电机最大效率点算电机机械特性曲线N.m
电机特性曲线
••••••电气控制与PLC网络教学资源当前位置: 电气控制与PLC网络教学资源> 学习情境> 项目一货物升降机的继电-接触器控制> 正文1.1.3三相异步电动机的工作特性作者: Admin | 来源：| 点击: 517 | 发布时间: 2007-10-07异步电动机的转矩特性动画演示一、三相异步电动机的转矩特性异步电动机的电磁转矩T是由载流导体在磁场中受电磁力的作用而产生的，它使电动机旋转。
式中U1——定子绕组相电压有效值，单位是伏特(V)；f1——定子电源频率，单位是赫兹(Hz)；s——电动机的转差率；R2——转子绕组一相电阻，单位是欧姆(Ω)；X20——转子不动时一相感抗，单位是欧姆(Ω)；C——与电机结构有关的比例常数。
为了分析方便，将异步电动机的电磁转矩T代替电动机的输出转矩T2由于电动机的转子参数R2及X20是一定的，电源频率f1也是一定的，故当电源电压U1一定时，上式即表明异步电动机的电磁转矩T只与转差率s有关，因此可用函数式T=f（s）表示，称为异步电动机的转矩特性，画出其图象则称为转矩特性曲线，如图1-13所示。
图1-13异步电动机的转矩特性曲线二、异步电动机的机械特性1.电动机的额定转矩的实用计算式旋转机械的机械功率等于转矩和转动角速度的乘积,对于电动机而言,就有P2=T2Ω(1-4)当电动机的输出转矩T2用牛·米(N·m)作单位，旋转角速度Ω用弧度/秒(rad/s)作单位时，输出功率P2的单位是瓦特。
在电动机中计算转矩时输出功率P2的单位是千瓦(kW)，转速n的单位是转/分(r/min)，所以可以将计算公式简化，如在额定状态下转矩公式为式中T N——电动机的额定转矩，单位是牛·米(N·m)；P N——电动机的额定功率，单位是千瓦(kW)；n N——电动机的额定转速，单位是转/分(r/min).2.异步电动机的机械特性曲线将异步电动机的转矩特性曲线顺时针转过90度，并把转差率S换成转速n，即得如图1-14所示的曲线，我们称为异步电动机的机械特性曲线，可表示为n=f（T）。
第九章习题参考答案
（a）减小，增大 （b）减小，不变 （c）不变，增大 （d）不变，不变
9、转子电阻增大时，异步电动机最大转矩（c ） ；临界转差率（ ） 。
（a）减小，增大 （b）减小，减小 （c）不变，增大 （d）不变，减小
10、异步电动机降压起动的目的是（ a ） 。
（a）减小线路压降 （b）提高工作效率 （c）加快起动速度 （d）延长电机寿命
时，转子的转速 n 总要小于同步转速 n0 ，此时 0 < s < 1 ；当三相异步电动机处在再生制动
的情况下时， n > n0 ，这种情况下 s > 1，例如起重机吊重物下降，重物拖动电动机使其加
6
速；多速电动机换速（从高速转到低速）运行时，都产生再生制动。 5、在稳定运行情况下，当负载增加时，异步电动机的转矩为什么能相应增加？当负载转矩 大于电动机的最大电磁转矩时，电动机将发生什么情况?
