电机拖动与控制资料重点
电机拖动重点整理归纳
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=fT L ___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T f 总是与转速n f 的方向相反,即作用方向是阻碍运动的方向;当正转时n f 为正, T f 与n f 方向相反,应为正,即在第一象限,当反转时n f 为负, T f 与n f 方向相反,应为负,即在第三象限；当转速n f =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:T f 的方向与n f 的方向无关; T f 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n f >0时, T f >0,是阻碍运动的制动性转矩;当n f < 0时, T f >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=T L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~IN；TS≥~TN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;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;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/pip,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=pipn/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;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;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;三相异步电动机的功率与转矩看书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;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 ;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,cosϕ和过载能力小,制造相对工艺复杂;用于对Tst要求高的场合;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;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;四、倒拉反转运行方法：当绕线转子异步电机拖动位能性负载时,在其转子回路串入很大的电阻;在其转子回路串入的大电阻超过某一数值时,电机还要反转,运行于第四象限;它的转差率s>1,电磁功率PM >0,机械功率Pm<0,但是,倒拉反转运行时负载向电机送入机械功率是靠着负载储存的位能的减少;这种运行状态与直流电机倒拉反转运行的情况一致,也是位能性负载到过来拉着电机反转;。
电机拖动与控制-教案
电机拖动与控制-教案章节一：电机的基本概念教学目标：1. 了解电机的基本概念和分类。
2. 掌握电机的运行原理和特性。
教学内容：1. 电机的定义和作用。
2. 电机的分类：直流电机、交流电机、同步电机、异步电机。
3. 电机的运行原理：电磁感应原理、电流产生磁场的原理。
4. 电机的特性：电磁特性、机械特性、运行特性。
教学方法：1. 讲授法：讲解电机的基本概念、分类和运行原理。
2. 案例分析法：分析不同类型电机的运行原理和特性。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对电机基本概念的理解。
2. 小组讨论：让学生分析不同类型电机的特性差异。
章节二：直流电机教学目标：1. 了解直流电机的基本结构和特点。
2. 掌握直流电机的运行原理和特性。
教学内容：1. 直流电机的基本结构：定子、转子、换向器、电刷。
3. 直流电机的运行原理：励磁原理、电流产生的磁场与转子之间的相互作用。
4. 直流电机的特性：电磁特性、机械特性、运行特性。
教学方法：1. 讲授法：讲解直流电机的基本结构、特点和运行原理。
2. 实验演示法：展示直流电机的运行原理和特性。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对直流电机基本结构和特点的理解。
2. 实验报告：评估学生对直流电机运行原理和特性的掌握。
章节三：交流电机教学目标：1. 了解交流电机的基本结构和特点。
2. 掌握交流电机的运行原理和特性。
教学内容：1. 交流电机的基本结构：定子、转子、感应器、电刷。
2. 交流电机的特点：运行稳定、高效节能、易于维护。
3. 交流电机的运行原理：电磁感应原理、电流产生的磁场与转子之间的相互作用。
4. 交流电机的特性：电磁特性、机械特性、运行特性。
教学方法：1. 讲授法：讲解交流电机的基本结构、特点和运行原理。
2. 实验演示法：展示交流电机的运行原理和特性。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对交流电机基本结构和特点的理解。
2. 实验报告：评估学生对交流电机运行原理和特性的掌握。
电机拖动与控制概要
• 二.变压器的分类 1.根据变压器的用途可分为电力变压器（又分为升压变压 器、降压变压器、配电变压器等）、特种变压器（如 电炉变压器。整流变压器等）、仪用互感器（电压互 感器和电流互感器）、试验用的高压变压器和调压器 等 2.根据线圈数目多少，变压器可分为两线圈、三线圈、以 及自耦变压器 3.根据变压器的铁心结构，可分为心式变压器和壳式变 压器 4.根据变压器相数的多少，可分为单相变压器和三相变压 器 5.根据变压器的冷却方式和冷却介质不同，可分为用空气 冷却的干式变压器和用油冷却的油浸式变压器等
• 当电能送到用电地区后，还要用降压变 压器把输电电压降低为配电电压，然后 再送到各用电分区，最后再经配电变压 器把电压降到用户所需要的电压等级， 供用户使用 • 否则电压过高，造成用电设备的绝缘困 难
• 原理：绕在同一铁心上的两个或两个以 上的线圈，线圈之间通过交变的磁通相 互联系，利用电磁感应原理而实现能量 的转换。通过磁场的耦合关系将其一次、 二次绕组边电路之间联系起来 •
• 电动机和内燃机的比较 • 内燃机是将化学能转化为机械能，电动 机是将电能转化为机械能 • 内燃机优点：燃料易于携带，用在运输 工具上，自身可以携带足够行驶很远路 程的燃料 • 缺点：需要直接燃烧燃料，体积较大， 排出废气和高温气体，会污染环境，造 成环境温度的升高，噪音及振动很大 ， 低速时转矩较小，一般需配备变速装置， 实现无级调速较困难，其燃料消耗后需 要停机进行添加；另外，化石燃料在地 球上的储量是有限的
• 三.变压器的主要结构部件 • 1.铁心 铁心是变压器的磁路部分，其中通过 的是交变磁通。铁心通常用厚度为0.35mm且 表面涂有绝缘漆的硅钢片叠制而成。 • 硅钢片有较小的铁耗和较高的磁导率。 • 叠制而成可降低铁心内的涡流损耗 。 • 2.线圈 线圈是变压器的电路部分，一般用 铜或铝的绝缘导线绕成。为了节省铜材，目前 我国大多采用铝线，特别是中小型变压器。 • 接于高压电网的线圈称为高压线圈，接至低压 电网的线圈称为低压线圈。
电力拖动自动控制系统的重点复习,考试必过(优选.)
