第九章_电机的选择
《电机控制》PPT课件(2024版)
整理ppt
18
4.实验参考程序
/**************************************************************************
* 控制步进电机快速前进200步，降低速度再前进50步，再次降低速度前进5步，然后停止。
* 停止一段时间后，控制步进电机以相反的步调退回原地。
int
main (void)
{
uint32 i;
uint8 Direction=0,Speed=3;
PINSEL1 = PINSEL1 & 0x0FFFFFFF;
// 设置P0.30为GPIO功能，输入
IO0DIR = IO0DIR & 0xBFFFFFFF;
// 设置P0.21为PWM功能，通过控制PWM的占空比从而控制直流电机的速度
U
U
效t
t
8
1．PWM（Pulse Width Modulation）脉冲调宽式
一个PWM周期
20％占空比 一个PWM周期
50％占空比
2．PFM（Pulse Frequency Modulation）脉冲调频式
1个脉冲
25％占空比 2个脉冲
50％占空比
整理ppt
9
1.2 控制电路--驱动部分
PINSEL1 = PINSEL1 | 0x00000400;
//设置P1.21为GPIO，输出。通过控制P1.21的电平从而控制直流电机的方向
IO1DIR = IO1DIR | (1<<21);
ZLDJ_SET(Direction,Speed);
//电机以最快速度正转
while(1)
异步电动机
n1 n0 根据 s0 = n1
额定转差率： 额定转差率：
得 得
60 f 3000 p= = =4 n1 750
n0 = n1 sn1 = 748r / min
n1 n N 750 730 sN = = = 0.0267 n1 750
§9.2 三相异步电动机的等效电路及参数
60 f1 60 × 50 = = 1000 r / min 同步转速： 同步转速： n1 = p 3
转差率： 转差率：
n1 n 1000 960 s= = = 0.04 n1 1000
f 2 = sf1 = 0.04 × 50 = 2 Hz
一台50Hz的异步电动机，额定转速nN=730r/min, 的异步电动机， 例2. 一台 的异步电动机 空载转差率为0.00267，求电动机的极对数、同步转速 ，求电动机的极对数、 空载转差率为 、空载转速及额定负载时的转差率。 空载转速及额定负载时的转差率。 解： nN=730r/min对应的同步转速应是 对应的同步转速应是750r/min 对应的同步转速应是
2
转子电流频率 旋转磁场与转子间的相 对转速为 (n1 n)
3
主磁通
U1 Φ= 4.44 N1 f1
4
转子电流
I2 = E2 R2 + X
2 2 2
启动前的转子电动势
=
sE
2
2s
启动前的漏磁感抗
R 2 + ( sX =
)2 2s
5
转子功率因数
cos 2 = R2 R2 + X
2 2 2
9.2
R2 R 2 + ( sX
额定转速下的I （ ） 额定转速下的 2（N） =
第九章_同步发电机的运行教育课件
只有在事故情况下，当系统必须切除部分发电机 或线路时，为防止系统静态稳定破坏，保证连续
供电，才能容许发电机短时过负荷。
技术研究
发电机经高电阻接地后，发电机单相接地故障时可限制健全 相的过电压不超过2.6倍额定相电压；限制接地故障电流不 超过10~15A；为定子接地保护提供电源，便于测量；发生 单相接地时，总的故障电流不宜小于3A，以保证接地保护 不带时限立即跳闸。
技术研究
page22
8、发电机的冷却方式
定子/转子绕组/定子铁芯 全氢冷 水氢氢 水水空 水水氢 全水冷
补偿后的单相电流小于1A，可不跳闸停机，仅作用 于信号，提高供电的可靠性。
技术研究
page21
经高电阻接地方式
适用于200MW及以上的大机组。
具体装置是将电阻R经单相接地变压器T0（配电变压器或电 压互感器）接入中性点，电阻接在变压器的二次侧。接地变 压器的一次电压取发电机的额定电压，二次电压可取100V 或220V。接地变压器的型式以干式单相配电变压器为宜 。 部分引进机组采用直接接入数百欧姆的高电阻 。
定子电压降低5% 定子电压增加5% 定子电压低于95% 定子电压高于105%
定子电流增加5% 定子电流降低5% 定子电流不超过额定值的5% 发电机降低出力
端电压最高和最低限值为额定值的110%-90%
技术研究
page28
频率和功率因数不同于额定值时发电机运行
运行频率在±0.5HZ变化 频率高于额定值 频率低于额定值
运行状态 将高压断路器合上，即机组与主系统并列。
技术研究
page17
锦州发电机的冷启动规程
备用变向厂用电系统供电；
锅炉点火，汽轮机冲转，电液调速打到低转速档，在达到 500转/分前，每分钟增加100转，之后，在达到1000转/分时 检查机组的振动等情况，暖机半小时，在达到2800转前，每 分钟增加800转，迅速超过临界转速，在达到2800转/分后， 电液调速打到高速档，每分钟增加50转，在转速稳定后准备 同期并网。
