9 机电特性解析

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第5章机电系统的元部件特性分析

第5章机电系统的元部件特性分析机电系统是由机械结构和电气控制系统组成的复合系统。

机电系统的元部件是构成机电系统的重要组成部分，其性能和特点直接影响整个系统的工作效果和稳定性。

本章将对机电系统的元部件的特性进行分析。

一、电机特性分析：电机是机电系统中的核心部件之一，其特性直接关系到系统的工作效率和稳定性。

电机通常具有以下几个特性：1.动作特性：包括启动特性、加速特性和负载特性。

启动特性是指电机启动时所需的电流和转矩，加速特性是指电机加速过程中的电流和转矩变化，负载特性是指电机在不同负载下的电流和转矩变化。

2.效率特性：电机的效率是指输入电能与输出机械功率之间的比值。

高效率的电机能够更好地转化电能为机械功率，减少能源的浪费。

3.速度特性：电机的速度特性是指电机的输出转速与输入印极电压之间的关系。

常见的电机包括恒速电机、变速电机和步进电机，它们的速度特性不同。

二、传感器特性分析：传感器是机电系统中用于采集和转换各种物理量的元部件，常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

传感器的特性主要包括以下几个方面：1.准确性：传感器的准确性是指传感器输出与被测量值之间的误差。

高准确性的传感器能够更精确地测量和控制系统中的物理量。

2.线性特性：传感器的线性特性是指传感器输出与被测量值之间的线性关系。

线性传感器具有较好的比例关系，能够提供更可靠和可控的输出信号。

3.响应时间：传感器的响应时间是指传感器从接收到输入信号到输出信号稳定的时间。

快速响应的传感器能够更及时地探测和反馈系统中的变化。

三、执行元件特性分析：执行元件是机电系统中用于控制和执行各种动作的元部件，常见的执行元件有电磁阀、液压缸、气缸等。

执行元件的特性包括以下几个方面：1.控制精度：执行元件的控制精度是指输出动作与输入控制信号之间的误差。

高控制精度的执行元件能够更准确地控制和执行系统中的动作。

2.压力稳定性：执行元件的压力稳定性是指执行元件在不同负载下的输出压力稳定性。

机电产品质量特性重要度分析

ZZZZ有限公司企业标准机电产品质量特性重要度分析Q/ZZZZ-2007代替Q/ZZZZ-20041范围本标准规定了机电产品质量特性重要度分级（以下简称重要度分级）的原则，内容和要求及标注方法。

本标准适用于机电产品重要度分级。

2引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB7635全国工农业产品（商品、物资）分类与代码JB/T5058机械工业产品质量特性重要度分级导则3术语3.1产品质量特性产品质量特性由产品的规格、性能和结构所决定，并影响产品的适用性，是设计传递给工艺、制造和检验等技术要求和信息，它包含有尺寸、公差与配合、功能、寿命、互换性、环境污染、人身安全及执行政府有关法规和标准情况等。

3.2产品质量特性重要度影响产品适用性的重要程度。

4总则4.1新产品设计阶段，设计部门应对产品进行重要度分级，通过新产品试制，在设计改进时进一步修正和完善。

4.2重要度分级，可按规定的级别符号直接标注在设计文件上。

5分级原则及重要度等级5.1重要度分级以按对产品适用性要求的影响及经济损失程度为依据。

5.2重要度等级分为关键性、重要性和一般特性。

5.2.1如发生故障,会发生人身安全事故、丧失产品主要功能、严重影响产品使用性能和降低产品寿命、对环境产生违反法规的污染，以及必然会引起使用单位申诉的特性。

5.2.2重要特性如发生故隙，会影响产品使用性能和寿命，使用单位可能提出申诉的特性。

5.2.3一般特性如发生故障对产品的使用性能及寿命影响不大及不致引起使用单位申诉的特性。

6重要度分级内容重要度分级内容一般包括：a）安全、环保要求；20ZZ-02-08批准20ZZ-02-28 实施Q/ZZZZ-2007b）性能、结构的使用要求；c）可靠性、使用寿命及互换性要求；d）材料性能及处理规定；e）焊接及铸、锻规定；f）尺寸、公差与配合、形状和位置公差及表面粗糙度等要求;g）外形、外观要求；h）清洁度要求；i）涂敷、包装、防护及储运等要求。

