电机及拖动基础
电机学及拖动基础课程设计
电机学及拖动基础课程设计
引言
电机学及拖动基础是电气工程专业中的重要课程之一，主要涉及电机的结构、原理和性能参数等方面内容。
在现代工业生产中，电机作为驱动设备，已经广泛应用于各个领域。
因此，学习和掌握电机学及拖动基础知识，对于电气工程专业学生的职业发展具有重要意义。
本文旨在介绍电机学及拖动基础课程设计的教学内容、教学目标、课程设置等方面内容，以期帮助教师更好地开展教学工作。
教学内容
电机学及拖动基础课程设计主要涵盖以下内容：
1.电机的分类和结构，包括直流电机、交流电机、步进电机等；
2.电机的工作原理，包括电磁感应原理、电动力原理等；
3.电机的性能参数，包括电机的旋转速度、电流、扭矩等；
4.拖动系统的基本概念和原理，包括传动装置、传动比、机械效率等；
5.不同种类电机在拖动系统中的应用，包括直流电机、交流电机、步进
电机在工业生产中的应用。
教学目标
电机学及拖动基础课程设计的教学目标如下：
1.掌握电机的基本分类和结构，能够区分各种类型的电机，并了解其结
构特点；
2.理解电机的工作原理，包括其动力学、静力学和电磁学等方面知识；
1。
电机与拖动基础
电机与拖动基础一、电机的基本概念电机是一种将电能转化为机械能的装置，它是现代工业中不可或缺的重要设备。
根据其工作原理和结构特点，电机可分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等多种类型。
二、电机的分类及特点1. 直流电机：直流电动机是最早发明的一种电动机，具有转矩大、转速范围广、调速方便等优点。
但由于其结构复杂，制造成本较高，在实际应用中逐渐被交流异步电动机所替代。
2. 交流异步电动机：交流异步电动机由于其结构简单、制造成本低廉等优点，在现代工业中得到广泛应用。
它主要分为单相异步电动机和三相异步电动机两种类型。
3. 交流同步电动机：与异步电动机不同，交流同步电动机在运行过程中转速始终与供给它的交流频率成正比。
它具有功率因数高、效率高等优点，但需要外部控制器进行调速。
三、拖动系统基础知识拖动系统是指利用各种驱动装置将某物体或工件进行运动的装置。
在现代工业中，拖动系统广泛应用于各种生产线和机械设备中。
拖动系统通常由电机、传动装置、行走部件等组成。
四、传动装置1. 皮带传动：皮带传动是一种常见的机械传动方式，其主要优点是结构简单、制造成本低廉等。
但由于其存在滑移现象，效率较低。
2. 齿轮传动：齿轮传动是一种高效的机械传动方式，它具有转矩大、精度高等优点。
但由于齿轮制造精度要求较高，成本较高。
3. 蜗杆传动：蜗杆传动是一种常用的减速装置，在工业生产中得到广泛应用。
它具有结构简单、减速比大等优点。
五、行走部件1. 轮式行走部件：轮式行走部件通常由车轮和驱动装置组成，适用于平整路面上的运输任务。
2. 履带式行走部件：履带式行走部件通常由履带和驱动装置组成，适用于复杂地形和恶劣环境下的运输任务。
3. 悬挂式行走部件：悬挂式行走部件通常由悬挂装置和驱动装置组成，适用于高速公路等平整路面上的运输任务。
六、拖动系统的应用领域1. 工业生产线：拖动系统在工业生产线中得到广泛应用，如汽车生产线、食品加工生产线等。
2. 交通运输：拖动系统在交通运输领域中也有重要作用，如汽车、火车、飞机等。
电机和拖动基础共32页文档
—电机与拖动—
电机与拖动基础
（李发海 王岩 清华大学出版社）
顾春雷
Tel:0515-3103939 E_mail:guclycit
盐城工学院电气与信息工程学院 电气工程系
17.08.2021
电机与拖动
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第1章 绪 论
1.1 课程性质
一、电机及电力拖动技术的发展概况
—电机与拖动—
电能是现代大量应用的一种能量形式。 电能的优点：生产和变换比较经济；传输和分配比较 容易；使用和控制比较方便等等。 效率高
❖ 在中小型电机和控制电机方而，亦自行设计和生产了 不少新系列电机。
❖ 由于生产上的需要，电机的新原理、新结构、新工艺、 新材料、新的运行方式和调试方面亦进行许多摸索、 研究和试验工作，取得了不少成就。
❖ 电机在制造上也向着大型、巨型发展。
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电机与拖动
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电力拖动系统：
—电机与拖动—
—电机与拖动—
基本磁化曲线
基本磁化曲线与起始磁化曲线的差别很小，磁路计算 时所用的磁化曲线都是基本磁化曲线
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❖ 与此同时由于电力电子学等学科的渗透，使电机这一 较为成熟的学科得到新的发展。
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电机与拖动
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我国电机工业的发展概况
