电机拖动与控制要点98页PPT
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电机及拖动PPT课件
A、增大励磁电流
B、减小励磁电流
C、保持励磁电流不变 D、使励磁电流为零
答案： C
2.2.2 反接制动
*电压反接制动 电压反接制动时接线如图所示。
开关S投向“电动”侧时，电枢接正极
电压，电机处于电动状态。进行制动时，开
关投向“制动”侧，电枢回路串入制动电R阻B 后，接上极性相反的电源电压，电枢回路内
定义：当 U 、U N I f时，I fN n f(I a )
由方程式可得
n
UN CeΦ
Ra CeΦ
Ia
Tn
Tem
n
T2
T0
0
Ia
)。 A、n=(U-IaRa)/Ceφ B、n=(U+IaRa)/Ceφ C、n=Ceφ/(U-IaRa) D、n=Ceφ/(U+IaRa) 答案： A
第二章直流电动机的电力拖动
电机及拖动
绪论 第一章 直流电机 第二章 直流电动机的电力拖动 第三章 三相异步电动机 第四章 三相异步电动机的电力拖动
为什么要学电机？
请同学们就电机的相关应用举例。
绪论
电机是利用电磁感应原理工作的机械。 电机常用的分类是按功能分，有发电机、电动机、变压器和 控制电机四大类；
归纳如下：
电机
变压器 直流电机
把电刷A、B接到直流电源 力形成逆时针方向的电磁转矩。
上，电刷A接正极，电刷B接负 当电磁转矩大于阻转矩时，电机
极。此时电枢线圈中将电流流过。转子逆时针方向旋转。
当电枢旋转到右图所示位置时
原N极性下导体ab转到S极下， 受力方向从左向右，原S 极下 导体cd转到N极下，受力方向 从右向左。该电磁力形成逆时 针方向的电磁转矩。线圈在该 电磁力形成的电磁转矩作用下 继续逆时针方向旋转。
电机及拖动课件PPT
已知总槽数Z、极对数p和相数m为，则
电机绕组： 产生感应电势、产生磁势
电角度表示，定义为360°空间电角度。
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的绕组应
分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的电角度称为相带，一般用600相带
定义（ n0- n ）为转差，把转差与同步转速n0 之比的百分值 叫做转差率S。即：
S= （ n0 -n ）/ n0 *100%
N
如果用一原动机或其它
T
转矩去拖动异步电动机，
使它的转速超过同步转速，
n >n0 ,S<0,旋转磁场切割转
n0
子导体的
n
方向相反，导体中的电动势与电流方向都反向。由左手 定则知电磁力与旋转磁场和转子的旋转方向相反，这是制动 转矩。这时原动机对异步电动机输入机械功率，而通过电磁 感应由定子向电网输送电功率，电动机处在发电机状态。
• 每个极面下每相占有的槽数。已知总槽数Z、 极对数p和相数m为，则
q Z 2 pm
q>1——分布绕组 整数槽绕组——q为整数 分数槽绕组——q为分数
槽距角
• 相邻两槽之间的电角度
已知总槽数Z、极对数p：α=（P×360）/Z
N
S
N
S
α
A Z B X C Y A ZB X C Y
槽电动势星形图
E E 0
所以该电机被称为异步机q1，也叫感y应1 电机。
E y1
E y1(q
1)
Eq1 qEy1kq1
一个线圈组电动势的有效值为 9异步电动机的参数测定
绘出短路特性曲线IK =f(UK)和PK = f(UK)。
电力拖动及自动控制原理基本知识及应用知识 ppt课件
图1.1 磁力线与电流之间的右螺旋关系
ppt课件
18
直流电机的基本工作原理
简化为一对磁极,一个线圈
发电机
电动机
ppt课件
19
第三节：常用低压电器
低压电器简介
配
开关
电
熔断器
低
电
……
压
器
电 器
控 制
接触器 继电器
时间继电器 热继电器
电
起动器 ……
器
……
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低压电器的分类
生产机械中所用的控制电器多属于低压电器，它 是指在电压在500V以下、用来接通或断开电路，以及 来控制、调节和保护用电设备的电气器具。 电器按动作性质可分为以下两类：
