05-交流电动机的机械特性
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科，对于相关专业的学生和从业者来说，掌握这门课程的知识至关重要。
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以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案，希望能对您的学习有所帮助。
第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求，以满足生产的需要，提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成？答：机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源，将电能转化为机械能；传动机构用于传递动力和改变运动形式；生产机械是工作对象；控制系统用于控制电动机的运行状态；电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么？其含义是什么？答：运动方程式为 T M T L ＝J(dω/dt) 。
其中，T M 是电动机产生的电磁转矩，T L 是负载转矩，J 是转动惯量，ω 是角速度，dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系，当 T M ＞ T L 时，系统加速；当 T M ＜ T L 时，系统减速；当 T M ＝ T L 时，系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响？答：转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中，由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩，转动惯量越大，系统的加速和减速过程就越困难，响应速度越慢。
因此，在设计和分析机电传动系统时，需要考虑转动惯量的影响，以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么？答：多轴传动系统等效为单轴系统的原则是：系统传递的功率不变，等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩？答：动态转矩 T d ＝ T M T L ，其中 T M 是电动机的电磁转矩，TL 是负载转矩。
(精华版)最新国家开放大学电大《电气传动与调速系统》网络课形考网考作业及答案
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课程总成绩= 形成性考核×50% + 终结性考试×50% 形考任务1 一、选择题（每小题5分，共40分）题目 1 电气传动系统做旋转运动时，其运动方程为（）。
选择一项：题目2 如图所示的旋转运动系统（箭头方向表示转矩的实际方向），系统的运动状态是（）。
选择一项：D. 减速题目3 如图所示的负载机械特性属于（）。
选择一项：C. 反抗性恒转矩负载机械特性题目4 如图所示的电动机机械特性（曲线1）与负载机械特性（曲线2）相交的交点分别为A和B，以下说法正确的是（）。
选择一项：A. A点是稳定运行点，B点是稳定运行点题目5 直流电动机的换向器与电刷配合，可将电枢绕组内的（）变换为电刷上的直流电势。
选择一项：A. 交流电势题目6 如图所示为他励直流电动机的机械特性曲线组，表示的是（）的人为机械特性。
选择一项：C. 电枢回路串电阻题目7 如图所示为他励直流电动机的工作特性曲线，下述表达正确的是（）。
选择一项：A. 曲线1是转速特性，曲线2是效率特性，曲线3是转矩特性题目8 如图所示他励直流电动机机械特性与负载机械特性曲线的交点a,b,c,d，下述表达正确的是（）。
选择一项：C. 从a点到c点是属于调速运行，从b点到d点属于调速运行二、判断题（每小题5分，共40分）题目9 当传动系统做旋转运动时，作用在电动机轴上的电磁转矩T和负载转矩TL 之差，即T-TL=△T称为动态转矩，当△T0，即dn/dt 0时，系统处于加速运行状态。
机电传动控制(第6章)交流电动机的工作原理及特性
的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。 1．逐级切除启动电阻法
6.4 三相异步电动机的调速特性
T
K
R22
SR2U 2 (SX20 )2
n (1 S) 60 f P
5.37
只要改变U 、R、f、P就可 攺变速度
定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有
（自然）机械特性。
根据
T
K
R22
SR2U 2 (SX20 )2 NhomakorabeaS n0 n n0
1T 0,n n0 ,S 0
理想空载工作点：
2T TN ,n nN , S SN
额定工作点：
（1） （2）
（4）
TN
9.55
PN nN
3T Tst ,n 0, S 1
此时电机端电压为电源电压减去定子外串电阻和电抗上的压降。