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。
而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。
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。
第九章 变幅机构
— —滑轮效率
6）牵引绳下垂度引起的阻力H
H (4 ~ 6）q1l
（2）牵引绳最大张力
作用在小车上的最大运行阻力为上述各项阻力之和：
W W f WS W p W p WW S H
牵引绳的最大张力为：
S W
1
1
1
(W f WS W p W p WW S H )
图9-1 变幅方案
3 、非平衡变幅机构和平衡变幅机构
幅度改变时,物品和臂架的重心要变化,为克服 重心变化引起的阻力,需要很大的驱动功率.因此， 在非工作性变幅时采用非平衡变幅，在工作性变幅 时采用平衡变幅。
4 、动臂变幅保持重物水平移动的方法
（1）滑轮组补偿法: 补偿原理:吊钩随吊臂 端点的上升而上升,又由于 补偿滑轮组长度的缩短而下 降,如满足下式:
式中：T——正常工作时的最大变幅力；
v — —变幅钢丝绳速度；
2 — —滑轮组倍率；
2， — —变幅滑轮组和导向滑轮效率；
2 — —变幅机构传动效率；
（5）制动力矩计算
M T M max
M max
Tmax Dm 2 2 2 2 i
M max — —最大变幅力Tmax 换算到制动器轴上的最大力矩；
V — —小车运行速度
t S — —起动时间
回转时小车和重物的离心力W
p
Wp
( PQ G)n 2 R 900
n — —起重机回转速度（r / min)
R——幅度（m）
4）迎风阻力 WW
WW qt A
qt — —工作风压 A——重物和小车的迎风面积
直流电动机的应用第九章应用实例-本科毕业论文
直流电动机的应⽤第九章应⽤实例-本科毕业论⽂第九章应⽤实例在本章中，将前⼏章所学的内容进⼀步扩展，设计并完成⼏个完整的应⽤实例，巩固所学的知识。
特别是提⾼程序设计和调试能⼒。
9.1 直流电动机的应⽤直流电动机的基本知识 1）直流电动机⼯作原理直流电动机就是将直流电能转换为机械能的转动装置。
直流电动机具有良好的调速性能、较⼤的启动转矩和过载能⼒强等诸多优点，因此在许多⾏业中应⽤⼴泛。
特别在全国⼤学⽣电⼦设计竞赛中，微型直流电机、电动⼩车多次作为控制类题⽬主要控制对象。
微型直流电机（包括玩具直流电机、⼩型直流减速电机等）⼀般为永磁式直流电动机。
永磁式直流电动机由定⼦磁极、转⼦、换向器、电刷、机壳、轴承等构成。
定⼦磁极采⽤永磁体(永久磁钢)，定⼦的作⽤是产⽣主磁场。
转⼦为进⾏能量转换的电枢，在磁场中产⽣感应电动势和电磁转矩。
直流电机定⼦固定有环状永磁体，电流通过转⼦上的线圈产⽣安培⼒，当转⼦上的线圈与磁场平⾏时，再继续旋转受到的磁场⽅向将改变，因此此时转⼦末端的电刷跟换向⽚交替接触，从⽽线圈上的电流⽅向也改变，产⽣的洛伦兹⼒⽅向不变，所以电机能保持⼀个⽅向转动。
要改变直流电机旋转⽅向，只需要改变转⼦线圈电压极性。
直流电机转速公式：Φ-=e ad C IR U n 式中，U d 为电机外加直流电压，R a 为电枢绕组电阻，Ce Φ为电机常数，I 为电机电流，电机电流与负载⼤⼩有关。
从直流电机转速公式可见，只要改变电枢电压就能实现直流电机的⽆极调速。
2）直流电机驱动电路⼩功率直流电机驱动电路可以采⽤如图9_1所⽰的H 桥开关电路。
这种驱动电路可以很⽅便地实现直流电机的四象限运⾏，即正转、正转制动、反转和反转制动。
UA 和UB 是互补的TTL 驱动信号。
由于⼤功率PNP 晶体管价格⾼，难实现，所以这个电路只在⼩功率电机驱动中使⽤。
当四个功率开关全⽤NPN 晶体管时，需要解决两个上桥臂晶体管(BG1和BG3)的基极电平偏移问题。
电机选型手册目录模板
电机选型手册目录模板电机选型手册目录
第一章：引言
1.1 项目背景
1.2 选型的重要性
1.3 本手册的目的
第二章：电机基础知识
2.1 电机的定义
2.2 电机的分类
2.3 电机的工作原理
第三章：选型前的准备工作
3.1 项目需求分析
3.2 重要参数的确定
3.3 工作环境的考虑
第四章：电机选型过程
4.1 设计特性的分析与匹配
4.1.1 转矩-转速特性
4.1.2 功率-转速特性
4.1.3 效率-负载特性
4.2 电机标称参数的确定
4.3 电机效率分析
4.4 选择适当的电机类型
第五章：电机选型实例
5.1 某工业机械设备电机选型实例 5.2 家用电器电机选型实例
5.3 汽车电机选型实例
第六章：电机选型的注意事项
6.1 质量认证与可靠性
6.2 供应商选择与合作
6.3 长期维护与备件支持
6.4 成本与性能综合考虑
第七章：电机选型的评估指标
7.1 功率因数
7.2 效率等级
7.3 起动方式
7.4 轴承选型