电机性能参数解释

直流电动机作为机电执行元部件，内部有一个闭合的主磁路。

主磁通在主磁路中流动，同时与第二个电路交链，其中一个电路是用以产生磁通的，称为激磁电路，另外一个是用来传递功率，称为功率回路或者电枢回路。

现行的直流电动机都是旋转电枢式，也就是说激磁绕组及其所包围的铁芯组成的磁极为定子，带换向单元的电枢绕组和电枢铁芯结合构成直流电动机的转子。

１．转矩：电动机得以旋转的力矩，单位为 kg .m 或N. m；２．转矩系数：电动机所产生转矩的比例系数，一般表示每安培电枢电流所能产生的转矩大小；３．摩擦转矩：电刷、轴承、换向单元等因摩擦而引起的转矩损失；４．启动转矩：电动机启动时所产生的旋转力矩；５．转速：电动机旋转的速度，工程单位为 r/min，即转每分，在国际单位制中为 rad/s，即弧每秒；６．电枢电阻：电枢内部的电阻，在有刷电动机里一般包括电刷与换向器之间的接触电阻，由于电阻中流过电流时会发热，因此总希望电枢电阻尽量小些；７．电枢电感：因为电枢绕组是由金属线圈构成，必然存在电感，从改善电动机运行性能的角度来说，电枢电感越小越好。

８．电气时间常数：电枢电流从零开始达到稳定值的%时所经历的时间。

测定电气时间常数时，电动机应处于堵转状态并施加阶跃性质的驱动电压。

电气时间常数工程上常常利用电枢绕组的电阻Ｒａ和电感Ｌａ求出：Ｔｅ＝Ｌａ/Ｒａ９．机械时间常数：电动机从启动到转速达到空载转速的%时所经历的时间。

测定机械时间常数时，电动机应处于空载运行状态并施加阶跃性质的阶跃电压。

机械时间常数工程上常常利用电动机转子的转动惯量Ｊ和电枢电阻Ｒａ以及电动机反电动势系数Ｋｅ、转矩系数Ｋｔ求出：Ｔｍ＝Ｊ* Ｒａ／Ｋｅ* Ｋｔ１０．转动惯量：具有质量的物体维持其固有运动状态的一种性质。