（3）改变定子电源频率时的人为特性
n0
60 f p
n0 f Sm 1/ f
Sm
R2 X 20
n0 nm n0
Tm a x
K
U2 2 X 20
Tst 1/ f Tmax不变
Tst
K
R2U 2
R22
X
2 20
Tm a x
TN
注意： 调速时保持U / f 常数
过闸刀开关或接触器直接接入电源，在额 定电压下进行启动。
• 特点：电动机定子绕组的工作电压和 启动电压相等。
• 对象：小容量电动机。
2．电阻或电抗器降压启动
特点：
启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合； 不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机， 若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。
电动机的机械特性
电动机的机械特性1. 引言电动机是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于工业、交通、家电等领域。
了解和研究电动机的机械特性对于正确选择和使用电动机具有重要意义。
本文将从转速、转矩和效率等方面介绍电动机的机械特性。
2. 转速转速是电动机机械特性中的重要参数之一，代表电动机旋转的快慢程度。
通常用单位时间内转动的圈数或角度来表示。
电动机的转速与供电电压、电枢参数以及负载情况等相关。
电动机的空载转速通常比额定转速稍高，称为额定转速差。
额定转速是指在额定负载下，电动机达到的稳定转速。
当负载增加时，转速会有所下降。
3. 转矩转矩是电动机机械特性中的另一个重要参数，表示电动机输出的力矩大小。
转矩与负载有关，负载增加时转矩也会增大。
电动机的最大转矩是指能够持续输出的最大力矩。
转矩与转速之间存在一定的关系，通常可以绘制转矩-转速曲线来描述电动机的转矩特性。
在低转速区域，电动机能够输出较大的转矩；而在高转速区域，转矩会逐渐降低。
4. 效率电动机的效率是衡量电能转化为机械能的效率。
通常用电动机输出的机械功率与输入的电功率之比表示。
电动机的总效率是指电能转换为机械能的总效率，包括电动机本身的效率和传动装置的效率。
电动机的效率与负载有关，负载增加时效率可能会下降。
通常绘制效率-负载曲线来表示电动机的效率特性。
电动机在额定负载下的效率通常会较高，而在轻载或过载情况下效率会较低。
5. 其他机械特性除了转速、转矩和效率外，电动机的机械特性还包括启动特性、制动特性和惯性特性等。
启动特性指电动机从停止状态转动起来的特性，通常通过启动时间和启动电流来描述。
启动时间越短、启动电流越小越有利于电动机的正常运行。
制动特性指电动机停止转动的特性，通常通过制动时间和制动力矩来描述。
制动时间越短、制动力矩越大越有利于电动机的停止。
惯性特性指电动机转动惯量的特性，惯性越大，转速变化时所需的力矩也越大。
6. 总结电动机的机械特性包括转速、转矩、效率以及其他特性。
交流电动机
第六章交流电动机电机是实现电能和机械能互相转换的旋转装置。
本章主要介绍交流电动机的基本构造、工作原理、转速与转矩之间的机械特性及起动、反转、调速及制动的基本原理和使用方法等。
6．1 三相异步电动机的构造三相异步电动机分主要由定子(固定部分)和转子(旋转部分)两个基本部分组成。
见下图三相异步电动机的定子构成：由机座和装在机座内的圆筒形铁心以及其中的定子绕组组成。
见下图三相异步电动机的转子铁心是圆柱状的，也是用硅钢片叠成，表面有冲槽，用来放置转子绕组。
转子铁心装在转轴上，轴上加机械负载。
根据构造的不同可分为鼠笼式和绕线式两种。
鼠笼式异步电动机若去掉转子铁心，嵌放在铁心槽中的转子绕组，就象一个“鼠笼”，它一般是用铜或铝铸成。
见下图绕线式异步电动机的转子绕组同定子绕组一样也是三相的，它联接成星型。
每相绕组的的始端联接在三个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。
环与环，环与转轴之间都是互相绝缘的。
在环上用弹簧压着碳质电刷。
起动电阻和调速电阻是借助于电刷同滑环和转子绕组联接，见下图6．2 异步电动机转动原理：旋转磁场1.旋转磁场的产生三相异步电动机的定子绕组嵌放在定子铁心槽内，按一定规律连接成三相对称结构。
三相绕组AX，BY，CZ在空间互成1200，它可以联接成星形,也可以联接成三角形。
当三相绕组接至三相对称电源时，则三相绕组中便通入三相对称电流i A、i B、i C：i A=I m sinωti B= I m sin(ωt－120o)i C= I m sin(ωt＋120o)电流的参考方向和随时间变化的波形图见下图。
的产生过程(见下图)：由分析可知,当定子绕组中通入三相电流后，当三相电流不断地随时间变化时，它们共同产生的合成磁场也随着电流的变化而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。
这个旋转磁场同磁极在空间旋转所产生的作用是一样的。
2.旋转磁场的转向从旋转磁场可以看出，在ωt=00的时，A相的电流i A=0，此时旋转磁场的轴线与A相绕组的轴线垂直；当ωt=900时，A相的电流i A=+I m达到最大，这时旋转磁场轴线的方向恰好与A相绕组的轴线一致。