压Un
也相应下降，而转速给定电压
U
* n
不变，
∆U
n
=
U
* n
−U n
增加。转速调节器 ASR 输出 U c
增加，
使控制角α 减小，晶闸管整流装置输出电压 U d 增加，于是电动机转速便相应自动回升，其调节过程可
简述为：
TL ↑→ Id ↑→ Id (RΣ + Rd ) ↑→ n ↓→ U fn ↑→ ∆U ↑→ Uc ↑→
保产品质量。
3）加、减速-频繁起、制动的设备要求尽量快的加、减速以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则
要求起、制动尽量平稳。
6.解 释 反 馈 控 制 规 律 ？
答（1）被调量有静差（2）抵抗扰动与服从给定（3）系统精度依赖于给定和反馈检测精度
7.闭环空载转速 n0cl 比开环空载转速 n0op 小多少?
之比，称作静差率 s ，即 s
=
∆n N n0
或用百分比表示
s=
∆nN n0
× 100%
在直流电动机变压调速系统中，一般以电动机的额定转速作为最高转速 N n
则
s
=
∆nN n0
=
∆nN nmin + ∆nN
∴ nmin
=
∆nN s
− ∆nN
=
(1 −
s)∆nN s
D
=
nmax nmin
=
nN s ∆nN (1 −
（2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。 （3）如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化，它不能得到反 馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是 被反馈环包围的前向通道上的扰动。 （ 2-13） 为 什 么 用 积 分 控 制 的 调 速 系 统 是 无 静 差 的 ？ 在 转 速 单 闭 环 调 速 系 统 中 ， 当 积 分 调 节 器 的 输入偏差电压 ∆U = 0 时，调节器的输出电压是多少？它取决于那些因素？
云南省考研电气工程及其自动化复习资料电机与拖动控制重点知识点梳理
云南省考研电气工程及其自动化复习资料电机与拖动控制重点知识点梳理一、电机基础知识1. 电机基本原理电机是将电能转换为机械能的装置。
电机的基本原理是靠电磁感应而产生转矩，实现能量转换的过程。
2. 电机分类按照电源形式可以分为直流电机和交流电机；按照工作原理可以分为感应电机、同步电机、矢量控制电机等。
3. 电机参数常见的电机参数包括额定功率、额定电流、额定转速、额定电压等，这些参数对于电机的性能和工作特点具有重要影响。
4. 电机效率与功率因数电机的效率是指输出功率与输入功率之比，而功率因数则是指电机负载时输入功率与视在功率之比。
了解电机效率与功率因数对于电机的工作效率和能源利用至关重要。
5. 电动机的保护与维护电动机在运行中需要进行保护与维护，常见的保护措施包括过载保护、过热保护、短路保护等，以延长电机的使用寿命。
二、电机控制系统1. 电机控制模式根据电机的控制需求，可以采用不同的控制模式，如开环控制和闭环控制，在具体应用中选择合适的控制模式。
2. 传统电动机控制方法常见的传统电动机控制方法包括直接启动控制、星三角启动控制、变频调速控制等，每种方法适用于不同的控制场景。
3. 拖动技术拖动技术是指将电机与传感器、变频器等组合使用，实现精确、高效的电机控制。
对于某些特殊应用场景，拖动技术具有重要意义。
4. 电动机调速技术电动机调速技术是指通过改变电机的转速，实现对电机输出功率和负载的控制。
常见的调速方法包括机械调速、电阻调速、变频调速等。
5. 电机控制系统设计电机控制系统设计需要考虑电机的实际工作要求和性能指标，根据工作场景选择合适的控制器、传感器和执行器等组成控制系统。
三、典型应用场景1. 电机在工业自动化中的应用电机在工业自动化领域中应用广泛，涉及到生产线、机械制造、输送设备等各个方面。
2. 电机在交通运输中的应用电机在交通运输中有着重要的应用，如电动汽车、高铁列车、地铁等。
3. 电机在可再生能源中的应用电机在可再生能源领域中发挥着关键作用，如风力发电、太阳能发电等。
电机与拖动基础知识点
电机与拖动基础知识点1. 电机分类：电机可以根据其用途、结构和工作原理进行分类。
常见的电机类型包括直流电机、异步电机（感应电机）、同步电机和步进电机等。
2. 磁场和磁通：电机中的磁场是由电流通过线圈产生的。
磁通是指通过线圈的磁力线数量，它与电机的性能密切相关。
3. 绕组和电枢：电机中的绕组是由导线绕制而成的，用于产生磁场。
电枢是指电机中的旋转部分，它可以是转子或定子。
4. 电磁感应：当磁通通过导体时，会在导体中产生电动势，这种现象称为电磁感应。
异步电机和同步电机都是基于电磁感应原理工作的。
5. 直流电机：直流电机是将直流电转换为机械能的设备。
它包括定子和转子两部分，通过电刷和换向器实现电流的换向。
