电机拖动公式(非常重要)
电机原理及重要公式,一次性搞清电机结构原理!
电机原理及重要公式，搞清电机结构原理电机，一般指电动机，也称马达，是现代化工业及生活中极为普遍的东西，也是将电能变为机械能的最主要设备。
汽车、高铁、飞机、风机、机器人、自动门、水泵、硬盘甚至我们最普遍拥有的手机，都安装了电机。
很多初接触电机的或者刚学习电机拖动知识的，可能会觉得电机知识不好理解，甚至看到相关的课程就头大，有着“学分杀手”的称呼。
下面通过零散式分享，可以让新手快速了解交流异步电机原理。
★电机的原理：电机的原理很简单，简单的说就是利用电能在线圈上产生旋转磁场，并推动转子转动的装置。
学过电磁感应定律的都知道，通电的线圈在磁场中会受力转动，电机的基本原理就是如此，这是初中物理的知识。
★电机结构：拆开过电机的人都知道，电机主要是两部分组成，固定不动的定子部分以及转动的转子部分，具体如下：1、定子(静止部分)定子铁心：电机磁路重要部分，并在其上放置定子绕组；定子绕组：就是线圈，电动机的电路部分，接电源，用于产生旋转磁场；机座：固定定子铁心及电机端盖，并起防护、散热等作用；2、转子(旋转部分)转子铁心：电机磁路的重要部分，在铁心槽内放置转子绕组；转子绕组：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩从而使电动机旋转；★电机的几个计算公式：1、电磁相关的1）电动机的感应电动势公式：E=4.44*f*N*Φ，E为线圈电动势、 f为频率、 S为环绕出的导体（比如铁芯）横截面积、N为匝数、Φ是磁通。
公式是怎么推导来的，这些事情我们就不去钻研了，我们主要是看看怎么利用它。
感应电动势是电磁感应的本质，有感应电动势的导体闭合后，就会产生感应电流。
感应电流在磁场中就会受到安培力，产生磁矩，从而推动线圈转动。
从上面公式知道，电动势大小与电源频率、线圈匝数及磁通量成正比。
磁通量计算公式Φ=B*S*COSθ，当面积为S的平面与磁场方向垂直的时候，角θ为0，COSθ就等于1，公式就变成Φ=B*S。
将上面两个公式结合一下，就可以得到电机磁通强度计算公式为：B=E/（4.44*f*N*S）。
2021年电机拖动知识点概要
电机拖动知识点概要1、直流发电机工作原理当原动机拖动电枢以恒定方向旋转式，线圈边将切割磁力线并感应出交变电动势，由于电刷和换向器的“整流”作用，使电刷极性保持不变，在电刷间产生直流电动势。
2、直流电动机的工作原理在电刷两端加直流电压，经电刷和换向器作用使同一主磁极下线圈边中的电流方向不变，该主磁极下线圈边所受电磁力的方向亦不变，从而产生单一方向的电磁转矩，使电枢沿同一方向连续旋转。
3、直流电机的可逆原理同一台电机既能作电动机亦能作发电机运行的现象。
4、直流电机的结构主要由静止的定子和旋转的转子构成，定子和转子之间存在气隙。
①定子由主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等组成。
②转子转子的作用是感应电动势并产生电磁转矩；它包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴和风扇等。
5、直流电机电枢绕组（基本形式叠绕组和波绕组）分类单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组及混合绕组等。
单叠绕组特点同一个元件的出线端连接于相邻的两个换向片上，相邻元件依次串联，后一个元件的首端与前一个元件的尾端连在一起并接到同一个换向片上，最后一个元件首端与第一个元件尾端连在一起，形成一个闭合回路。
【注支路对数a等于电机的极对数p，即a=p】单波绕组特点同一个元件的两个出线端所接的两个换向片相隔接近于一对极距，元件串联后形成波浪形，所以称为“波绕组”。
【注并联支路数总是2，即极对数a=1】★单叠与单波绕组区别单叠绕组可通过增加磁极对数来增加并联支路对数，适用于低电压、大电流的电机。
单波绕组的并联支路对数a=1，每条并联支路数串联的元件数较多，适用于小电流、较高电压的电机。
6、直流电机分类（按励磁方式分）他励、并励、串励、复励7、主磁通和漏磁通定义及其作用同时与电枢绕组（即转子绕组）和励磁绕组（即定子绕组）相交链的磁通称为主磁通；只与励磁绕组（即定子绕组）相交链的磁通称为漏磁通。
主磁通与通电的转子绕组相作用产生电磁转矩，使电机转动；漏磁通无用。
电机转速转矩计算公式很有用的啊
针对你的问题有公式可参照分析：电机功率：P=1.732×U×I×cosφ电机转矩：T=9549×P/n ；电机功率转矩=9550*输出功率/输出转速转矩=9550*输出功率/输出转速P = T*n/9550公式推导电机功率，转矩，转速的关系功率=力*速度P=F*V---公式1转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R)推出F=T/R---公式2线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)=2πR*每分转速(n分)/60=πR*n分/30---公式3将公式2、3代入公式1得：P=F*V=T/R*πR*n分/30 =π/30*T*n分-----P=功率单位W，T=转矩单位Nm，n分=每分钟转速单位转/分钟如果将P的单位换成KW，那么就是如下公式：P*1000=π/30*T*n30000/π*P=T*n30000/3.1415926*P=T*n 9549.297*P= T * n电机转速：n=60f/p，p为电机极对数，例如四级电机的p=2；注：当频率达50Hz时，电机达到额定功率，再增加频率，其功率时不会再增的，会保持额定功率。
电机转矩在50Hz以下时，是与频率成正比变化的；当频率f达到50Hz时，电机达到最大输出功率，即额定功率；如果频率f在50Hz以后再继续增加，则输出转矩与频率成反比变化，因为它的输出功率就是那么大了，你还要继续增加频率f，那么套入上面的计算式分析，转矩则明显会减小。
转速的情况和频率是一样的，因为电源电压不变，其频率的变化直接反应的结果就是转速的同比变化，频率增，转速也增，它减另一个也减。
关于电压分析起来有点麻烦，你先看这几个公式。
电机的定子电压：U = E + I×R (I为电流, R为电子电阻, E为感应电势)；而：E = k×f×X (k:常数, f: 频率, X:磁通)；对异步电机来说：T=K×I×X (K:常数, I:电流, X:磁通)；则很容易看出频率f的变化，也伴随着E的变化，则定子的电压也应该是变化的，事实上常用的变频器调速方法也就是这样的，频率变化时，变频器输出电压，也就是加在定子两端的电压也是随之变化的，是成正比的，这就是恒V/f比变频方式。
电机及拖动讲解
第八章电力拖动系统动力学基础内容提要研究电力拖动系统动力学的目的是为介绍电力花动的机械特性与过渡过程等内容准备必要的理论基拙。
第一节及第二节分析运动方程式，对方程式中各参数(力、转拒、质量和飞轮惯量等)的折算方法进行分析研究;第三节介绍了电动机和工作机构!'}速比可变系统的有关问题;第四节中讨论考虑传动机构损耗的简化折算方法与较准确的折其方法;最后，在第五节中将介绍几种典型生产机械的负载转矩特性。
第一节电力拖动系统的运动方程式“拖动”就是应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成一定的生产任务。
而用各种电动机作为原动机的拖动方式称为“电力拖动”。
一般情况下，电力拖动装置可分为电动机、工作机构、控制设备及电源四个组成部分，如图8-1所示。
电动机把电能转换成机械动力，用以拖动生产机械的某一工作机构。
工作机构是生产机械为执行某一任务的机械部分。
控制设备是由各种控制电机、电器、自动化元件及工业控制计算机等组成的，用以控制电动机的运动，从而对工作机构的运动实现自动控制。
为了向电动机及一些电气控制设备供电，在电力拖动系统中必须设有电源部分。
需要指出的是，在许多情况下，电动机与工作机构并不同轴，而是在二者之间有传动机构，它把电动机的运动经过中间变速或变换运动方式后再传给生产机械的工作机构。
下面研究电力拖动系统中电动机带动负载的力学问题。
一、运动方程式电动机在电力拖动系统中作直线运动(如直线电动机)或旋转运动时，由力学定律可知，必须遵循下列两个基本的运动方程式:对于直线运动，方程式为式中F—拖动力(N);—阻力(N);惯性力如果质量m的单位为kg，速度v的单位为m/s，时间t的单位为S，则惯性力的单位F .相同，为N。
与直线运动时相似，旋转运动的方程式为式中 T 电动机产生的拖动转矩T 阻转矩(或称负载转矩)d 惯性转矩(或称加速转矩)。
转动惯量J 可用下式表示:kg·m 2 式中m 与G 旋转部分的质量(kg)与重量(N);ρ与D 惯性半径与惯性直径(m};g 重力加速度，g=9. 81 m/s这样，由式(8-3)可见，转动惯量J 的单位为kg·m 2运动方程式(8一2)的形式不够实用，在实际计算中常把它化为另一种形式。
第三章 直流电动机的电力拖动
U
Ec R1
两级起动时
I1 R2 R1 I 2 R1 Ra
推广到m级起动的一般情况
I1 Rm Rm1 R2 R1
I 2 Rm1 Rm2
R1 Ra
I1 / I2 称为起动电流比
30
R1 Ra
R2 R1 Ra 2
Rm1
Rm 2
Ra
m1
Rm Rm1 Ra m
17
B、风机与泵类负载的转矩特性
通风机负载转矩与转速的大小有关，基本上与转速的平方成正比
特点： TL Kn2
通风机类负载的转矩特性