交流电机特性
第八章 交流电机电力拖动的运行状态电力拖动是指以电能为能源，以各种电机为驱动装置的运动系统。
而以交流电动机为原动机的电力拖动系统称为交流电力拖动系统。
交流电动机有异步电动机和同步电动机，由于异步电动机结构简单、价格便宜，而且其性能良好、运行可靠，因此交流电力拖动系统中的电动机主要是三相异步电动机。
所以本书的交流电力拖动以三相异步电动机电力拖动的内容为主。
三相异步电动机电力拖动主要内容是电动机的各种运行状态、起动及调速。
本章讨论三相异步电动机起动的各种运行状态。
在三相异步电动机电力拖动系统中，电动机的转速、电磁转矩、负载转矩等物理量的正方向，都按电动机惯例规定，这与直流电机电力拖动系统是一致的。
电力拖动系统种类很多，大到各种大型船舶、机车车辆的拖动，小到各种微小型伺服系统，都是以电机为驱动装置的。
本章主要介绍三相异步电动机的机械特性和运行状态，为三相异步电动机的电力拖动系统的起动及调速打基础。
8.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性是指在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩emT 与转速n (或转差率s )之间的函数关系()em T f n =或()em T f s =。
通常把()em T f s =称为T s -曲线。
8.1.1 机械特性的表达式及运行三相异步电动机的T s -曲线不是线性的，因此比直流电机复杂。
根据对分析问题的不同要求，三相异步电动机的机械特性有三种形式。
一、机械特性物理表达式在第七章已导出了机械特性物理表达式为'22cos em T m T C I ϕ=Φ虽然电磁转矩的物理表达式概念清晰，但式中的''2I =和'2cos ϕ=随电机转差率s 变化。
这样em T 式中的三个量em T 、'2I 、2cos ϕ均随s 变化，使em T 值不易确定。
因此，机械特性的物理表达式在电机拖动系统中应用较少。
二、机械特性的参数表达式从式（7—48）可知，电磁转矩可用下式计算'''2'222'22'22211133132260em R R I I R s s T I n f s pππ===Ω （8—1） 根据异步机的简化等效电路，可得'2I =（8—2）将式（8—2）代入（8—1）得()'2212'2'2111232em R pUs T R f R X X s σσπ=⎡⎤⎛⎫+++⎢⎥⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（8—3） 式（8—3）是用电机参数表示的()em T f s =关系式。
《船舶电气》复习题题5
船舶主配电板的______装有同步表。
A.并车屏B.岸电箱C.发电机的控制屏D.负载屏关于电动锚机的说法，正确的是锚机电动机______。
A.堵转时转矩一定要小于其额定转矩，否则堵转时会烧坏电动机B.最多能在堵转下工作30秒C.属于恒定转速电机D.能在最大负载力矩下起动在直流电机中，故障率最高，维护量最大的部件是_______。
A.主磁极B.电枢绕组C.换向器与电刷D换向极船舶为交流电接岸电时应考虑______。
A.额定电压，额定电流，额定频率B.电源相序，额定功率，额定电压C.电源相序，额定电压，额定频率D.电源相序，额定电流，额定频率用地气灯监视电力系统的绝缘，如其中一只灯熄灭，其余两只比平时亮，说明_______。
A.灯熄灭相单相接地B.一只灯泡烧毁C.灯熄灭相未接地，另外相单相接地D.灯熄灭相未接地，另两相接地非轴系传动的吊舱式推进器的推进电动机安装在______。
A.船舶机舱内B.船舶机舱后C.吊舱内D.吊舱外船舶电网的连接方式主要有：树干式、放射式和环式。
而混合式是一种混合的方式，即一部分功率较大或重要的负载采用______接线；另一部分功率较小或较次要的负荷则采用______接线。
A.环式、树干式B.树干式、放射式C.树干式、环式D.放射式、树干式关于绝缘栅双极晶体管的描述中，错误的是______。
A.只要控制电压大于开启电压，I G B T正向工作时即可导通B.I G B T开关速度高，开关损耗小，但是控制端输入阻抗高C.只要给控制端加大于开启电压的脉冲，I G B T正向工作时即可导通D.正常使用中，常控制I G B T工作在正向阻断区和饱和区我国《钢质海船入级规范》中，船舶主发电机系统的静态电压调节率在______以内。
A.±5%B.±10%C.±3.5%D.±2.5%把希望输出的正弦波波形作为______，把接受调制三角波信号作为______，通过信号波的调制可得到所期望的P WM波形。
第五章 交流电动机的工作原理及特性
第五章交流电动机的工作原理及特性5.1、有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z，满载时电动机的转差率为0.02，求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。
