.068
KE=
0.007
Kn=
633.437
R=
0.310
2021/4/2 3:37
电机的堵转电流 ID=
电机的电枢电阻
R=
率 P1η＝
取任何点的转矩
T=
任何点的转速1
n=
任何点的电流1
I=
任何点的效率η η=
3354.102 最大输出功率点转矩 3316.718 最大输出功率点转速
0.864 最大输出功率点电流 0.059 最大输出功率点效率 5.236 最大输出功率点功率 5.295 最大输出功率点功率 77.494 0.310 157.080 电机的转矩常数 196.349 电机的电势常数 0.200 电机的转速常数 3190.031 电机的内阻 3.791 0.731
直流电动机特性曲线的Matlab仿真分析
直流电动机特性曲线的Matlab仿真分析1. 简介直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的装置，广泛应用于各种自动化控制系统中。
特性曲线是描述直流电动机电气和机械性能之间关系的重要工具，对电动机的运行和控制具有重要的指导意义。
本报告通过Matlab仿真分析，对直流电动机的特性曲线进行了深入研究。
2. 理论基础2.1 直流电动机的结构和工作原理直流电动机主要由定子、转子、电刷和换向器等部分组成。
当直流电源通过电刷和换向器输入电动机时，电流通过转子绕组产生磁场，与定子磁场相互作用，使转子旋转。
2.2 直流电动机的特性曲线直流电动机的特性曲线主要包括以下几种：- 转速-电流特性曲线（也称为转速特性曲线）：描述了电动机的转速与输入电流之间的关系。
- 转矩-电流特性曲线：描述了电动机的转矩与输入电流之间的关系。
- 转速-负载特性曲线：描述了电动机的转速与负载之间的关系。
- 效率曲线：描述了电动机的效率与负载之间的关系。
3. Matlab仿真模型本研究使用Matlab/Simulink建立了直流电动机的仿真模型，主要包括以下几个部分：- 电源模块：模拟直流电源，为电动机提供恒定或变化的电流。
- 电动机模块：模拟直流电动机的电气和机械性能，包括转矩、转速、电流等参数。
- 负载模块：模拟电动机所承受的负载，可以是恒定的，也可以是变化的。
- 测量和显示模块：实时测量电动机的各项参数，并在仿真界面上显示。
4. 仿真结果与分析4.1 转速-电流特性曲线在不同的负载条件下，仿真得到了电动机的转速-电流特性曲线。
结果表明，随着负载的增加，电动机的转速下降，需要更大的电流来维持相同的转速。
这符合直流电动机的工作原理，即负载越大，转速越低，电流越大。
4.2 转矩-电流特性曲线仿真还得到了电动机的转矩-电流特性曲线。
结果表明，随着电流的增加，电动机的转矩也增加，但增加的速率逐渐减小。
这是因为电动机的转矩与电流成正比，但受到电动机饱和磁场的限制。
实验报告-直流电机特性曲线
直流电机特性曲线一、实验内容1.直流电机固有机械特性曲线2.直流电机电枢回路串电阻机械特性曲线3.直流电机弱磁机械特性曲线二、实验原理1.他励直流电机固有机械特性方程式式：n=U NC eΦN−R aC e C TΦN2T em由公式可以画出其固有机械特性曲线：2.电枢回路串接电阻R e时的人为机械特性方程为n=U NC eΦN−R a+R eC e C TΦN2T em特点：①理想空载点不变②曲线斜率随串入电阻的增大而增大，转速降增大，机械特性变软③对于相同的电磁转矩，串入电阻越大，转速n越小3.改变电源电压U d时的人为机械特性方程式n=U dC eΦN−R aC e C TΦN2T em特点：①理想空载转速随电源电压降低而成比例降低②曲线斜率保持不变，特性的硬度保持不变③对于相同的电磁转矩，转速n随电源电压降低而减小4.渐弱磁通时的人为机械特性方程式为n=U NC eΦ−R aC e C TΦ2T em特点：①理想空载点随磁通减弱而升高②曲线斜率与磁通成反比，减弱磁通，斜率增大，机械特性变软。