第八章：电机选型的未来发展趋势 8.1 新型电机技术
8.2 环保与能效要求
8.3 自动化与智能化
第九章：结论
9.1 选型流程总结
9.2 取得的成果与收获参考文献
附录：常用电机型号推荐。
第九章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态 第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式
U
2 X
(10 17)
R12
(X1
X
' 2
)
2
正号对应于电动机状态，而负号则适用于发电机状态 考虑 R1 << ( X1 + X2') ,可得：
Sm
R2'
X1
X
' 2
(10 18)
Tm
m1U
2 X
20 ( X1
X
' 2
)
(10 19)
可以看出：
4.几点规律
1)当电动机各参数及电源频率不变时， Tm 与 UX2 成正比，sm 因与 UX 无关而保持不变
二.异步电动机机械特性的参数表达式
采用参数表达式可直接建立异步电动机工作时转矩和转速关系并 进行定量分析
E
' 2
2f1W1kW1 m (10 5)
0
2f
p
(10 6)
T
m1 0
E
' 2
I
' 2
c
os
' 2
(10 7)
E
' 2
I
' 2
Z
' 2
(10 8)
R2'
c
os
' 2
PT
3I
2 2
R2 R f s
(10 44)
转子轴上机械功率为
P2 PT (1 s) (10 45)
s > 1，P2 为负值，即电动机由轴上输入机械功率 转子电路的损耗为
DP2 PT (1 s) (10 45)
DP2 数值上等于 PT 与 P2 之和，所以反接制动时能量损耗极大 3)用途 可以用于稳定下放位能性负载
八年级物理第九章电动机课件
电流
手形
伸开左手，使大拇指 跟其余四个手指垂直， 并且都跟手掌在同一 平面内，把左手放入 磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，使四个 手指所指方向为电流 方向。那么大拇指所 指的方向就是通电导 体受力方向。
N
S
返回
磁 场 对 电 流 的 作 用
左手定则
磁场
电流
手形
伸开左手，使大拇指 跟其余四个手指垂直， 并且都跟手掌在同一 平面内，把左手放入 磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，使四个 手指所指方向为电流 方向。那么大拇指所 指的方向就是通电导 体受力方向。
小结： 1、磁场对电流的作用： A、通电直导线在磁场中受到力的作用：
B、通电线圈在磁场中受到力的作用而转动
受力方向、电流方向、磁感线方向可用左手定则进行判定 2、电动机 a、结构: b、工作原理: c、换向器作用: d、能量转化: e、生活中的电动机：
磁场对电流的作用
直流电动机工作原理练习题 迷实验室左手定则磁场
电流
手形
返回
伸开左手，使大拇指 跟其余四个手指垂直， 并且都跟手掌在同一 平面内，把左手放入 磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，使四个 手指所指方向为电流 方向。那么大拇指所 指的方向就是通电导 体受力方向。 练习
N
S 改变磁场方向 改变电流方向 同时改变磁场 和电流方向 通电导体在磁场中受到的 力的方向跟电流方向和磁 感线方向有关。
S
N
返回
磁 场 对 电 流 的 作 用
直流电动机的基本构造
直流电动机的一个工作循环
A
B
C
D
生活中常见的电动机
生活中常见的电动机
实际的直流电动机有多个线圈和换向器
生活中常见的电动机
《电力系统分析》第九章 机组的机电特性
Eq j( X d X q )Id
EQ
jIX q
jId X d
Eq
E jIX d
Uq
U
Iq I
jIq X d
Id Ud
d
第九章 机组的机电特性
由相量图，可得
EQ jEQ U jIX q
Eq jEq EQ j(X d X q )Id U jIX q j(X d X q )Id
j 1
j i
设
Yij Gij jBij Yij e jij
Gij Yij cosij
Bij Yij sin ij
ij
tan1 Bij Gij
通过推演，可得
m
Pi Ei2Gii Ei E j Yij sin(ij ij ) j 1 ji
其中 ij 90 ij ，为导纳角的余角。
第九章 机组的机电特性
上式表明，任一发电机发出的有功功率是该发电机电 动势相对于其它发电机电动势相量的相角差函数。
在系统含有三台及以上发电机的情况下，不能再用曲 线作出发电机的功角特性。
对于系统有两台机的情形，其功率表达式为： PE1 E12G11 E1E2 (G12 cos12 B12 sin 12 )
由回转力矩求单位机组的惯性时间常数的计算公式为
TJ
2.74GD2nN2 1000SN
式中，GD2为包括原动机在内的机组转子的回转力矩；nN 为机组的额定转速；SN为机组的额定功率。
第九章 机组的机电特性
同步发电机基本结构