• 负载运行时，转子绕组中有电流 流过，产生一个同步旋转磁势 ，为
了保持 不变，定子磁势 除了提供激磁磁势 外，还必须抵消转子磁
势 的影响，即： • 异步电动机的磁势平衡方程：
o
o
o
o 结论：空载运行时，转子电流为 0，定子电流等于激磁电流；负载 时，定子电流随负载增大而增大。
8、电源电压降低时，异步电动机最大转矩（ b） ；临界转差率（ ） 。
中产生旋转磁场；（2）、转子绕组自成回路。
异步电动机的转动原理是：定子三相对称绕组通入三相对称交流电流时，在气隙将产生圆形
旋转磁场。旋转磁场旋转时，与转子绕组有相对运动，因此将在转子绕组中产生感应电势。
由于转子绕组是闭合绕组，在感应电势的作用下将在绕组中流过三相短路电流。此电流与旋
转磁场相互作用，产生电磁转矩，从而产生电磁转矩使转子转动起来。这就是异步电动机的
机电传动控制期末考试试卷及答案
五、计算题（要求写出主要步骤每题10分）1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为： PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。
试求：①额定转矩TN②额定电枢电流IaN；③额定电枢电流时的反电势；④直接启动时的启动电流；⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少?解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsNRad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15ΩT’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m2．某一调速系统在高速时的理想空载转速 no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。
①试画出该系统的静特性；②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2；③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性?解：1.静特性2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN)=(1450-50)/(100-50)=28S2= △nN/n02=0.52.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用 Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么?TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)一、 分析与简答题1. 请简述机电传动系统稳定运行的条件。
机电传动控制分章节测试题附答案
机电传动控制分章节测试题附答案第一章 绪论部分 一 单项选择题：1 机电传动的目的是将电能转换为 【A 】 A. 机械能B. 动能C. 势能D. 液压能二 多项选择题 ：1 机电传动的发展大体上经历哪几个阶段？ 【A B C 】 A. 成组拖动 B. 单电动机拖动 C. 多电动机拖动 D. 单组多动 E. 复合拖动三 判断改错题：错误的在括号内画×得2分，将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分； 1 机电传动的目的是将机械能转换为电能。
【× 】 更正：机电传动的目的是将电能转换为机械能。
第二章 机电传动系统的动力学基础 一 单项选择题：1 多轴拖动系统中飞轮转矩可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？ 【B 】 A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒2 恒转矩型机械特性的特点是负载转矩为 【A 】 A. 常数 B. 在一定范围内变化 C. 随转速增加而正比增加 D. 实数3 电流电动机的电磁转矩T 、负载转矩L T 和空载损耗转矩0T 之间的关系是 【B 】 A. 0T T TL += B. 0T T T L += C. 00=++T T T L D. L T T T +=04 多轴拖动系统中各静态负载转矩可根据静态时以下哪种原则折算到电机轴上？【C 】 A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒5 根据转矩正方向的约定，恒转矩型机械特性中，反抗转矩与转速n 的符号关系是 【A 】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关6 单轴机电传动系统为减速运动时，电机转矩M T 与负载转矩L T 之间的关系是 【C 】A. L MT T =B. L M T T >C. L M T T <D. L M T T ≠7 恒转矩型机械特性中，反抗转矩的方向与运动方向的关系是 【B 】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关 8 恒功率型机械特性的负载转矩与转速n 之间的关系是【B 】A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 抛物线函数关系9 单轴机电传动系统处于静态或稳态时，电机转矩M T 与负载转矩L T 之间的关系是【A 】 A. L MT T = B. L M T T >C. L M T T <D. L M T T ≠10 多轴拖动系统中各转动部分的转动惯量可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？