１１．反电动势系数：电动机旋转时，电枢绕组内部切割磁力线所感应的电动势相对于转速的比例系数，也称为发电系数或感应电动势系数。

１２．功率密度：电动机每单位质量所能获得的输出功率值，功率密度越大，电动机的有效材料的利用率就越高。

电动机的性能分析与运行特性评估

电动机的性能分析与运行特性评估电动机是现代工业中最重要的动力装置之一，广泛应用于各个领域。

为了确保电动机的正常运行和高效工作，必须对其性能进行全面的分析和评估。

本文将从电动机的运行特性、性能指标以及评估方法等方面展开论述。

一、电动机的运行特性电动机的运行特性是指在不同运行状态下，电动机的输入功率、输出功率、效率以及转速等性能参数的变化规律。

了解电动机的运行特性对于设计和选择合适的电动机具有重要意义。

二、电动机的性能指标1. 功率电动机的功率是指电动机在单位时间内转换或输出的能量或功率。

根据功率的不同定义方法，电动机的功率分为输入功率和输出功率。

2. 效率电动机的效率是指电机输出的有效功率与其输入的总功率之比。

电动机的效率是衡量其能源利用率和能量转换效率的重要指标。

3. 转矩电动机的转矩是指电机在运行时产生的力矩，也是电动机输出力的量度。

转矩大小与电机所提供的机械功率有直接关系。

4. 转速电动机的转速是指电机转子旋转的圈数或每分钟旋转的圈数，通常用转/分来表示。

电动机的转速对于运动控制和运动平衡具有重要意义。

三、电动机性能分析与评估方法电动机性能的分析和评估是为了确定电动机的运行状态和性能表现，并对其进行合理应用和改进提供参考依据。

以下是常用的电动机性能分析与评估方法。

1. 负载试验法负载试验法是通过在电动机的轴上加装负载，通过测量电机的转速、电流、功率等参数，来评估电动机的性能。

该方法可以直观地反映电机的工作状态和性能指标。

2. 开路试验法开路试验法是在电机的转子上不加载，通过施加额定电压并测量额定电流和相应的功率来评估电动机的性能指标，如输入功率、输出功率和效率等。

3. 短路试验法短路试验法是在电动机的转子上短路电枢绕组，通过施加额定电压并测量相应的电流、功率和转矩等参数，来评估电机的性能指标。

4. 动态试验法动态试验法是通过对电机施加不同的载荷、工作制动等条件，测量电机在不同工作状态下的性能指标，来评估电动机的性能。

电动机的运行特性与性能分析

电动机的运行特性与性能分析电动机作为重要的动力设备，在现代社会的各个领域中发挥着关键的作用。

了解电动机的运行特性与性能分析对于科学使用和维护电动机至关重要。

本文将从电动机的运行特性和性能两个方面进行探讨，并给出相关的案例分析和实践经验。

一、电动机的运行特性分析1.1 转速特性分析电动机的转速特性是指在不同负载下，电动机输出转速与负载之间的关系。

一般来说，电动机的转速与负载呈反比关系，即负载越大，转速越慢。

但是在实际应用中，由于电动机存在一定的失速现象，转速和负载之间的关系并非简单的线性关系。

在分析转速特性时，需要考虑电动机的额定转速、负载扭矩和电动机的负载特性曲线等因素。

例如，对于某种型号的电动机，在额定转速下，其承载能力和效率达到最佳状态。

而超过额定负载将导致电动机的过热和损坏，因此在实际应用中，需要根据电动机的转速特性选择合适的负载。

1.2 效率特性分析电动机的效率特性是指在不同负载下，电动机的输出功率与输入功率之间的关系。

电动机的效率是衡量其能源利用率的重要指标，对于提高能源利用效率和减少能源浪费具有重要意义。

在分析效率特性时，需要考虑电动机的额定效率和负载功率因数等因素。

例如，在额定负载下，电动机的效率通常能达到最高点。

而在低负载和高负载情况下，电动机的效率则会降低。

因此，在实际应用中，需要根据电动机的效率特性选择合适的负载，以实现最佳的能源利用效率。

二、电动机的性能分析2.1 起动特性分析电动机的起动特性是指在启动过程中，电动机所需的起动电流和起动时间等方面的特性。

合理的起动特性对于电动机的正常运行和长寿命具有重要意义。

在分析起动特性时，主要考虑电动机的起动电流、起动时间和起动方式等因素。

例如，在直流电动机的起动过程中，起动电流通常较大，因此需要根据实际需求选择合适的起动方式，如直接起动、自耦启动或星三角启动等。

2.2 负载特性分析电动机的负载特性是指在不同负载下，电动机的输出扭矩与负载之间的关系。

机电一体化技术的基本原理和特点

机电一体化技术的基本原理和特点
机电一体化技术是指将机械、电子、控制、计算机等技术有机地结合在一起，实现各种功能的综合自动化系统。

其基本原理是通过集成各种传感器、执行器、控制器和计算机等设备，实现对机械系统的智能化控制和监测，从而提高生产效率、质量和灵活性。

机电一体化技术的特点主要包括以下几个方面：
1. 综合性，机电一体化技术将机械、电子、控制、计算机等多种技术融合在一起，形成一个综合性的系统，实现多种功能的集成与协调。

2. 高效性，通过智能化的控制和监测手段，可以实现对生产过程的高效管理和优化，提高生产效率和产品质量。

3. 灵活性，机电一体化技术可以根据不同的生产需求进行灵活的调整和改进，适应多样化的生产要求。

4. 自动化，通过自动化控制系统，可以实现生产过程的自动化操作，减少人力成本，提高生产效率。

5. 可靠性，机电一体化系统通常具有较高的稳定性和可靠性，能够保证生产过程的连续性和稳定性。

总的来说，机电一体化技术的基本原理是通过综合运用机械、电子、控制、计算机等技术手段，实现对生产过程的智能化控制和监测，其特点包括综合性、高效性、灵活性、自动化和可靠性。