dc
x
a y
f a
cq b
b z
第九章 机组的机电特性
电机与拖动课程教学大纲
电机与拖动》课程教学大纲英文名称： Motors and Electric Drives一、课程说明1．课程性质：学科基础选修课。
2．课程的目的和任务本课程的目的和任务是使学生掌握常用的交、 直流电机， 控制电机及变压器等的 基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、 分析计算及电机选择与实验方法 等，为学习《机床电气控制》及《机电一体化系统设计》等后续课程准备必要的基础 知识。
3． 适应专业：本大纲适用于机械电子工程、电气化与自动化等非电机制造类专业的 本科课程教学。
4． 学时与学分总学时 80学时，其中理论教学 66 学时，实验教学 14学时，共 4.5 学分。
教学 学时分配见第四部分。
先修课程：电路分析基础、模拟电子技术、电力电子技术等。
推荐教材或参考书目：（含教材名，主编，出版社，出版年份） 推荐使用由电子工业出版社出版，邱阿瑞主编的《电机与电力拖动》教材。
主要参考书目： （1）（2） （3） （4） （5） （6） 主要教学方法与手段本课程采用课堂教学与模型、实验教学相结合的方法。
共开设有关实验 14 个学 时，具体实验内容与所需实验仪器、设备等见实验大纲要求。
8．考核方式：（说明，成绩评定办法）理论考试成绩占 70％，实验及平时作业等占 30％。
9．课外自学要求 （ 包含作业要求 ）5．6．7．唐介主编 . 电机与拖动 . 北京：高等教育出版社， 2003顾绳谷主编 . 电机及拖动基础（第二版） . 北京：机械工业出版社， 1997 朱东起主编 . 电机学（上、下册） . 北京：中央广播电视大学出版社， 1995 李发海等编著 .电机学（上、下册 ）. 北京：科技出版社， 1991 杨兴瑶编 . 电动机调速的原理及系统 . 北京：水利电力出版社， 1979 丛望，郭镇明编 . 电机学 .哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， 1996课前需要预习，课后看书复习。
每一章后留适量的作业，要求按时完成。
电工考试参考题库4
电工考试参考题库4第八章、二次回路一、塡空题：1、二次回路是指＿＿＿＿设备相互连接的回路。
2、在正常运行时，零序电流互感器的二次侧电流为＿＿＿＿。
3、ＬＷ２是变电所控制回路中常用的控制＿＿＿＿＿＿。
4、变电所容量在＿＿＿＿＿ＫＶＡ以上的变压器应装设瓦斯保护。
5、１０ＫＶ线路首端发生短路时，＿＿＿＿＿保护动作，断路器跳闸。
6、断路器的跳闸辅助接点应在＿＿＿＿＿接通。
第九章、电机一、填空题：1、与同容量三相异步电动机相比，单相异步电动机体积较＿＿大＿＿＿过载能力较差。
2、电动机的额定功率是指＿＿＿转轴上输出的机械功率＿＿＿。
3、三相异步电动机引出线与电源常见的连接方式有两种，即＿＿Δ＿＿接法和Ｙ接法。
4、找出电动机的三相绕组后，可能用万用表的＿＿毫安或微安＿＿档找出定子绕组的首尾端。
5、运行中的三相异步电动机若发生某一相电路开路时，因电动机一般＿＿仍在继续运行＿＿，因而有可能导致烧毁电机。
二、选择题：1、三相鼠笼式异步电动机运行时发生转子绕组断条后的故障现象是（）。
2、电动机温升试验的目的是考核电动机的（）。
3、三相异步电动机采用Ｙ－Δ减压启动时，其启动电流是全压启动电流的（）。
4、有些绕线式异步电动机装有碳刷短路装置，它的主要作用是（）。
5、异步电动机空载时的效率是（）。
6、如果使直流电动机在额定电压下直接启动，启动电流将是电枢额定电流的（）。
三、判断题：1、电动机额定情况工作时，回在定子绕组每相上的电压主称为相电压（）。
2、可以通过改变鼠笼型电动机定子极对数对其调速（）。
3、直流电动机的基本结构和直流发电机完全一样（）。
4、三相异步电动机不论运行情况臬，其转达差率都有是在０至１之间（）。
5、Ｙ－Δ降压启动只适用于鼠笼式异步电动机，不适用于绕线式异步电动机（）。
四、简答题：1、电动机的电气制动有哪些方法？第十章、安全用电一、填空题：1、电伤是指＿＿电流＿＿对人体造成的外伤。
如电灼伤，电烙印和皮肤金属化等。
泵站设计手册第十二册(3篇)
第1篇第一章引言泵站是水利工程中的重要组成部分，广泛应用于防洪、灌溉、供水、排水等领域。
随着我国水利事业的不断发展，泵站设计技术也在不断创新和提高。
本手册旨在为泵站设计人员提供一套全面、系统的设计指导，以促进泵站工程的安全、高效运行。
第二章泵站设计基本原理2.1 泵站设计基本概念泵站设计是指在满足工程需求的前提下，合理选择泵站类型、布置、设备、结构及配套设施等，确保泵站工程安全、可靠、经济、合理。
2.2 泵站设计基本原则（1）遵循国家有关水利工程的法律法规和技术标准。
（2）符合水利行业设计规范和设计手册。
（3）充分考虑工程地质、水文、气象等自然条件。
（4）满足工程使用功能和经济效益。
（5）确保工程安全、可靠、经济、合理。