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❖ 我国的电机制造工业在新中国成立后发生了巨大的变 化。
❖ 不仅建成了独立自主和完整的体系，而且有一些产品 已经达到或接近世界先进水平，就各种拖动系统中的 主要设备——电动机而言，近年来已生产了不少大型 的直流电动机、异步电动机和同步电动机；
电机与拖动
10
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三、参考书
电机与拖动基础知识点
电机与拖动基础知识点1. 电机分类：电机可以根据其用途、结构和工作原理进行分类。
常见的电机类型包括直流电机、异步电机（感应电机）、同步电机和步进电机等。
2. 磁场和磁通：电机中的磁场是由电流通过线圈产生的。
磁通是指通过线圈的磁力线数量，它与电机的性能密切相关。
3. 绕组和电枢：电机中的绕组是由导线绕制而成的，用于产生磁场。
电枢是指电机中的旋转部分，它可以是转子或定子。
4. 电磁感应：当磁通通过导体时，会在导体中产生电动势，这种现象称为电磁感应。
异步电机和同步电机都是基于电磁感应原理工作的。
5. 直流电机：直流电机是将直流电转换为机械能的设备。
它包括定子和转子两部分，通过电刷和换向器实现电流的换向。
6. 异步电机：异步电机也称为感应电机，是一种广泛应用的交流电机。
它的转子转速略低于同步转速，通过转子感应的磁场与定子磁场的相互作用产生转矩。
7. 同步电机：同步电机的转子转速与定子磁场的转速相同，因此称为同步电机。
它通常用于发电机和大功率驱动装置。
8. 电机拖动：电力拖动是指利用电动机作为原动机来驱动生产机械。
它涉及电机的选择、控制和传动等方面。
9. 电机控制：电机的控制包括调速、反转、起动和制动等。
常见的电机控制方法包括变频调速、直流调速和步进电机控制等。
10. 电机性能：电机的性能指标包括转矩、功率、效率、转速、起动电流和转矩等。
了解这些指标对于选择和应用电机非常重要。
以上是《电机与拖动基础》课程中的一些重要知识点。
通过深入学习这些内容，您将能够理解电机的工作原理、特性和应用，为进一步学习和应用电机技术打下坚实的基础。
电机及拖动基础_(第四版)
第三节 直流电机的绕组
对绕组的要求：在能够通过规定的 电流和产生足够的电动势的前提下， 尽可能节省铜和绝缘材料，并且结构 简单、运行可靠。
一、简单的绕组
右图只是说明原理的示意图。它的缺 点是：随着电枢的转动，始终只有一个 线圈有电流。这样的话，材料没有充分 利用，产生的总转矩或电势均很小。 解决办法：用4个换向片将4个线圈都连接 起来，成为一个闭合绕组，两个不同的元 件边连接一个换向片。每个元件的两个元 件边连接2个不同的换向片。共用了4个换 向片，节省了材料，提高了输出转矩。
电枢反应后磁动势波形
1、有负载时气隙磁场发生了畸变 2、电枢反应呈现去磁作用
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第五节 感应电动势和电磁转矩的计算
一、感应电动势的计算
直流电机无论作电动机运行，还是发 电机运行，电枢内部都感应产生电动势。
t 60 2 pn 2 pn 60
式中，n—电枢的转速；p—极对数。 根据电磁感应定律，一个匝数为 N y 的元件 中感应电动势的平均值为：
励磁方式
指直流电机的励磁线圈与电枢线 圈的连接方式 此外，电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、 出厂编号等。 电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状 态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行；运行电流大于额 定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载 运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态 附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。
6—槽底绝缘
电枢槽内的绝缘
1—换向片
2—连接片
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第二节 直、额定功率PN(kW)
2、额定电压UN(V) 3、额定电流IN(A) 4、额定转速nN(r/min) 5、额定励磁电压UfN(V)
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)课件
主要包括定子和转子两部分，定子包 括机座、主磁极和换向器等部分，转 子则包括电枢铁芯、电枢绕组和轴承 等部分。
直流电机的运行特性
直流电机的机械特性
指在一定励磁电流和电枢电压下，电机转速与电磁转矩之间 的关系。机械特性是分析直流电机性能的重要依据。
直流电机的调速特性
通过改变电枢电压或励磁电流，可以调节直流电机的转速， 从而实现调速控制。调速特性是直流电机应用的重要方面。
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交流电机的调速与控制