解：同步转速：n0=60f/p=60*50/2=1500r/min因为转差率：S=(n0-n)/ n0，所以转子转速：n=(1-S) n0=(1-0.02)*1500=1470r/min转子电流频率：f2=Sf1=0.02*50=1H Z5.2、将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？答：如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调，例如将B,C两根线对调，即使B相与C相绕组中电流的相位对调，此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3，因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转，与未对调的旋转方向相反。
5.3、有一台三相异步电动机，其n N=1470r/min，电源频率为50H Z。
设在额定负载下运行，试求：①定子旋转磁场对定子的转速；②定子旋转磁场对转子的转速；③转子旋转磁场对转子的转速；④转子旋转磁场对定子的转速；⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。
解：因为三相异步电动机中的旋转磁场是由定子电流和转子电流共同产生的，故定子旋转磁场与转子旋转磁场实际上是同一个磁场。
因为转子转速n N=1470r/min，电源频率为50H Z，所以同步转速n0=1500r/min。
①定子旋转磁场对定子的转速为1500 r/min；②定子旋转磁场对转子的转速为30 r/min；③转子旋转磁场对转子的转速为30 r/min；④转子旋转磁场对定子的转速为1500 r/min；⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速为0 r/min。
5.4、当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？答：因为负载增加n减小，转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加，转子导体被磁感线切割的速度提高，于是转子的感应电动势增加，转子电流也增加，定子的感应电动势因为转子的电流增加而变大，所以定子的电流也随之提高。
交流伺服电机的机械特性及控制方式PPT
轴形成电磁转矩。根据左手定则，转矩方向与磁铁转动的 方向是一致的，也是顺时针方向。因此，鼠笼转子便在电 磁转矩作用下顺着磁铁旋转的方向转动起来。
励磁绕组 控制绕组
电气原理图
ic I m sin t
if I m sin t 90
if Ic
南京埃斯顿 太仓东元
国内重要伺服系统生产企业
5、卧龙电气集团股份有限公司 公司，前身是成立于1995年的浙江 卧龙集团电机工业有限公司。1998 年变更设立为浙江卧龙电机股份有 限公司。
6、北京和利时电机技术有限公 司，位于江苏省苏州市太仓市浏河 镇闸南工业区。
卧龙电气
北京和利时
国外重要伺服系统生产企业 产品进入我国市场的国外重要伺服系统生产企业有：
(1)调速范围宽广。伺服电动机的转速随着控制电 压改变，能在宽广的范围内连续调节。 (2)转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。
1.4 伺服电机在自控制系统中的典型应用
其它场合的应用
国内重要伺服系统生产企业
1、广州数控设备有限公司公司，创 建于1991年，位于广州市罗冲围螺涌北 路一街7号。
C B
A
伺服电动机的机械特性
设电机的负载阻转矩为TL，控制电压 0.25UC时,电机在特性点A运行，转速为na，这 时电机产生的转矩与负载阻转矩相平衡。当 控制电压升高到0.5UC时，电机产生的转矩就 随之增加C，由于电机的转子及其负载存在着 惯性，转速不能瞬时改变，因此电机就要瞬 时地在特性点C运行，这时电机产生的转矩大 于负载阻转矩，电机就加速，一直增加到nb， 电机就在B点运行。
德国西门子伺服电机 安川伺服电机驱动器
交流电机工作原理及应用
交流电机工作原理及应用
交流电机的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力的相互作用。
当通电导线置于磁场中时，由于电流通过导线而产生的磁场与外部磁场相互作用，导致导线受到一个力的作用。
这个力称为洛伦兹力，它的方向与磁场、电流以及导线间的关系有关。
在交流电机中，由于电流的方向随着时间而改变，洛伦兹力也随之改变。
交流电机由定子和转子两部分组成。
定子是不动的部分，由铜线圈绕成。
当通过定子的线圈通电时，会在定子产生一个旋转磁场。
转子是可转动的部分，常为一个铁心。
当旋转磁场与转子的磁场相互作用时，由于洛伦兹力的作用，在转子上产生一个力矩，使其转动。
交流电机的应用非常广泛。
家用电器、工业机械、交通工具等众多领域中都有交流电机的应用。
家用电器如洗衣机、空调、电风扇等常常采用交流电机作为驱动装置。
工业机械中的风机、泵、压缩机等也大量使用交流电机。
交通工具如电动汽车、列车等的驱动系统中也离不开交流电机。
此外，交流电机还广泛应用于发电机、传动装置、机床等领域。
总的来说，交流电机通过利用电流与磁场的相互作用产生的力矩实现机械转动。
其原理简单、结构紧凑、效率高，因此在各个领域都有广泛的应用。
机电传动控制第4章_交流电动机的工作原理及特性
4.27