【B 】 A. 机械能守恒 B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒11 随转速n 的增加，直线型机械特性的负载转矩将【D 】A. 成抛物线变化B. 成正比减小C. 不变D. 成正比增加二 多项选择题 ：1 根据负载转矩与运动方向的关系，可以将恒转矩型的负载转矩分为 【A B 】 A. 反抗转矩 B. 位能转矩 C. 动能转矩 D. 拖动转矩 E. 制动转矩2 根据机械特性硬度值的不同，可将电动机机械特性分为【A B C 】A. 绝对硬特性B. 硬特性C. 软特性D. 绝对软特性E. 综合特性三 判断改错题：错误的在括号内画×得2分，将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分； 1 若单轴传动系统的转动惯量L T 与转速n 符号相反，则表示L T 为制动转矩。
电机扭矩计算
电机扭矩计算1、系统构成：变频器控制电机，电机接蜗轮蜗杆升降机；2、两组系统举升约最大250kg负载，举升形成300mm；3、蜗轮蜗杆升降机丝杆的升降速度最大200mm/min；4、启停时平稳，加减速距离50mm，加减速时间5；小弟咨询的电机为4极异步电机550w和750w两种，550w扭矩3.75N.M，750w扭矩5N.M，请大侠们指点，如何选择电机的扭矩。
一、重物转动惯量：JW=F某(PB/2/3.14)^2(kg.cm^2)二、丝杆转动惯量:JB=MB某(DB^2)/8(kg.cm^2)三、折算到电机轴上的转动惯量：JL=(JW+JB)/R^2(kg.cm^2)JL/(R^2)<=3JD验算减速比Jω=F.v(N.m)F.v=F.r(N.m)其中:PB丝杆螺距；DB丝杆直径；R减速比；v速度；计算时要考虑传动效率与单位换算比如转动惯量单位(kg.cm^2)换算成(kg.m^2)感谢各位的回复，虽然1楼大侠给出了详细的公式，但是小弟有两处还略有不懂。
1、小弟需要计算电机的扭矩，最终确定电机的型号；2、JD是什么参数；3、Jω=F.V=F.r中ω.V.r分别表示什么参数；4、蜗轮蜗杆升降机选择SWL2.5的小弟新人，请不吝赐教哦！！现在把结构简图发出来，方便大家分析问题，越详细越喜欢的哦！！想问的重点是这套系统选择550w、3.75N.M 扭矩的电机可以吗？JD电机转动惯量扭矩T＝Jω=F.vJ折算的转动惯量ω角速度ω=2πn/60n转速v速度你这个系统中还要折算减速箱的转动惯量；此系统550W电机足够了。
考虑传动效率：丝杆0.8，蜗箱0.8T=F.PB/2π/R/η=200某9.8某6/6280/24/0.8/0.8=0.12N.m加速转矩：假设加速时间3秒a=1440某PB/60/3=46.7/^2Ta=F.PB/2π/R/η=200某6某46.7/6280/24/0.8/0.8=0.59N.m伺服电机有直流、交流之分，一般来说选择合适的伺服电机要根据机器的负载大小和速度来选一、进给驱动伺服电机的选择1.原则上应该根据负载条件来选择伺服电机。
伺服电机的选择原则
1、机电领域中伺服电机的选择原则现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动，这对电机的动力荷载有很大影响。
伺服驱动装置是许此，伺服电机的选择就变得尤为重要。
首先要选出满足给定负载要求的电动机，然后再从中按价格济指标选择最适合的电机。
各种电机的T- 曲线（1）传统的选择方法这里只考虑电机的动力问题，对于直线运动用速度v(t)，加速度a(t)和所需外力F(t)速度 (t)，角加速度 (t)和所需扭矩T(t)表示，它们均可以表示为时间的函数，与其他因素无关率P电机，最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值，但仅仅如此是不够的，物理意义上的功率但在实际的传动机构中它们是受限制的。
用峰值，T峰值表示最大值或者峰值。
电机的最大速度限，n上限= 峰值，最大/ 峰值，同样，电机的最大扭矩决定了减速比的下限，n下限=T峰值/T电大于n上限，选择的电机是不合适的。
反之，则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的，而且传动比的准确计算非常繁琐。
（2）新的选择方法一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开，并用图解的形式表示，这种表示方法使得驱动同系统间的比较更方便，另外，还提供了传动比的一个可能范围。
这种方法的优点：适用于各种负的特性分离开；有关动力的各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。