6. 异步电机：异步电机也称为感应电机，是一种广泛应用的交流电机。
它的转子转速略低于同步转速，通过转子感应的磁场与定子磁场的相互作用产生转矩。
7. 同步电机：同步电机的转子转速与定子磁场的转速相同，因此称为同步电机。
它通常用于发电机和大功率驱动装置。
8. 电机拖动：电力拖动是指利用电动机作为原动机来驱动生产机械。
它涉及电机的选择、控制和传动等方面。
9. 电机控制：电机的控制包括调速、反转、起动和制动等。
常见的电机控制方法包括变频调速、直流调速和步进电机控制等。
10. 电机性能：电机的性能指标包括转矩、功率、效率、转速、起动电流和转矩等。
了解这些指标对于选择和应用电机非常重要。
以上是《电机与拖动基础》课程中的一些重要知识点。
通过深入学习这些内容，您将能够理解电机的工作原理、特性和应用，为进一步学习和应用电机技术打下坚实的基础。
电机与拖动重点资料 考试必备
第一章1、直流电动机的工作原理如果将电源正极接电刷A,电源负极接电刷B，则线圈abcd中流过电流Ia.在导体ab中，电流由a流向b,在导体cd中，电流由c流向d。
如一图所示。
载流导体ab和cd均处于N和S极之间的磁场中，受到电磁力的作用。
用左手定则可知，载流导体ab受到电磁力F的方向是向左的，力图使电枢逆时针方向运动，载流导体cd 受到的电磁力F的方向是向右的，也是力图使电枢逆时针方向运动，这一对电磁力形成一个转矩，称为电磁转矩。
用T表示，转矩的方向为逆时针方向，使整个电枢沿逆时针方向转动。
当电枢转过180度，导体cd转到N 级下，ab转到S级上，如图二所示。
由于电流仍从电刷A流入，使cd中的电流变为由d转到c,而ab中的电流由b流向a,再从电刷B流出。
用左手定则判别可知，导体cd受到的电磁力的方向是向左，ab受到的电磁力的方向是向右的，因而电磁转矩的方向仍是逆时针方向，是电枢沿逆时针方向继续续转动。
当电枢再转过180度，就又回到一图所示的情况。
2、直流发电机的工作原理直流发电机的模型与直流电机不同，不同的是电刷上不加直流电压，而是利用原动机朝某一方向例如逆时针方向旋转，如图1.2 这时导体ab和cd分别切割N极和S极下的磁场，产生感应电动势，用右手定则可以确定，导体ab中的电动势的方向由b指向a，导体cd中的电动势方向由d指向c，所以电刷A为正极性，电刷B为负极性。
电枢旋转180度时，导体cd转至N极下，感应电动势的方向由c指向d，电刷A与d所连换向片接触，仍为正极性；导体ab转至S极上，感应电动势的方向变为a指向b，电刷B与a所连换向片接触，仍为负极性。
可见直流发电机电枢线圈中的感应电动势的方向是交变的，而通过换向器和电刷作用，在电刷A和B两端输出的电动势是方向不变的直流电动势。
若在电刷A和B之间接上负载，发电机就能向负载供给直流电能。
这就是直流发电机的基本工作原理。
3.直流电机的结构直流电机由定子和转子两部分组成。
电机拖动知识点总结
电机拖动知识点总结电机拖动知识点总结电机在电路中是用字母M（旧标准用D）表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母G表示，它的主要作用是利用电能转化为机械能。
下面是小编为您整理的关于电机拖动知识点总结的相关资料，欢迎阅读！1、低压电器：是指在交流额定电压1200V，直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。
2、主令电器：自动控制系统中用于发送控制指令的电器。
3、熔断器：是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体。
4、时间继电器：一种触头延时接通或断开的控制电器。
5、电气原理图：电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图6、联锁：“联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。
K1动作就禁止了K2的得电，K2动作就禁止了K1的得电。
7、自锁电路：自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。
8、零压保护：为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。
9、欠压保护：在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措施切断电源，这就是欠压保护。
10、星形接法：三个绕组，每一端接三相电压的`一相，另一端接在一起。
11、三角形接法：三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。
12、减压起动：在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组，起动电动机的方法。