U,U1---定子绕组相电压，电源相电压；
R2------转子每相绕组的电阻；
X20-----n=0时转子每相绕组的感抗； K-------三相异步电动机的转矩常数，k∝1/f1。
例
电源线电压为380V，现有两台电动机，其铭牌数据如下，
试选择定子绕组的连接方式。
1. J32-4，功率1.0kW，连接方法/Y，电压220/380V， 电流4.25/2.45A，转速1420 r/min，功率因数0.79。
2. J02-21-4，功率1.1 kW，连接方法 ，电压380V， 电流6.27A，转速1410 r/min，功率因数0.79。
（旋转磁场n0在一对极p=1时）
t 0 iA 0 i B iC
T t iA 6 iB iC 0
T iA t T i 0 A 3 2 iB 0 iC i i B C t
2. 旋转磁场的旋转方向
三相交流电流最大值到达的顺 序（相序）决定电动机转向。 A→B→C 电流 A→B→C 定子绕组（顺时旋转） A→B→C 电流
在额定运行情况下，定子绕组端应加的线电压值。 如标有两种电压值（例如220/380V），这表明定子绕组采 用/Y连接时应加的线电压值。
即：
三角形接法时，定子绕组应接~220V的电源电压； 星形接法时，定子绕组应接~380V的电源电压。
4、额定频率f
在额定运行情况下，定子外加电压的频率
（ f=50 Hz）。
例、 有一台三相四极的异步电动机， 其额定技术 数据为nN=1440r/min，R2=0.02Ω，X20=0.08Ω ， 电源频率f1=50Hz，E20=20V， 试求： (l)电动机的同步转速n0 ： (2)电动机启动时的转子电流I2st ： (3)电动机在额定转速时转子电动势的频率f2N； (4)电动机在额定转速时的转子电流 I2N
电力拖动与运动控制系统复习题
电⼒拖动与运动控制系统复习题⼀．判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载⽽不能拖动恒转矩负载。
（Ⅹ）2. 带电流截⽌负反馈的速度反馈调速系统是单闭环调速系统（√）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到⽆级调速。
（√）5静差率和机械特性硬度是⼀回事。
（Ⅹ）6带电流截⽌负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。
（Ⅹ）7电流—转速双闭环⽆静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的⼤⼩并⾮仅取决于速度给定值Ug的⼤⼩。
（√）8.临界截⽌电流应⼤于电动机额定电流（√）。
9.双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。
（Ⅹ）10.可逆脉宽调速系统中电动机的转动⽅向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。
（√）11.电流滞环控制器的滞环宽度越窄，则开关频率越⾼（√）12.电压源型转速开环恒压频⽐控制的异步电动机变压变频调速系统中，I*R补值，保证 U/f=常数。
（√）。
偿环节的作⽤是适当提⾼US13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。
（Ⅹ）14.在⽮量控制系统中，通过转⼦磁链定向的⽬的是可以实现定⼦电流的转矩分量和励磁分量完全解耦。
（√）⼆．选择题2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速⼀定时,特性越硬,静差率(B)越⼤ B. 越⼩ C. 不变 D.先⼤后⼩4．可以使系统在⽆静差的情况下保持恒速运⾏，实现⽆静差调速的是(B) A．⽐例控制 B．积分控制C．微分控制 D．⽐例微分控制5．控制系统能够正常运⾏的⾸要条件是 (B)A.快速性B.稳定性C. 稳态误差⼩D.扰动⼩8．转速电环调速系统中电流调节器的英⽂缩写是 (A)A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR A.9. 当静差率相同，带P调节的转速反馈系统⽐开环系统的调速范围⼤（）倍。
A. KB. 1+KC. 2D. 110. 双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 (A)A. 转速调节阶段B.电流上升阶段C.恒流升速阶段D.电流下降阶段11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 (C)A. 准时间最优控制B.饱和⾮线性控制 C．饱和线性控制 D．转速超调12. SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的 (A)A．正弦波 B．⽅波 C．等腰三⾓波 D．锯齿波14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 (B)A．⾼阶 B．低阶 C．⾮线性 D．强耦合15. ⽐例微分的英⽂缩写是(B)A. PIB. PD C I D PID16. 调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准(C)A. 平均速度B. 最⾼速 C 最低速 D 理想空载速度17. 在理想空载转速下，带P调节的单闭环调速系统静差率为开环系统静差率的（）倍。