这些特点使得机电一体化技术在工业生产和制造领域具有广泛的应用前景。

9 机电特性解读

（9-15）
U 2 Xd Xq sin sin 2 Xd 2 Xd Xq EqU
2019/2/24
15
第九章机组的机电特性
q
E q
E Q E q
X jI d
当无自动调节励磁装置的发电机与无限大容量母线相连时，其功-角特性曲线如下图所示。
X jI d
d 2 (rad ) TJ (rad ) 2 dt (rad ) 2
（9-6）
简写为
d 2 P TJ 2 dt
（9-7）
上式即为全标幺值形式的同步发电机组转子的运动方程式。
2019/2/24 7
第九章机组的机电特性
（四）、惯性时间常数 TJ 及其物理意义物理意义1：在额定转速时， TJ 是机组单位容量所具有动能的2倍。这反映了发电机组转子在额定转速时的机械转动的惯性。物理意义2：当机组输出的电磁转矩 M e 0 ，输入的机械转矩 M m 1，则不平衡转矩 M 1 0 1时，机组从静止升速至额定转速所需的时间。由回转力矩求单位机组的惯性时间常数的计算公式为
212
PE1
90 12

90
90 12

12
图9-7 两机系统有功功率的功-角特性曲线
2019/2/24
21
第九章机组的机电特性
四、网络接线及参数对有功功率功-角特性的影响
1.串联电抗的影响电力系统接线及其等值电路如图9-8所示
G
G
T1
l
（ a）
常数 T2 U
E q
q . max
PEq
EqU Xd
0
90
180 ()

机电一体化系统的元、部件特性分析

械量－机械量的变换为比例变换。变换器根据变换的物理过程可分为以下几种： 1) 电／磁变换：动电式、静电式、磁阻式、霍尔效应式等。 2) 压电变换：压电元件。 3) 应变／电阻变换：应变片、半导体应变计。 4) 光／电变换：光电二极管、光敏晶体管。此外，还有其它的利用半导体和陶瓷等产生的各种物理现象的变
有的传感器中装有将一种机械量变换为另一种机械量的变换装置。
5.2 传感器的特性分析
5.2 传感器的特性分析
与机设械各量种输变入换x的之传比递为函数(动态特性)为Gm、Gme、Ge，则输出信号v
Gs＝GmGmeGe
＝l。Gm中包含电气系统对变换器的柔度和质量等的反作用，一般取Gm 如果传感器与被测量物体的安装为刚性联接的话，也可以认为机
三、机构动力学特性
3．Lagrange公式与动态力(或力矩)向输入端的换算经推导整理有：
可以认为式中的第一项为惯性力项，第二项为离心力和哥氏力项，第三项可认为是重力项。如果从输入端来看，动态力(力矩)是变化的惯性力矩、与速度平方成比例的力和变化的重力共同的作用，系统具有非线性特性。
三、机构动力学特性
换器。
5.2 传感器的特性分析
一、动电式变换器的特性
5.2 传感器的特性分析
一、动电式变换器的特性
当Ls/R<<1时，速度与电压成正比。
5.2 传感器的特性分析
二、压电式变换器的特性
5.2 传感器的特性分析
若上式中的RCs>>l，则Gme≈d/C 。此时可得到与力成比例的输出，但固有振动周期比τ ＝RC低的情况不能准确求出。由
模型：
三、机构动力学特性
微分方程：
三、机构动力学特性
动态特性：

电动机的电磁特性和机械特性分析

定子电流除产生旋转磁通（主磁通）外，还产生漏磁通。这个磁通只围绕定子绕组和周围空气，而不通过转子绕组，因此定子每相绕组中还要产生漏磁电动势：定子每相绕组的等效电路如下：
LFChun 制作
大连理工大学电气工程系
定子、转子每相绕组的等效电路如下：
定子绕组相当于变压器的一次绕组
转子绕组相当于变压器的二次绕组
LFChun 制作
大连理工大学电气工程系
3. 转子的漏磁感抗，等效电路如下所示：
漏磁感抗是由漏磁通产生的，漏磁通沿着空气闭合，是非磁性材料，可以用一个线性电感 L2来表示。
L2
X2s = ω2L2 = 2 f2L2 = 2s f1L2
电动机起动瞬间n=0（S=1）转子的感抗用X20 来表示： X20 = 2 f1L2 —— 转子起动瞬间的漏电抗最大。
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大连理工大学电气工程系
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电磁转矩T正比电源电压U12 的平方，反映了电动机的电磁转矩在负载不变情况下，其大小取决于电源电压的高低。但这并不意味电动机的工作电压越高，电动机实际输出的电磁转矩就越大。
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绕组的材质为铜线，上面会产生一定的压降沿非磁性材料-空气闭合的，与i之间是线性关系，可以用线性电感元件L代表，则漏磁感抗X1=ΩL，
忽略 R1 和 X1 ，则
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U1≈－E1
有效值为：U1 =E1 = 4.44 f1 N1
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U1=E1 = 4.44 f1 N1