如实际生产机械中的水泵、油泵、离心式通风机等其介质 对叶片的阻力基本上与转速的平方成正比。
18
C、恒功率负载的转矩特性
特点：
TL
k
1 n
恒功率负载的转矩特性
在不同转速下，负载转矩基本上与转速成反比,其功率基本
恒转矩负载 大多数生产机械可归纳为： 风机与泵类负载
恒功率负载
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各类生产机械的负载转矩特性 A、恒转矩负载的转矩特性
特点： 负载转矩不受转速变化的影响。在任何转速下，负载转矩
总是保持恒定或大致恒定。
反抗性恒转矩负载 恒转矩负载
位能性恒转矩负载
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(1) 反抗性恒转矩负载的转矩特性如下图所示。
反抗性恒转矩负载的转矩特性
22000 Ω
0.174Ω
Ce N
UN
I N Ra nN
220 116 0.174 V/(r/min) 1500
0.133 V/(r/min)
理想空载点 Te 0
n
n0
UN
Ce N
220 r/min 1650r/min 0.133
电机拖动公式非常重要
1第二章折算后二次绕组电流、电压、电动势22'I I k=22'U kU =22'E kE =折算后二次绕组0X =222'X k X =2'L L Z k Z =低压空载试验励磁阻抗模100U Z I =励磁电阻0020P R I =励磁电抗0X =高压短路试验cu S P P=75S Z =21ss P R I=s X =铜线绕组75234.575234.5s s R R θθ+=+铝线绕组7522875228s s R R θθ+=+75S Z =电压调整率1221(cos sin )*100%N R s s N I V R X U ϕϕ=+效率2220N N Ss s P P βληβλβ=++ 产生最大效率的条件：20S p P β=即Fe Cu P P =产生最大效率时的负载系数max β=理想运行条件（1）两台变压器的功率比11:::I II LI LII SI SIIS S I I Z Z == (2)::I II NI NII S S S S =::LI LII NI NII I I I I =(3)总负载和总负载功率L LI LII I I I ==I II S S S =+ 第三章 同步转速：1060f n p=转差率：00n n s n -=电磁转矩的大小：22cos T m T C I ϕ=Φ槽距角：.360p zα=极距：2z p τ=每极每相槽数：2z q pm =额定功率因素：N λ=定子电路的电动势平衡方程式11111()U E R jX I E Z I •••••=-++=-+ 每相绕组中的感应电动势E1在数值上为11114.44w m E k N f =Φ 忽略R1和X1，11114.44m w U k N f Φ=22s N E s E =21N f s f =绕组折算：折算后的转子相电流'22i I I k =111222w i w m k N k m k N =折算后的转子电动势为'22e E k E =1122w i w k N k k N =折算后的阻抗为'22z Z k Z ='22z R k R ='22z X k X =21112222w z w m k N k m k N =三相异步电动机的输出功率11111cos P mU I ϕ=电磁功率''2''2''22121221221e R s P m I m R I m R I s s-==+ 输出功率2m me ad P P P P =--机械功率：()1m e P s P =-()1m e P s P =- 空载损耗：2m me ad P P P P =--电动机的效率21P P η=三相异步电动机的电磁转矩000609.559.552e ee m P P P P T n n nπ====Ω 空载转矩000609.552P P T n n π==输出转矩222609.552P P T n nπ==20T T T =- T2等于负载转矩MM T s s T ⎡=-⎢⎣ 第四章电磁转矩的物理公式22cos T m T C I ϕ=Φ2224.442w T pm k N C π=参数公式22122122()T spR U T K f R sX =⎡⎤+⎣⎦222211()2w T w k N m K k N π= 实用公式2MM M T T s s s s=+最大电磁转矩时的转差率22M R s X =(临界转差率)最大转差率为21122M T MT N pU T K T f X α==由实用公式可得如下MM T s s T ⎡=⎢⎣当T=TN时可得MT M s s α=起动转矩倍数s ST N T T α=起动电流倍数21(1)N ST N TR R s T =- 无极起动变阻器的最大值为21(1)NST N T R R s T =-其中2R =有极起动：启动转矩和切换转矩1(0.8~0.9)M T T =2(1.1~1.2)L T T =起动转矩比12TT β==起动级数m 1lglg N N T s T m β=各级电阻12()i i i ST R R ββ-=- （调速）调速范围：22'I I k =静差率：00*100%f n n n δ-= 第七章直流电动机中，N P 是指输出的机械功率的额定值：22260N N N N P T T n π=•Ω=(2N T 为额定输出转矩，Nn 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 P U I =•直流电机的电磁转矩：T a T C I =Φ(单位：N m •)2T pNC π=直流电机的电动势：E E C n =Φ（单位：V ）460E pNC =直流电动机的运行分析： 一、 他励电动机：1、励磁电流：f f f U I R =2、a a a U I R E =+电枢电流：aa a U E I R -= 根据电磁转矩公式，a I 还应满足：a T T I C =Φ 3、过载能力：maxa MC aN I I α=(一般取1.5~2.0) 4、转速：a a aE E U I R En C C -==ΦΦ 二、幷励电动机1、a f I I I =+ff f U I R =2、a f U U U ==a a a U I R E =+三、串励电动机1、f a U U U =+2、a fI I I ==3、转速2a f E E T R R En T C C C +==•ΦΦ直流电动机的功率（以幷励直流电动机为例）输入功率：1PUI =部分变成铜损耗，余下的部分由电动率转换成机械功率（电磁功率） 铜损耗：22Cua a f f P R I R I =+ 电磁功率：1e Cu P PP =-e a P E I T =•=Ω 电磁功率不能全部输出，需扣除空载损耗0P （包括铁损耗Fe P ,机械损耗me P ，附加损耗ad P ）输出功率：20e P P P =-0Fe me ad P P P P =++直流电动机的总损耗al P 为：12al Cu Fe me ad P PP P P P P =-=+++ 直流电动机的效率：12100%P P η=⨯直流电动机的转矩：20T T T =-(稳定时2L T T =) 第八章8.1他励直流电动机的机械特性0n 是电动机的理想空载转速0a E U n C =Φϒ是机械特性的斜率2aE T R C C ϒ=Φn ∆是转速差0n n n ∆=-机械特性的硬度为1α=ϒ8.2他励直流电动机的的起动有级起动起动电阻的计算（1）选择起动电流1I 和切换电流2I 1(1.5~2.0)aN I I =2(1.1~1.2)aN I I = （2）求出起切电流（转矩）比β12I I β=（3）确定起动级数m lglg amaR R m β=1aN am U R I =(am R 为m 级起动时的电枢起动总电阻) （4）重新计算β，校验2I是否在规定范围内β==（5）求各级起动电阻1()i i STi a R R ββ-=- 8.3 他励直流电动机的调速 一，改变电枢电阻调速2a r E T R R n T C C +∆=Φ0n n n =-∆调速电阻2r E T a n R C C R T ∆=Φ- 二．改变电枢电压调速2aE T R n T C C ∆=Φ0n n n =-∆8.4 他励直流电动机的制动一． 能耗制动1.能耗制动过程——迅速停机制动电阻maxb b a a E R R I ≥-2，能耗制动运行——下放重物制动电阻2b E T a L nR C C R T =Φ-2a b L E T R R n T C C +=Φ二．反接制动1.电压反向反接制动——迅速停机制动电阻maxa bb a a U E R R I +≥-2.电动势反向反接制动——下放重物制动电阻()T b a E a L C R U C n R T Φ=+Φ-2a b aN L E T E R R U n T C C C +=-ΦΦ二．回馈制动反向回馈制动——下放重物制动电阻()T b E a a L C R C n U R T Φ=Φ--2a b aN L E T E R R U n T C C C +=+ΦΦ电机与拖动基础复习提纲常用基础理论部分：1．铁磁物质的特性：高导磁、饱和特性、磁滞特性、铁心损耗。
第五章 三相异步电动机的电力拖动
磁转矩的参数表达式。显然当U1、f1及电动机的各参数不变
时, 电磁转矩T仅与转差率 s 有关,根据式（5-2）可绘出异步 电动机的 T-s 曲线, 如图5-1所示。