交流电动机(图解说明)
R2
E20 ( X 20 )2
R2
I2
I1
转子串电阻起动的特点：
（1）适于转子为线绕式的电动机起动。 （2）R2选的适当，转子串电阻既可以降低起动电流，
又可以增加起动力矩。
R2 R'2
n
R2
R'2
Tst
K R2 U12 R22 X 20 2
R2 Tst
T
0
§ 8.6 三相异步电动机的调速
f2
n0 n 60
P
n0 n0
n
n0 60
P
Sf1
§8.4 三相异步电动机的转矩与机械特性
8.4.1 转矩公式 电磁转矩 T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,
受到电磁力所形成的转距之总和。
T KTΦmI2 cos2
常数 每极磁通
转子电流
转子电路的
cos2
I2
其中
E2
R22
X
2 2
SE20 R22 (SX 20 )2
Im iA iB iC t
三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：
n0
60f p
(转/分）
每个电流周期 极对数 磁场转过的空间角度
同步转速 n0
( f 50Hz)
p 1
360
3000(转/分）
p2 p3
180 120
1500(转/分） 1000(转/分）
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：
R1
i1
u1
e1
e 1
i2
e2
e 2 R2
X 2 2 f2L2 2 Sf1L2 SX20
E2 4.44 f2N2Φm 4.44Sf1N2Φm SE20
交流永磁同步电机机械特性
（2） 如何改变转矩？
相
互
机械特性
转速n
A
改变电流：额定电压不变，输入电流转越大矩，T转矩越大。
关 系
转矩T
B 改变负载：转速不变，负载越大，转矩越大。
C 改变磁极对数：磁极对数越多，转矩越大。
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02 知 识 奠 基
（3） 转矩大小的影响
转矩
加速 性能
转矩越大加速性能越好
爬坡 能力 转矩越大爬坡能力越强
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PART
TOWNOE
知识奠基
02 知 识 奠 基
1、什么是机械特性 n=f（M）
（1） 机械特性的含义
机械特性：（又称“力矩特性”）就是在外加电压不变的情况下，转速随负载改变而变化的相互关系； 既：电动机转速n与转矩T之间关系的特性。以函数n=f（M）表示。
机械特性
相 互 转速n 关 系
n=60*f/p
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2、转速 n
f ——电流频率(frequency)，单 位：赫兹（Hz） f
02 知 识 奠 基
磁极对数的含义
2.1 磁极对数 P
磁极对数 磁极对数即电动机定子上所产生的相对
的磁极数，也即磁极对数P=定子磁极数 /2。
一般通过改变电机定子绕组接线方式来 实现磁极对数的改变。
可变负载实验
实验设备复位
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03 实 验 活 动
额定负载实验
2、操作步骤
实验准备
额定负载实验
可变负载实验
实验设备复位
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03 实 验 活 动
可变负载实验
2、操作步骤
实验准备
额定负载实验
交流电动机的工作原理及特性
难点
定子旋转磁场与转子运动的相对性。 电动机的制动过程。
机
第五章 交流电动机的工作原理及特性
电 传
动
概述
控 制
交流电动机的类型:
三相鼠笼式 异步电动机
三相异步 三相特殊鼠笼式 三相双鼠笼式
电动机 异步电动机
异步电动机
交 流
异步 电动机
三相绕线式 异步电动机
三相深槽式 异步电动机
电
单相异步电动机
三相高转差率
电 传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
鼠笼型转子绕组
机
第五章 交流电动机的工作原理及特性
电 传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
绕线式转子绕组
形式与定子绕组
基本相同；
3个绕组的末端
连接在一起构成
星形连接；
3个始端连接在
一般用于要求起动电流小、起动转距大的场合。
交流电动机的优缺点:
结构简单，制造、使用和维护方便，
运行可靠，成本低，效率高。
但是，功率因数低、起动和调速性能差。
机
第五章 交流电动机的工作原理及特性
电 传
概 述 三相异步电动机的额定值
动
控 制
额定电压 U N (kV或V )
额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压.