电机特性分析

电动机在额定电枢电压、励磁电流和电枢电流情况下，无外串电阻时的机械特性称为固有机械特性。串励电机固有机械特性主要影响因素：冲片材质、冲片尺寸、漆包线线径、换向角度。
用改变电动机回路参数的方法所获得的特性称为人为机械特性。以他励电动机为例，可以通过改变其电枢外串电阻，改变电枢电压和减弱磁通3 种方法获得不同的人为机械特性。
1363.6
1.30
2879
9
0642 230.50 6.23
1419.8
1.68
2804
10
0642 230.30 6.633
1487.3
2.11
2722
11
0642 230.60 7.234
1593.3
2.74
2606
12
0642 230.10 7.748
1688.4
3.27
2512
13
0642 230.70 8.372
CLEVA现有产品电机特性介绍
1 吸尘器
对空气做功，无冲击负载。性能要求：流量、真空度、效率等，组成空气特性
曲线。流量什么时候最大？真空度什么时候最大？输出功率、效率如何理解。全堵时功率大还是全开时功率大？要求电机软特性还是硬特性？
CLEVA现有产品电机特性介绍
2 割草机
依靠转矩和转速共同作用割草割草效果要求怎样的转速和扭矩刀片转速是否越高越好，噪音及机壳强度限制传动比选择：
输出转速相同，传动比越大，电机转速越高，空载功率越大，电机成本低；限制于带轮包角和空间限制负载波动，容易出现过载，过载后转速快速下降，导致割草无力，集草效果差要求电机软特性还是硬特性？
1808.8
3.90
2403