因此，不再需要机是否能够驱动某个特定的负载。
在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。
比如，一个大的传动比会减小外部扭而且，为输出同样的运动，电机就得以较高的速度旋转，产生较大的加速度，因此电机需要较大的适的传动比就能平衡这相反的两个方面。
通常，应用有如下两种方法可以找到这个传动比n，它会地协调起来。
一是，从电机得到的最大速度小于电机自身的最大速度电机，最大；二是，电机任机额定扭矩M额定。
2、一般伺服电机选择考虑的问题（1）电机的最高转速电机选择首先依据机床快速行程速度。
快速行程的电机转速应严格控制在电机的额定式中，为电机的额定转速（rpm）；n为快速行程时电机的转速（rpm）；为直线运行速度（m/min 电机/n丝杠；丝杠导程（mm）。
三相异步电动机的机械特性曲线概要
sm
s 'm
0
T
Tst Tst
R2 得：S m X 20
T 令： 0 S
R2 R'2
R2的 改变 ： 鼠笼式电动机转子导条的金属材料不同 绕线式电动机外接电阻不同
（牛顿•米）
三、电机的自适应负载能力
电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调 整，这种能力称为自适应负载能力。 常用特
TL n S I 2 T 直至新的平衡。此过程中，I 2 时， I 电源提供的功率自动 1
增加。
n
性段
n0
T
自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要 特点。（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大 油门，才能带动新的负载。）
n
n0
T
sR2 2 T K 2 U1 2 R2 ( sX 20 )
求 解
Tmax
T 0 S
Tmax
KU12
1 2 X 20
五、最大转矩
Tmax 过载系数： TN
三相异步机
1.8 ~ 2.2
（1）三相异步机的 Tmax和电压的平方成正比，所 以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。 （2） 工作时，一定令负载转矩 机将停转。致使 ，否则电 TL Tmax
电机严重过热
n 0 I 2 I1
六、起动转矩 Tst
n
sR2 2 T K 2 U1 2 R2 (sX 20 ) 其中 n 0 (s 1)
则
n0
T
Tst
R2 2 Tst K 2 U1 2 R2 ( X 20 )
பைடு நூலகம்
Tst体现了电动机带载起动的能力。若 Tst TL电机能
(完整版)机电传动控制冯清秀邓星钟第五版习题和答案解析
机电传动控制冯清秀邓星钟第五版习题及答案第二章机电传动系统的动力学基础2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩的概念。
拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。
静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。
TM-TL>0 说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0 说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。
2.3 试列出以下几种情况下（见题2.3 图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）TM TMTLTLNTM=TL TM< TLTM-TL>0 说明系统处于加速。
TM-TL<0 说明系统处于减速TM TL TM TLTM> TLTM>TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速TMTM= TLTM=TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。
这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。
所以为了列出系统运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。
转矩折算前后功率不变的原则是P=T ω,p 不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.5 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？因为P= Tω,P不变ω越小T 越大，ω越大T 越小。
2.6 为什么机电传动系统中低速轴的GD2 逼高速轴的GD2大得多?因为P=Tω，T=G∂D2/375. P=ωG∂D2/375. ,P 不变转速越小GD2 越大，转速越大GD2 越小。
最新无刷电机常用计算公式 (1)