2.3 泵站设计基本流程（1）收集资料：包括地形、地质、水文、气象、社会经济等资料。
（2）确定设计标准：根据工程规模、功能、效益等确定设计标准。
（3）方案设计：根据设计标准和收集的资料，进行方案设计。
（4）详细设计：对方案进行详细设计，包括设备选型、结构设计、布置设计等。
（5）施工图设计：根据详细设计，绘制施工图。
（6）设计评审：对设计方案进行评审，确保设计质量。
第三章泵站类型及布置3.1 泵站类型（1）固定式泵站：适用于常年或季节性用水，泵站结构简单，运行稳定。
（2）移动式泵站：适用于临时或应急用水，泵站结构轻便，便于移动。
（3）半固定式泵站：介于固定式和移动式之间，适用于短期用水。
3.2 泵站布置（1）中心布置：泵站位于河道中心，适用于河道流量较大、岸线较窄的工程。
（2）岸边布置：泵站位于河道岸边，适用于岸线较宽、河道流量较小的工程。
（3）低洼布置：泵站位于低洼地带，适用于低洼地区排水、灌溉工程。
第四章泵站设备选型4.1 泵站设备分类（1）泵类：包括离心泵、轴流泵、混流泵等。
（2）电机类：包括同步电机、异步电机等。
（3）阀门类：包括闸门、蝶阀、球阀等。
（4）辅助设备：包括变频器、控制系统、保护装置等。
第九章 三相异步电动机的基本结构及运行分析
第九章 异步电动机
第一节 基本结构、分类及铭牌
３．气隙
异步电机的气隙是很小的，中小型电机一般为０．２～２ ｍｍ。气隙越大，磁阻越大，要产生同样大小的磁场，就需要 较大的励磁电流。由于气隙的存在，异步电机的磁路磁阻远比 变压器为大，因而异步电机的励磁电流也比变压器的大得多。 变压器的励磁电流约为额定电流的３％，异步电机的励磁电流 约为额定电流的 ３０％。励磁电流是无功电流，因而励磁电 流越大，功率因数越低。为提高异步电机的功率因数，必须减 少它的励磁电流，最有效的方法是尽可能缩短气隙长度。但是 气隙过小会使装配困难，还有可能使定、转子在运行时发生摩 擦或碰撞，因此，气隙的最小值由制造工艺以及运行安全可靠 等因素来决定。
第一节 基本结构、分类及铭牌
一、三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机由固定的定子和旋转的转子两个基本部分组 成，转子装在定子内腔里，借助轴承被支撑在两个端盖上。 为了保证转子能在定子内自由转动，定子和转子之间必须有 一间隙，称为气隙。
１．定子
定子由定子三相绕组、定于铁心和机座组成。 定子三相绕组是异步电动机的电路部分，在异步电动机的运行 中起着很重要的作用，是把电能转换为机械能的关键部件。 定子三相绕组的结构是对称的，一般有六个出线U1U 2 V1V2 W1W2 置于机座外侧的接线盒内，根据需要接成星形或三角形
（７）极相组
极相组是指一个磁极下属于同一相的线圈按一定方式串联成的 线圈组。
第九章 异步电动机
第二节 交流绕组
２．交流绕组的基本要求
（１）在一定的导体数下，绕组的合成电势和磁势在波形上应 尽可能为正弦波，在数值上尽可能大，而绕组的损耗要小，用 钢量要省。 （２）对三相绕组，各相的电势和磁势要求对称而各相的电阻和 电抗都相同。为此必须保证各绕组所用材料、形状、尺寸及匝数 都相同且各相绕组在空间的分布应彼此相差１２０°电角度。
电机及电力拖动课程《教案》
电机及电力拖动课程《教案》第一章：电机的基本概念1.1 电机的定义与分类1.2 电机的工作原理1.3 电机的性能参数1.4 电机的优缺点分析第二章：直流电机2.1 直流电机的基本结构2.2 直流电机的工作原理2.3 直流电机的特性2.4 直流电机的应用实例第三章：交流电机3.1 交流电机的基本结构3.2 交流电机的工作原理3.3 交流电机的特性3.4 交流电机的应用实例第四章：电力拖动系统4.1 电力拖动的基本原理4.2 电力拖动系统的分类4.3 电力拖动系统的性能分析4.4 电力拖动系统的应用实例第五章：电机与电力拖动的控制技术5.1 电机控制技术的基本概念5.2 电机控制技术的分类5.3 电机控制技术的应用实例5.4 电机控制技术的发展趋势第六章：电机的设计与制造6.1 电机设计的基本原则6.2 电机参数的计算与选择6.3 电机制造工艺及流程6.4 电机性能的测试与检测第七章：电机故障诊断与维修7.1 电机故障的类型及原因7.2 电机故障诊断的方法7.3 电机维修的基本工艺7.4 电机故障案例分析与维修实例第八章：电力电子技术在电机控制中的应用8.1 电力电子器件及其特性8.2 电力电子变换器及其控制8.3 电力电子技术在电机调速中的应用8.4 电力电子技术在电机节能中的应用第九章：电机及电力拖动的保护与节能9.1 电机保护的原理与方法9.2 电机保护装置及其应用9.3 电力拖动的节能技术9.4 电机节能案例分析与应用第十章：电机及电力拖动在现代工业中的应用10.1 电机及电力拖动在制造业中的应用10.2 电机及电力拖动在交通运输中的应用10.3 电机及电力拖动在电力系统中的应用10.4 电机及电力拖动在新能源领域的应用重点解析本教案涵盖了电机及电力拖动课程的十个章节，全面介绍了电机的基本概念、结构、工作原理、性能参数、优缺点、控制技术、设计制造、故障诊断与维修、保护与节能以及在现代工业中的应用等方面的知识。