通过改变输入电压或电流的频率、相位等参数，可以实现对交流电机的调速和控制，以满足不同应用场景的需求 。
CHAPTER 04
电机拖动基础
电机拖动基础
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CHAPTER 05
电机拖动系统的应用
电机拖动系统在工业中的应用
电机拖动系统在工业中广泛应用于各 种生产设备和自动化生产线，如传送 带、泵、风机、压缩机、机床等，实 现各种工艺过程的驱动和控制。
电机拖动系统在电力领域的应用
电机拖动系统在电力领域中主要用于发电厂、输变电系统 和电网调度等，实现发电机组的启动、调节和停机控制， 保障电力系统的稳定运行。
电机拖动系统在电力领域中需要具备高功率、大扭矩和低 能耗等特点，同时要满足快速响应和高度自动化的要求， 提高电力系统的可靠性和经济性。
THANKS
交流电机的分类
根据用途、结构、工作原理等， 交流电机可分为多种类型，如异 步电机、同步电机、单相电机和 三相电机等。
交流电机的结构
主要由定子和转子组成，定子包 括机座、绕组等部分，转子包括 铁芯、转子绕组等部分，此外还 有端盖、轴承等附件。
交流电机的运行特性
交流电机的电压、电流和功率关系
电机与拖动基础课件
教材与参考书
教材： 教材 电机原理及拖动.彭鸿才主编 彭鸿才主编.机械工业出 电机原理及拖动 彭鸿才主编 机械工业出 版社， 版社，1996年10月 参考书： 参考书 1电机与拖动基础（第3版）.李发海、王岩编著 清 电机与拖动基础（ 李发海、 电机与拖动基础 版 李发海 王岩编著.清 华大学出版社， 华大学出版社，2005年8月 2电机及拖动基础上、下册（第3版）.顾绳谷主编 电机及拖动基础上、 顾绳谷主编. 电机及拖动基础上 下册（ 版 顾绳谷主编 机械工业出版社， 机械工业出版社，2004年4月 3Electric Machinery(Sixth Edition).清华大学出版社， 清华大学出版社， 清华大学出版社 2003年7月 年 月
1.电路欧姆定律 电路欧姆定律 流过电阻R(resistance)的电流 的电流I(current) 流过电阻 的电流 大小与电阻两端的电压U(voltage)成正比，与 成正比， 大小与电阻两端的电压 成正比 电阻R的大小成反比 的大小成反比， 电阻 的大小成反比，即有
U I = ，直流电路 （1） R & U I& = ，交流电路 Z
0.2.4学习方法 学习方法
2.注意课程主线 注意课程主线 在学习中应将变压器、交流电机、 在学习中应将变压器、交流电机、直流 电机的相似性有机地统一起来， 电机的相似性有机地统一起来，注意课程内 容的内在联系， 容的内在联系，形成学习本课程鲜明的主 只要学好了变压器， 线，只要学好了变压器，对交流机和直流机 的内容就比较容易掌握了。 的内容就比较容易掌握了。
0.2.4学习方法 学习方法
3.注意理论联系实际 注意理论联系实际 理论联系实际， 理论联系实际，注重做好本课程开设的 相关实验，立足于学会使用各类电机， 相关实验，立足于学会使用各类电机，在实 验中学习解决实际问题的方法， 验中学习解决实际问题的方法，注意培养解 决工程实际问题的能力。 决工程实际问题的能力。
电机与拖动基础
电机与拖动基础1. 电机的基本原理及分类1.1 电机的基本原理电机是将电能转换为机械能的装置。
它基于电磁感应现象，利用电流与磁场之间的相互作用产生转动力矩。
电机的基本原理可以归纳为洛伦兹力和转子的转动。
1.2 电机的分类根据电机的工作原理和结构特点，电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
在直流电机中，按照励磁方式的不同，又可以分为永磁直流电机和电磁直流电机。
交流电机则根据转子结构的不同，可分为异步电机和同步电机。
2. 电机的拖动技术2.1 电机拖动的概念电机拖动是指电机作为动力源，通过各种传动机构将能量传输到负载上。
电机拖动技术广泛应用于机械设备、工业自动化、交通运输等领域。
2.2 电机拖动系统的组成电机拖动系统由电机、传动装置和负载组成。
传动装置包括传动轴、齿轮传动、皮带传动等。
负载可以是各种机械设备，如泵、风机、压缩机等。
2.3 电机拖动系统的性能要求电机拖动系统的性能要求包括转速、转矩、运动精度、稳定性等。
不同的应用场景对电机拖动系统的性能要求有所不同，需要根据实际情况选用合适的电机和传动装置。
2.4 电机拖动系统的控制方法电机拖动系统的控制方法包括开环控制和闭环控制两种。
开环控制简单，但对系统的负载变化和外界干扰不敏感；闭环控制通过传感器反馈信号实现对系统的闭环控制，能够更好地适应外界环境变化。
3. 电机拖动系统的应用3.1 工业自动化领域在工业自动化领域，电机拖动技术广泛应用于生产线的输送设备、机器人的关节驱动、数控机床等。
电机拖动系统可实现精确的位置控制和速度控制，提高生产效率和产品质量。
3.2 交通运输领域电机拖动技术在交通运输领域起着重要作用。
电动汽车、电动自行车等交通工具采用电机拖动系统，更加环保高效。
此外，电机拖动系统还应用于轨道交通、电动船舶等领域。
3.3 家用电器领域家用电器领域的许多产品都采用了电机拖动技术，如洗衣机、空调、电风扇等。
电机拖动系统的高效运转和可靠性，保证了家用电器的正常工作和长寿命。