第5章机电一体化系统的元部件特性分析分析

第5章机电一体化系统的元部件特性分析分析机电一体化系统是利用机械设备和电气控制技术相结合，实现系统功能的自动化系统。

该系统由多个元、部件组成，每个元、部件都具有不同的特性。

本文将对机电一体化系统的元、部件特性进行分析。

机电一体化系统的元、部件主要包括传感器、执行器、电动机、控制器、电源和通讯模块等。

传感器是机电一体化系统的重要组成部分，主要用于将机械量、电气量或非电信号转换成可以被电子控制系统接受的电信号。

常用的传感器有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

传感器具有高灵敏度、高精度和快速响应等特点，可以对系统中的物理量进行准确测量。

执行器是机电一体化系统的输出元件，主要用于将电信号转换成机械位移、速度或力矩等物理量。

常用的执行器有电磁阀、液压缸、驱动器等。

执行器具有高响应速度、大输出力、工作可靠性高等特点，可以将控制系统的电信号转化为实际的动力输出。

电动机是机电一体化系统的核心元件，主要负责将电能转换成机械能。

根据不同的应用场景，电动机的类型有直流电机、交流电机、步进电机等。

电动机具有高转速、大功率、低噪音等特点，可以提供有力的动力支持。

控制器是机电一体化系统的大脑，用于对系统进行逻辑控制。

常用的控制器有PLC、单片机等。

控制器具有高处理能力、可编程性强、抗干扰能力强等特点，可以实现对整个系统的自动控制。

电源是机电一体化系统的能量供给部件，主要负责为系统中的电子设备提供稳定的供电。

常用的电源有直流电源、交流电源等。

电源具有稳定性好、噪音小、效能高等特点，可以为系统提供可靠的电能支持。

通讯模块是机电一体化系统的信息交流通道，用于实现系统与其他设备之间的数据传输。

常用的通讯模块有以太网、CAN总线等。

通讯模块具有高速通信、大带宽、多点接入等特点，可以实现系统与外部设备的实时数据交换。

综上所述，机电一体化系统的元、部件具有各自的特性，从传感器、执行器、电动机、控制器、电源到通讯模块，每个部件都扮演着不可或缺的角色。

电机工作原理和特性

3.改变电动机主磁通调速变磁通调速的机械特性如右图示. 1)特点:可以实现无级调速; 机械特性软;调速范围不大. 2)应用:适用于恒功率负载. 一般与调压配合使用. 3)注意:在额定转速以上调节 --------弱磁增速.
例题
例:一台直流他激电机的额定数据为;PN=2.2kW,UN=220V.IN=12.4A,nN=1500r/min,Ra=1.7 欧 ;如果电动机在额定转矩下运行,求(1)电动机的电枢电压降到180V时,电动机的转速是多少?(2)激磁电流If=IfM(即磁通为额定值的0.8时)时,电动机的转速是多少?(3)电枢电路串入 2欧的附加电阻时,电动机的转速是多少? 解:(1)此时,U=180V,Ra=1.7欧 T = T = 9.55 PN − 9.55 2200 =14 N
鼠笼式三相异步电动机的结构示意图
5.定子铁心定子绕组转轴转子风扇定子铁心,6.定子绕组转轴,8.转子风扇,11.轴承轴承,12.机座定子铁心定子绕组,7.转轴转子,9.风扇轴承机座
鼠笼电动机转子和线绕电动机转子绕组与外部接线
2).三相异步电动机的工作原理 2).三相异步电动机的工作原理
反接制动
(2)倒拉反接制动.改变电枢电势方向所产生的制动. 如:起重机的重物下降时, 电枢反转,电势反向.此时, 位能负载转矩TL使重物下放,电动机转矩TM反对重物下放-----制动. 特点:适当选择电枢电路中 : 的附加电阻,可以得到低的转速,保证安全; 转速稳定性较差. 制动特性如右图所示.是第一象限在第四象限的延伸或第三象限在第二象限的延伸.
从机械特性方程可知,改变磁通时,电动机的理想空载转速和转速降落都会随磁通的变化而变化. 磁通只能在额定值以下调节, 理想空载转速和转速降落都要增大-------弱磁增速. 使用中,要防止电动机过载, 更要防止飞车,因此,直流他激电动机设有失磁保护.

常用电动机的性能特点

采用单相电源或低压直流电源供电。
特点
结构简单、体积小、质量小、价格低、震动和噪声小、安全性好。
任务一动力源二、常用电动机性能特点
工作原理、结构、性能、作用、使用条件和运动方式与常规电机不同，以及体积，输出功率很大或很小的电动机都属于微特电机。
特性
缺点是运行时从电网吸收无功励磁功率，使电网的功率因数降低
任务一动力源二、常用电动机性能特点
小功率电动机是指电动机转速折算在1500r/min时，最大连续功率不超过1.1kw的电动机。
4.小功率电动机
主要用于专用用途或特殊用途的机电设备上。电动机适宜自动化和大批量生产。
任务一动力源二、常用电动机性能特点
1.直流电动机
直流电动机范围大，速度变化较平滑，可以做到精确调速，而且调速方法比较简单，具有优良的调速性能。
直流电动机过载能力大，可承受频繁的冲击负载，能实现频繁的无级快速起动、制动和反转，以满足生产过程中各种不同的特殊运行要求。
同步电动机同步电动机是一种交流电动机其转速与旋转磁场的转速同步即转子转速n与电网频率f之间有恒定的比例关系n60fpp为电动机的极对转速恒定功率因数可调功率高运行稳定性高性能特点二常用电动机性能特点任务一动力源异步电动机也是一种交流电动机其转子转速与旋转磁场的转速不同步存在着转差即这种电动机负载时的转速与所接电网频率之比不是恒定关系
适合于调速范围宽且需要精确调速的场合，以及对运行有特殊要求的自动控制系统。但因直流电动机有机械换向器，需要经常维护，在不允许中断工作或维修环境恶劣的地方不宜使用。又由于电刷和换向器之间会产生火花，在易燃易爆或高粉尘、高腐蚀的环境中，直流电动机的使用受到限制。

电机的分类及功能特性

电机的分类及功能特性电机分类电机的种类1．按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。

1.1直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。

1.1.1有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。

1.1.1.1电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

1.1.1.2永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

1.1其中交流电机还可分：单相电机和三相电机。

2．按结构和工作原理划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。

2.1同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

2.2异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。

2.2.1感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。

2.2.2交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机3．按起动与运行方式划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4．按用途划分：驱动用电动机和控制用电动机。

4.1驱动用电动机划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。

4.2控制用电动机又划分：步进电动机和伺服电动机等。

5．按转子的结构划分：笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。

6．按运转速度划分：高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。

1、什么是直流电机？答：输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机2、什么是交流电机答：输出或输入为交流电能的旋转电机，称为交流电机。