T
' r 2 m1 pU12 s
n
n1 nN nm
HP 段是稳定运行段。 电动机随着负载的增加 而转速略有下降；
H B
P
0
TN
A Tst Tmax
T
AP 段是不稳定 运行段。
图 5-3 三相异步电动机的固有机械特性曲线
5. 2. 2 人为机械特性
由电磁转矩的参数表达式可知 , 人为地改变异步电动机
的任何一个或多个参数（U1 , f1 , p , 定、转子电路的电阻或 电抗等）, 都可以得到不同的机械特性, 这些机械特性统称为 人为机械特性。下面介绍改变某些参数时的人为机械特性。
程度远远不及转子电流增加的程度大,根据磁动势平衡方程式,
定子电流也将大为增加, 长期超过额定值就会发生“烧机”现 象。
T CT Φ1I 2 ' cos2
(5-1)
5. 1. 2 电磁转矩的参数表达式
根据三相异步电动机的近似等效电路可知
' r '2 2 Pem m1 I 2 s U1 ' I2 2 r2 2 r X X 1 1 2 s
T
' r 2 m1 pU12 s
r2' ' 2f1 r X X 1 2 1 s
2
2
电机拖动重点归纳
第二章一、负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系即：n=f(TL)___恒转矩负载特性恒转矩负载是指负载转矩为常数，其大小与转速n无关,恒转矩负载分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。
反抗性恒转矩负载特性:恒值负载转矩Tf 总是与转速nf的方向相反，即作用方向是阻碍运动的方向。
当正转时nf 为正，Tf与nf方向相反，应为正，即在第一象限,当反转时nf为负，Tf 与nf方向相反，应为负，即在第三象限；当转速nf=0时外加转矩不足以使系统运动。
位能性恒转矩负载特性特点:Tf 的方向与nf的方向无关。
Tf具有固定不变的方向。
例如：起重机的提升机构，不论是提升重物还是下放重物，重力的作用总是方向朝下的，即重力产生的负载转矩方向固定。
当nf >0时，Tf>0，是阻碍运动的制动性转矩;当nf <0时，Tf>0，是帮助运动的拖动性转矩。
故转矩特性在第一和第四象限。
恒功率负载转矩特性特点：当转速n变化时，负载功率基本不变。
电力拖动系统的稳定运行的必要条件：动转矩为零，即n不变，T=TL第三章直流电机的用途：把机械能转变为直流电能的电机为直流发电机；把直流电能转变为机械能的电机是直流发电机。
直流发电机用来作为直流电动机和交流发电机的励磁直流电源。
直流电动机的工作原理：线圈不由原动机拖动；电刷接直流电源；直流电源通过静止的电刷与随电枢转动的换向器的滑动接触把直流电源转换成电枢中的交流电，保证电枢转矩的方向不变，电枢保持逆时针旋转。
直流发电机的工作原理:用两个相对放置的导电片(换向片)代替交流发电机的两个滑环，电刷接触的换向片始终是相同一侧的线圈边，所以N极一侧的电刷得到的电压始终是（+），S极一侧的电刷得到的电压始终是（-）。
直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。
如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。
电机拖动公式(非常重要)
电机拖动公式(非常重要)1第二章折算后二次绕组电流、电压、电动势22'I I k=22'U kU =22'E kE =折算后二次绕组 22000X Z R =-222'X k X =2'LLZ k Z =低压空载试验 励磁阻抗模100U Z I =励磁电阻0020P R I =励磁电抗2200XZ R =-高压短路试验cu SP P =22757575S s s Z R X =+21s s P R I =22s s s X Z R =-铜线绕组75234.575234.5s s RR θθ+=+ 铝线绕组7522875228s s RR θθ+=+22757575S s s Z R X =+电压调整率1221(cos sin )*100%NR s s NI V R X U ϕϕ=+ 效率2220N N Ss s P P βληβλβ=++产生最大效率的条件：20Sp P β=即FeCuPP = 产生最大效率时的负载系数0maxsp p β=理想运行条件 （1）两台变压器的功率比11:::I II LI LII SI SIIS S I I Z Z ==(2)::I II NI NIIS S S S =::LI LII NI NIII I I I = (3)总负载和总负载功率 L LI LIII I I ==I IIS S S =+第三章 同步转速：1060f np=转差率：00n n s n -= 电磁转矩的大小：22cos Tm T C I ϕ=Φ槽距角：.360p z α= 极距：2z p τ= 每极每相槽数：2zq pm=额定功率因素：3NNN NU I λ=定子电路的电动势平衡方程式11111()U E R jX I E Z I •••••=-++=-+每相绕组中的感应电动势E1在数值上为 11114.44w mE k N f =Φ忽略R1和X1，11114.44mw U k N f Φ=22s N E s E =21N f s f =绕组折算：折算后的转子相电流'22iI I k =111222w i w m k N k m k N =折算后的转子电动势为 '22e E k E =1122w i w k N k k N =折算后的阻抗为'22z Z k Z ='22z R k R ='22z X k X =21112222w z w m k N k m k N =三相异步电动机的输出功率11111cos P mU I ϕ=电磁功率''2''2''22121221221e R s P m I m R I m R I s s -==+输出功率2m me adP P P P =-- 机械功率：()1meP s P =- ()1meP s P =-空载损耗：2m me adP P P P =-- 电动机的效率21P P η=三相异步电动机的电磁转矩000609.559.552e ee m P P P P T n n nπ====Ω空载转矩0609.552P P T n nπ== 输出转矩222609.552P P T n nπ== 2TT T =-T2等于负载转矩2()1M M MT Ts s T T ⎡=-⎢⎣第四章电磁转矩的物理公式22cos T m T C I ϕ=Φ2224.442w Tpm k NC π=参数公式22122122()TspR U T K f R sX =⎡⎤+⎣⎦222211()2w T w k N m K k N π=实用公式2MMM T T s s s s=+ 最大电磁转矩时的转差率22M R s X =(临界转差率)最大转差率为21122M T MT NpU T K T f X α==由实用公式可得如下2()1M M MT Ts s T T ⎡⎤=--⎢⎥⎣⎦当T=TN 时可得21MT MT Mss αα=-起动转矩倍数s STNT T α=起动电流倍数21(1)NST N T R R s T =-无极起动变阻器的最大值为21(1)NST N T R R s T =- 其中2223N N NR I =有极起动：启动转矩和切换转矩1(0.8~0.9)MT T = 2(1.1~1.2)LT T =起动转矩比 121N m N T T T s T β== 起动级数m1lglg NN T s T m β=各级电阻12()ii i ST RR ββ-=-（调速） 调速范围：22'I Ik=静差率：0*100%fn nnδ-=第七章直流电动机中，NP 是指输出的机械功率的额定值：22260N N N N P T T n π=•Ω=(2N T为额定输出转矩，Nn 为额定转速)直流发电机中，NP 是指输出的电功率的额定值：N N NP U I =•直流电机的电磁转矩：T aT C I =Φ (单位：N m •)2T pNC π=直流电机的电动势：EE C n =Φ （单位：V ）460E pN C =260E T C C π= 9.55T EC C =直流电动机的运行分析： 一、 他励电动机： 1、 励磁电流：f f fU I R =2、aa a UI R E=+ 电枢电流：a a aU EI R -=根据电磁转矩公式，aI 还应满足：a T T I C =Φ3、过载能力：max a MC aNI I α=(一般取1.5~2.0) 4、转速：a a aE E U I R En C C -==ΦΦ二、幷励电动机1、a fI I I =+ff fU I R =2、afU U U == aa a U I R E=+三、串励电动机 1、faU U U =+ 2、a fI I I ==3、转速2a f E E T R R En TC C C +==•ΦΦ直流电动机的功率（以幷励直流电动机为例） 输入功率：1P UI =部分变成铜损耗，余下的部分由电动率转换成机械功率（电磁功率） 铜损耗：22Cu a a f fP R I R I =+电磁功率：1eCuP P P =- eaP E I T =•=Ω电磁功率不能全部输出，需扣除空载损耗0P （包括铁损耗Fe P ,机械损耗me P ，附加损耗adP ） 输出功率：20e P P P =- 0Fe me adP P P P =++直流电动机的总损耗al P 为：12al Cu Fe me adP P P P P P P =-=+++直流电动机的效率：12100%P P η=⨯直流电动机的转矩：2TT T =-(稳定时2LTT =)260e P T n π=22260P T n π=00260P T n π=220P P P =-第八章8.1 他励直流电动机的机械特性n 是电动机的理想空载转速0a E U nC =Φϒ是机械特性的斜率2aETRC C ϒ=Φn∆是转速差0n n n∆=- 机械特性的硬度为1α=ϒ8.2 他励直流电动机的的起动 有级起动起动电阻的计算（1）选择起动电流1I 和切换电流2I 1(1.5~2.0)aNI I =2(1.1~1.2)aNI I =（2）求出起切电流（转矩）比β12I I β=（3）确定起动级数mlglg am aR R m β=1aN am U R I =(amR 为m 级起动时的电枢起动总电阻)（4）重新计算β，校验2I 是否在规定范围内1am aN mm a a R UR R I β==（5）求各级起动电阻1()i i STi aR R ββ-=-8.3 他励直流电动机的调速一，改变电枢电阻调速 2ar ETR Rn T CC +∆=Φn n n=-∆ 调速电阻2rE T a nRC C R T∆=Φ-二．