13、主电路：主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路，14、辅助电路：辅助电路是小电流通过电路15、速度继电器：以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定的值时输出开关信号。
16、继电器：继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力(有触头式)或使输出状态发生阶跃变化(无触头式)17、热继电器：是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。
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。
电机与拖动资料总结
电机与拖动资料总结电机与拖动资料总结电机作为一个基础的机电设备，是现代工业生产中不可缺少的一部分。
它在生产过程中具有重要的作用，可以实现机械制动、传动、控制和自动化等功能。
本文将总结与电机和拖动相关的一些资料。
1. 电机的分类根据不同的分析角度，电机可以分为市场上常见的交流电机、直流电机、步进电机、电磁铁、同步电机、异步电机、伺服电机等多种类型。
- 交流电机：AC电机的电能主要是从交流电源转换而来，根据不同的转子类型可以分为异步电机、同步电机和复合电机。
市场上的同步电机应用更广，在家用电器、工业机械、交通运输工具等方面，得到广泛的应用。
- 无刷直流电机：无刷电机是一种磁场旋转同步技术，使用永磁体产生旋转磁场，无刷电机具有高效、低干扰、速度高等优点，在无刷电动车、航模、机器人上有较为广泛的应用。
- 步进电机：步进电机按照控制方式分为全步进和半步进，它们都反应的是电机转动方式，全步进就是电机一个周期转动，半步进就是电机每个周期分为两拍，能够分别控制电机转动的角度和转速，应用于3D打印机、智能家居设备等领域。
- 伺服电机：伺服电机是利用电子技术，通过给电机供电，来控制电机的位置、速度、加速度、扭矩等性能的一种电机。
伺服电机具有定位精度高、动态响应速度快、转矩平稳等优点，在工业机器人、CNC加工设备等自动化设备中广泛应用。
2. 拖动元器件分类拖动元器件指的是一些电子元件在一定电路环境下，起到拖动、限制、隔离等作用的器件总称。
常用的拖动元器件有减速器、离合器、刹车器、限位开关、编码器等。
- 减速器：减速器主要通过机械方式实现减速和扭力增加的作用，常见的减速器有齿轮减速器、行星减速器、蜗杆减速器、摆线减速器等。
减速器常应用于运动过程中转速太快、转矩比较大、需要精确控制运动精度等情况下。
- 离合器：离合器是在机械传动系统中变速、换向、断开和联结的装置，用于衔接传动模块和运动控制器，常见的离合器有电磁离合器、液压离合器、机械离合器等。
(完整版)电力拖动自动控制系统的重点复习
1.运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。
2.V-M系统：晶闸管整流器—电动机调速系统；SPVWM：电压空间矢量PWM控制3.直流PWM调速系统：脉宽调整变换器—直流电动机调速系统；脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速4.泵升电压：当系统工作在逆变状态时，会对滤波电路中滤波电容进行充电，使电容两端电压升高5.静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流（转矩）间的稳态关系6.有静差调速系统：在比例控制调速系统中，存在扰动引起的稳态误差；7.无静差调速系统：对于积分控制和比例积分控制系统，由阶跃扰动引起的稳态误差为0；8.电流截止负反馈：当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
9.准时间最优控制：在设备物理上的允许条件下，实现最短时间的控制；10.双闭环调速系统：在电流、转速反馈控制系统中，从闭环结构上看，由电流环在里面构成的内环和由转速环在外面构成的外环，两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统；11.可逆调速系统：可以实现电机正反转，具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统；12.环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流（1）静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。
瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。