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三三相相五四线线制
L1 L2 L3 N P E
M 三相
两相
单相
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9
三相四线制
在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制，
三条线路分别代表A,B,C三相，另一条是中性线N，亦即 零线，在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条我 们称为火线，另一条我们称为零线，零线正常情况下要通
自动控制系统的基本组成图
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5
自动控制系统的基本组成部分定义
反馈环节 — 对系统的输出量的实际值进行测量，将它转换成反馈 信号，并使反馈信号成为与给定信号同类型、同数量级的物理量。
比较器 — 将给定信号和反馈信号进行比较，产生偏差信号。 控制器 — 根据输入的偏差信号，按一定的控制规律产生相应的 控制信号。
过电流以构成单相线路中电流的回路。而三相系统中，三
相平衡时，中性线（零线）是无电流的，故称三相四线制 ；
电机控制与拖动技术98页PPT
直到20世纪60~70年代，随着电力电子 技术的发展，使得采用电力电子变换器的 交流拖动系统得以实现，特别是大规模集 成电路和计算机控制的出现，高性能交流 调速系统便应运而生。
直流电动机的缺点： ★ 电刷和换相器因而必须经常检查维修 ★ 换向火花使直流电机的应用环境受到限制 ★ 换向能力限制了直流电机的容量和速度 交流拖动控制系统已经成为当前电力拖动控
在这类系统中，转差功率只有转子铜 损，而且无论转速高低，转差功率基本不 变，因此效率更高，上述的第⑤、⑥两种 调速方法属于此类。其中变极对数调速是 有级的，应用场合有限。
只有变压变频调速应用最广，可以 构成高动态性能的交流调速系统，取代 直流调速；但在定子电路中须配备与电 动机容量相当的变压变频器，相比之下， 设备成本最高。
制的主要发展方向。
• 交流拖动控制系统的应用领域
主要有三个方面：
一般性能的节能调速 高性能的交流调速系统和伺服系统 特大容量、极高转速的交流调速
1. 一般性能的节能调速
在过去大量的所谓“不变速交流拖动” 中，风机、水泵等通用机械的容量几乎占 工业电力拖动总容量的一半以上，其中有 不少场合并不是不需要调速，只是因为过 去的交流拖动本身不能调速，不得不依赖 挡板和阀门来调节送风和供水的流量，因 而把许多电能白白地浪费了。
电机控制与拖动技术
怎样思想，就有怎样的生活
电力拖动自动控制系统
第2篇
交流拖动控制系统
内容提要
概述 交流调速系统的主要类型 交流变压调速系统 交流变频调速系统 *绕线转子异步电机双馈调速系统——
转差功率馈送型调速系统 *同步电动机变压变频调速系统
概述
直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪 先后诞生。在20世纪上半叶的年代里，鉴于 直流拖动具有优越的调速性能，高性能可调 速拖动都采用直流电机，而约占电力拖动总 容量80%以上的不变速拖动系统则采用交流 电机。
电机与拖动资源库要点课件
电机的性能参数与选用
额定功率
转速
指电机在额定负载下的输出功率。选择电 机时，应确保其额定功率满足实际需求。
指电机在额定负载下的转速。根据实际需 求选择合适的转速范围。
电压和电流
负载类型
电机的输入电压和电流会影响其性能和效 率。选择合适的电压和电流范围，以确保 电机正常运行。
电机的负载类型（如转动惯量、阻力矩等 ）会影响其性能和效率。选择适合负载类 型的电机，以确保系统正常运行。
3
检查拖动系统紧固件
定期检查拖动系统的紧固件是否紧固，防止因紧 固件松动导致系统故障。
常见故障与排除方法
01
02
03
电机过热
检查电机散热是否良好， 电机负载是否过大，电机 接线是否紧固等，根据情 况进行相应处理。
