电机与拖动基础知识重点
《电机与拖动基础》复习资料
电机复习实验项目：直流并励电动机的起动 直流发电机的工作特性 单相变压器三相变压器的连接组和不对称短路 三相鼠笼式异步电动机的工作特性和起动 三相同步发电机的运行特性基本公示：9550N N NP T n =， CT =9.55Ce （直流电机）,m T N T K T = ，2(1)m N T T s s K K =+-，电机拖动复习题：直流电机（重点：直流他励和并励电机拖动计算）2-2 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？ 2-2提示：直流发电机：电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢感应电动势和电枢电流方向相同； 直流电动机：电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢感应电动势和电枢电流方向相反； 运行时直流电机的感应电动势大于电枢端电压为发电运行状态；感应电动势小于电枢端电压为电动运行状态2-3 一台Z2 直流电动机，其额定功率PN ＝160千瓦；额定电压UN ＝220伏，额定效率ηN = 90 % , 额定转速nN =1500转/分，求该电动机的额定电流？ 2-3提示：直流电动机：PN=UN ·IN ·ηN2-4 一台Z2 直流发电机，其额定功率PN ＝145千瓦；额定电压UN ＝230伏，额定转速nN =1450转/分，求该发电机的额定电流？2-4提示：直流发电机：PN=UN ·IN2-5 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式Ta ＝CN φN Ia 中的φN 应是什么磁通。
2-5提示：直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。
电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。
φN 应该是每极合成磁通。
问答题：2-7 并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什么？ 2-7提示：并励直流电动机的起动电流IQ=UN/Ra(Ra 电枢回路总电阻)；正常工作时电枢电流决定于实际负载。
电机与拖动基础
电机与拖动基础电机与拖动基础电机是一种能将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个行业和领域。
而拖动是电机在工业控制领域中的重要应用之一。
本文将从电机和拖动的基本原理出发，探讨电机与拖动的基础知识和应用。
1. 电机的基本原理电机是通过电磁感应原理工作的。
当电流通过电机中的线圈时，会在线圈周围产生一个磁场。
而当外加磁场与线圈中的磁场相互作用时，就会产生力矩，推动电机转动。
这是电机产生机械能的基本原理。
电机按照能量转换的方向可分为直流电机和交流电机。
直流电机是指将直流电能转化为机械能的电机，交流电机则是将交流电能转化为机械能的电机。
根据不同的工作原理和结构，电机还可以细分为电磁电机、感应电机、步进电机等。
2. 拖动的基本概念拖动是指通过电机控制物体的位置、速度和方向等运动状态。
在工业自动化控制中，拖动广泛应用于输送系统、装卸系统、机床等领域。
通过电机的拖动，可以实现对物体的精确控制和自动化操作。
拖动系统一般由电机、传动装置和控制系统组成。
电机作为拖动装置的核心，通过传动装置将电机产生的旋转运动转化为线性或者旋转的运动，从而实现对物体的拖动。
3. 拖动的工作原理拖动系统的工作原理可以简单地分为两个步骤：信号采集与处理和执行动作。