第九章异步电机的理论分析与运行
转子绕组内感应电动势。主磁通与转子电 流共同作用产生有用的电磁转矩，实现电 能转换为机械能。 在数量上φ m表示每极的基波磁通量。 60 f1 以同步速旋转 n1 p 主磁通途经五段磁路：空气隙、定子齿、 转子齿、定子轭和转子轭。
主磁路（主磁通经过的路径）：
n=0，s=1。 在 理 想 空 载 情 况 下 ， 无 阻 力 转 矩 ， 则 n=n1 ， s=0，转子转速便达到同步转速。 当负载转矩愈大时，必须有较大的转子电流和 电势，因而必须有较大的转差率。 在实际的电动机运行情况下，因拖动着机械负 载，电磁转矩必须要克服负载阻力转矩，n＜n1， 故电动机的转子必须有适当的转差率。
转子绕组
转轴
一、异步电动机的定子
定子铁心——磁路部分，放置定子绕组。 一般采用导磁性能良好和比损耗小的电工硅钢 片叠成。 为了嵌放定子绕组，在定子铁心内圆冲出许多 形状相同的槽——定子槽。 定子绕组——电路部分——感应电势。 机座——固定和支撑定子铁心。
1. 定子铁心
1. 定子铁心
2．定子槽形
二、异步电机的磁场
总结： 转子电流产生的旋转磁动势的转速与定子电流产生的 旋转磁动势的转速相同，都等于同步转速n1，它们在 空间保持相对静止，与转子的转速无关。气隙磁场由 转子磁场和定子磁场合成。这样异步电机定转子磁场 与变压器一二次磁场一样，都符合磁动势平衡原则。
主磁通和漏磁通
一、主磁通φ m 主磁通——由基波磁势产生的互磁通。
成型绕组
散嵌绕组
半闭口槽—小型异步电机，绕组用圆导线绕成。 半开口槽—低压中型异步电机，绕组是成型线圈。 开口槽 — 高压大中型异步电机，绕组是用绝缘带包扎并浸漆 处理过的成型线圈。
第九章 第一节 机械特性方程
根据上面的公式，有哪些方式可以人为地 改变机械特性呢？
1 电枢串联电阻
他励直流电动机 固有机械特性
UN Ra RΩ n T 2 Ce N CeCT N
稳定运行点
不稳定运行点
具体是如何变化的？
电压变化时的情况 负载变化时的情况
1 Ra ~ 2
额定运行点
2 U N I N PN 2 3 IN
TN CT N I N
（二）人为机械特性的绘制
各种人为机械特性的计算较为简单，只要把相应的参数值代入 相应的人为机械特性方程式即可。 [例9-1 ] 一台Z2 型他励直流电动机的铭牌数据为：PN 22kW
三、机械特性的绘制
（一）固有机械特性的绘制
固有机械特性是一条直线，只要求出线上两个点的数据，就可 绘出这条直线。一般选择理想空载及额定运行两点较为方便。 理想空载点
UN n0 Ce N
其中
EN U N I N Ra Ce N nN nN
IN， UN及nN 为已知，Ra 可以估算
一、机械特性方程式
写出下列方程式：
感应电动势：Ea=？
电磁转矩： Te=？
电路电动势平衡方程： U=？ 能量守恒： P=F（Ea）=F（Te）
一、机械特性方程式
感应电动势： Ea Cen 电磁转矩： T CT I a 电路电动势平衡方程： Ea I a R U
电机转速特性：
将
n0 nN nN % 100% nN
6 为什么最后一段的机械特性曲线会上翘？
当电枢电流较大时，由于饱和的影响，产生去磁作用。磁 通降低，转速就要回升，机械特性在负载大时呈上翘现象。
第九章 变幅机构
2
8y
§2 变幅机构的 P f Ph Ps
6、电动机和减速器的选择 电机的静功率：
N
j
P jV c 1 0 0 0
根据静功率初选电机，然后选减速器。并视情况选制动器，一 般这种变幅机构的运行阻力大于惯性力，故通常不安装制动器。 电机发热和起动时间计算参见第六、七章。
第九章
变幅机构
内容：变幅机构的组成和主要形式； 变幅机构的计算；
§1 变幅机构的组成和主要型式
从起重机旋转轴线到吊钩中心的水平 距离，称为起重机的幅度。为了扩大起 重机的作业范围，就要用变幅机构来改
变起重机的幅度。当变幅机构和旋转机
构协同工作时，起重机的作业范围是一 个环形空间。
变幅机构按结构型式分为运行小车式
§2 变幅机构的计算
7、打滑验算
牵引绳的驱动靠卷筒与绳间的摩擦力，故应按照欧拉公式验算 绳在卷筒上是否满足不滑动的要求，即
S m ax S e
/
S m ax k 2 S k 2 P j S k2 1
/
2 为保证小车的平稳运行，牵引绳应
保持恒定的张力，故应将滑轮2做成张
采用小车式变幅机构。
§2 变幅机构的计算
一、 小车式变幅机构
计算与运行机构相似，计算如下： 1、 摩擦阻力
Pm M d 2 Q G xc k 2 Dc
m
Dc / 2
2、 坡度阻力
Pp M
p
3、 风阻力
Pf M
f
Dc / 2
Q G xc sin
紧轮。
§2 变幅机构的计算
二、动臂式变幅机构
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本章教学基本要求
1.了解电动机选择的主要内容；