电机转速n （r/min ）；电枢表面线速度v （m/s ）； 电枢表面圆周速度Ω （rad/s ）；电枢直径D （m ）； 电机的极对数P ；频率f (Hz)； 每极总磁通Φ （Wb ）；a ：电枢绕组并联支路对数 电枢绕组每相有效匝数W A ； T U ∆：电压损耗（开关管损耗等）电势系数e K ：是当电动机单位转速时在电枢绕组中所产生的感应电势平均值。
转矩系数T K ：(N.m/A) 是当电动机电枢绕组中通入单位电流时电动机所产生的平均电磁转矩值。
额定功率N P ：指电动机在额定运行时，其轴上输出的机械功率（W ）。
额定电压N U ：是指在额定运行情况下，直流电动机的励磁绕组和电枢绕组应加的电压值，（V ）。
额定电流a I ：是指电动机在额定电压下，负载达到额定功率时的电枢电流和励磁电流值，（A ）。
额定转速N n ：是指电动机在额定电压和额定功率时每分钟的转数，单位r/min.额定转矩N T 2：是指额定电压和额定功率时的输出转矩，单位N.m 。
电机成品的已知量：额定转速N n 、p 、a 、e K 、T K 、a R60pn f = n Dv •=60π 6022n p f ⋅=⋅=Ωππ an p C e ⋅⋅=60 Φ⋅=e e C K e T C C ⋅=π260 Φ⋅=T T C K aT a a a R U E U I ∆--= 功率P ：Ω=/P T机械特性：=n无刷直流电动机稳态特性的4个基本公式：电压平衡方程式：T a a a aU R I E U ∆+⋅+= 感应电势公式：n K E e a ⋅=转矩平衡方程式：20T T T em += 电磁转矩公式：a T em I K T ⋅=特性曲线：n-T P2-P1 P1、P2-I η-Iav机械特性曲线其中：n ：电机转速（r/min ）； T ：电机的输出转矩（N.m ）P1：电机的输入功率（W ） P2：电机的输出功率（W ） I ：系统母线电流（A ）η：效率 Iav ：输入电机的平均电流，电机n 相电流的平均值（A ）注意：n ：实际转可通过转速表直接测量；理论转速可以通过Pf n ⋅=60计算得到（其中P 为电机极对数）； P1：av av I U P •=1； Uav 、Iav ：电机n 相电压电流的平均值，可通过直接测量各相电压电流然后计算得出；P2：Ω•=T P 2；T ：电机的输出转矩 Ω：电枢表面圆周速度（rad/s ），可通过6022n p f ⋅=⋅=Ωππ求得； 电动机的功率与转矩--------------------------------------------电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。
第一章 电动工具的特性曲线
第一章电动工具的特性曲线概述: 在新产品投产前,除有安规报告外,研发工程师必须要有温升,特性曲线,电磁兼容(欧洲产品),模拟寿命,实用性寿命等5个检测报告.本文讲介的是容易忽略的特性曲线.1.我们在评估电动工具的品质时,有人往往只评估温升报告中样机的效率,机械特性等性能.这是片面的.因为电动工具在实际使用时,不是工作在所谓的额定点上,而是工作在一个区域(最常用的是0.5—1.5倍的额定输入功率的区域), 评估电动工具的特性曲线共有6条，是以转矩为横坐标,转速,功率因素,效率,输入功率,电流, 输出功率为纵坐标的曲线,它们完整的描述了电动工具从起动—负载—过载—堵转—仃机完整的工作状态和周期，反映了产品的性能和特点。
2.测试方法注意点:(1) 测试6条曲线时应选择合适的步距(M).功率有大小,但是应有相同的比例,曲线有可比性。
并尽可能把曲线做完整3.如果是有工作机构一起做试验,试验结果反映了整个产品的特性,如果单是电机试验, 试验结果只反映了电机的特性.4．国内外样机进行特性曲线比较时必需在相同的条件下，如果国外样机是冷态，我司的样机是热态，这要吃亏的。
工具用的电机有串激电机,永磁电机和感应电机.三种特性曲线如下:1) 用串激电机的工具2) 用永磁电机的工具3)用感应电机的工具一．转速—转矩机械特性：n=F（M）机械特性系数I=n/n0式中: n -----工具的负载转速n0------工具的空载转速1．单相串激电机的转速--转矩特性本质上是软机械特性(电源频率对转速的影响不大)，电机转速随着负载的增大而明显的下降（如图）（1）这种软的机械特性对某些电动工具恰好能起到转速自动调节的作用，如：链锯在锯大直径木材时负载大,转速自动会低. 在锯小直径木材时负载小,转速自动会高. 机械特性系数I=0.6—0.65. （2）为了提高工作效率,要求机械特性硬的园林类，砂磨类，切割类工具,机械特性系数I=0.65—0.75.（3）提高串激电机机械特性系数的方法:1) 把电机技术和电子技术相结合,要电源线和电机之间加衡转速电子装置,在转子的换向器端加磁性或光电传感器（通过电流反馈，速度反馈），机械特性系数可达I=0.85—0.95.2) 提高电机的安匝比8W/N，电机磁路设计比较饱和（会影响电机的效率）。
三相异步电动机的机械特性
空载时损耗占比例大，效率低；随P2增 加，增加，当负载过大，铜损耗增加快，使 效率下降，如图所示。
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
效率曲线和功率因数曲线都是在额定负载附近 达到最高，因此合理选用电动机容量时，对电动 机的寿命、功率因数和效率都有很实际的意义。 5、功率因数特性cos1=f(P2)