电机与拖动基础考点总结
考点总结第四章e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式：III f I I f1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a)b)c)d)按励磁绕组的供电方式不同，直流电机分4种：○1他励直流电机 ○2并励直流电机 ○3串励直流电机 ○4复励直流电机 二、基础公式 1. 额定功率N PN P （N T 为额定输出转矩，N n 为额定转速） 直流发电机中，N P 是指输出的电功率的额定值：N N N I U P ⋅=2. 电枢电动势a E直流电机的电动势：n C E e a ⋅Φ⋅=（单位 V ） e C 为电动势常数aZn C P e 60⋅=（P n —磁极对数，Z —电枢总有效边数，a —支路对数）3. 电磁转矩e T直流电机的电磁转矩：a T e I C T ⋅Φ⋅= （单位m N ⋅） T C 为转矩常数aZn C P T ⋅⋅=π2 （P n —磁极对数，Z —电枢总有效边数，a —支路对数）4. 常数关系式由于55.9260≈=πe T C C 故 e T C C ⋅=55.9三、直流电机(一) 分类：直流电动机和直流发电机。
直流电动机：直流电能→→机械能 直流发电机：机械能→→直流电能(二) 直流电动机(考点：他励直流电动机【如下图】)I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1. 电压方程：励磁回路：f f f I R U =电枢回路：a a a a I R E U += (特点：a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势)其中 ΦnC E e a =2. 转矩方程：0L e T T T +=3. 功率方程：○1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P(注意：一般题目没有给出励磁信息，那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ∆ 励磁回路输入的电功率：2f f f f f I R I U P ==电枢回路输入的电功率：()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ∆+=+=+== (2a a Cua I R p =∆——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率)且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI aZn ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==⋅== 即ωe a a T I E =（原本基础公式为a e ΦI C T T =）而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式：n Pn P P T em em eme 55.960π2===ω 故n PT em e 55.9=（em P 的取值单位为w 才适用）nP T eme 9550=（em P 的取值单位为kW 才适用） ○2电磁功率→输出机械功率 电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于0L e T T T +=和ωe T P em = 故 ωωωL 0e T T T += L 0em P p P +∆=L P ——电机的机械负载功率0p ∆——电机的空载损耗，包括机械摩擦损耗m p ∆和铁心损耗Fe p ∆○3输入电功率1P →输出机械功率2P 电功率电磁功率机械功率P 1P em P 2p Cua p Fe p mec p CufCufp ∆Cuap ∆Fep ∆mp ∆图5-19直流电动机的功率图p P P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1式中2P ——电动机的输出功率，有P2=PL ；add p ∆——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； p ∑∆——电动机的总损耗，并有add 02a a 2f f add m Fe Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆故电动机的效率为：p P pP P ∑∆+∑∆-==2121η4. 工作特性：5. 如何避免造成“飞车”？ 答：直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠，绝不能断开。
电机与电力拖动基础 (全)课件
智能家居领域
在智能家居领域，电机控制技 术主要用于智能家电、智能照 明、智能安防等系统中，提高 家居生活的便利性和舒适性。
电动汽车领域
在电动汽车领域，电机控制技 术是实现车辆稳定运行和高效 驱动的关键技术之一，对于提 高电动汽车的性能和降低能耗 具有重要意义。