2.了解电动机的发热、冷却与工作制；
3.掌握连续工作制、短时工作制、周期性断续工作制 电动机容量(power)的选择； 4.通过实例了解具体应用中电动机容量的选择；
重点
(1)连续工作制 (2)短时工作制 (3)周期性断续工作制方式下电动 机容量的选择。
9.1电动机选择的主要内容
2.电动机结构类型的选择 根据机械设备对电动机的安装及 连接要求选择电动机的安装方式 根据机械设备及电机所处环境选 择电机的防护方式
9.1电动机选择的主要内容
3.电动机额定参数的选择
1)额定电压的选择 电动机的额定电压的等级、相数、频率 2)额定转速的选择 满足生产机械的工艺要求(如安装类) 3)额定功率 完全满足生产机械对电动机的功率、转矩、转 速以及起动、调速、制动和过载等要求，使电动机在 运行中能够被充分利用，而且其温升不致超过而是接 近国家标准所规定的温升
3. 电动机的绝缘等级 从发热方面来看，决定电动机容量的一个主要因素就是它的绕组 绝缘材料的耐热能力，也就是绕组绝缘材料所能容许的温度。电动机 在运行中最高温度不能超过绕组绝缘的最高温度，超过这一极限时， 电动机使用年限就大大缩短，甚至因绝缘很快烧坏而不能使用。根据 国际电工委员会规定，电工用的绝缘材料可分为7个等级，而电动机中 常用的有A、E、B、F、H5个等级，而各等级的最高容许温升分别为 105℃、120℃、130℃、155℃、180℃。我国规定40℃为标准环境温度， 绝缘材料或电动机的温度减去40℃即为允许温升，用τmax 表示。
9.3电动机容量的选择
实际工程应用中，常常采用统计法和 类比法
1、统计法是将同类型设备所选用电动机的容量进行统 计分析，找出电动机容量与该类生产机械主要参数之间 的关系，根据实际情况，定出相应的指数，得到电动机 容量的相应计算公式。 2、类比法是指对经过长期运行考验的同类生产机械所 采用电动机的容量进行调查，并对生产机械及电动机的 主要参数和工作条件进行类比，确定新生产机械所选电 动机容量的方法。 原因：一：电机负载图难以精确汇出 二：工程计算相当繁琐，工作量很大
9.3电动机容量的选择
2.变化负载下电动机容量的选择
由于电动机一个周期内的温升不仅与负载的 大小有关还与负载的持续时间有关，生产机械平均 功率PL只能反映电动机的平均温升，因此按 PN=(1.1~1.6) PLd预选电动机额定功率，大负载的运 行时间长则应选择较大系数，再计算出电动机的温 升变化曲线得到最高温升τmax，并对电动机进行校 验。 由于电动机的最高温升τmax计算困难，因此常 常采用平均损耗法、等效法（等效电流法 、等效 转矩法 、等效功率法 ）间接计算法。等效法选择 电动机容量后，再对起动能力和过载能力进行校验。
④ 防爆式 在封闭结构的基础上制成隔爆型，增安型和正压型3类， 都适用于有易燃易爆气体的危险环境，例如油库、煤气站或矿井等场 所。 对于湿热地带、高海拔地区及船用电机等，还得选用有特殊防护 要求的电机。 3. 额定电压的选择 电动机的额定电压的选择，取决于电力系统对该企业的供电电压 和电动机容量的大小。 交流电动机电压等级的选择主要依使用场所供电电压等级而定。 一般低电压网为380V，故额定电压为380V(Y或△接法)、 220/380V(△/Y接法)，380/660V(△/Y接法)3种；矿山及煤厂或大型化工 厂等联合企业，越来越要求使用660V(△接法)或660/1140V(△/Y接法) 的电机。等电动机功率较大，供电电压为6000V或10000V时，电动机 的额定电压应选与之适应的高电压。 直流电动机的额定电压也要与电源电压相配合。一般为110V、 220V和440V。其中220V为常用电压等级，大功率电机可提高到600～ 1000V。当交流电源为380V，用三相桥式可控硅整流电路供电时，其 直流电动机的额定电压应选440V，当用三相半波可控硅整流电源供电 时，直流电动机的额定电压应为220V，若用单相整流电源，其电动机 的额定电压应为160V。
1. 电动机种类的选择 选择电动机的原则是电动机性能满足生产机械要求的前提下，优 先选用结构简单、价格便宜、工作可靠、维护方便的电动机。在这方面 交流电动机优于直流电动机，交流异步电动机优于交流同步电动机，笼 型异步电动机优于绕线式异步电动机。 负载平稳，对起，制动无特殊要求的连续运行的生产机械，宜优先 选用普通笼型异步电动机，普通的笼型异步电动机广泛用于机械、水泵、 风机等。深槽式和双鼠笼是异步电动机用于大中功率，要求起动转距较 大的生产机械、如空压机、皮带运输机等。 起动、制动比较频繁，要求有较大的起动、制动转矩的生产机械， 如桥式起重机、矿井提升机、空气压缩机、不可逆轧钢机等，应采用绕 线式异步电动机。 无调速要求，需要转速恒定或要求改善功率因数的场合，应采用同 步电动机，例如中、大容量的水泵，空气压缩机等。 只要求几种转速的小功率机械，可采用变极多速(双速、三速、四 速)鼠笼式异步电动机，例如电梯、锅炉引风机和机床等。
9.2电动机的发热、冷却与工作制