（2）动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。
电机与拖动基础考点总结
考点总结第四章e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式：III f I I f1图5-15直流电机的励磁方式a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式a)b)c)d)按励磁绕组的供电方式不同，直流电机分4种：○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 二、基础公式 1. 额定功率N PN P （N 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 I U P ⋅=2. 电枢电动势a E直流电机的电动势：n C E e a ⋅Φ⋅=（单位 V ） e C 为电动势常数aZn C P e 60⋅=（P n —磁极对数，Z —电枢总有效边数，a —支路对数）3. 电磁转矩e T直流电机的电磁转矩：a T e I C T ⋅Φ⋅= （单位m N ⋅） T C 为转矩常数aZn C P T ⋅⋅=π2 （P n —磁极对数，Z —电枢总有效边数，a —支路对数）4. 常数关系式由于55.9260≈=πe T C C 故 e T C C ⋅=55.9三、直流电机(一) 分类：直流电动机和直流发电机。
直流电动机：直流电能→→机械能 直流发电机：机械能→→直流电能(二) 直流电动机(考点：他励直流电动机【如下图】)I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1. 电压方程：励磁回路：f f f I R U =电枢回路：a a a a I R E U += (特点：a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势)其中 ΦnC E e a =2. 转矩方程：0L e T T T +=3. 功率方程：○1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P(注意：一般题目没有给出励磁信息，那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ∆ 励磁回路输入的电功率：2f f f f f I R I U P ==电枢回路输入的电功率：()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ∆+=+=+== (2a a Cua I R p =∆——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率)且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI aZn ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==⋅== 即ωe a a T I E =（原本基础公式为a e ΦI C T T =）而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式：n Pn P P T em em eme 55.960π2===ω 故n PT em e 55.9=（em P 的取值单位为w 才适用）nP T eme 9550=（em P 的取值单位为kW 才适用） ○2电磁功率→输出机械功率 电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于0L e T T T +=和ωe T P em = 故 ωωωL 0e T T T += L 0em P p P +∆=L P ——电机的机械负载功率0p ∆——电机的空载损耗，包括机械摩擦损耗m p ∆和铁心损耗Fe p ∆○3输入电功率1P →输出机械功率2P 电功率电磁功率机械功率P 1P em P 2p Cua p Fe p mec p CufCufp ∆Cuap ∆Fep ∆mp ∆图5-19直流电动机的功率图p P P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1式中2P ——电动机的输出功率，有P2=PL ；add p ∆——电动机的附加损耗，是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗； p ∑∆——电动机的总损耗，并有add 02a a 2f f add m Fe Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆故电动机的效率为：p P pP P ∑∆+∑∆-==2121η4. 工作特性：5. 如何避免造成“飞车”？ 答：直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠，绝不能断开。
