电机特性曲线定稿版
实验报告-直流电机特性曲线
直流电机特性曲线一、实验内容1.直流电机固有机械特性曲线2.直流电机电枢回路串电阻机械特性曲线3.直流电机弱磁机械特性曲线二、实验原理1.他励直流电机固有机械特性方程式式：n=U NC eΦN−R aC e C TΦN2T em由公式可以画出其固有机械特性曲线：2.电枢回路串接电阻R e时的人为机械特性方程为n=U NC eΦN−R a+R eC e C TΦN2T em特点：①理想空载点不变②曲线斜率随串入电阻的增大而增大，转速降增大，机械特性变软③对于相同的电磁转矩，串入电阻越大，转速n越小3.改变电源电压U d时的人为机械特性方程式n=U dC eΦN−R aC e C TΦN2T em特点：①理想空载转速随电源电压降低而成比例降低②曲线斜率保持不变，特性的硬度保持不变③对于相同的电磁转矩，转速n随电源电压降低而减小4.渐弱磁通时的人为机械特性方程式为n=U NC eΦ−R aC e C TΦ2T em特点：①理想空载点随磁通减弱而升高②曲线斜率与磁通成反比，减弱磁通，斜率增大，机械特性变软。
三、实验结果1.固有机械特性 U=U n=220V I fI a(A) 1.110.90.70.60.40.30.20.082 n(r/min)160016131625164716591687170417241752e n f=0.12AI a(A)0.080.10.150.20.250.30.350.40.45n(r/min)1676164015521464138312861213113310493.弱磁U=U n=220V I f=0.11AI a(A)0.0850.10.20.40.60.80.9 1.0 1.1n(r/min)184418401815177717501730171817041691四、实验分析根据实验数据拟合的曲线由图可以得出，实验基本和理论曲线一致。
其中电枢回路串电阻特性曲线，其理想空载点与固有特性曲线不在同一点，可能是由于测量上的误差或者电机时间运行较长，引起电机自身参数略有变化；弱磁机械特性曲线的硬度没有理论中的软，可能是由于实验时，所降低的励磁电流过小而导致。
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）。
电机试验数据、曲线
92.1 91.39
1034.45 1768 2874.63 4664.47
311.91 458.6 1313.6 2581.88
1.13 0.81
1.54 2.26
128.2 219.1
356.2 605.8
125% 150% 151.99 204.41
1140 1140 106.12 151.76 728.95 729.83 1801.15 2185.68
0.72 0.75 89.68 87.45 7443.08 15222.53 4750.77 5976.95 3.33 3.19 922.4 1886.5
备注
试验热阻（Ω） 规定温度（℃）
0.303 130
热态电阻（Ω） 0.334 堵转电流（A） 318.32 堵转电流倍数（倍） 3.7
规定温度热阻（Ω） 0.44062
1141.08
86.22 87.62
86.26
124.98
113.62
17.1
41.8
14:23:45
1138.57
86.56 87.66
后轴承温度
℃
进水温度 ℃ 出水温度 ℃ 室温 ℃
86.52
124.77
113.52
17
38.9
56.1
15
19
16
57.3
15
19
16
55
15
17.8
16
54.8
0.87
0.391
358.67
359.05
357.89 10.26
10.46
10.12
0.74
0.315
负载试验
线 电 压 V A相线电流A
同步电动机转矩-转速特性曲线
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 11
圖 5-5 同步電動機之轉矩-轉速特性。因為電動機之轉速為 定值，所以其轉速調整率為 0。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 12
負載變化對同步電動機的影響
同步電動機一開始以領先功率因數運轉的情形，如圖 5-6 所示。若電動 機轉軸上之負載增加，轉部會開始慢下來。轉部慢下來，轉矩角 δ 就變 大了，且感應轉矩也變大了。感應轉矩增加之後反而又使轉部加速，而 電動機則再次以同步轉速運轉，只不過此時之轉矩角 δ 變大了。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 16
圖 5-8 (a) 以落後功率 因數運轉的同步電動機。 (b) 磁場電流的增加對發 電機之運轉造成的影響。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 17
圖 5-9 所示為同步電機之 IA 對 IF 圖。此種圖形稱為同步電動機 V 曲線 電樞電流之最小值發生在單位功率因數時，此時只有實功率供應至電動 機。 當磁場電流比造成 IA 最小值時之磁場電流值還小，電樞電流是落後的， 消耗 Q。當磁場電流比造成 IA 最小值時之磁場電流值還大，電樞電流是 領先的，供應 Q 至電力系統就像一個電容器，藉由控制同步電動機之磁 場電流，可控制電力系統所消耗或供應的虛功率 (reactive power)。