04
电机与电力拖动系统的维护与检修
维护与检修概述
电机与电力拖动基础 (全)课件
目
CONTENCT
录
• 电机学基础 • 电力拖动基础 • 电机控制技术 • 电机与电力拖动系统的维护与检修 • 电机与电力拖动系统的设计
01
电机学基础
电机概述
电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能转换的 装置。
电机广泛应用于工业、农业、交通运输、国防等领 域。
电机主要由定子和转子组成，通过磁场相互作用产 生旋转运动。
工作机
被拖动的机械设备，如机床、 泵等。
电力拖动系统的特性
80%
调速性能
通过改变电动机的输入电压或电 流，可以方便地调节电动机的转 速，从而实现对工作机的速度控 制。
100%
启动和制动性能
通过控制装置可以实现对电动机 的启动和制动控制，以满足工作 机在各种工况下的运动需求。
80%
负载特性
工作机的负载特性对电力拖动系 统的性能有很大影响，不同的负 载特性需要选择不同类型的电动 机和控制装置。
THANK YOU
感谢聆听
状态监测
通过各种传感器和检测 设备实时监测设备的运 行状态，及时发现异常
。
故障诊断
根据设备运行数据和故 障现象，分析故障原因
，确定维修方案。
修复性维修
对已经发生的故障进行 修复，恢复设备性能。
电机与拖动基础(091301)
一、单选题1.直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（）A、为了使起动过程平稳B、为了减小起动电流C、为了减小起动转矩答案： B2.变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流：（）A、增加B、减少C、不变D、基本不变答案： B3.如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（）。
A、20%B、大于20%C、小于20%答案： B4.电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（）A、旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见B、系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量C、系统储能的大小，但它不是一个整体物理量答案： B5.异步电动机气隙较大，则电动机的（）。
A、励磁电流较小，功率因数较底B、励磁电流较大，功率因数较高C、励磁电流较大，功率因数较低D、励磁电流较小，功率因数较高答案： C6.一台变压器原边接在额定电压的电源上，当副边带纯电组负载时，则从原边输入的功率：（）A、只包含有功功率B、只包含无功功率C、既有有功功率，又有无功功率D、为零答案： C7.当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（）A、能耗制动状态B、反接制动状态C、回馈制动状态答案： B8.起重机类机械平移时产生的负载转矩是（）A、反抗性恒转矩负载机械特性B、位能性恒转矩负载机械特性C、恒功率负载机械特性D、通风机负载机械特性答案： A9.频率为40Hz的二十极交流电机，旋转磁势的同步转速为（）r/min。
A、2400B、2000C、120D、240答案： D10.直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）A、去磁B、助磁C、不去磁也不助磁答案： C11.金属切削机床产生的负载转矩是（）A、反抗性恒转矩负载机械特性B、位能性恒转矩负载机械特性C、恒功率负载机械特性D、通风机负载机械特性答案： C12.异步电动机要实现回馈制动，则应满足如下条件（）A、转子转速应小于旋转磁场转速，且同向B、转子转速应等于旋转磁场转速，且同向C、转子转速应小于旋转磁场转速，且反向D、转子转速应大于旋转磁场转速，且同向答案： D13.三相异步电动机转子电阻增大时，电动机临界转差率Sm和临界转矩Tm应为（）A、Sm减小，Tm增大B、Sm增大，Tm 不变C、Sm增大，Tm减小D、Sm减小，Tm减小答案： B14.一台变压器在（）时效率最高。
电机及拖动基础知识要点复习
电机及拖动基础知识要点复习电机复提纲第一章：概念：主磁通、漏磁通、磁滞损耗、涡流损耗。
磁路的基本定律：安培环路定律：XXX。
磁路的欧姆定律：作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量Φ乘以磁阻Rm。
磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR。
磁路的基尔霍夫定律：1）磁路的基尔霍夫电流定律：穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零。
2）磁路的基尔霍夫电压定律：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节常用铁磁材料及其特性铁磁材料：1、软磁材料：磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料：磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。