电工基本知识5(电力拖动控制)要点
电工基本知识5(电力拖动控制)要点电力拖动控制是电工工作中非常重要的一项技能，它涉及到电动机的运行及控制。
本文将介绍电力拖动控制的基本知识，包括电动机的选择、控制方式以及常见故障排查等要点。
一、电动机的选择在进行电力拖动控制之前，首先需要选择适合的电动机。
电动机的选择应考虑以下几个要点：1. 功率需求：根据需要驱动的设备负载及工作环境条件，确定所需的电动机功率。
应确保电动机的额定功率大于或等于所需功率，以保证电动机的正常运行。
2. 额定电流：根据设备及电路的额定电流容量，选择符合需要的电动机额定电流。
应注意电动机的额定电流与电路的额定电流匹配，以避免电动机过载或电路短路等问题。
3. 频率和电压：根据工作环境的电源频率和电压要求，选择适合的电动机。
一般来说，电动机的额定电压应与供电电源的电压匹配，而额定频率也应与供电电源的频率相同。
4. 启动方式：根据设备的要求以及对电动机的启动过程的要求，选择相应的启动方式。
常见的电动机启动方式包括直接起动、降压起动和变频启动等。
二、电动机的控制方式在进行电力拖动控制时，可以采用不同的控制方式来满足不同的需求。
以下是几种常见的电动机控制方式及其要点：1. 开关控制：通过手动或自动方式，通过开关控制电动机的启动、停止、正转和反转等动作。
这是最简单、常见的电动机控制方式，适用于简单的工作环境。
2. 定时控制：通过设置时间器，按照预定的时间间隔或时间点来控制电动机的工作。
例如，可以实现定时启动和停止电动机，适用于需要按时间进行控制的情况。
3. 自动控制：通过传感器、控制器等设备，实现对电动机的自动控制。
可以根据设备、工作环境的需求，通过编程或配置，实现自动启动、停止、调速等功能。
三、电动机控制系统的故障排查电动机控制系统可能会出现各种故障，这时需要进行故障排查和维修。
以下是几个常见的故障及其排查方法：1. 电路故障：检查电路连接是否正常，检查保险丝、断路器等是否正常工作。
电机与拖动掌握要点
第一张 绪论（总体上侧重于定义和概念部分）1. 电机、电力拖动的定义。
2. 电机分类（电动机、发电机、变压器和控制电机）。
3. 右手螺旋，左手定则和右手定则的使用4. 安培环路定律的公式和含义（磁压降，磁势，安匝）5. 铁磁材料的三种特性（非线性，饱和特性，磁滞特性）。
6. 按照磁滞回线的形状不同，铁磁材料分为软磁和硬磁材料。
7. 感应电动势按照其产生原理不同分为运动电动势（切割电动势）和变压器电动势。
8. 铁芯损耗与交变频率的1.3次方，与磁通密度峰值的平方成正比。
注意，在铁磁材料中当磁场发生交变时才会存在铁芯损耗。
铁芯损耗分磁滞损耗和涡流损耗。
铁磁材料越厚，涡流损耗越大。
第二章 电力拖动系统动力学（运动方程，负载特性即负载的机械特性曲线，电力拖动系统稳定运行的条件）1. 两个运动方程公式（转动惯量J 与飞轮矩GD 2的关系：J=（GD 2）/（4g ），动转矩的概念）2. 三种典型的负载特性曲线（学会在n-T 坐标系中画出负载特性曲线）（反抗型和位能型恒转矩负载）3. 当给出电动机的机械特性曲线和负载特性曲线时，会判断其交点是否为稳定运行点。
4. 对于一个电力拖动系统，稳定运行的充要条件是T=T L ，且在该交点处满足L dT dT dn dn< 第三章 直流电机原理（直流电机结构，工作原理，空载和有负载时的气隙磁场波形，双层单叠绕组，电动势和电磁转矩公式，电动机和发电机的电压方程和电路图，电动机的机械特性和工作特性，换向）1. 直流电机结构（定子：定子磁极、励磁绕组和电刷，转子：电枢铁芯，电枢绕组和换向器，转轴）2. 能够阐述直流电动机和发电机的工作原理对于直流电动机：当电枢绕组通过电刷接到直流电源时，会产生电枢电流。
Æ根据电磁力定律电枢绕组中的每个元件边产生电磁转矩，方向根据左手定则判断。
Æ在该电磁转矩作用下，根据运动方程，转子带机械负载旋转，旋转方向与电磁转矩方向相同。
电机及拖动基础知识要点复习
电机及拖动基础知识要点复习电机复提纲第一章：概念：主磁通、漏磁通、磁滞损耗、涡流损耗。
磁路的基本定律：安培环路定律：XXX。
磁路的欧姆定律：作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量Φ乘以磁阻Rm。
磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR。
磁路的基尔霍夫定律：1）磁路的基尔霍夫电流定律：穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零。