首先，通过传感器采集物体的位置或状态信息。
这些传感器可以是光电传感器、编码器、位置传感器等。
然后，将采集得到的信号输入到控制系统中。
控制系统会根据这些信号信息计算出电机所需的运动参数，如速度、位置和方向等。
在执行动作阶段，控制系统会发送指令给电机，在电机的驱动下，电机开始工作，将运动参数转化为相应的机械运动，实现物体的拖动。
4. 拖动系统的应用拖动系统在各个行业和领域都有着广泛的应用。
在工业自动化领域，拖动系统通常用于实现输送、装卸和组装等操作。
比如，物流仓储系统中的输送线，自动装配线中的机械手等，都是通过电机的拖动实现工件的自动化运输和处理。
在机床行业中，电机拖动系统被广泛应用于数控机床和传统机床中。
电机及拖动基础重点精讲,复习考试必备
3、一台电力三相变压器， S N 750KVA ， U 1N / U 2 N 10000 / 400V ，原、 副边绕组为 Y，y0 接法。在低压边做空载试验，数据为： U 20 400V ， （1）变压器的变比 ； （2）励磁电阻和励 I 20 60 A ， p0 3800W 。求： 磁电抗。
2、一台他励直流电动机，铭牌数据如下： PN 13kW ， U N 220V ，
I N 68.7 A ， n N 1500r / min ， Ra 0.224 。该电动机拖动额定负
载运行，要求把转速降低到 1000r / min ，不计电动机的空载转矩 T0 ，试 计算： 采用电枢串电阻调速时需串入的电阻值。
《电机原理及拖动》A 卷答案第 2 页 共 11 页
(1)电枢电势下降 50% (3)电枢电势和电磁转矩都下降 50%
(2)电磁转矩下降 50% (4)端电压下降 50%
2、一台四极直流电机电枢绕组为单叠绕组，其并联支路数和电枢电流分 别为（ ）
(1)并联支路数为 4，电枢电流等于每条支路电流 (2)并联支路数为 4，电枢电流等于各支路电流之和 (3)并联支路数为 2，电枢电流等于每条支路电流 (4)并联支路数为 2，电枢电流等于各支路电流之和 3、直流电动机在串电阻调速过程中，若负载转矩不变，则( (1)输入功率不变 (3)总损耗功率不变 (2)输出功率不变 (4)电磁功率不变 ) )
方法有三个，一是选用适当的电刷，更换时要用与原来牌号相同的电 刷。二是移动电刷位置，这种方法只适于负载不变的电机。三是装置换向 磁极。 2、电流互感器在使用时必须注意什么？ ①为了安全，二次侧应牢固地接地。②二次侧不允许开路。在换接电流 表时要先按下短路开关，以防二次绕组开路，否则二次绕组会产生很高的 尖峰电动势。③二次绕组回路接入的阻抗不能超过允许值，否则会使电流 互感器的精度下降。 3、根据什么情况决定异步电动机可以全压起动还是应该采取降压措施? 一般对于经常起动的电动机来说，如果它的容量不大于供电变压器容 量的 20％都可以直接起动。否则应采取降压措施。 4、什么是电枢反应?电枢反应的性质与哪些因素有关? 当定子绕组流过三相对称的电流时，将产生电枢(定子)磁场。电枢磁 场对主磁场必将产生影响，这种影响就叫电枢反应。电枢反应的性质因负 载的性质和大小的不同而不同，它取决于电枢磁势与励磁磁势在空间的相
电机及拖动基础知识
N
n W1 S
V1
U2
2极同步发电机原理结构图
• 同步发电机按结构形式分为旋转电枢式和 旋转磁极式，后者 • 应用较广。旋转磁极式按磁极形状分为隐 极式和凸极式。按原动 • 机类别分为汽轮发电机（采用隐极式）和 水轮发电机（凸极式）
3.三相异步电动机的调速
根据三相异步电动机的转速公式
60 f1 n n1(1 s ) (1 s ) p 异步电动机有三种基本调速方法：1）.改变定子极对数P； 2）.改变电源频率f；3）.改变转差率S调速（包括转子 电阻调速、定子调压调速和串极调速）
3.