3个铜滑环上；
绕线式异步电机 定子转子绕组接线方式
电刷引出线连接 起动调速变阻器。
机
第五章 交流电动机的工作原理及特性
电 传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
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i A , B ,C N 1
17
C
A
iC
iA
B
iB
简单分析
t0时刻：iB 0, iC 0；i A WA A t1时刻：i A 0, iC 0；iB WB B t2时刻：i A 0, iB 0；iC WC C t3时刻：iB 0, iC 0；i A WA A
5
a）定子机座
b）铁心
c）铁心冲片
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构
结构组成：由定子和转子两大部分构成。 1．定子部分
组成：由定子铁心和定子绕组、机座与端盖等几部分组成。 作用：产生旋转磁场； 2）定子绕组：
6
结构：由若干线圈按一定规
律联结成三相对称绕组。 作用：产生旋转磁场。
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.3 铭牌参数
3．接线 接线是指在额定电压下运行时，电动机定子三相绕组采用星形“Y” 联结或三角形“△”联结的接线方式。 接线方式：取决于每相绕组能承受的电压设计值和电源的线电压。 例如：一台三相异步电动机，相电压为220V，铭牌上额定电压标
26
有220/380V、△/Y联结，其接线方式视电源电压而定。
1200
B C
1200
A
i A iB iC i A 转360
0
旋转磁场 的转速
n1
60 f1 p
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.2 基本原理
1、旋转磁场 的产生
i A, B ,C N1 n1
18
60 f1 p
2、感应电势E2的产生 N 2 e2 i2 右手定律 3、电磁力F 的产生 i2 F n2 左手定律
U1 W2 V1 U2 W1 V2
11
接线方式： U1
V1
W1
X Y Z
U2
V2
W2
A
B
C
可接成星形“Y”或三角形“△”
图5-3 （a）出线端排列
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构
结构组成：由定子和转子两大部分构成。 1．定子部分
组成：由定子铁心和定子绕组、机座与端盖等几部分组成。 作用：产生旋转磁场； 2）定子绕组：
5.1.1 基本结构
结构组成：由定子和转子两大部分构成。 1．定子部分
组成：由定子铁心和定子绕组、机座与端盖等几部分组成。 作用：产生旋转磁场； 2）定子绕组：
8
结构：三相对称绕组
Y
Z
X
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构
结构组成：由定子和转子两大部分构成。 1．定子部分
组成：由定子铁心和定子绕组、机座与端盖等几部分组成。 作用：产生旋转磁场； 2）定子绕组：
30
旋转磁场 i A, B ,C N ( A, B ,C ) n1 60 f1 ，其中 f1 p 2
5.2三相异步电机的旋转磁场及电路分析
5.2.1三相异步电机的的旋转磁场
1．旋转磁场的产生
1）单相脉振磁场 i A N A A 单相交流
i A I m sin t
2．转子部分
组成：由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。 作用：产生感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换。
14
类型：有笼型和绕线型两种
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构结构组：由定子和转子两大部分构成。2．转子部分
组成：由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。 作用：产生感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换。
第5章 交流电动机的机械特性
第5章 交流电动机的机械特性
本章内容 5.1 三相异步电动机的结构原理 5.2 三相异步电动机的旋转磁场及电路分析 5.3 三相异步电动机的等效电路 5.4 三相异步电动机的功率流程图 5.5 三相异步电动机的机械特性
2
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构
27
N =0.89，额定转速 nN = 570 r/min，试求：
1）同步转速n1；2）极对数p；3）额定电流IN；4）额定负载时的转
差率s。
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.3 铭牌参数
电机参数的基本计算 例5.1-1 一台三相异步电动机，额定功率 PN =55kW，电网频率为 fN =50Hz，额定电压 UN =380V，额定效率 N =0.79，额定功率因数 cos