§4－5 三相异步电动机的机械特性
本节要点： 一、三相异步电动机的工作特性 二、机械特性：n = f ( T ) ㈠固有机械特性曲线分析 ㈡人为机械特性 三、运行性能 1、运行状态 2、启动转矩倍数
3、过载能力 4、异步电动机机械特性的结论
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
原因：是静止的转子导体与定子旋转磁 场之间的相对切割速度很大（n1）。将 产生很大的I2，使定子电流也增大。但 由于转子绕组的功率因数cosφ2很小， 由于Tst=CTφI2cosφ2，故启动转矩并不 很大。
只有当Tst达到一定值时，电动机才 能启动。
Tst>TL ，将 S = 1代入T公式，即 可得Tst 的表达式。
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
⑵额定运行点（TN、nN） TN = 9.55 PN/nN
⑶临界工作点（Tm、nm） 当S = Sm 时，电磁转矩达到最大
值。
Sm ∈( 0.04，0.14 ) ⑷同步点（0、n1）
n = n1
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
2、转矩特性T=f(P2) 空载时P2=0，电磁转矩T等于空载转矩 T0。随着P2的增加，已知T2=9.55P2/n， 如n基本不变，则T2为过原点的直线。 考虑到P2增加时，n稍有降低，故 T2=f(P2)随着P2增加略向上偏离直线。 在T=T0+T2式中。T0很小，且为常数。所 以T=f(P2)将比平行上移T0数值，如图所 示。
三相异步电动机的机械特性曲线
n1
n
A
Tem
0
C
第5章 三相异步电动机的电力拖动
5.3.2 反接制动 一、电源两相反接的反接制动
实现：将电动机电源两相反接可实现反接制动。
由于定子旋转磁场方向改变 , 理 想空载转速变为 n1 , s 1.
机械特性由曲线1变为曲线 2，工作点由A→B →C， n=0,制动过程结束。 绕线式电动机在定子两反 接同时,可在转子回路串联 制动电阻来限制制动电流 和增大制动转矩 ,曲线3。
B
A
Tem Tm
0
TN Tst
第5章 三相异步电动机的电力拖动
二、人为机械特性 人为机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机 械特性。
1. 降压时的人为机械特性
U 1下降后, Tm 和 Tst 均下降, 但 sm不变, T 和 k st 减少。
s n n
0
1
TL
如果电机在定额负载下运 sm 行,U 1下降后, n 下降, s 增大, E 转子电流因 2 s sE2 增大而增 大,导致电机过载。长期欠压 过载运行将使电机过热，减 10 少使用寿命。
第5章 三相异步电动机的电力拖动
二、转子串频敏变阻器起动 频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。 起动时，S2断开，转子串入频敏 变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。 起动时,f 2 f1,频敏变阻器铁损大,反 映铁损耗的等效电阻 Rm大,相当于转 子回路串入一个较大电阻。随着 n f2 上升, 减小,铁损减少,等效电阻 减小,相当于逐渐切除 Rm ,起动结 束,S2闭合，切除频敏变阻器，转子 电路直接短路。
反接制动时，s>1，所以有
机械功率为 PMEC m1 I 22 1 s R2 0 s 2 R2 Pem m1 I 2 0 s
无刷电机RM简捷计算步骤
永磁无刷电机RMxprt 简捷设计步骤一. 电机性能输入：并用恒转矩设置计算，设置槽满率二．优化冲片和磁钢：调整冲片的齿磁密和轭磁密和其他尺寸三．电机性能初算：调整电机长度，确定合理体积尺寸（额定点到最大效率点或其他点） 四．改变匝数和线径，调整电机转速和电流密度到设计目标值，但引起槽满率超差 五．保持线径，减少槽内导体根数，改变定子长度使电机槽满率达到要求 六．改变长度，作一次转速微调原电机 750W, 280V DC ，2000r/min, 12-8j目标电机 1500W ，280V DC ，2000r/min ，12-8j 原冲片内外径不变，要求槽满率65% 电流密度5A/mm 2,原电机技术参数见介绍一．电机性能输入，并用恒转矩设置计算 1． 电机输入设计要素，并计算：**************************************************************** 二．优化冲片：调整齿磁密和轭磁密（冲片其他设置略） 2． 计算齿磁密：原5.5=t b , 026.2=Z B 3． 调整齿磁密到1.8T ：原5.5=t b , 026.2=Z B19.65.58.1026.22=⨯=t b ，计算：T B Z 88.1= 47.619.68.188.13=⨯=t b ，计算：T B Z 83.1=58.647.68.183.14=⨯=t b ，计算：T B Z 78359.1= 4． 轭宽调整到1.54T : 原T B j 21348.1=(轭宽与槽高不成正比) 调整槽高，5.102=S H ，使T B j 54692.1= 5． 