铁心损耗：1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章：一、换向：尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变，即进行所谓的“换向”。
二、直流电机的应用：作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。
三、直流电机的主要结构：定子的主要作用是产生磁场，转子又称为“电枢”，作用是产生电磁转矩和感应电动势。
要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙）。
四、直流电机的铭牌数据：直流电机的额定值有：1、额定功率PN(kW)；2、额定电压UN(V)；3、额定电流IN(A)；4、额定转速nN(r/min)；5、额定励磁电压UfN(V)。
五、直流电机电枢绕组的基本形式：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。
电机与拖动基础知识
电机与拖动基础知识电机与拖动基础知识随着工业技术的不断发展，电机和拖动技术越来越成为现代化生产中不可或缺的一部分。
电机和拖动的实际应用，可在各领域发挥其巨大的潜力，如机车、汽车、飞机、船舶、起重机械、工厂生产线、家用电器等众多领域都有广泛的应用。
本文将从电机和拖动的基础知识进行讲解。
1. 电机的定义及其分类电机是利用电能与磁能相互转换的机电装置，是将电能转换为机械能的装置。
电机根据其转子类型、实际用途和工作原理等方面进行分类。
主要有直流电机、交流电机、步进电机等类型。
2. 电机工作原理电机主要由定子和转子两部分组成。
定子一般由铁芯和线圈组成，线圈接通电源后形成电磁场，通过交流电流使电磁场转动。
转子是一个导体制成的，当有电流通过线圈时，导体在磁场中受到力的作用而旋转，从而实现电能转换为机械能的转动。
根据不同的线圈通电方式，数控系统可以精确控制电机的旋转方向、速度和位置。
3. 电机常见故障及解决方法电机在使用过程中常会发生故障，主要有过热、绕组烧坏、转子卡死等问题。
出现故障时需根据具体情况进行检查，解决故障。
如果出现过热现象，可以主要从散热方面优化解决，如加装风扇、更换散热片等方法。
出现绕组烧坏问题，则需要更换绕组。
出现转子卡死时，则需检查转子轴承是否过紧，是否需要加油等。
4. 拖动的定义及其分类拖动是利用电机、液压传动等力源，将驱动动力传至被驱动机械的一种动力集成技术系统。
根据实际用途和结构分类，主要有常规机械传动、电子传动、液压传动和气动传动等类型。
5. 拖动的应用领域拖动技术具有广阔的应用领域，主要应用于汽车、飞机、船舶、工厂生产线以及其他各类机械设备等领域。
相对传统的机械传动方式，拖动技术更为智能化和数字化，可以准确地控制时间、速度和位置等参数，提高生产效率和产品质量水平。
6. 拖动的优势和发展方向相对于机械传动等传统动力传输方式，拖动技术具有以下明显的优势：控制系统更加灵活智能、传动效率更高、整体结构更紧凑、使用寿命更长等。
电机及拖动基础 变压器
电机及拖动基础-变压器1. 电机简介电机是将电能转化成机械能的设备，常用于驱动机器和设备。
电机按照工作原理可以分为直流电机和交流电机两种，按照用途又可分为通用电机和专用电机。
通用电机可在多种场合使用，而专用电机则按照使用场合和使用要求进行设计。
1.1 直流电机直流电机是指在直流电源作用下工作的电机。
其基本结构由定子和转子组成。
定子上绕有线圈，通电后，产生磁场，使转子受到磁力作用旋转，从而将电能转化成机械能。
直流电机有直流串联电机、直流并联电机、直流复合电机等。
1.2 交流电机交流电机是指在交流电源作用下工作的电机。
其基本结构也由定子和转子组成。
交流电机包括异步电机、同步电机、感应电机等。
相对于直流电机，交流电机更为广泛的应用于生产和生活中。
2. 拖动基础在电机驱动下，机械设备可以实现拖动。
多种拖动方式，不同情况下适用不同的拖动方式。
常见的拖动方式有：皮带传动、齿轮传动、链传动、联轴器传动等。
2.1 皮带传动皮带传动采用驱动轮和被驱动轮之间的橡胶或塑料皮带来传递动力。
特点是结构简单、噪音小、容易维护，适用于传递小到中等功率，转速较低的场合。
但由于皮带的弹性和疲劳，其传递精度一般较低。
2.2 齿轮传动齿轮传动又分为平行轴齿轮、垂直轴齿轮及斜齿轮传动。
主要用于传递大功率、高速运转的机械运动及转向，具有传递精度高、可靠性高等优点，但结构复杂、制造难度大。
2.3 链传动链传动是以链条为信息载体，将动力传递到被驱动轮实现拖动。
具有承载能力强、适用于长距离传动、传动精度较高等特点。
但链条的弹性和磨损等问题需要经常进行维护保养。
2.4 联轴器传动联轴器传动把电机和被驱动装置通过联轴器连接起来，具有安装方便、可靠性高、可承受较大的轴向和径向偏差等优点。
但额定转速较低，不适用于高速运动。
3. 变压器变压器是电力系统中常见的设备，它可以将低电压的电能输入，通过变压器提高电压，从而对电能进行长距离传输。
当变压器将电压从高到低进行降压，带电设备可以得到安全电源。