2）磁路的基尔霍夫电压定律：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节常用铁磁材料及其特性铁磁材料：1、软磁材料：磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料：磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。
铁心损耗：1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章：一、换向：尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变，即进行所谓的“换向”。
二、直流电机的应用：作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。
三、直流电机的主要结构：定子的主要作用是产生磁场，转子又称为“电枢”，作用是产生电磁转矩和感应电动势。
要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙）。
四、直流电机的铭牌数据：直流电机的额定值有：1、额定功率PN(kW)；2、额定电压UN(V)；3、额定电流IN(A)；4、额定转速nN(r/min)；5、额定励磁电压UfN(V)。
五、直流电机电枢绕组的基本形式：直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。
电机与拖动重点知识点汇总归纳复习
深入分析：正常励磁状态=====全部磁动势由直流产生，交流不产生 励磁电流此时 cos 功率因数=1
电机与拖动重点知识点汇总归纳复习
第一章 变压器 变压器概念：变压器是将交流电能转化为同频率的另一种交流电的静 止电器。 变压器组成：原边，副边（原线圈，副线圈）闭合铁芯 变压器原理：原边线圈绕组接正弦交流电压 u1，在铁心中产生主磁 通Φ，在副边线圈绕组产生感应输出电压 u2，u1 与 u2 成比例关系， 取决于原边线圈圈数 N1 与副边线圈圈数 N2。负载接在 u2 上 变压器的额定参数：额定视在功率 sn，额定电流，额定电压，额定 频率 电流变压器：不允许断路；电压变压器：不允许短路。 变压器重要公式 E=4.44Fnbs 变压器不能匝数太少原因：变压器是利用磁通量电磁感应工作，当匝 数过少，N 少，造成磁容量不足，易饱和，变压器无法带动无法正常 工作。
基本选填 A 变压器不能变换直流电压；b 注意电流互感无断，电压互感无短； c 变压器标准参数：额定功率额定电压，电流额定频率； d 通过变 比系数改变电压电流
第二章 直流电机 直流电机结构：定子和转子 直流===》定子是永磁极===》主磁极，换向极，端盖，轴承，机座 转子===》电枢绕组===》换向器，轴，线圈绕组，铁心
行恒转矩调速！！！ 3 改变电动机主磁通 A 只能在弱磁状态下===由于电动机运行时为了保持较大的功率一般 都将磁通放到接近饱和的位置，所以一般用主磁通调速都不可能在往 上加磁通 B 调速范围不大 C 由于只改变了磁通，对 u 和 i 无变化，故应该实现的是恒功率调速 ===cuz 调速范围不大，故弱磁调速一般都和调压调速一起联合使用 ******他励直流电动机的制动过程 在保持负载不变的情况下制动 反馈制动，反接制动，能耗制动 反馈制动：n>n0 进入第二象限，发电机状态，tn<0 制动状态 反接制动：将电枢电压反接===n 不可能产生突变，仍然是原来的 n， 但是 u，e，i 是可能突变的，故由 t 和 i 的关系可知，t 转矩也产生了 突变，故转矩和转速方向相反，产生制动效果（具体情况见下图）=== 电源反接和倒拉反接
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• 当电能送到用电地区后，还要用降压变 压器把输电电压降低为配电电压，然后 再送到各用电分区，最后再经配电变压 器把电压降到用户所需要的电压等级， 供用户使用
• 否则电压过高，造成用电设备的绝缘困 难
• 原理：绕在同一铁心上的两个或两个以 上的线圈，线圈之间通过交变的磁通相 互联系，利用电磁感应原理而实现能量 的转换。通过磁场的耦合关系将其一次、 二次绕组边电路之间联系起来
4.根据变压器相数的多少，可分为单相变压器和三却介质不同，可分为用空气 冷却的干式变压器和用油冷却的油浸式变压器等
• 三.变压器的主要结构部件 • 1.铁心 铁心是变压器的磁路部分，其中通过
的是交变磁通。铁心通常用厚度为0.35mm且 表面涂有绝缘漆的硅钢片叠制而成。
• 目前在有合适电源的固定场合使用的机 械设备，基本上都是采用电动机作为动 力源
第一章 变压器
• 一.变压器的用途：把一种等级的电压与 电流变成为同频率的另一种等级的电压 与电流。
发电厂电能
用户
由交流电的功率公式：
P 3UI cos