改变电枢电压调速2aE T R n T C C ∆=Φ0n n n=-∆8.4 他励直流电动机的制动 一． 能耗制动1.能耗制动过程——迅速停机 制动电阻maxb b aa E R R I ≥-2，能耗制动运行——下放重物 制动电阻2b E T a LnR C C R T =Φ- 2ab LETR Rn T CC +=Φ二．反接制动 1.电压反向反接制动——迅速停机 制动电阻maxa bbaa U E RR I +≥-2.电动势反向反接制动——下放重物 制动电阻()T ba E a LC RU C n R T Φ=+Φ- 2a b aN L ETE R R U n T CC C +=-ΦΦ二． 回馈制动反向回馈制动——下放重物 制动电阻()T b E a a LC R C n U R T Φ=Φ-- 2a b aN L ETE R RU n T CC C +=+ΦΦ电机与拖动基础复习提纲常用基础理论部分：1．铁磁物质的特性：高导磁、饱和特性、磁滞特性、铁心损耗。
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理想运行条件 （1）两台变压器的功率比
(2) SI : SII SNI : SNII
(3)总负载和总负载功率 IL ILI ILII
第三章
同步转速：
n0
60 f1 p
U1 I0
ZS 75
Rs
Xs
sin
I2
'
I2 k
X2 ' k2X2
励磁电阻
2
R s75
铝线绕组
2
)
ILI : ILII I NI : I NII
（调速）
第七章
T2
调速范围： I2 '
sNT1
直流电动机中， PN 是指输出的机械功率的额定值： PN
输出转矩， nN 为额定转速)
I2 k
直流发电机中， PN 是指输出的电功率的额定值： PN U N IN
直流电机的电磁转矩： T CT Ia
直流电机的电动势： E CEn CE 2 CT 60
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
电机拖动重点归纳
第二章一、负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系即：n=fTL___恒转矩负载特性恒转矩负载是指负载转矩为常数;其大小与转速n无关;恒转矩负载分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载..反抗性恒转矩负载特性:恒值负载转矩Tf 总是与转速nf的方向相反;即作用方向是阻碍运动的方向..当正转时nf 为正; Tf与nf方向相反;应为正;即在第一象限;当反转时nf 为负; Tf与nf方向相反;应为负;即在第三象限；当转速nf=0时外加转矩不足以使系统运动..位能性恒转矩负载特性特点:Tf 的方向与nf的方向无关..Tf具有固定不变的方向..例如：起重机的提升机构;不论是提升重物还是下放重物;重力的作用总是方向朝下的;即重力产生的负载转矩方向固定..当nf>0时;Tf >0;是阻碍运动的制动性转矩;当nf<0时; Tf>0;是帮助运动的拖动性转矩..故转矩特性在第一和第四象限..恒功率负载转矩特性特点：当转速n变化时;负载功率基本不变..电力拖动系统的稳定运行的必要条件：动转矩为零;即 n不变;T=TL第三章直流电机的用途：把机械能转变为直流电能的电机为直流发电机；把直流电能转变为机械能的电机是直流发电机..直流发电机用来作为直流电动机和交流发电机的励磁直流电源..直流电动机的工作原理：线圈不由原动机拖动；电刷接直流电源；直流电源通过静止的电刷与随电枢转动的换向器的滑动接触把直流电源转换成电枢中的交流电;保证电枢转矩的方向不变;电枢保持逆时针旋转..直流发电机的工作原理:用两个相对放置的导电片换向片代替交流发电机的两个滑环;电刷接触的换向片始终是相同一侧的线圈边;所以N极一侧的电刷得到的电压始终是+;S极一侧的电刷得到的电压始终是- ..直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行;也可以作为发电机运行;只是外界条件不同而已..如果用原动机拖动电枢恒速旋转;就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压;则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转;从而把电能转变成机械能..这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理;在电机理论中称为可逆原理.. 主要结构：直流电机由定子、转子两大部分构成..定子的作用是产生主磁场和在机械上支撑电机;它主要由主磁极、机座、电刷、端盖和轴承组成..主极的用是在定转子之间的气隙中建立磁场;使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩.. 大多数直流电机的主磁极都是由直流电流来励磁的;主磁极上还装有励磁线圈..只有小直流电机的主磁极才用永磁磁铁;这叫永磁直流电机.电刷装置:电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接;并与换向器相配合;起到整流或逆变器的作用..换向极：换向极又称附加极或间极;其作用是用以改善换向..换向极装在相邻两主极之间;它也是由铁心和绕组构成..直流电机转子部分：电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承等单叠绕组1每个极下的元件组成一条支路;并联支路对数a等于极对数p:a=p2正负电刷间感应电动势最大;被电刷短路的元件里感应的电动势最小..3电刷杆数等于极数..电枢电动势公式：电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间感应的电动势;也是电枢绕组每个支路里的感应电动势..电磁转矩公式P47内容励磁磁通势和电枢反应磁通势==直流发电机:电枢电动势—输出电动势与电枢电流同方向电磁转矩—制动与转速方向相反直流电动机:电枢电动势—反电动势与电枢电流反方向电磁转矩—拖动与转速方向相同..PM电磁功率既是机械性质又是电性质的功率;反映了机械能转换成电能的实质.他励直流电动机的机械特性是指电动机加上一定的电压U和一定的励磁电流If;并在电枢回路中串入电阻R;电磁转矩与转速之间的关系;他励直流电动机固有机械特性是一条斜直线;跨越三个象限;特性较硬..机械特性只表征电动机电磁转矩和转速之间的函数关系;是电动机本身的能力;至于电动机具体运行状态;还要看拖动什么样的负载..固有机械特性是电动机最重要的特性;在此基础上;很容易得到电动机的人为机械特性..人为机械特性：1.电枢回路串电阻的人为机械特性：n0不变;R增大;⊿n增大;特性变软;一组放射形直线2.改变电枢电压的人为机械特性：1斜率不变;各条特性互相平行;T 一定时;Δn不变; ；2n0与U成正比..3. 减小气隙磁通量的人为机械特性：Φ越小;n0越高;β越大;机械特性变软;T一定时;Δn也变大..第四章除微型电机外;一般直流电动机不允许直接启动..起动条件：满磁通起动；IS ≤2~2.5IN；TS≥1.1~1.2TN启动方式：1电枢回路串电阻启动；启动电流为is=un/ra+r负载转矩TL已知;根据启动条件的要求确定R的大小目标: 并且保证电磁转矩持续较大及电流持续较小；电枢回路串电阻起动：一般采用多级电阻分级起动;起动过程中起动电阻逐步切除..2降电压启动.. 降低电源电压U;启动电流为is=u/ra;负载转矩TL已知;根据启动条件要求;可以确定U的大小；逐渐升高电压U;直至最后升高到UN为了保持启动过程中电磁转矩一直较大及电枢电流一直较小4.2他励直流电动机的调速：调速的性能指标是决定电动机选择哪一种调速方法的依据;主要的性能指标有四个方面：调速方式、调速范围与静差率、调速的平滑性、调速的经济性..改变传动机构的传动比改变工作机构的速度;称为机械调速..人为改变电动机的参数如电压、励磁电流或电枢回路电阻;使同一负载得到不同转速;称为电气调速..直流电动机的调速方法：1电枢串电阻调速只能在额定转速基速以下调速;一般称为由基速向下调速..