三、实验结果1.固有机械特性 U=U n=220V I fI a(A) 1.110.90.70.60.40.30.20.082 n(r/min)160016131625164716591687170417241752e n f=0.12AI a(A)0.080.10.150.20.250.30.350.40.45n(r/min)1676164015521464138312861213113310493.弱磁U=U n=220V I f=0.11AI a(A)0.0850.10.20.40.60.80.9 1.0 1.1n(r/min)184418401815177717501730171817041691四、实验分析根据实验数据拟合的曲线由图可以得出，实验基本和理论曲线一致。
其中电枢回路串电阻特性曲线，其理想空载点与固有特性曲线不在同一点，可能是由于测量上的误差或者电机时间运行较长，引起电机自身参数略有变化；弱磁机械特性曲线的硬度没有理论中的软，可能是由于实验时，所降低的励磁电流过小而导致。
直流电动机机械特性曲线在Matlab中的仿真
直流电动机机械特性曲线在Matlab中的仿真简介本文档将介绍如何使用Matlab软件进行直流电动机机械特性曲线的仿真。
直流电动机是一种常见的电动机类型，了解其机械特性对于电机控制和应用非常重要。
准备工作在开始仿真之前，需要准备以下内容：1. 安装Matlab软件：确保你已经安装了最新版本的Matlab软件，以便进行仿真实验。
2. 直流电动机参数：收集直流电动机的参数，包括额定电压、额定电流、空载转速、额定转速等。
3. 电机模型：根据直流电动机的参数建立电机模型，包括电机的转矩方程和转速方程。
仿真步骤以下是在Matlab中进行直流电动机机械特性曲线仿真的步骤：1. 创建仿真模型：打开Matlab软件，并创建一个新的仿真模型。
你可以选择使用Simulink工具箱来建立电机的仿真模型。
2. 设定电机参数：在仿真模型中，设定直流电动机的参数，包括额定电压、额定电流、空载转速、额定转速等。
3. 建立电机模型：根据直流电动机的参数建立电机模型。
这包括建立电机的转矩方程和转速方程。
4. 设定输入信号：为了进行仿真实验，需要设定一个输入信号，例如电压或电流信号。
可以根据需要设定输入信号的幅值和频率。
5. 运行仿真：在仿真模型中运行仿真实验。
根据设定的输入信号和电机模型，Matlab将计算出电机的转速、转矩等参数，并生成相应的机械特性曲线。
6. 分析结果：根据仿真结果，分析直流电动机的机械特性曲线。
可以通过绘制曲线图、计算关键参数等方式来分析仿真结果。
结论通过使用Matlab软件进行直流电动机机械特性曲线的仿真，我们可以更好地了解直流电动机的性能和特点。
这对于电机控制和应用的设计和优化非常有帮助。
希望本文档能够帮助你进行直流电动机的仿真实验。
同步发电机v型曲线的物理意义
同步发电机v型曲线的物理意义
V型曲线是同步发电机电磁转矩随转速变化的特性曲线。
它表示了发电机在不同转速下产生的电磁转矩大小。
物理意义如下：
1. 同步转速点：V型曲线的峰值对应的转速即为发电机的同步转速，表示发电机可产生最大的电磁转矩，使电力系统与发电机所产生的电磁转矩保持同步。
2. 工作范围：V型曲线的左半部分表示低转速区域，右半部分表示高转速区域。
发电机在低转速区域，电磁转矩较小，无法满足电力负荷的需求；而在高转速区域，电磁转矩过大，可能对机械结构造成损坏。
因此，发电机的工作范围通常限定在V 型曲线的合理区域内。
3. 防止失步：当电力系统负荷突然增加时，发电机需要提供更多的电磁转矩来满足负荷需求。
V型曲线的斜率越大，发电机在电力系统中的稳定性越好，能够更好地防止失步现象的发生。