电机特性分析

旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向与三相交流电的相序一致;改变三相交流电的相序,即A-B-C 变为C-B-A,旋转磁场反向;要改变电动机的转向,只要任意对调三相电源的两根接线.式中, f 为电源频率50HZ;p 为电动机的磁极对数.电动机的磁极对数为1时,同步转速为3000r/min; 电动机的磁极对数为2时,同步转速为1500r/min; 电动机的磁极对数为3时,同步转速为1000r/min.定子绕组线端连接方式注意: 三相绕组连接成星形,每相绕组承受相电压220V;三相绕组连接成三角形,每相绕组承受线电压380V例2:一台4极三相异步电动机,电源频率50Hz, 额定转速1440r/min,转子电阻0.02欧,转子电抗0.08欧,转子电动势E20=20V,求: 1)电动机的同步转速;2)电动机起动时的转子电流.解; 1)电动机为4极,磁极对数p=2, 有n0=60f/P=3000/2=1500r/min2)电动机起动时的转子电流三相异步电动机的转矩三相异步电动机的转矩是由旋转磁场的每极磁通与转子电流相互作用而产生的:注意,转矩与电压平方成正比自然特性上有4个特殊点:(1)理想空载转速点noT=0, n=no, S=0;(2)额定工作点 T=T N , n=nN, S=S N ;此时有 (3)起动工作点 T=Tst, n=0, S=1;此时有 (4)临界工作点T=Tanm, n=nm, s=Sm;有: 2202222)(SX R U SR K T +=pf n 600=A X R E I st 5.24208.002.0202222022202=+=+=NNN n P T 9550=00n n n S N N =2202222X R U R K T st +=N st st T T =λ202X R S m =2022X U K T man =Nman m T T =λ人工机械特性介绍4种人工特性,即:降低定子电压时,定子电路串入电阻或电抗时,变频率时,线绕电动机转子串电阻时。

第六章稳定性问题概述和各元件机电特性

I q E q U q
Eq U q xd I d X 0 U d xd I q jI d
E X jI d
U
X jI q d
X jI d d

I
U I d d
d
隐极式发电机相量图
第二节同步发电机组的机电特性
若发电机与无限大容量母线相连，则其功-角特性曲线，如下图所示： EU PE
转动惯量转子机械角加速度作用与转子的不平衡转矩
转子机械角速度
M M m M e
机械转矩，属于驱动转矩电磁转矩，属于制动转矩
第二节同步发电机组的机电特性
一、同步发电机组转子运动方程
当转子以额定转速（即同步转速）时，其动能为： o
Wk 1 2 Jo 2
d 2Wk d J 2 M dt 0 dt
惯性时间常数 TJ 及其物理意义
TJ 是机组单位容量所具有物理意义 1 ：在额定转速时，动能的2倍。这反映了发电机组转子在额定转速时的机械转动的惯性。
物理意义2：当机组输出的电磁转矩 M e 0 ，输入的机械转矩 M m 1，则不平衡转矩 M 1 0 1 时，机组从静止升速至额定转速所需的时间。
n n PEi Re( Ei I i ) Re Ei E jYij Ei E j (Gij cos ij Bij sin ij ) j 1 j 1
第二节同步发电机组的机电特性
（1）隐级同步发电机的功—角特性 E q
q
发电机的功-角特性：发电机输出的电磁功率和功率角的关系。 1.以空载电动势 Eq 和同步电抗 X d 表示发电机时发电机输出的有功功率的表达式为

机电工程的构成及特点

机电工程的构成及特点机电工程是指利用机械、电气、电子、计算机等学科的知识与技术相结合，为实现现代化生产、科研和生活的需要而进行的综合性工程。

本文将从机电工程的构成和特点两个方面进行介绍。

一、机电工程的构成1. 机械工程机械工程是机电工程的基础。

它研究机械的结构、性能、制造、加工和运动规律等方面的问题，包括机械设计、制造、加工、维修和管理等内容。

机械工程具有结构复杂、运动精度高、耐久性强等特点。

2. 电气工程电气工程研究电力、电磁和电子学等方面的问题。

它主要涉及电力系统、电气设备设计、控制系统、电子技术、通信技术、自动化技术等方面的内容。

它具有高精度、高速度和高可靠性的特点。

3. 电子工程电子工程是机电工程中的一个重要学科，它主要涉及电子元器件、电路、微处理器以及通讯、控制等各种应用。

电子工程的研究领域非常广泛，涉及到从通信技术到计算机科学等诸多领域。

4. 计算机科学与技术计算机科学与技术在机电工程中起到了越来越大的作用，它是一门涵盖计算机硬件、软件和应用的学科，主要研究计算机系统的设计、开发、维护和应用等方面的问题。