特点：①机械特性变软;受负载波动影响大；②在空载或轻载时;调速范围小③有级调速；④损耗大;电动机效率低它应用于对调速性能要求不高的场合2降低电源电压调速特点：①基速向下调速；②机械特性的硬度不变;速度稳定性好；③可实现无级调速；④损耗小;电动机效率高..3弱磁调速基速向上调特点：a基速向上调速 b 可实现无级调速；c 损耗小;电动机效率高..通常与降低电源电压调速配合使用;可以得到较宽的调速范围;能较好地满足生产机械的要求..----优点：在功率较小的励磁电路中进行调节;控制方便;能量损耗小;调速的平滑性较高..缺由于电动机nmax不可能太高;主要受电动机机械强度及换向的限制..另外;电机体积及耗材增多;不经济电动机允许输出转矩不变的调速方法称恒转矩调速..电枢串电阻调速和降低电源电压调速都属于恒转矩调速;在保持电枢电流接近或等于额定值条件下;调速过程中电动机允许输出功率不变的调速方法称为恒功率调速..弱磁调速属于恒功率调速..最好的配合方式为：恒功率负载;采用恒功率的调速方法弱磁调速；恒转矩负载;采用恒转矩的调速方法变电压或变串入电阻调速..这样匹配;使电机在整个调速范围内容量能充分利用;且 Ia=IN 不变;电动机的调速转矩与负载一致时;电机容量能充分利用..调速范围是指电动机在额定负载转矩调速时;其最高转速与最低转速之比;静差率或称转速变化率;是指电动机由理想空载到额定负载时转速的变化率..注意：静差率越小;转速的相对稳定性越好;负载波动时;转速变化也越小..1 n0一定;硬度越大;静差率越小;稳定性越好；2硬度一定;n越大;静差率越小..调速的平滑性a无级调速的平滑性最好；b有级调速的平滑性用平滑系数表示：相临两极转速中;高一级转速与低一级转速之比..调速的经济性主要考虑调速设备的初投资、调速时电能的损耗、运行时的维修费用4.3 他励直流电动机的电动与制动运行他励直流电动机拖动各种类型的负载运行时;若改变其电源电压、磁通及电枢回路所串电阻;工作点就会分布在四个象限之内..在 n-T 二维坐标系中;若 T 与 n 同方向同正同负;则电动机运行在电动状态..若 T与 n反方向;则电动机运行在制动状态..电动运行：当电机运行在第Ⅰ和第Ⅲ象限时;电机分别工作在正向和反向电动运行状态..当电机运行在第Ⅱ和第Ⅳ象限时;电机处于制动运行状态..在电动运行状态时;电机的电磁转距是拖动性转矩;而负载转矩为制动转矩.. 能耗制动：倒拉反转和反接制动回馈制动功率流向负载机械能→电枢绕组→电能→电枢回路总电阻热能反接制动1电枢电压反向的反接制动——迅速停机回馈制动发电状态特点：n>n0;因而 E>Ua;电机处于发电状态;降低电源电压调速：增强磁通调速第六章6.2.1电枢绕组:三相单层集中整距绕组：每一相只有一个整距线圈;定子上每个槽里只有一个线圈边..这种绕组除了感应电动势的波形不理想外;电枢表面的空间也没有充分利用;不如采用分布绕组好三相单层分布绕组：基波电动势星形相量图最多可以并联的支路有p个当电机每相的总线圈数一定时;如用一路串联;则每相基波电动势要比并联时大;而电流比并联时的总电流小6.2.2 三相双层绕组是指定子上每个槽里能放两个圈边;每个圈边为一层..一个线圈有两个圈边;电机线圈的总数等于定子的槽总数..双层绕组的优点是线圈能够任意短距;对改善电动势波形有好处6.2.3 绕组的谐波电动势-实际的电机气隙里磁密的分布不完全都是基波;尚有谐波;如三次、五次、七次等奇数次谐波..所谓三次、五次、七次谐波磁密;即在一对磁极极距中有三、五、七个波长的正弦形磁密波..这些谐波也要在各槽里的导体中感应出各次谐波电动势..当绕组采用了短距、分布以及三相连接时;可以使各次谐波电动势大大被消弱;甚至使某次谐波电动势为零..当然;短距、分布也能降低基波电动势;只要设计合理;让基波电动势消弱的少;而大大消弱谐波电动势就可以了..三相星接和角接;在三相线电动势中不会有三次谐波及三的倍数次谐波电动势出现..这是由于三相三次谐波以及三的倍数次谐波电动势在时间相位上同相所造成的..6.3磁通势介绍：在电机里;不管什么样的绕组;当流过电流时;都要产生磁通势..所谓磁通势;指的是绕组里的全电流;或安培数..交流电机电枢绕组产生的磁通势与直流电机相比;要复杂一些..分析磁通势的大小及波形等问题;应从两大方面来考虑：1绕组在定子空间所在的位置；2再考虑该绕组流过的电流;在时间上又是如何变化的.. 交流绕组产生的磁通势;既是空间的函数;又是时间的函数..整距线圈磁通势从定子到转子的方向作为正方向..线圈电流：i=根号2icoswt ;磁通势的大小是由电流的大小决定的;当电流按正弦规律变化时;磁通势的大小也随之按正弦规律变化;称为脉振波..磁通势交变的频率与电流的频率一样..最大幅值：1/2根号2INy该磁通势的极数为一对;与电机的极数对数相等..四极电机绕组产生的磁通势：该磁通势的极数为两对;与电机的极数对数相等2、磁通势展开：空间矩形波可用傅氏基数展成无穷多个正弦波..因此;空间矩形分布的脉振磁通势;可以展开成无穷多个空间正弦分布的磁通势;每个正弦分布的磁通势同时都随时间正弦变化基波及其谐波磁通势的特点：1基波及其谐波磁通势的最大值Fyv=1/vFy1;2基波及其谐波磁通势的极对数:基波磁通势的极对数与电机的极对数一样多;三次谐波的极对数是基波的三倍;五次谐波磁通势的极对数是基波的五倍;等等..3基波及其谐波磁通势幅值随时间变化的关系:当电流随时间按余弦规律变化时;不论是基波磁通势或谐波磁通势;它们的幅值都是随时间按电流的变化规律而变化;即在时间上;都为脉振波..由前面的分析;可以得到:1一个脉振波可以分解为两个波长与谐振波完全一样;分别朝相反方向旋转的旋转波;旋转波的幅值是原谐振波最大振幅的一半；2当脉振波振幅为最大值时;两个旋转波正好重叠在一起..一个在空间按余弦分布的磁通势波;可以用一个空间矢量来表示;让矢量的长短等于该磁通势的幅值;矢量的位置就在该磁通势波正幅值所在的位置..6.4三相合成基波旋转磁通势的特点：1.幅值不变;为圆形旋转磁通F1=3根号2NIkdp1/pi*p;2转向：磁通势的转向为电流的相序;从领先相到滞后相旋转3转速：旋转磁通势相对于定子绕组的转速为同步转速{n=60f/p;w=pi*pn/30}4瞬间位置当某相的电流值达到最大值时;合成磁通势正好位于该轴线处三相三次谐波磁通势互相抵消;同理可以知道三的倍数次谐波的合成磁通势也是零..采用分布和短距绕组可以大大的降低五次和七次谐波等高次谐波;因此三相绕组可以忽略谐波;只认为基波磁通势是主要的..此后再提到基波磁通势是下标的数字1都去掉第七章7.1 异步电机主要用作电动机;拖动各种机械负载异步电动机运行时;定子绕组接到交流电源上;转子绕组自身短路;由于电磁感应的关系;在转子绕组中产生电动势、电流;从而产生电磁转矩;所以;异步电机又叫感应电机三相异步电动机主要是由定子和转子两部分组成..根据转子的结构可以分为：绕线式和鼠笼式异步电动机的定子： 1 定子铁心2 定子绕组3 机座：4 端盖：异步电动机的转子：1.转子铁心 2.转子绕组—绕线式转子与定子绕组相似;为对称三相绕组;一般星形联结三出线端分别接到转轴上三个滑环上;通过电刷引出电流..其特点是可以通过滑环电刷在转子回路接入附加电阻、鼠笼式转子 3.转轴—支撑转子铁心的作用 3. 气隙：定、转子间空气隙按定子相数分：单相异步电动机；两相异步电动机；三相异步电动机按转子结构分：绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动机单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机按有无换向器分：无换向器异步电动机；换向器异步电动机7.1.5 异步电动机的工作原理: 利用感应原理进行工作;因此也称为感应电动机工作条件：1空间有旋转的磁场； 2.转子与磁场有相对运动;即n≠n1 ； 3.转子导条或转子三相绕组短路7.4 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系1三相异步电动机正常稳态运行时;n≠n1；2当产生的电磁转矩 T=作用于转轴上的负载转矩 TL时;异步电动机的转速n为某一确定值；3可以用转差率 s 衡量 n与 n1之间的差距..4转子各电量的大小均与转差率 s 有关;因此分析三相异步电动机转子旋转时各量的大小;首先要定义转差率..转差率转差或滑差：其大小可以反映电动机转子的转速7.4.2定、转子磁通势及磁通势关系三相对称电流I1产生的气隙空间旋转磁通势F1 ：a幅值：b转向：从领先相绕组轴线到落后相绕组轴线c转速：相对于定子绕组的转速为60f/pd瞬间位置：当I达正最大值时;转子磁通势F1应在相绕组轴线处..合成磁通势异步电动机正常运行时的励磁磁通势a幅值：…i0….b转向：从领先相绕组轴线到落后相绕组轴线c转速：相对于定子绕组的转速为n1;d当三相异步电动机转子以转速n旋转时;定转子磁通势同步旋转;只是磁通势的大小及相互之间的相位有所不同..对应的电流为励磁电流;约为20~50%额定值..7.4.4 转子绕组的频率折合频率折合——将转子绕组中各电量频率折合为定子频率..原则：保持转子旋转磁通势F2大小、转向、转速不变..由于：转子磁通势 F2与定子磁通势 F1同步旋转;与转速 n无关;即与转子电量频率f2无关..只需保证转子旋转磁通势F2的大小不变;即需要保证转子绕组电流有效值保持不变;其频率可以任意设定..所以;在保证转子电流有效值I2不变的情况下;可以将转动的转子直接等效为静止的转子;即频率f2变为f1..