4. 发电机调速：发电机的转速与电磁转矩是成正比的，因此通过调整发电机的转速，可以实现对发电机输出电磁转矩的调节。
调整转速可以改变V型曲线的位置和形状，从而满足电力系
统的需求。
直流电动机机械特性曲线在Matlab中的仿真
直流电动机机械特性曲线在Matlab中的仿真简介直流电动机是一种常见的电动机类型，具有广泛的应用领域。
了解直流电动机的机械特性曲线对于电机的设计和控制非常重要。
在Matlab中进行机械特性曲线的仿真可以帮助我们更好地了解电机的性能。
目标本文档的目标是介绍如何在Matlab中进行直流电动机机械特性曲线的仿真。
我们将使用Matlab的Simulink工具来建立电机模型，并通过对电机的电流和转速进行控制，得到机械特性曲线。
步骤以下是在Matlab中进行直流电动机机械特性曲线仿真的步骤：1. 创建电机模型：使用Simulink工具创建一个直流电动机的模型。
模型中包括电机的电流输入和转速输出。
2. 设置电机参数：根据实际情况设置电机的参数，包括电阻、电感、转矩常数等。
这些参数将影响电机的性能。
3. 设计控制器：设计一个合适的控制器来控制电机的电流和转速。
可以使用PID控制器或其他控制算法。
4. 运行仿真：设置仿真时间和仿真步长，并运行仿真。
仿真过程中，控制器将根据设定的输入信号来控制电机的行为。
5. 分析结果：分析仿真结果，包括电机的转速、电流和转矩。
根据这些结果可以绘制出电机的机械特性曲线。
注意事项在进行直流电动机机械特性曲线的仿真时，需要注意以下事项：- 确保电机参数的准确性：电机的参数对仿真结果有很大的影响，因此需要准确地设置电机的参数。
- 选择合适的控制器：控制器的选择对于电机的性能和仿真结果至关重要。
需要根据实际需求选择合适的控制器。
- 仿真时间和步长的设置：仿真时间和步长的选择也会对仿真结果产生影响。
需要根据实际情况选择合适的仿真时间和步长。
结论在Matlab中进行直流电动机机械特性曲线的仿真可以帮助我们更好地了解电机的性能。
通过建立电机模型、设置参数、设计控制器和运行仿真，我们可以得到电机的转速、电流和转矩等重要参数，并绘制出机械特性曲线。
这些结果对于电机的设计和控制具有重要意义。
直流电动机的特性曲线
(3)說明②：
由下式可知，當小負載時，
m 隨 Ia 成正比變化，故轉
矩 T 隨 Ia 的平方成正比，其 轉矩特性曲線為上升的拋物 線；而當負載增加到場磁通 達磁飽和的狀態時，轉矩 T 則隨 Ia 成正比，此時其轉矩 曲線為一上升直線。
轉矩特性曲線
T＝K''mIa＝K'Ia2（小負載時串激磁場未飽和）
2 n 2 1800
(3)
Tm＝
60Pm
2 n
＝ 60
2
8800≒46.7（牛頓-公尺） 1800
(4) PS＝Pm－Po＝8800－10×746＝1340（瓦特）
節目次
7-2 直流電動機啟動法
1.原理
直流電動機啟動的瞬間，轉速 nST≒0 轉／分，故電樞反電勢
Em(ST)＝KnSTm＝0 伏特，若代入公式 7-1，可得知電樞啟動
1.他激式直流電動機
(1)原理：
場繞組因由另一直流電源供給，故場磁通 m 等 於由場繞組所產生的磁通 f，且為定值，即不會
隨負載大小變化而改變，如圖中的虛線所示。
電路圖
轉速特性曲線
(2)說明①：
由公式 7-1 可推得下式，即轉速 n 會隨電樞電流
Ia（即負載電流 IL）的增加而些微下降，故實際
Km
Km
故影響直流電動機轉速的因素有下列幾點：
(1)外加電源電壓 Vt。
(2)主磁極的磁通量 m。
(3)電樞電路的電阻壓降 IaRa。
節目次
1.電樞電壓控速法
(1)複壓控速法：係改變電樞兩端的外加電源電壓大小來 控制轉速，當電樞端電壓愈大，轉速就愈快，最近大 多採用倍壓或降壓的電子電路來控速。 圖例
电机 速度 转矩 电流 曲线
电机原理与性能分析1. 电机的基本原理电机是将电能转换为机械能的装置，它通过利用电磁感应现象实现。