电机与拖动基础
1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。
定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。
转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。
2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。
3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。
4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a 等于极对数n p 。
5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。
这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。
这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。
☆6 直流电机的励磁方式：☆☆7直流电机的电枢电压方程和电动势： ΦnC E e a =aa aI R E Ua +=直流电机电磁转矩 8 直流电动机功率方程9直流电机工作特性☆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 I f = 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；aT e ΦI C T =pP P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1（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 /I f 不能太陡，否则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。
电机与拖动技术基础
电机与拖动技术基础嘿，朋友们！今天咱来聊聊电机与拖动技术基础这玩意儿。
你说电机像啥？就好比是一台超级大力士，能把各种能量转化为动力，让好多东西动起来。
家里的电风扇能呼呼转，那不就是电机在发力嘛！还有那电动汽车，跑得贼快，也是靠电机在后面使劲推呢！电机这东西啊，种类还挺多。
就像人有高矮胖瘦一样，电机也有各种不同的型号和特点。
直流电机啦，交流电机啦，各有各的本事。
直流电机就像个急性子，反应快，启动猛；交流电机呢，则像个慢性子，稳定可靠，耐力好。
那拖动技术又是啥呢？简单说，就是怎么让电机更好地带动其他东西跑起来。
这就好比是驯马，得知道怎么驾驭它，让它乖乖听话，该跑就跑，该停就停。
咱就说工厂里那些大型机器设备吧，要是没有电机和拖动技术，那还不得瘫痪了呀！电机就是它们的心脏，拖动技术就是让这心脏健康有力跳动的保障。
你想想，要是电机出了问题，那不就好比人的心脏出毛病了，那可不得了！所以啊，研究电机与拖动技术基础可太重要了。
咱平常生活里也到处都有电机的影子啊。
你手机震动，那里面也有个小电机呢！还有电动牙刷，也是靠电机在那嗡嗡工作。
学电机与拖动技术基础，就像是打开了一扇通往神奇世界的大门。
你能了解到电是怎么变成动力的，机器是怎么运转起来的。
这多有意思啊！而且啊，这可不是什么高深莫测的东西，咱普通人也能懂。
就像你学骑自行车一样，一开始可能觉得难，但慢慢掌握了技巧，不就会了嘛。
电机与拖动技术基础还在不断发展呢！以后说不定会有更厉害的电机出现，能让我们的生活变得更加便捷和有趣。
总之啊，电机与拖动技术基础就像是我们生活中的隐形英雄，默默地为我们服务着。
咱可得好好了解了解它，说不定哪天你就能用上这些知识呢！你说是不是这个理儿？。
电机及拖动基础顾绳谷主编第五章共37页
E & 2 I & 2 R 2 1 ss I & 2 (R 2 jX 2 ) I & 2 R 2 1 ss I & 2 Z 2
ke
N1kW 1 N 2kW 2
为电动势比
一、异步电动机的等效电路
（一）频率归算
频率归算—— 保持整个电磁系统的电磁性能不变，把一种频率的参 数和物理量换算成另一种频率的参数和物理量。在这里，就是用一 个具有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转子电路。
所谓“等效”是指：
1）进行代换后，转子电路对定子电路的电磁效应不变。
令
I2
1 ki
I2
则 I1I2 Im
ki
m1N1kW1 m2 N2kW 2
异步电动机 的电流比
F 20.9m 2 1N 1 p kW 1I 2 0.9m 2 2N 2p kW 2I 2
I 1I m(I 2)
机电系
励磁电流
负载电流
6
（二）电动势平衡方程式
E& U 2& s1((EE & & 21)s)(I& 2E& (1R)2I& 1RR 1)
E & 1 I & m (R m jX m ) I & m Z m
I1
1 ki
I2
Im
机电系
8
第二节 三相异步电动机的等效电路及相量图