在频率变换的过程中;转子电流有效值保持不变;转子电路的功率因数角φ2也没有发生变化..7.4.5异步电动机的等效电路用可调电阻与电机的转速相对应;将转动的异步电动机等效成为静止的电路..7.5三相异步电动机的功率与转矩看书7.6三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 T 与转速 n或转差率 s 之间的函数关系..异步电动机带负载时;等值电路中的励磁阻抗支路可以移到前面或者不作任何改变..7.6.1固有机械特性三种状态：三相异步电动机在定子电压、频率均为额定值不变;定、转子回路不串入任何电路元件条件下的机械特性称为固有机械特性..书上的图过载能力最大转矩倍数：最大电磁转矩与额定电磁转矩的比值..7.6.2 人为机械特性 1. 降低定子端电压的人为机械特性 2. 定子回路串接三相对称电阻的人为机械特性3. 定子回路串接三相对称电抗的人为机械特性4. 转子回路串入三相对称电阻的人为机械特性第八章8.1三相异步电动机直接起动三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压;定子回路不串任何电器元件时的起动..三相异步电机的起动要满足生产机械对异步电动机起动性能的要求起动转矩要大;以保证生产机械的正常起动..缩小起动时间、起动电流要小;以减小对电网的冲击..下面两种情况不能直接启动：变压器与电机容量之比不足够大；启动转矩不能满足要求..综上所述;三相异步电机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大;电动机容量小于7.5kw的小容量鼠笼式异步电机..对于大容量鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机可采用如下方法：1降低定子电压；2加大定子端电阻或电抗；3对于绕线式异步电机还可以采用加大转子端电阻或电抗的方法..对于鼠笼式异步电机;可以结构上采取措施;如增大转子导条的电阻;改进转子槽形..直接起动时的影响：1起动电流较大;可达额定电流的4～7 倍;甚至达到8～12倍..2过大的起动电流造成电机过热;影响电动机的寿命..3过大的起动电流使电动机受到电动力的冲击;绕组变形可能造成短路而烧毁电动机..4过大的起动电流会使电网线路电压降增大;对同一线路中的其他电器设备造成影响..直接起动即全压起动..全压起动条件：1异步电动机功率低于7.5KW ..28.2 三相鼠笼式异步电动机降压起动1.定子串接电抗器或电阻起动2. 星形—三角形Y—△降压起动方法：起动时定子绕组接成Y形;运行时定子绕组则接成△形;其接线图如图示..对于运行时定子绕组为Y形的笼型异步电动机则不能用Y—△起动方法;适用于正常运行时接成 的电机;是普通机床上常用的起动方法..Y—△起动时;起动电流与直接起动时的起动电流三分之一3. 自耦变压器起动补偿器起动方法：自耦变压器也称起动补偿器..起动时电源接自耦变压器原边;副边接电动机..起动结束后电源直接加到电动机上..采用自耦变压器降压起动;起动电流和起动转矩都降K2倍..自耦变压器一般有2～3组抽头;其电压可以分别为原边电压U1的80%、65%或55%、64%、73%..该种方法对定子绕组采用Y形或△形接法的电机都可以使用;缺点是设备体积大;投资较贵软起动方法采用电子软起动来实现电动机的起动：1限流或恒流起动2斜坡电压软起动3转矩控制软起动..4转矩加脉冲突变控制5电压控制8.3高启动转矩的三相鼠笼式异步电动机1. 转子电阻值较大的鼠笼式异步电动机转子电阻大;则直接启动时的转矩大;最大转矩也大;但同时额定转差率较大;运行段机械特性较软高转差电动机..2. 深槽式鼠笼异步电动机转子槽型深而窄;其深度与宽度之比约为10-20.运行时;转子导条有电流通过;底部漏磁通比槽口的多;所底部漏电抗大;槽口部分漏电抗小..当频率较高时交流电流集中到导条槽口容易出现集肤效应或趋表效应----刚启动时;集肤效应使导条内电流比较集中在槽口;相当于减少了导条的有效截面积;使转子电阻增大..随着转速n的升高;集肤效应逐渐减弱;转子电阻逐渐减少;直到正常运行;转子电阻自动变回到正常运行值..正常运行时;转差率很小;转子频率也很低;转子漏抗很小;因此在电动势的作用下;转子电流主要有电阻决定..这样;转子电流在导条内的分布均匀;集肤效应不明显..3. 双鼠笼异步电动机双鼠笼异步电动机比普通异步电动机转子漏电抗大;功率因数稍低;效率差不多..其转子上装有两套并联的鼠笼..外笼：起动笼;电阻大—黄铜或铝青铜内笼：运行笼;电阻小—紫铜起动时：f2=f1;内笼漏抗大;电流集中在上笼→Ist 小;Tst大运行时：f2=1~3Hz;漏抗远比电阻小;电流大部分从电阻较小的下笼流过.. 转子漏抗大;cos 和过载能力小;制造相对工艺复杂..用于对Tst要求高的场合..8.4绕线式三相异步电动机的起动转子回路中可以外串三相对称电阻;以增大电动机的启动转矩;启动结束后可以切除外串电阻;电动机的效率不受影响..它可用在重载和频繁启动的生产机械上..1转子回路串接频敏电阻器起动对于单纯限制启动电流、增大启动转矩的绕线式异步电机;可采用转子串频敏变阻器启动..频敏变阻器是由三相铁芯线圈组成;每一相的等效电路与变压器空载运行的等效电路一致..2、转子串电阻分级起动为使整个启动过程中尽量保持较大起动转矩采用逐级切除转子起动电阻的分级启动..8.5 三相异步电动机的各种运行状态交流电力拖动系统运行时;在拖动各种不同负载的条件下;若改变异步电动机电源电压的大小、相序及频率;或者改变绕线式异步电动机转子回路所串电阻等参数;三相异步电动机就会运行在四个象限的各种不同状态..-----若电磁转矩T 与转速n的方向一致时;电动机运行于电动状态；若电磁转矩T与转速n的方向相反时;电动机运行于制动状态..制动状态中;根据T与n的不同情况;又分为回馈制动、反接制动、倒拉制动及能耗制动等..一. 电动运行当电动机工作点在第一象限时;电动机为正向电动运行状态；当电动机工作点在第三象限时;电动机为反向电动运行状态..电动运行状态时;电磁转矩为拖动转矩..二．三相异步电动机的制动在下述情况运行时;则属于电动机的制动状态..在负载转矩为位能转矩的机械设备中例如起重机下放重物时;运输工具在下坡运行时;使设备保持一定的运行速度；在机械设备需要减速或停止时;电动机能实现减速和停止的情况下;电动机的运行属于制动状态..三相异步电动机的制动方法有下列两类：机械制动是利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转..它的结构有好几种形式;应用较普遍的是电磁抱闸;它主要用于起重机械上吊重物时;使重物迅速而又准确地停留在某一位置上.. 电气制动是使异步电动机所产生的电磁转矩和电动机的旋转方向相反..电气制动通常可分为能耗制动、反接制动和回馈制动再生制动等3类..1能耗制动当定子绕组通入直流电源时;在电动机中将产生一个恒定磁场..转子因机械惯性继续旋转时;转子导体切割恒定磁场;在转子绕组中产生感应电动势和电流;转子电流和恒定磁场作用产生电磁转矩;根据右手定则可以判电磁转矩的方向与转子转动的方向相反;为制动转矩..在制动转矩作用下;转子转速迅速下降;当n=0时;T=0;制动过程结束..这种方法是将转子的动能转变为电能;消耗在转子回路的电阻上;所以称能耗制动基本原理方法：将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后;立即接到直流电源上;对于采用能耗制动的异步电动机;既要求有较大的制动转矩;又要求定、转子回路中电流不能太大使绕组过热..能耗制动的优点是制动力强;制动较平稳..缺点是需要一套专门的直流电源供制动用..2反接制动分为电源反接制动和倒拉反接制动两种..方法：改变电动机定子绕组与电源的联接相序;电源的相序改变;旋转磁场立即反转;而使转子绕组中感应电势、电流和电磁转矩都改变方向;因机械惯性;转子转向未变;电磁转矩与转子的转向相反;电动机进行制动;此称电源反接制动..。
电机拖动第二章
dT dTz < dn dn
稳定运行点
不稳定运行点
dT dTz < dn dn
已知某电动机的机械特性如图2-40特性 所示。试问该机分别与 特性l所示 已知某电动机的机械特性如图 特性 所示。 特性2、特性3、特性4这三种负载配合时 平衡点A， ， ， 这三种负载配合时， 特性 、特性 、特性 这三种负载配合时，平衡点 ，B，C，D 中哪些是稳定哪些是不稳定的?为什么 为什么? 中哪些是稳定哪些是不稳定的 为什么
n+ T TZ=T2+T0
v
2-2
生产机械的负载转矩特性
n
TZ
负载转矩特性： 负载转矩特性：指负载转矩与机械的转速的 关系，n=f (TZ )。 各种生产机械负载转矩特性可归纳为三类。 一、恒转矩负载特性 又可分为两种类型： 反抗性恒转矩负载：其负载转矩大小与转速 反抗性恒转矩负载 无关，但其方向始终与转向相反。 位能性恒转矩负载：其负载转矩的大小和方 位能性恒转矩负载 向均与转速无关。
电枢串联电阻时的 人为机械特性
特点： 特点： (1) n0不变，它是通过理想空载 不变， 不变 的直线。 点 的直线。 (2)β>βN ，特性变“软”。 特性变“
2、降低端电压的人为特性 、
n=
U
Ce Φ N
−
Ra ′ T = no − β N T 2 Ce C m Φ N
特点： (1) n ' 0 ∝ U (2) β= βN 它是平行并低于固有特性的直线。
理想鼓风机的 负载特性
实际鼓风机的 负载特性
2-3
他励直流电动机的机械特性