在电机中，电流通过绕组产生磁场，而磁场与外加电流相互作用，从而产生力和转矩，使电机转动。
2. 电机的速度控制电机的运行速度是非常重要的性能指标，速度的控制需要考虑多种因素。
在电机转速控制中，常常使用调节电压或者通过改变电机的励磁电流来实现。
3. 转矩与电流的关系电机的转矩与电流之间存在着一定的关系。
通常来说，转矩与电流成正比，在额定工况下可以通过控制电流来控制电机的输出转矩。
4. 电机性能曲线分析电机性能曲线是评价电机性能的一种重要方法，通常包括转矩-转速曲线和效率-转速曲线。
通过分析这些曲线，可以全面了解电机的工作特性。
5. 个人观点和理解在日常生活和工业生产中，电机作为一种重要的动力设备，其性能和运行稳定性对设备的正常运行具有重要的影响。
深入理解电机的原理和性能是非常有必要的。
通过对电机的性能曲线进行深入分析，可以更好地了解电机的工作特性，从而为电机的选择和应用提供参考。
总结与回顾在本文中，我们对电机的原理和性能进行了全面的分析。
我们首先介绍了电机的基本原理，然后讨论了电机的速度控制、转矩与电流的关系，最后重点分析了电机的性能曲线。
通过本文的学习，相信读者可以更深入地了解电机的工作原理和性能特点，为实际应用提供理论指导和帮助。
希望本文对你有所帮助，如有任何问题，欢迎留言讨论。
电机原理与性能是电气工程中非常重要的内容，在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
在这篇文章中，我们将继续深入探讨电机的原理和性能，并重点关注电机的应用和发展趋势。
让我们继续讨论电机的速度控制。
除了调节电压和励磁电流外，还有许多其他方法可以用来控制电机的运行速度。
现代电机控制系统中常常采用变频调速技术，通过改变电机供电频率和电压来实现对电机速度的精确控制。
还可以利用传感器和反馈控制系统来实现闭环控制，确保电机的速度稳定性和精度。
直流电动机动态特性曲线Matlab仿真
直流电动机动态特性曲线Matlab仿真1. 引言直流电动机作为一种常见的电动机类型，在许多领域中有着广泛的应用。
本文档旨在通过Matlab仿真，详细分析和研究直流电动机的动态特性曲线。
2. 直流电动机动态特性直流电动机的动态特性是指其转速、转矩等参数随时间变化的关系。
其主要受到输入电压、负载、电枢电流等因素的影响。
3. Matlab仿真本节将介绍如何使用Matlab进行直流电动机动态特性曲线的仿真。
3.1 仿真模型在Matlab/Simulink中，我们可以通过搭建直流电动机模型来进行仿真。
该模型主要包括以下几个部分：电源、电动机本体、负载和测量设备。
3.2 仿真参数设置在进行仿真前，我们需要设置一些参数，如电动机的额定电压、额定电流、额定转速等。
3.3 仿真结果通过仿真，我们可以得到直流电动机的动态特性曲线，包括转速、转矩等参数随时间的变化关系。
4. 结果分析通过对仿真结果的分析，我们可以更深入地了解直流电动机的动态特性，从而为实际应用中的电机控制提供参考。
5. 结论本文档通过Matlab仿真，详细研究了直流电动机的动态特性曲线。
仿真结果可以帮助我们更好地了解直流电动机的动态行为，为实际应用中的电机控制提供理论依据。
参考文献[1] 刘补贴, 张卫东, 余永权. 直流电动机动态特性的研究[J]. 电机与控制学报, 2015, 19(3): 45-50.[2] 陈家骏, 黄辉. 基于Matlab的直流电动机动态特性仿真研究[J]. 机电工程, 2018, 35(2): 62-67.[3] 王宇, 赵志宇, 韩雪梅. 直流电动机动态特性曲线的研究[J]. 电气时代, 2016, 34(10): 63-65.。
变频电动机机械特性曲线Matlab仿真
变频电动机机械特性曲线Matlab仿真1. 简介本文档主要描述了使用Matlab对变频电动机机械特性曲线进行仿真的过程。