1.连续工作制 电动机连续工作时间长tw>(3~4)Tθ 2.短时工作制 电动机工作时间短tw<(3~4)Tθ 停车时间很长ts>(3~4)Tθ 标准工作时间有15min、30min 、60min 、 90min 四种 3.周期性断续工作制 电动机工作时间短tw<(3~4)Tθ停车时间短 ts<(3~4)Tθ且工作周期tp= tw+ ts<10min
调速范围要求在1∶3以上，且需连续稳定平滑调速的生产机械，宜采用他 励直流电动机或用变频调速的鼠笼式异步电动机，例如大型精密机床、龙门刨 床、轧钢机、造纸机等。 要求起动转距大，机械特性软的生产机械，使用串励或复励直流电动机， 例如电车、电机车、重型起重机等。 2. 电动机型式的选择 (1) 安装型式的选择 电动机安装型式按其位置的不同，可分为卧式和立式 两种。一般选卧式，立式电动机的价格贵，只有在为了简化传动装置，必须垂 直运转时才采用。 (2) 防护型式的选择 为防止电动机受周围环境影响而不能正常运行，或因 电机本身故障引起灾害，必须根据不同的环境选择不同的防护型式。电动机常 见的防护型式有开启式、防护式、封闭式和防爆式4种。 ① 开启式 这种电机价格便宜，散热条件较好，但容易进入水气、水滴、 灰尘、油垢等杂物，影响电机的寿命及正常运转，故只能用于干燥清洁的环境 之中。 ② 防护式 这种电机一般防止水滴，等杂物落入机内，但不能防止潮气及 灰尘的侵入，故只能用于干燥和灰尘不多又无腐蚀和爆炸性气体的环境。 ③ 防闭式 这类电机又分为自冷式、强迫通风式和密封式3种，前两种电 机，潮气和灰尘不易进入机内，能防止任何方向飞溅的水滴和杂物侵入，适用 于潮湿、多尘土、易受风雨侵袭，有腐蚀性蒸汽或气体的各种场合。密封式电 机，一般使用于液体(水或油)中的生产机械，例如潜水泵等。
9.1电动机选择的主要内容
4.经济性
在满足生产机械对电动机的功率、 转矩、转速以及起动、调速、制动和过 载等要求的前提下，应选用运行可靠、 结构简单、便于维护、价格便宜、起动 及调速控制设备简单的电动机。 综合考虑节能、货源、售后服务等方 面
在电力拖动系统中，选择电动机一般包括确定电动机的种类、型式、 额定电压、额定转速和额定功率、工作方式等。而最重要的是选择电动 机的额定功率。决定电动机功率时，要考虑电动机的发热、允许过载能 力和起动能力等因素，以发热问题最重要。
p辐射 p对流
p
Cu1
p
Cu2
发热
散热
图11-1电动机热量产生与传导框 图
电动机的热源主要来自电机内部的损耗
9.2电动机的发热、冷却与工作制
Q ——电动机单位时间产生的热量（卡/秒）
——散热系数，表示温升为1℃时，每秒钟 的散热量（卡/℃秒） ——电机的温升（℃） C ——电动机的热容量，表示电机温度升高
9.3电动机容量的选择
9.3.1连续工作制电动机容量的选择 1.常值负载下电动机容量的选择
计算出生产机械的常值负载功率，查阅 电动机相关产品目录，选择电机额定功率 PN 等 于或略大于生产机械的常值负载功率 PL、转速 合适的电动机即可。一般不需进行发热校验。 o 当环境温度与标准环境温度(40 C)相差较 大时，为充分利用电动机，进行电动机容量修 正。
tw—工作时间ts—停歇时间
9.3电动机容量的选择
电动机容量选择原则
完全满足生产机械对电动机的功率、转 矩、转速以及起动、调速、制动和过载等要求， 使电动机在运行中能够被充分利用，而且其温 升不致超过而是接近国家标准所规定的温升。 电动机的容量选择与负载类型和电动机的 工作制有关 电动机的负载包括两类，常值负载和变化 负载（多为周期性变化）
温升达到稳 定的电动机减轻 负载或停止运行， 则电动机内的功 率损耗将减少或 为零
图11-3电动机冷却过程温升曲线
9.2电动机的发热、冷却与工作制
9.2.2 电动机的工作制
电动机工作时，电动机的温升不仅与负载 的大小有关，也与电动机带负载的持续时间有 关
连续工作制(continuous running duty-type) 短时工作制(short-time duty-type) 周期性断续工作制（intermittent periodic-type）
4. 额定转速的选择 额定功率相同的电动机，其额定转速越高，则电动机的体积越小， 重量越轻，造价越低，一般地说电动机的飞轮距GD2也越小。但生产 机械的转速一定，电动机的额定转速越高，拖动系统传动机构的速比 越大，传动机构越复杂。 电动机的GD2和额定转速 影响到电动机过渡程持续的时间和过 渡过程中的能量损耗。电动机的GD2· 越小，过渡过程越快，能量损 耗越小。 因此，电动机额定转速的选择，应根据生产机械的具体情况，综 合考虑上面所述的各个因素来确定。 1. 电动机的发热 电动机运行过程中，各种能量损耗最终变成热能，使得电动机 的各个部分温度上升，因而会超过周围环境温度。温度升高的热过 渡过程，称之为电动机的发热过程，电动机温度高出环境温度的值 称为温升。一旦有了温升，电动机就要向周围散热。当电动机单位 时间发出的热量等于散出的热量时，温度不再增加，而保持一个稳 定不变的温升，称为动态热平衡。