E 2 j 4 .4 f 1 N 4 2 k W 2 m j 4 .4 f 1 N 1 4 k W 1 m N N 2 1 k k W W 1 2 N N 2 1 k k W W 1 2 E 1 k 1 e E 1
异步电动机的负载运 行时的电磁关系
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一、填空题
1、电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为20N·m，飞轮矩1N·㎡，不计传动机构的损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮转矩分别为：、。
2、恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为80N·m，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，则未折算前的实际负载转矩为。
3、电力拖动系统中，已知电动机的转速为100r/min，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为120N·m，电动机的电磁转矩为20N·m，忽略空载转矩，该系统肯定运行于
状态。
4、拖动系统稳定运行的充分必要条件是电机的机械特性与负载转矩特性必须有交点，在交点处和在交点附近应有。
5、某刨床电力拖动系统，已知切削力F=10000N，工作台与工作的运动速度v=0.7m/s，传动机构的总效率η=0.81，电动机的转速n=1450r/min，则切削时折算到电动机轴上的负载转矩是 N·m。
6、三相异步电动机额定电压为380V，额定频率为50Hz，转子每相电阻为0.1Ω，其Tm=500N·m，Ts=300N·m，转差率Sn=0.14，若额定电压降至220V，则Tm= ，Ts= ，转差率Sn= 。
若转子每相串入电阻R=0.4Ω的电阻，则Tm= ，Ts 300N·m，转差率Sn= 。
7、拖动反抗性负载运行于正向电动状态的三相异步电动机，对调其定子绕组任意两个出线端后，电动机的运行状态经过和最后稳定运行于状态。
8、一直流调速系统采用改变电源电压调速，电动机的额定转速=900r/min，高速机械特
性的理想空载转速=1000r/min，如果额定负载下低速机械特性的转速=100r/min，而相应的理想空载转速为=200r/min，则电动机在额定负载下的调速范围D和静差率δ分别
为、。
9、直流电动机拖动位能性负载进行电压反接制动知道最终稳定运行的全过程中，电动机要经过、和三种运行状态。
10、电压反接制动拖动位能性负载，当达到n=0时，要想立即停车，则必须马上
，并施以。
11、一台三相绕线型异步电动机，=960r/min，=244V，=14.5A，求转子电路中串入
=2.611Ω后的满载转速、调速范围和静差率分别是、、。
二、选择题
1、采用电动机惯例的一台他励直流电动机，当<0，<0时，电动机运行于（）状态。
若>0，>0，则电机运行于（）状态。
A、电动
B、回馈制动
C、能耗制动
D、反接制动
2、一台八极绕线式三相异步电动机拖动起重机的主钩，当提升某重物时，负载转矩为
，电动机转速=710r/min，忽略传动机构的损耗，现要以相同的速度把重物下放，
可以采用的办法是（）
A、降低交流电动机的电压源
B、切除交流电源，在定子绕组中通入直流电
C、对调定子绕组任意两出线端
D、转子绕组中串入三相对称电阻
3、对异步电动机起动性能的要求，说法错误的是（）
A、具有足够大的起动转矩
B、具有足够大的起动电流
C、保证一定大的起动转矩的条件下，起动电流越小越好
D、起动过程的能量损耗越小越好，起动时间越短越好
4、一台绕线式三相异步电动机拖动起重机的主钩，若重物提升到一定高度后需停在空中，在不使用抱闸等装置使卷筒停转的情况下，可以采用的办法是（）
A、切断电动机电源
B、在电动机转子回路串入适当的三相对称电源
C、对调电动机定子任意两出线端
D、降低电动机电源电压
三、判断题
1、他励直流电动机降低电源电压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。
（）
2、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调动范围也越大。
（）
3、降低电源电压调速的他励直流电动机带额定负载运行时，不论转速高低，电枢电流。
（）
4、直流电动机机电时间常数的物理意义是电动机的转速一直按t=0处的加速度直线上升，则达到稳态时所需要的时间就是。
（）
5、电枢串电阻调速的人为机械特性，是一组通过理想空载点的直线，串入的调速电阻越大，机械特性越硬。
（）
6、弱磁调速属于恒功率调速方式。
（）
7、三相异步电动机转子回路串电阻时最大电磁转矩随所串电阻的增大而减小，临界转差率随所串电阻的增大而增大。
（）
8、三相异步电动机反接制动的能量关系是：拖动系统所存储的功能被电动机吸收，变为轴上输入的机械功率，与定子传递给转子的电磁功率一起，全部消耗在转子电路的电阻上。
（）
9、若为自耦变压器的降压比，则自耦变压器降压起动使电动机的起动电流减小到直接起动时的倍。
（）
10、三相绕线型异步电动机，转子回路串入的电阻越大，起动转矩也越大。
（）。