4
同步電動機之等效電路
由於 IA 方向的改變，等效電路的克希荷夫電壓定律方程式也跟著改變了。 新的等效電路的克希荷夫電壓定律方程式可寫為
或
圖 5-2 (a) 三相同步電動機之完整等效電路。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機
5
電ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ機械基本原理 ch 05 同步電動機
永磁直流伺服电机的工作特性曲线共49页文档
永磁直流伺服电机的工作特性曲线
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
直流电动机的特性曲线
(3)說明②：
由下式可知，當小負載時，
m 隨 Ia 成正比變化，故轉
矩 T 隨 Ia 的平方成正比，其 轉矩特性曲線為上升的拋物 線；而當負載增加到場磁通 達磁飽和的狀態時，轉矩 T 則隨 Ia 成正比，此時其轉矩 曲線為一上升直線。
轉矩特性曲線
T＝K''mIa＝K'Ia2（小負載時串激磁場未飽和）
2 n 2 1800
(3)
Tm＝
60Pm
2 n
＝ 60
2
8800≒46.7（牛頓-公尺） 1800
(4) PS＝Pm－Po＝8800－10×746＝1340（瓦特）
節目次
7-2 直流電動機啟動法
1.原理
直流電動機啟動的瞬間，轉速 nST≒0 轉／分，故電樞反電勢
Em(ST)＝KnSTm＝0 伏特，若代入公式 7-1，可得知電樞啟動
1.他激式直流電動機
(1)原理：
場繞組因由另一直流電源供給，故場磁通 m 等 於由場繞組所產生的磁通 f，且為定值，即不會
隨負載大小變化而改變，如圖中的虛線所示。
電路圖
轉速特性曲線
(2)說明①：
由公式 7-1 可推得下式，即轉速 n 會隨電樞電流
Ia（即負載電流 IL）的增加而些微下降，故實際
Km
Km
故影響直流電動機轉速的因素有下列幾點：
(1)外加電源電壓 Vt。
(2)主磁極的磁通量 m。
(3)電樞電路的電阻壓降 IaRa。
節目次
1.電樞電壓控速法
(1)複壓控速法：係改變電樞兩端的外加電源電壓大小來 控制轉速，當電樞端電壓愈大，轉速就愈快，最近大 多採用倍壓或降壓的電子電路來控速。 圖例
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
同步电动机转矩-转速特性曲线
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 13
圖 5-6 (a) 以領先功率因數運轉之電動機相量圖。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 14
圖 5-6 (b) 負載上的增加對同步電動機之運轉所造成的影響。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 15
磁場電流改變對同步電動機的影響
圖 5-8a 所示為一開始以落後功率因數運轉之同步電動機。 增加其磁場電流並且看看電動機會發生什麼事。注意到磁場電流的增加 會使得 EA 的大小增加，但是卻不會影響電動機所供應之實功率。 因為 IF 的改變並不會影響到轉軸轉速 nm，且連接至轉軸的負載並未改 變，供應之實功率也不變。 在相量圖上正比於實功率的線段長度 (EA sin δ 和 IA cos θ ) 也因此必定是 定值。當磁場電流增加，EA 必須增加，但它只能夠沿著定功率線向外滑 出。 此效應如圖 5-8b 所示。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 26
由阻尼籠繞組啟動電動機
到目前為止啟動同步電動機的方法中最受歡迎的就是使用阻尼繞阻 (amortisseur 或damper windings)。阻尼繞組是一種置於同步電動機轉部 表面所刻畫的凹槽中的特殊條棒並使用一個大的短路環 (shorting ring) 把 尾端連接起來。
電機機械基本原理 ch 05 同步電動機 27
阻尼籠繞組對電動機穩定度之影響
若在電機中加入阻尼籠繞組是為了啟動，則我們免費地得到了額外的益 處──增進電機之穩定度。 由阻尼籠繞組所產生之轉矩將可使慢電機加快而快電機減慢。 因此電機上的這些繞組傾向於壓制負載或其他暫態。 若發電機之轉軸轉矩發生變化，其轉部會瞬間加速或減速，而阻尼籠繞 組將會對付這些變化。阻尼籠繞組藉由減低功率的大小及轉矩暫態而改 善了整體的電力系統穩定度。
永磁直流伺服电机的工作特性曲线
为保证合闸后两个串联可控硅能同时导通，或已截止的相再次导通， 采用双脉冲控制。既每个触发脉冲在导通60º后，在补发一个辅助脉冲；也 可以采用宽脉冲控制，宽度大于60º，小于120º。
主回路波形图
α
1a
3b
5c
a
b
2c
4a
6b
①②③④⑤⑥
1
3
5
1
120°
2
4
6
2