电机声音异常
检查电机是否松动、轴承 是否损坏、电机内部是否 有异物等，根据情况进行 相应处理。
CHAPTER 02
拖动系统原理
拖动系统的基本概念
拖动系统
由原动机（如电动机）和传动装置（ 如齿轮、皮带、链条等）组成的系统 ，用于将原动机的动力传递给负载， 以驱动负载进行工作。
原动机
传动装置
将原动机的动力传递给负载的中间装 置，如齿轮、皮带、链条等。
产生机械能的设备，如电动机、内燃 机等。
拖动系统的分类与特点
在工业自动化领域，电机控制技术可 以实现生产线的自动化和智能化，提 高生产效率和产品质量。
在电动汽车领域，电机控制技术是实 现高效、安全、环保的能源利用的关 键技术之一。
CHAPTER 04
电机与拖动系统的维护与故障排除
电机的维护与保养
定期检查电机运行状态
包括电机温度、声音、振动等，确保电机正常运行。
《电机拖动》ppt课件
N2 N1
2 Ist
另外，由于Ux （N2 / N1）U，T U 2，故起动转矩降低为（N2 / N1）2Tst，Tst为全压U1时的起动转矩。 起动转矩与起动电流降低同样的倍数。
任务过程：起动时开关投向“起动〞位置。自耦变压器串接入定子侧，而定 子电压只是自耦变压器二次侧电压，即减压起动。待电机速度接近额定转速 时，开关投向“运转〞位置，切除自耦变压器，起动终了。
的等效电路
第二节 改善起动性能的三相异步电动机
集肤效应 Tst m1s (R1R2 )U 2 2R (X 2 1X2 )2
Ist
U (R1R2)2(X1X2)2
➢将导体看成许多单元导体的并联；漏磁通只穿过槽一次，由槽底铁心构成 闭合回路，。
➢越接近槽口的导体所交链的漏磁通越少， 即漏抗小；接近槽底的单元，漏 抗大， 使导体电流密度分布不均， 产生把电流向槽口排斥的集肤效应；
任务过程：将开关Q2投向“Y〞位置，再 合上开关Q1，定子接成星形，电动机降 压起动，待电动机转速接近额定转速时， 将开关Q2迅速投向“三角形〞位置，使 定子绕组接成三角形任务，起动过程终了。
留意：停机后，应该将Q2断开，使其处 在中间位置，以防止下次起动构成直接起 动特。点： 〔1〕只适用于正常运转时定子为三 角形结合的电动机。
4 28
9
5 3
〔三〕 软起动方法〔优先思索〕
采用一些自动控制线路组成的软起动器〔磁控式或 电子式〕实现笼型异步电动机的无级平滑起动，称 为软起动方法： 〔1〕限流或恒流起动法：主要用于轻载软起动 〔2〕斜坡电压起动法：主要用于重载软起动 〔3〕转矩控制起动法：较好的重载软起动方法 〔4〕转矩加脉冲突变控制起动法：适用于重载软起 动 〔5〕电压控制起动法：较好的轻载软起动方法
电机拖动(动力学).课件
电机拖动系统的智能控制
要点一
总结词
智能控制是一种新兴的控制方式，通过人工智能技术实现 对电机拖动系统的自动控制。
要点二
详细描述
智能控制系统结合了传统控制理论和人工智能技术，如模 糊控制、神经网络等，能够实现对电机拖动系统的自适应、 自学习和自调整控制。智能控制系统能够处理不确定性和 非线性问题，提高系统的鲁棒性和适应性。但智能控制系 统的实现需要较高的技术支持和成本投入，且在某些情况 下可能存在稳定性和可靠性问题。
调速控制的基本原理
通过改变电机的输入电压或电流，调节电机的输入功率，从而实 现调速控制。
调速控制的方法
包括变极调速、变频调速和变转差率调速等。
调速控制的实现
需要使用电力电子器件，如可控硅整流器、晶体管逆变器和直流 无换向器电机等。
05
电机拖动系统的设计与优化
电机拖动系统的设计原则与流程
满足工艺要求
需求分析
明确系统的工艺要求、负载特性和环 境条件，进行初步的方案设计。
方案设计
根据需求分析结果，选择合适的电机 类型、规格和传动方式，进行系统配置。
电机拖动系统的设计原则与流程
详细设计
根据方案设计结果，进行零部件设计和组装，完成整体设计。
测试与优化
对设计完成的电机拖动系统进行性能测试和优化，确保系统 性能达到预期要求。
的特性和应用场景。
直流电机的拖动特性
直流电机的机械特性
描述了电机的输出转矩与转速之间的关系， 包括硬机械特性和软机械特性。
直流电机的调速特性