通过仿真，可以更好地理解变频电动机的运行原理和性能特点，为实际工程应用提供参考。
2. 理论基础2.1 变频电动机概述变频电动机是一种可以实现调速运行的电动机。
通过改变供电频率，可以调整电动机的转速，从而实现对负载的适应性控制。
与传统的固定频率电动机相比，变频电动机具有更高的能效和更好的控制性能。
2.2 机械特性曲线机械特性曲线是描述电动机转矩与转速之间关系的曲线。
它反映了电动机在不同负载下的性能表现。
机械特性曲线通常包括以下几个部分：- 启动段：电动机从静止状态开始加速，转矩与转速呈非线性关系。
- 低速段：电动机在低速运行时，转矩与转速呈线性关系。
- 高速段：电动机在高速运行时，转矩逐渐减小，转速继续增加。
- 额定工作段：电动机在额定电压和频率下运行，转矩与转速呈线性关系。
3. Matlab仿真过程3.1 仿真模型建立在Matlab中，可以使用Simulink工具建立变频电动机机械特性曲线的仿真模型。
首先，需要搭建电动机的电路模型，包括电源、变频器、电动机本体和负载。
然后，需要搭建机械特性曲线的数学模型，包括转矩和转速的计算公式。
3.2 参数设置根据实际变频电动机的参数，设置仿真模型中的相关参数，如电动机的额定功率、额定电压、额定频率、转子电阻、转子漏磁等。
同时，根据实际负载的特点，设置负载的阻力系数和惯性系数。
3.3 仿真运行与结果分析运行仿真模型，观察变频电动机的机械特性曲线。
可以通过改变供电频率，观察不同负载下电动机的性能表现。
仿真结果可以用于分析电动机的调速性能、能效和稳定性等方面。
4. 结论通过Matlab仿真，可以直观地展示变频电动机的机械特性曲线，并分析其在不同负载下的性能表现。
仿真结果对于理解变频电动机的运行原理和优化工程应用具有参考价值。
5. 参考文献[1] 陈敏，黄兴，李建民. 电机与拖动实验教程[M]. 北京：机械工业出版社，2010.[2] 张伯驹. 电机学[M]. 北京：清华大学出版社，2009.[3] 王成，杨卫民. 电气传动与控制系统[M]. 北京：清华大学出版社，2008.。
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如何绘制性能曲线图
作者：刘小鑫
性能曲线图的四个要点
1、空载转速(N0)—指电机不受任何机械阻力或负载时的电压，在轴枝上测得的速度，单位为rpm(每分钟内旋转的圈数)。
2、空载载电流(I0)—指在电机无任何负载的情况下测得的电流量。
3、堵转转矩(Ts)—指因加载引致电机停止旋转时测得的转矩。
但建议阁下不要如此操作，因“退磁”或过载可能损坏电机。
4、堵转电流(Is)—指在电机因过载而停止旋转时测得的电流量。
绘制性能曲线图
1、速度曲线—是连接N0(空载转速)点及Ts(堵转转矩)点的曲线，其标示出电机在不同情况下的速度。
2、电流曲线—是连接I0(空载电流)点及Is(堵转电流)点的曲线，其标示出电机在不同情况下的电流量。
3、输出功率曲线—用以表示电机的输出功率，并可用以下公式计算：P=(速度x 转矩)/9500(速度单位为rpm,转矩单位为mNm)。
4、效率曲线—用以表示电机的效率，可用以下公式计算：Eff(%)=(输出功率/(电压x电流))x100
影响电机性能的主要因素
1、输入电压—在保持I0不变的情况下，输入电压增大会令N0、Is及I0增大。
2、串接电阻—在保持N0不变的情况下，串接电阻增大会令Ts及Is减小。
3、绕组的匝数—在保持Ts不变的情况下，绕组匝数增加将令N0、I0及Is增大。
4、绕组的线径—在保持I0及N0不变的情况下，绕组直径增大将令Ts及Is增大。
5、磁通量—在保持Is不变的情况下，磁通量增大将令N0及I0减小。
6、温度—在Is及Ts 减小的情况下，环境温度的上升将令N0及I0增大。