一、直流电动机机械特性的一般形式 电动机的电磁转矩T与其转速n的关系，即n=f(T)。励磁方 式不同，直流电动机的机械特性也不同。
电机拖动公式(非常重要)
1第二章折算后二次绕组电流、电压、电动势 22'I I k= 22'U kU = 22'E kE = 折算后二次绕组0X =222'X k X = 2'L L Z k Z =低压空载试验 励磁阻抗模100U Z I =励磁电阻 0020P R I =励磁电抗0X =高压短路试验 cu S P P =75S Z = 21ss P R I =s X =铜线绕组75234.575234.5s s R R θθ+=+ 铝线绕组7522875228s s R R θθ+=+75S Z =电压调整率1221(cos sin )*100%N R s s N I V R X U ϕϕ=+ 效率2220N N Ss s P P βληβλβ=++ 产生最大效率的条件：20S p P β=即Fe Cu P P =产生最大效率时的负载系数max β=理想运行条件 （1）两台变压器的功率比 11:::I II LI LII SI SIIS S I I Z Z == (2) ::I II NI NII S S S S = ::LI LII NI NII I I I I = (3)总负载和总负载功率 L LI LII I I I == I II S S S =+ 第三章 同步转速：1060f n p=转差率：00n n s n -= 电磁转矩的大小：22cos T m T C I ϕ=Φ槽距角：.360p zα=极距：2z p τ= 每极每相槽数：2z q pm =额定功率因素：N λ=定子电路的电动势平衡方程式 11111()U E R jX I E Z I •••••=-++=-+ 每相绕组中的感应电动势E1在数值上为 11114.44w m E k N f =Φ 忽略R1和X1，11114.44m w U k N f Φ=22s N E s E = 21N f s f =绕组折算：折算后的转子相电流'22i I I k =111222w i w m k N k m k N = 折算后的转子电动势为 '22e E k E = 1122w i w k N k k N =折算后的阻抗为 '22z Z k Z = '22z R k R = '22z X k X = 21112222w z w m k N k m k N =三相异步电动机的输出功率 11111cos P mU I ϕ=电磁功率 ''2''2''22121221221e R s P m I m R I m R I s s-==+ 输出功率 2m me ad P P P P =-- 机械功率：()1m e P s P =- ()1m e P s P =- 空载损耗： 2m me ad P P P P =-- 电动机的效率 21P P η=三相异步电动机的电磁转矩 000609.559.552e ee m P P P P T n n nπ====Ω 空载转矩 000609.552P P T n n π== 输出转矩 222609.552P P T n nπ== 20T T T =- T2等于负载转矩M M T s s T ⎡=⎢⎣ 第四章电磁转矩的物理公式 22cos T m T C I ϕ=Φ 2224.442w T pm k N C π=参数公式 22122122()T spR U T K f R sX =⎡⎤+⎣⎦222211()2w T w k N m K k N π= 实用公式2MM M T T s s s s=+ 最大电磁转矩时的转差率22M R s X =(临界转差率)最大转差率为21122M T MT N pU T K T f X α==由实用公式可得如下MM T s s T ⎡=⎢⎣ 当T=TN 时可得MT M s s α=-起动转矩倍数s ST N T T α=起动电流倍数 21(1)N ST N TR R s T =- 无极起动变阻器的最大值为 21(1)NST N T R R s T =- 其中2R =有极起动：启动转矩和切换转矩1(0.8~0.9)M T T = 2(1.1~1.2)L T T =起动转矩比12TT β== 起动级数m 1lglg NN T s T m β=各级电阻12()i ii ST R R ββ-=-（调速） 调速范围：22'I I k = 静差率：00*100%f n n n δ-= 第七章直流电动机中，N P 是指输出的机械功率的额定值：22260N N N N P T T n π=•Ω=(2N 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 P U I =• 直流电机的电磁转矩：T a T C I =Φ (单位：N m •) 2T pNC π=直流电机的电动势：E E C n =Φ （单位：V ）460E pN C =260E T C C π=9.55T E C C =直流电动机的运行分析： 一、他励电动机：1、 励磁电流：ff f U I R =2、a a a U I R E =+ 电枢电流：a a a U EI R -=根据电磁转矩公式，a I 还应满足：a T T I C =Φ 3、过载能力：maxa MC aN I I α=(一般取1.5~2.0) 4、转速：a a aE E U I R En C C -==ΦΦ 二、幷励电动机1、a fI I I =+f f f U I R =2、a f U U U == a a a U I R E =+ 三、串励电动机1、f a U U U =+2、a fI I I ==3、转速2a f E E T R R En T C C C +==•ΦΦ直流电动机的功率（以幷励直流电动机为例）输入功率：1PUI =部分变成铜损耗，余下的部分由电动率转换成机械功率（电磁功率） 铜损耗：22Cu a a f f P R I R I =+电磁功率：1e Cu P PP =- e a P E I T =•=Ω 电磁功率不能全部输出，需扣除空载损耗0P （包括铁损耗Fe P ,机械损耗me P ，附加损耗ad P ） 输出功率：20e P P P =- 0Fe me ad P P P P =++直流电动机的总损耗al P 为：12al Cu Fe me ad P PP P P P P =-=+++ 直流电动机的效率：12100%P P η=⨯直流电动机的转矩：20T T T =-(稳定时2L T T =)260e P T n π=22260P T n π= 00260P T n π= 220P P P =-第八章8.1 他励直流电动机的机械特性0n 是电动机的理想空载转速0a E U n C =Φ ϒ是机械特性的斜率2aE T R C C ϒ=Φ n ∆是转速差 0n n n ∆=- 机械特性的硬度为1α=ϒ8.2 他励直流电动机的的起动有级起动起动电阻的计算（1）选择起动电流1I 和切换电流2I 1(1.5~2.0)aN I I = 2(1.1~1.2)aN I I = （2）求出起切电流（转矩）比β 12I I β=（3）确定起动级数m lglg amaR R m β= 1aN am U R I =(am R 为m 级起动时的电枢起动总电阻)（4）重新计算β，校验2I 是否在规定范围内β==（5）求各级起动电阻 1()i i STi a R R ββ-=-8.3 他励直流电动机的调速 一，改变电枢电阻调速 2a r E T R R n T C C +∆=Φ 0n n n =-∆ 调速电阻2r E T a nR C C R T ∆=Φ- 二．改变电枢电压调速 2aE T R n T C C ∆=Φ0n n n =-∆ 8.4 他励直流电动机的制动 一．能耗制动1.能耗制动过程——迅速停机 制动电阻 maxb b a a E R R I ≥-2，能耗制动运行——下放重物 制动电阻 2b E T a L nR C C R T =Φ- 2a b L E T R R n T C C +=Φ 二．反接制动 1.电压反向反接制动——迅速停机 制动电阻maxa bb a a U E R R I +≥-2.电动势反向反接制动——下放重物 制动电阻()T b a E a LC R U C n R T Φ=+Φ- 2a b aNLE T E R R U n T C C C +=-ΦΦ二．回馈制动反向回馈制动——下放重物 制动电阻()T b E a a LC R C n U R T Φ=Φ-- 2a b aNLE T E R R U n T C C C +=+ΦΦ电机与拖动基础复习提纲常用基础理论部分：1．铁磁物质的特性：高导磁、饱和特性、磁滞特性、铁心损耗。