计算机科学与技术在机电工程中的应用主要包括自动化控制、数字化、信息处理等。

二、机电工程的特点1. 复合性机电工程是由多个学科领域相互交叉、相互渗透而形成的技术体系，具有明显的复合性和交叉性。

不同学科之间的相互作用和融合是机电工程的特征之一。

2. 综合性机电工程具有强的系统性和综合性。

它需要从制造、加工、安装和维护多个环节进行综合考虑和管理。

机电工程需要各个学科之间的协同配合，才能最终实现预期目标。

3. 适应性随着科学技术不断进步，机电工程也需要不断地扩充和更新自身的知识和技术。

机电工程的适应性强，能够应对不同领域、不同需求和不同复杂程度的任务要求。

4. 应用性机电工程是一门应用性很强的学科，其主要目标是实现各种应用需求。

机电工程研究的所有知识和技术，都是为解决实际问题服务的。

它直接影响到生产力水平和社会发展的进程。

机械特性分析

机械特性指的是动力力矩（或者动力）与速度的关系；如果阻力矩增大，这时动力力矩也随之增大，速度却不减小，保持恒速，就是机械硬特性；我们常用的异步电机，是机械硬特性，俗称恒速电机，机械特性曲线是一条水平下降的直线；如果阻力矩增大，这时动力力矩也随之增大，速度也随之减小，不能保持恒速，就是机械软特性；电机的机械软特性，原理就是大家常说的恒功率调速，电机的输出功率一定时，既：功率=转矩×转速，出力小时，速度会增大，出力大时，速度会减小；举例说：1）大家自驾车在高速公路上，如果遇到上坡路时，会减速，平路时会加速；2）又例如坐火车时，大家发现火车爬坡时，也会减速以增大爬坡时需要的大的牵引力；3）又例如，大家使用的手电钻，空开时，听到转速很高，重载钻时速度一下就降下来，因为他要使劲克服阻力；不管是直流还是交流调速系统，“电流闭环”调速时，机械特性为软特性！不管是直流还是交流调速系统，“速度闭环”调速时，机械特性为硬特性！加工机械，有时需要机械硬特性，有时需要软特性；钻，就需要机械软特性，机械硬特性就折钻头；切削，就需要机械硬特性，恒速，不留痕。

伺服电流闭环控制时，其机械特性为软特性：1）负载增大时，电流要增大，这时速度会减小，保持电流不变；2）负载减小时，电流要减小，这时速度会增大，保持电流不变；伺服速度闭环控制时，其机械特性为硬特性：1）负载增大时，这时速度要减小，增大力矩，保持速度不变；2）负载减小时，这时速度会增大，减小力矩，保持速度不变；异步电机的机械特性是硬特性，如果变频器调速控制异步电机时，电流闭环控制时，机械特性是软特性。

1）“电流闭环”，就是电流恒定；2）当负载增大时，就是阻力矩增大时，转子转速要降低，转差要增大，电流要增大，频率调节器调节输出频率下降，即转差不变，电流不变，转速降低；3）当负载减小时，就是阻力矩减小时，转子转速要升高，转差要减小，电流要减小，频率调节器调节输出频率上升，即转差不变，电流不变，转速升高；普通电机的特性是软特性，负载轻时转速高，转速能高到那里去？是有限的，不是无限的！对于机械硬特性的异步电机，速度几乎是恒速的，空载转速也不会高！用变频器的“电流闭环控制”可以获得机械软特性；用变频器的弱磁调速，既恒功率调速，不是机械软特性，是负载的性质：1）例如风机、水泵，转速高时，转矩是增加的，不适宜变频弱磁调速，这就说明变频器的弱磁调速，不是机械软特性的概念；2）如果负载的性质是，转速高，转矩小，成反比，那么这个负载才可以进入变频弱磁调速，否则是不允许的！可以根据额定功率计算转速和转矩，然后根据负载的性质确定是否允许弱磁调速；2、也就是说，变频调速时，不是随意可以进入弱磁调速，必须是负载机械特性既转矩与速度的关系所允许的；3、否则，进入弱磁调速的结果是过载、过流，电机、变频将过流、过载保护或损坏！。