调整槽形、槽口尺寸和磁钢形状和牌号：NO-LOAD MAGNETIC DATAStator-Teeth Flux Density (Tesla): 1.78359 Stator-Yoke Flux Density (Tesla):1.54692***************************************************************三．恒转矩性电机能初算(经过计算可以看出额定点在机械特性曲线的位置，判断电机体积合理与否)6． 设置线圈0=N ，0=d ，设置槽满率=0.70，（槽满率设置后，RMxprt 自动计算导体根数时会确保设定的槽满率之内） 恒转矩进行计算：（设置恒转矩后，RMxprt 计算后会确保该转矩的电机性能）********************************************************************** 四．调整电机长度到最大效率点查看该电机的机械特性曲线，取额定转矩点，看效率点在最大效率点左边还是右边，如果要求电机额定点在最大效率点附近，则左边要比例按增加长度，右边要按比例减少长度。
《控制电机(第2版)》李光友(思考题与习题参考答案)
控制电机（2版）思考题与习题参考答案（机械工业出版社，李光友等编著）第1章 直流伺服电动机1. 一台直流电动机，其额定电压为110V ，额定电枢电流为0.4A ，额定转速为3600r/min ，电枢电阻为50Ω，空载阻转矩015.0T 0=N ·m ，试问电动机的额定负载转矩是多少？ 解： ,=120 ,2. 一台型号为55SZ54的直流伺服电动机，其额定电压为110V ，额定电枢电流为0.46A ，额定转矩为093.0 N ·m ，额定转速为3000r/min 。
忽略电动机本身的空载阻转矩0T ，试求电机在额定运行状态时的反电动势a E 和电枢电阻a R 。
解：U= , ,100，3. 伺服电动机型号为70SZ54，,V 110U U ,W 55P f N N ===效率m i n /r 3000n %,5.62N N ==η，空载阻转矩0714.0T 0= N ·m 。
试求额定运行时电动机的电枢电流aN I ，电磁转矩e T ，反电动势aN E 和电枢电阻a R 。
解：， ，100 ，4. 由两台完全相同的直流电机组成的电动机-发电机组。
它们的励磁电压均为110V ，电枢绕组电阻均为75Ω。
当发电机空载时，电动机电枢加110V 电压，电枢电流为0.12A ，机组的转速为4500r/min 。
试求：（1）发电机空载时的输出电压为多少？（2）电动机仍加110V 电压，发电机负载电阻为1kΩ时，机组的转速为多少?解：（1）（2） 由 得， , =0.12A, n=4500r/min.接负载时，U= ，解得Ф =4207r/min5. 试用分析电枢控制时的类似方法，推导出电枢绕组加恒定电压，而励磁绕组加控制电压时直流伺服电动机的机械特性和调节特性。
并说明这种控制方式有哪些缺点?答：磁场控制时电枢电压保持不变。
机械特性是指励磁电压不变时电动机转速随电磁转矩变化的关系，即= 。
电机力矩计算
电机力矩计算公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]电机扭矩计算电机力矩的定义：垂直方向的力*到旋转中心的距离1、电动机有一个共同的公式：P=M*N/9550P为功率，M为电机力矩（也称扭矩），N为电机转速，当M 和N都为额定值时，电机的功率也是额定功率，额定是指电机能够长期工作的极限值2、瞬态扭矩是指电机在负载变化、速度变化时出现的过渡值，和额定没有关系，具体说，这个值可以超过额定扭矩，如果此时电机速度为额定时，电机可能会出现功率过载，这个过载只能持续很短的时间，这个时间取决于电机设计。
3、变频器的功率一般要大于等于三相异步电动机，但这还不够，还需要变频器输出的额定电流和过载电流都要大于等于电机所需的额定值或最大值，以保证电机能出足够的力矩（额定和瞬态力矩），否则可能出现变频器无法带动电机和负载的情况。
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。
每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。
电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。
步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。
广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。
而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。
在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。
一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。
在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。
但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。