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1第二章折算后二次绕组电流、电压、电动势 22'I I k= 22'U kU = 22'E kE = 折算后二次绕组0X =222'X k X = 2'L L Z k Z =低压空载试验 励磁阻抗模100U Z I =励磁电阻 0020P R I =励磁电抗0X =高压短路试验 cu S P P =75S Z = 21ss P R I =s X =铜线绕组75234.575234.5s s R R θθ+=+ 铝线绕组7522875228s s R R θθ+=+75S Z =电压调整率1221(cos sin )*100%N R s s N I V R X U ϕϕ=+ 效率2220N N Ss s P P βληβλβ=++ 产生最大效率的条件：20S p P β=即Fe Cu P P =产生最大效率时的负载系数max β=理想运行条件 （1）两台变压器的功率比 11:::I II LI LII SI SIIS S I I Z Z == (2) ::I II NI NII S S S S = ::LI LII NI NII I I I I = (3)总负载和总负载功率 L LI LII I I I == I II S S S =+ 第三章 同步转速：1060f n p=转差率：00n n s n -= 电磁转矩的大小：22cos T m T C I ϕ=Φ槽距角：.360p zα=极距：2z p τ= 每极每相槽数：2z q pm =额定功率因素：N λ=定子电路的电动势平衡方程式 11111()U E R jX I E Z I •••••=-++=-+ 每相绕组中的感应电动势E1在数值上为 11114.44w m E k N f =Φ 忽略R1和X1，11114.44m w U k N f Φ=22s N E s E = 21N f s f =绕组折算：折算后的转子相电流'22i I I k =111222w i w m k N k m k N = 折算后的转子电动势为 '22e E k E = 1122w i w k N k k N =折算后的阻抗为 '22z Z k Z = '22z R k R = '22z X k X = 21112222w z w m k N k m k N =三相异步电动机的输出功率 11111cos P mU I ϕ=电磁功率 ''2''2''22121221221e R s P m I m R I m R I s s-==+ 输出功率 2m me ad P P P P =-- 机械功率：()1m e P s P =- ()1m e P s P =- 空载损耗： 2m me ad P P P P =-- 电动机的效率 21P P η=三相异步电动机的电磁转矩 000609.559.552e ee m P P P P T n n nπ====Ω 空载转矩 000609.552P P T n n π== 输出转矩 222609.552P P T n nπ== 20T T T =- T2等于负载转矩M M T s s T ⎡=⎢⎣ 第四章电磁转矩的物理公式 22cos T m T C I ϕ=Φ 2224.442w T pm k N C π=参数公式 22122122()T spR U T K f R sX =⎡⎤+⎣⎦222211()2w T w k N m K k N π= 实用公式2MM M T T s s s s=+ 最大电磁转矩时的转差率22M R s X =(临界转差率)最大转差率为21122M T MT N pU T K T f X α==由实用公式可得如下MM T s s T ⎡=⎢⎣ 当T=TN 时可得MT M s s α=-起动转矩倍数s ST N T T α=起动电流倍数 21(1)N ST N TR R s T =- 无极起动变阻器的最大值为 21(1)NST N T R R s T =- 其中2R =有极起动：启动转矩和切换转矩1(0.8~0.9)M T T = 2(1.1~1.2)L T T =起动转矩比12TT β== 起动级数m 1lglg NN T s T m β=各级电阻12()i ii ST R R ββ-=-（调速） 调速围：22'I I k = 静差率：00*100%f n n n δ-= 第七章直流电动机中，N P 是指输出的机械功率的额定值：22260N N N N P T T n π=•Ω=(2N 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 P U I =• 直流电机的电磁转矩：T a T C I =Φ (单位：N m •) 2T pNC π=直流电机的电动势：E E C n =Φ （单位：V ）460E pN C =260E T C C π=9.55T E C C =直流电动机的运行分析： 一、他励电动机：1、 励磁电流：ff f U I R =2、a a a U I R E =+ 电枢电流：a a a U EI R -=根据电磁转矩公式，a I 还应满足：a T T I C =Φ 3、过载能力：maxa MC aN I I α=(一般取1.5~2.0) 4、转速：a a aE E U I R En C C -==ΦΦ 二、幷励电动机1、a fI I I =+f f f U I R =2、a f U U U == a a a U I R E =+ 三、串励电动机1、f a U U U =+2、a fI I I ==3、转速2a f E E T R R En T C C C +==•ΦΦ直流电动机的功率（以幷励直流电动机为例）输入功率：1PUI =部分变成铜损耗，余下的部分由电动率转换成机械功率（电磁功率） 铜损耗：22Cu a a f f P R I R I =+电磁功率：1e Cu P PP =- e a P E I T =•=Ω 电磁功率不能全部输出，需扣除空载损耗0P （包括铁损耗Fe P ,机械损耗me P ，附加损耗ad P ） 输出功率：20e P P P =- 0Fe me ad P P P P =++直流电动机的总损耗al P 为：12al Cu Fe me ad P PP P P P P =-=+++ 直流电动机的效率：12100%P P η=⨯直流电动机的转矩：20T T T =-(稳定时2L T T =)260e P T n π=22260P T n π= 00260P T n π= 220P P P =-第八章8.1 他励直流电动机的机械特性0n 是电动机的理想空载转速0a E U n C =Φ ϒ是机械特性的斜率2aE T R C C ϒ=Φ n ∆是转速差 0n n n ∆=- 机械特性的硬度为1α=ϒ8.2 他励直流电动机的的起动有级起动起动电阻的计算（1）选择起动电流1I 和切换电流2I 1(1.5~2.0)aN I I = 2(1.1~1.2)aN I I = （2）求出起切电流（转矩）比β 12I I β=（3）确定起动级数m lglg am a R R m β= 1aN am UR I =(am R 为m 级起动时的电枢起动总电阻)（4）重新计算β，校验2I 是否在规定围β==（5）求各级起动电阻 1()i i STi a R R ββ-=-8.3 他励直流电动机的调速 一，改变电枢电阻调速 2a r E T R R n T C C +∆=Φ 0n n n =-∆ 调速电阻2r E T a nR C C R T ∆=Φ- 二．改变电枢电压调速 2aE T R n T C C ∆=Φ0n n n =-∆ 8.4 他励直流电动机的制动 一．能耗制动1.能耗制动过程——迅速停机 制动电阻 maxb b a a E R R I ≥-2，能耗制动运行——下放重物 制动电阻 2b E T a L nR C C R T =Φ- 2a b L E T R R n T C C +=Φ 二．反接制动 1.电压反向反接制动——迅速停机 制动电阻maxa bb a a U E R R I +≥-2.电动势反向反接制动——下放重物 制动电阻()T b a E a LC R U C n R T Φ=+Φ- 2a b aNLE T E R R U n T C C C +=-ΦΦ二．回馈制动反向回馈制动——下放重物 制动电阻()T b E a a LC R C n U R T Φ=Φ-- 2a b aNLE T E R R U n T C C C +=+ΦΦ电机与拖动基础复习提纲常用基础理论部分：1．铁磁物质的特性：高导磁、饱和特性、磁滞特性、铁心损耗。
直流电机部分：1．直流电机的工作原理（如何实现正反转、电枢电流如何换向的，发电与电动的原理）。
2．直流电机的结构：定子、转子，励磁方式、电枢的绕组方式。
定子部分：（1）主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。
主磁极由主磁极的铁心和励磁组部分组成（2）换向极两相邻主磁极之间的小磁极称为换向极，其作用是减小电机运动时电刷与换向器之间可能的火花。
换向极由换向极铁心和换向绕组组成，整个换向极也用螺钉固定于机座上。
（3）机座（4）电刷装置转子部分：（1）电枢铁心（2）电枢绕组（3）换向器（4）转轴励磁方式：1.他励直流电机2.并励直流电机3.串励直流电机4.复励直流电机电枢的绕组方式：单叠绕组：a=p单波绕组：a=13．直流电机的铭牌数据及其含义，电动机额定功率与发电机额定功率之间的区别，额定功率与额定电压和电流之间的关系。
（1）额定功率，是电机在额定运行状态时所提供的输出功率。
对电动机而言，是指轴上的输出的机械功率；对发电机而言，是指线端输出的电功率，单位为千瓦。
（2）额定电压Un,是电机的电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压，单位为伏。
（3）额定电流In,是电机在额定运行状态时电枢绕组允许流过的最大电流，单位为安。
（4）额定转速Nn,是电机在额定运行状态时的旋转速度，单位为转/分。
额定功率与额定电压和额定电流的关系为直流电动机P=UIη直流发电机 P=UI4．直流电机（电动机和发电机）的感应电动势、电磁转矩、电压平衡方程式、转矩平衡方程式、直流电机的功率流程图。
及相关的数量关系。
（以例题、作业题为复习重点）1、电枢绕组的感应电动势：电枢绕组的感应电动势（Ea）是指正负电刷之间的感应电动势，即，每条支路中各串联线圈边感应电动势的代数和。