通过改变输入到电机的电压或电流，可以 调节电机的转速，从而实现调速控制。
直流电机的制动特性
在电机停止运行时，可以通过改变电机的 输入电流或反接电机来使电机快速停止。
电机及拖动基础优秀PPT完整PPT
电机及拖动基础
iax I m
转子绕组作“两并一串”联接， 并且通入直流后所建立的磁动 势和磁场的基波分布图
iby
1 2
Im
icz
1 2
Im
绕线转子异步电动机的转子绕组通入直流电流 后，就成为一个电磁铁。
不论旋转磁极与电磁铁在起始时的相对位置如 何，结果总是旋转磁极的N极和S极分别与电磁铁 的S极和N极相吸。旋转磁极以同步转速旋转，则 必然拉着电磁铁也以同步转速旋转。这时异步电 动机就作同步运行。
恒功率、变励磁、不 计凸极效应时同步电 动机的电动势相量图
（二）转速特性及起动步骤
无平均电磁 转矩的情况
(s)t0
Te(t)
m UE0
Xds
sins
t
0
m U2
2s
1 Xq
1 Xd
sin2s
t
0
T
平均电磁转矩 Teav 0 Te(t)dt 0
第二节 无换向器电动机——自控式同步电动机 一、分类
串并联式
涡轮式
永磁同步电动机的转子结构图
2、磁路与参数问题 永磁体为横向结构的永磁同步电动机磁路示意图
3、起动问题
永磁同步电动机起动特性
1——异步转矩 2——发电机制动转矩 3——磁阻转矩 4——合成转矩
三、步进电动机
三相反应式步进电动机示意图
位置一
位置二
位置三
三相反应式步进电动 机的典型结构示意图
有最大电 磁转矩
无电磁转矩
有最大电 磁转矩
三、特点
1、维护简便 2、调速范围宽 3、控制方便 4、电动机能够使用于条件较恶劣的场合 5、快速性好
第三节 其他同步电动机
一、磁阻同步电动机
iax I m
转子绕组作“两并一串”联接， 并且通入直流后所建立的磁动 势和磁场的基波分布图
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icz
1 2
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绕线转子异步电动机的转子绕组通入直流电流 后，就成为一个电磁铁。
不论旋转磁极与电磁铁在起始时的相对位置如 何，结果总是旋转磁极的N极和S极分别与电磁铁 的S极和N极相吸。旋转磁极以同步转速旋转，则 必然拉着电磁铁也以同步转速旋转。这时异步电 动机就作同步运行。
恒功率、变励磁、不 计凸极效应时同步电 动机的电动势相量图
（二）转速特性及起动步骤
无平均电磁 转矩的情况
(s)t0
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m UE0
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t
0
m U2
2s
1 Xq
1 Xd
sin2s
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T
平均电磁转矩 Teav 0 Te(t)dt 0
第二节 无换向器电动机——自控式同步电动机 一、分类
串并联式
涡轮式
永磁同步电动机的转子结构图
2、磁路与参数问题 永磁体为横向结构的永磁同步电动机磁路示意图
3、起动问题
永磁同步电动机起动特性
1——异步转矩 2——发电机制动转矩 3——磁阻转矩 4——合成转矩
三、步进电动机
三相反应式步进电动机示意图
位置一
位置二
位置三
三相反应式步进电动 机的典型结构示意图
有最大电 磁转矩
无电磁转矩
有最大电 磁转矩
三、特点
1、维护简便 2、调速范围宽 3、控制方便 4、电动机能够使用于条件较恶劣的场合 5、快速性好
第三节 其他同步电动机
一、磁阻同步电动机
《电机与拖动》PPT课件
在A点满足：
TA TLA
dTA dn
dTLA dn
A
A1
B B1 TL TL1 B点为不稳定运行点
B点稳定性分析：
负载受到干扰TL增大为TL1
TL T TL1 n T T0,n0 堵 转 干扰消失，恢复到TL T TL 电动机不能起动 在B点满足：
2.2 多轴电力拖动系统的简化