60° 120° 180°
1 1 3 35 5 1 1
60° 66 2 2
44
662
60°
b ωt
3 ωt
4 ωt
33 ωt
24 ωt
§6.4 直流伺服电机 （五） 直流进给运动的速度控制
3）控制回路分析
• 触发脉冲产生的过程：
§6.4 直流伺服电机
常用的直流电动机有：永磁式直流电机（有槽、无槽、杯型、 印刷绕组）
励磁式直流电机 混合式直流电机 无刷直流电机 直流力矩电机
直流进给伺服系统： 永磁式直流电机类型中的有槽电枢永磁直 流电机（普通型）；
直流主轴伺服系统： 励磁式直流电机类型中的他激直流电机。
§6.4 直流伺服电机
t
t1 t2 T t3 t1
输出，经脉冲 Ud
分配、基极驱
UAB US O -US
t
动转换过来的
特性曲线图PPT资料优秀版
Presented by J. K. Lee
Outline
1. 前言 2. 原理 3. 結構 4. 特性曲線圖 5. 結論 6. 參考資料
前言
• 光檢測器用途很廣、包括商業及軍事用途，例 如太空、醫療、環境等等。靈敏度越高的光檢 測器所能應用到的範圍越廣。
結論
• 光檢測器的好壞要看的因素非常多，除了暗電 流、響應、抗雜訊之外，最重要的還是靈敏度， 靈敏度越高的光檢測器的重要的參考因素。
參考資料
• InGaN/GaN MQW p–n junction photodetectors ，Yu-Zung Chiou, Yan-Kuin Su, Shoou-Jinn Chang *, Yi-Chao Lin, Chia-Sheng Chang, ChinHsiang Chen ，Received 9 February 2002， received in revised form 27 April 2002，accepted 2 May 2002。
• 結構類似於LED，但是原理卻跟LED相反。
原理
• 主要工作在逆向偏壓、與LED不同的是，光 檢測器是利用光子產生電子電洞對(光電流)。
• 操作在較強逆向偏壓工作時 ➢ 拉長空乏區 ➢ 增加空乏區面積
結構
EL spectra of InGaN/GaN MQW Presented by J. 主要工作在逆向偏壓、與LED不同的是，光檢測器是利用光子產生電子電洞對(光電流)。 主要工作在逆向偏壓、與LED不同的是，光檢測器是利用光子產生電子電洞對(光電流)。 under reverse bias. 光檢測器的好壞要看的因素非常多，除了暗電流、響應、抗雜訊之外，最重要的還是靈敏度，靈敏度越高的光檢測器的重要的參考因 素。 photodetectors measured with a 20 mA forward bias is shown in the inset under reverse bias. 結構類似於LED，但是原理卻跟LED相反。 Measured dark and photocurrents of InGaN/GaN MQW photodetectors 主要工作在逆向偏壓、與LED不同的是，光檢測器是利用光子產生電子電洞對(光電流)。 Presented by J. Presented by J. Responsivity spectra of InGaN/GaN MQW photodetectors. 操作在較強逆向偏壓工作時
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电机特性曲线精编
W O R D版
IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
如何绘制性能曲线图
作者：刘小鑫
性能曲线图的四个要点
1、空载转速(N0)—指电机不受任何机械阻力或负载时的电压，在轴枝上测得的速度，单位为rpm(每分钟内旋转的圈数)。
2、空载载电流(I0)—指在电机无任何负载的情况下测得的电流量。
3、堵转转矩(Ts)—指因加载引致电机停止旋转时测得的转矩。
但建议阁下不要如此操作，因“退磁”或过载可能损坏电机。
4、堵转电流(Is)—指在电机因过载而停止旋转时测得的电流量。
绘制性能曲线图
1、速度曲线—是连接N0(空载转速)点及Ts(堵转转矩)点的曲线，其标示出电机在不同情况下的速度。
2、电流曲线—是连接I0(空载电流)点及Is(堵转电流)点的曲线，其标示出电机在不同情况下的电流量。
3、输出功率曲线—用以表示电机的输出功率，并可用以下公式计算：P=(速度x转
矩)/9500(速度单位为rpm,转矩单位为mNm)。
4、效率曲线—用以表示电机的效率，可用以下公式计算：Eff(%)=(输出功率/(电压x电流))x100
影响电机性能的主要因素
1、输入电压—在保持I0不变的情况下，输入电压增大会令N0、Is及I0增大。
2、串接电阻—在保持N0不变的情况下，串接电阻增大会令Ts及Is减小。
3、绕组的匝数—在保持Ts不变的情况下，绕组匝数增加将令N0、I0及Is增大。
4、绕组的线径—在保持I0及N0不变的情况下，绕组直径增大将令Ts及Is增大。
5、磁通量—在保持Is不变的情况下，磁通量增大将令N0及I0减小。
6、温度—在Is及Ts 减小的情况下，环境温度的上升将令N0及I0增大。