《电机与拖动》实验指导书(现用)
《电机与拖动》实验指导书课程编号：课程名称：电机与拖动实验适应专业：自动化、电气工程及其自动化课程类别：必修、限选实验教学种类：课程总学时：46+12实验学时：12执笔人：王卫东西安电子科技大学机电工程学院2006年9月实验一直流电动机的机械特性测定实验一、实验目的和要求1．掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性2．掌握直流并励电动机的调速方法。
预习要求：1．直流电动机的工作特性和机械特性的定义2．直流电动机调速原理二、实验内容1．工作特性和机械特性保持U=U N和I f=I fN不变，测取n、T2、n=f(I a)及n=f(T2)。
2．调速特性（1）改变电枢电压调速保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。
（2）改变励磁电流调速保持U=U N，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(I f)。
三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明1．MEL系列电机教学实验台的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）或电机导轨及编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。
7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
四、实验原理并励电动机实验线路，如图1-1所示。
R1、R f：电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09mA、A、V2：直流毫安、电流、电压表（MEL-06）G：涡流测功机I S：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。
五、实验方法与步骤1．并励电动机的工作特性和机械特性按如图1-1所示将仪器设备与电动机相连接，然后按如下步骤进行实验：a．将R1调至最大，R f调至最小，毫安表量程为200mA，电流表量程为2A档，电压表量程为300V档，检查涡流测功机与MEL-13是否相连，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底，开启控制屏的总电源控制钥匙开关至“开”位置，按次序按下绿色“闭合”按钮开关，打开励磁电源船形开关和可调直流电源船形开关，按下复位按钮，此时，直流电源的绿色工作发光二极管亮，指示直流电压已建立，旋转电压调节电位器，使可调直流稳压电源输出220V电压，使电机旋转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。
机电传动控制期末考试试卷及答案
五、计算题（要求写出主要步骤每题10分）1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为：PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。
试求：①额定转矩TN②额定电枢电流IaN；③额定电枢电流时的反电势；④直接启动时的启动电流；⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少?解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsNRad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15ΩT’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m2．某一调速系统在高速时的理想空载转速no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。
①试画出该系统的静特性；②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2；③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性?解：1.静特性2.D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN)=(1450-50)/(100-50)=28S2= △nN/n02=0.52.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么?TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)一、分析与简答题1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。
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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