问题：全面分析多轴系统，必须列出每根轴的运动 方程式及各轴相互联系的方程式，分析复杂。
方法：通常把负载转矩与系统飞轮矩折算到电动机 轴上来，变多轴系统为单轴系统。
பைடு நூலகம் 折算的原则是：保持系统的功率传递关系及系统的 贮存动能不变。
电动机
工作机构
2.2.1 工作机构为转动情况时的折算
第二章 电力拖动系统动力学
2.1 电力拖动系统转动方程式 2.2 多轴电力拖动系统的简化 2.3 负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的 条件
2.1电力拖动系统转动方程式
一. 典型生产机械的运动形式 1. 单轴旋转系统
电动机
工作机构
2. 多轴旋转系统
电动机
工作机构
3. 多轴旋转运动加平移运动系统
又由：
J m 2 GD 2 ; 2n
4g
60
m：系统转动部分的质量，kg
G：系统转动部分的重力，N
ρ ：系统转动部分的转动惯性半径，m
D：系统转动部分的转动惯性直径，m
g：重力加速度，m/s2
d GD 2 2 dn GD 2 dn
T TL J
dt
4g
60 dt
0.6
267.38r / min s
电机与电力拖动基础 (全)PPT教学课件
1
If —— 激磁绕组中的激磁电流； Rm —— 该段的磁组； Ф—— 磁通量
Φ
说明:当I较小时磁路的磁阻为气隙
2
磁阻且为常数,故If与Φ是线性的 If较大时铁心饱和,磁阻加大Φ增
加变慢If与Φ为非线性关系. 电机的饱和程度对电机的性能有很
0
大的影响.
If
二、主磁极磁势产生的气隙磁密在空间的分布
气隙磁密的概念：
本课程的性质、任务及学习方法
1、性质：在工业电气自动化专业中，《电机原 理及拖动》是一门十分重要的专业基础课或称 技术基础课。
2、任务：我们所从事的专业决定了我们是从使 用的角度来研究电机的。因此，我们着重分析 各种电机的工作原理和运行特性，而对电机设 计和制造工艺涉及得不多。但对电机的结构还 要有一定深度的了解。
1.静止部分 (1)主磁极:由极身和极掌组成,固定在磁轭
(机座)上.在磁极上套入激磁绕
组(线圈).主磁极总是偶数,且N
磁轭
极和S极相间出现.极掌对激磁
极掌极身
线圈 绕组起支撑作用,且使磁通在气
隙中有较好的分布波形.
(2)换向极:它位于相邻两主磁极之间,构造与主磁极相似,其 作用是为了消除在运行过程中换向器产生的火花.
自锁电路目录?第一章直流电机原理?第二章电力拖劢系统的劢力学基础?第三章直流电劢机的电力拖劢?第四章发压器?第五章三相异步电劢机原理?第六章三相异步电劢机的电力拖劢?第七章同步电劢机?第八章控制电机?第九章电力拖劢系统中电劢机的选择3学习方法
电机及拖动基础
电路
由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路称为电路。 电路导通叫做通路，只有通路才有电流通过。 电路在某一处位置断开，叫做断路或开路。
电机拖动(动力学)ppt课件
电动机
1J1 m Tm Jm
电动机
T
Jeq 等效负载
j1
生产机械
Tmeq
j2 折算原则：折算前后系统动能不变
1 2
Jeq 2
1 2
Jmm2
1 2
J112
1 2
JR 2
Jeq
Jm j2
J1 j12
JR
除以 12
2
乘以4g
上15下
GDeq2=
GDm2 + j2
GD12 + j12
电力拖动系统的运动状态：
Tem
T
L
当Tem TL ,
dn 0 , 稳态匀速n M
dt
当Tem TL ,
dn 0 , 暂态加速
dt
当Tem TL ,
dn 0 , 暂态减速
dt
上10 下
二、转动惯量及飞轮惯量（飞轮矩）
转动惯量是物体绕定轴旋转时转动惯性的度量
J
mi
GDR2
JR
GDR2
T
GDm2 + j2
电动机
其中：修正系数=1.1~1.25
1J1 m Tm Jm
多轴系统等效为单轴系统 j1
生产机械
后的运动方程为：
j2
Tem
TL
GDe2q 375
dn dt
T
电动机
Jeq 等效负载
其中： TL= T0+ Tmeq
T0 Tmeq
上16 下
第四节 负 载 的 机 械 特 性
2
ri
r2dm