28
N =0.89，额定转速 nN = 570 r/min，试求：
求：1）同步转速n1；2）极对数p；
同步转速
60 f n1 p
极对数
60 f p n1
60 50 5.26 570
因， nN ≈ n1，用nN 近似计算，得 p
极对数p应为整数，取 p = 5，得 n1=600r/min；
5.2.1三相异步电机的的旋转磁场
1．旋转磁场的产生
由电机学知，当空间相差1200电角度的三相对称绕组ACB，通以时 间相位差为1200电角度的三相交流电流时，将产生旋转磁场 。 定子三相交流电
i A I m sin t iB I m sin( t 1200 ) iC I m sin( t 2400 )
Y2 200M2－2
规格代号：中心高200mm、M-中机座、2号铁心长度、2极 产品代号：Y-异步电动机、2表示第2次改进设计
20
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.3 铭牌参数
铭牌参数：电机型号、额定值和额定运行情况下的技术数据。
电机按铭牌上所规定的参数运行，称为额定运行。 1. 型号 异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊 环境代号等。 如：大型异步电动机型号
A B C
12
接线方式： U1
V1
W1
U1 V1
W1
W2
U2
V2
X
Y
Z
U2
V2
W2
图5-3 (b)星形“Y”联结
可接成星形“Y”或三角形“△”
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构
结构组成：由定子和转子两大部分构成。 1．定子部分
组成：由定子铁心和定子绕组、机座与端盖等几部分组成。 作用：产生旋转磁场； 2）定子绕组：
在额定运行状态下，流入电动机定于绕组中的线电流值，单位为A 或kA
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.3 铭牌参数
2．额定值 额定值是制造厂对电机在额定工作条件下所规定的量值。 3）额定功率 PN
23
在额定状态下运行时，转子轴上输出的机械功率，单位为W或kW
三相异步电动机，其额定功率
PN 3U N I N N cos N 103
求： 3）额定电流IN；4）额定负载时的转差率s。
额定电流 I N
PN 103 3U N cos N N 55 103 3 380 0.89 0.79 119A
额定负载时的转差率 sN
n1 nN 600 570 0.05 n1 600
5.2三相异步电机的旋转磁场及电路分析
Y630－ 10 / 1180
规格代号：功率630 kW、10极、定子铁芯外径 1180 mm 产品代号：Y-异步电动机
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5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.3 铭牌参数
2．额定值 额定值是制造厂对电机在额定工作条件下所规定的量值。 1）额定电压 U N
22
在额定运行状态下，电动机定子绕组上的线电压值，单位为V或kV。 2）额定电流 I N
一般为0.015～0.06
s 1 n 0 s 0 n n1
运转工作条件：0<n<n1， 0<s≤1； ——异步电机
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.3 铭牌参数
铭牌参数：电机型号、额定值和额定运行情况下的技术数据。
电机按铭牌上所规定的参数运行，称为额定运行。 1. 型号 异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊 环境代号等。 如：中、小型异步电动机型号
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.3 铭牌参数
电机参数的基本计算 例5.1-1 一台三相异步电动机，额定功率 PN =55kW，电网频率为 fN =50Hz，额定电压 UN =380V，额定效率 N =0.79，额定功率因数 cos
29
N =0.89，额定转速 nN = 570 r/min，试求：
9
接线方式：
可接成星形“Y”或三角形“△”
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构
结构组成：由定子和转子两大部分构成。 1．定子部分
组成：由定子铁心和定子绕组、机座与端盖等几部分组成。 作用：产生旋转磁场； 2）定子绕组： 按国家电工专业标准规定，定子三相
V1 W1
10
接线方式：
A B C U1 V1 X Y Z W1 X Y Z A B C
13
接线方式：
U U11
V1 V1
W W 1 1
V2
W2
U2
W2
U2
V2
U2
V2
W2
图5-3 （c）三角形△联结
可接成星形“Y”或三角形“△”
5.1 三相异步电动机的基本结构及原理
5.1.1 基本结构
结构组成：由定子和转子两大部分构成。
结构组成：由定子和转子两大部分构成。