发电机发出的电压不可能太高，一般有 10.5～20kV，要想把发出的大功率的电能直接 送到很远的用电区去，需要用升压变压器把发 电机的端电压升高到较高的输电电压，则I降 低，由 P I 2R ，输电线路上的损耗降低，这 样就能比较经济地把电能送出去。一般说来，
SN U2E I2（E 单相）或 SN 3U2E I2E （三相），单位： V·A、、kV·A或mV·A。由于变压器的效率高，故可以 认为一次绕组边（以前称为原边）、二次绕组边（以 前称为副边）的容量相等。它并不等于变压器二次绕 组边的输出功率，后者与功率因素有关。
• （况2下），额一定次电绕压组接一线次端绕点组间额定应电该压接U入1e的是电指压正。常而运二行情次 绕组组端额点定间电的压空U载2e电是压指。一单次位绕：组伏接（额V定）电或压千时伏，（二k次V）绕。 由于变压器绕组及线路上有压降，所以二次绕组边的 输出电压比负载所需的额定电压高5％左右。如：400V 380V；230V 220V。
• 电动机和内燃机的比较
• 内燃机是将化学能转化为机械能，电动 机是将电能转化为机械能
• 内燃机优点：燃料易于携带，用在运输 工具上，自身可以携带足够行驶很远路 程的燃料
• 缺点：需要直接燃烧燃料，体积较大， 排出废气和高温气体，会污染环境，造 成环境温度的升高，噪音及振动很大 ， 低速时转矩较小，一般需配备变速装置， 实现无级调速较困难，其燃料消耗后需 要停机进行添加；另外，化石燃料在地 球上的储量是有限的
• 特 高 压 在 国 际 上 已 出 现 的 有 1000kV(1100kV) ， 1050kV(1150kV),1100kV(1200kV) ， 1150kV(1200kV) ， 1200kV(1320kV) 等 ， 我 国 使 用 的 是 1000kV 级 交 流 和 ±800kV直流。
• （3）额定电流 变压器在正常运行时允许通过的最大 电流。其值为变压器的额定容量除以各绕组的额定电 压，单位：A。
• （4）短路电压 短路电压表示二次绕组在额定运行情况 下的电压降落，用ΔuK表示。
• （5）额定频率 我国标准工业频率为50Hz（有些国家 则规定为60Hz）。
• 其它有：联结组标号；相数m；运行方式；冷却方式 等。
• 五.变压器的空载运行
• 变压器的一次绕组接在额定电压和额定频率的电网上， 当二次绕组开路时的运行状态就叫做变压器的空载运 行。空载运行是变压器的一种极限运行状态。用于研 究变压器的运行原理时，一般从分析空载运行着手。
电机、拖动与控制
• 一.课程的意义 • 二.本课程讲述的内容：介绍变压器、三相异步
电动机、直流电机、控制电机的构造，工作原 理、技术性能和使用；讲述电力拖动的基础理 论，电力拖动的机械特性、过渡过程和系统中 电动机的选择；讲述各类常用的低压电器及其 典型控制线路的基本工作原理和设计方法。 • 所用教材《电机、拖动与控制》 • 沈阳工业大学 曹承志主编 机械工业出版 社出版
• 硅钢片有较小的铁耗和较高的磁导率。
• 叠制而成可降低铁心内的涡流损耗 。
• 2.线圈 线圈是变压器的电路部分，一般用 铜或铝的绝缘导线绕成。为了节省铜材，目前 我国大多采用铝线，特别是中小型变压器。
• 接于高压电网的线圈称为高压线圈，接至低压 电网的线圈称为低压线圈。
• 四、变压器的额定值
• （1）额定容量 额定工作状态下变压器的视在功率，
•
• 二.变压器的分类
1.根据变压器的用途可分为电力变压器（又分为升压变压 器、降压变压器、配电变压器等）、特种变压器（如 电炉变压器。整流变压器等）、仪用互感器（电压互 感器和电流互感器）、试验用的高压变压器和调压器 等
2.根据线圈数目多少，变压器可分为两线圈、三线圈、以 及自耦变压器
3.根据变压器的铁心结构，可分为心式变压器和壳式变 压器
当输电距离越远，输送的功率越大时，要求的 输电电压也越高
• 我国最广泛使用的是500kV高压输电系统， 1000kV及以上输电系统已投入商业应用， 处于世界领先水平
• 前苏联在1961年出现500kV系统及设备， 1985年出现了1150kV系统，有线路2500km
• 我国大量全国联网网架中各段输送容量约 5～20GW（1GW=1000MW，1MW=106W）， 输送距离约为600~2000km的线路，500kV电 网无论在传输长度、传输容量和限制短路电 流方面都不能胜任要求； 且水电资源集中
• 电动机优点：体积小，不污染环境，不 排出废气，噪音及振动较小，如果使用 外接电源，可长期连续不间断地运行， 使用安全性好，寿命长，结构简单（没 有内燃机所具有的燃油系统、冷却系统、 润滑系统、进排气系统及配气机构等结 构），故障率低，容易实现无级调速， 用在设备上对应的传动机构简单
• 缺点：工作需要电能，而电能不易携带， 若使用携带的电池，受到电池容量的限 制，行驶距离通常不大，另外，电池的 使用寿命及充电时间也是制约其作为电 能来源的因素