pN I a CT I a 2a
PN TN 9.55 nN TM TN
--过载倍数
六.直流电动机的电气制动
电气制动方法---能耗制动、反接制动（电源反接、 倒拉反转反接）、回馈制动 能耗制动特点：操作简单,但随着转速下降,电动 势减 小,制动电流和制动转矩也随着减小,制动效 果变差。 反接制动特点：,从电源输入的电功率和从轴上输 入的机械功率转变成的电功率一起消耗在电枢回路电 阻上。 回馈制动时由于有功功率回馈到电网，因此与能 耗和反接制动相比，回馈制动是比较经济的。
n
n0
D
*降低电枢电压时的人为特性
n
A B C
Ra U R
*减弱励磁磁通时的人为特性
UN Ra n T 2 em Ce CeCT
TL Tem
三种调速方法
五.熟记以下公式
1.直流电机的电枢电动势
大小:
Ea pN n Ce n 60 a
2.直流电机的电磁转矩
大小: Tem
机 械 特 性 的 表 达式
U I a Ra U R n I a (Tem CT I a ) Ce Ce Ce U R n Tem 2 Ce Ce CT n0 Tem n0 称为理想空载转速。UN Ra ຫໍສະໝຸດ em 2 Ce N CeCT N
电机与拖动基础
电机与拖动基础一、电机的基本概念电机是一种将电能转化为机械能的装置，它是现代工业中不可或缺的重要设备。
根据其工作原理和结构特点，电机可分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等多种类型。
二、电机的分类及特点1. 直流电机：直流电动机是最早发明的一种电动机，具有转矩大、转速范围广、调速方便等优点。
但由于其结构复杂，制造成本较高，在实际应用中逐渐被交流异步电动机所替代。
2. 交流异步电动机：交流异步电动机由于其结构简单、制造成本低廉等优点，在现代工业中得到广泛应用。
它主要分为单相异步电动机和三相异步电动机两种类型。
3. 交流同步电动机：与异步电动机不同，交流同步电动机在运行过程中转速始终与供给它的交流频率成正比。
它具有功率因数高、效率高等优点，但需要外部控制器进行调速。
三、拖动系统基础知识拖动系统是指利用各种驱动装置将某物体或工件进行运动的装置。
在现代工业中，拖动系统广泛应用于各种生产线和机械设备中。
拖动系统通常由电机、传动装置、行走部件等组成。
四、传动装置1. 皮带传动：皮带传动是一种常见的机械传动方式，其主要优点是结构简单、制造成本低廉等。
但由于其存在滑移现象，效率较低。
2. 齿轮传动：齿轮传动是一种高效的机械传动方式，它具有转矩大、精度高等优点。
但由于齿轮制造精度要求较高，成本较高。
3. 蜗杆传动：蜗杆传动是一种常用的减速装置，在工业生产中得到广泛应用。
它具有结构简单、减速比大等优点。
五、行走部件1. 轮式行走部件：轮式行走部件通常由车轮和驱动装置组成，适用于平整路面上的运输任务。
2. 履带式行走部件：履带式行走部件通常由履带和驱动装置组成，适用于复杂地形和恶劣环境下的运输任务。
3. 悬挂式行走部件：悬挂式行走部件通常由悬挂装置和驱动装置组成，适用于高速公路等平整路面上的运输任务。
六、拖动系统的应用领域1. 工业生产线：拖动系统在工业生产线中得到广泛应用，如汽车生产线、食品加工生产线等。
2. 交通运输：拖动系统在交通运输领域中也有重要作用，如汽车、火车、飞机等。
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。
电机与拖动基础
到 N2 倍，起动电流与起动转矩降低到 ( N2 )2倍。
N1
N1
❖ 实际上起动用旳自耦变压器，备有几种抽头供选用。例如 QJ2型有三种抽头，分别为55%（即=55%）、64%、73%（出厂 时接在73%抽头上）；QJ3型也有三种抽头，分别为40％、 60%、80%（出厂时接在 60％抽头上）等。这也是我们前面 所讲旳优点，但是，自耦变压器体积大，价格高，也不能带 重负载起动。自耦变压器降压起动在较大容量鼠笼异步电动 机上广泛应用。
8.5.4 倒拉反转制动运营
❖ 倒拉反转制动运营是转差率s＞1旳一种稳态，其功 率关系与反接制动过程一样，电磁功率PM＞0，机械 功率Pm＜0，转子回路总铜耗pCu2=PM+|Pm|。但是倒
拉反转运营时负载向电动机送入旳机械功率是靠着 负载贮存旳位能旳降低，是位能性负载倒过来拉着 电动机反转。
❖ 这种运营状态与直流电动机倒拉反转运营旳情况是 一样旳。
8.5 三相异步电动机旳多种运营状态
❖ 异步电动机旳电磁转矩和转子旳转速是同方向时，电动机运 营在电动状态，若电磁转矩和转速旳方向相反时，电动机处 于制动状态。
❖ 而在制动运营状态中，根据 转矩和转速旳不同情况，又可 分为：回馈制动、反接制动、 到拉反转及能耗制动等。
电动运营： 当工作在第Ⅰ象限时为正 向电动状态。工作在第Ⅲ 象限时为反向电动状态。
8.5.5 回馈制动运营
❖ 当三相异步电动机拖动位能性 恒转矩负载，电源为负相序 （A、 C、 B）时，电动机运 营于第IV象限，如图 中旳B点， 电磁转矩T＞0，转速 n＜0,称 为反向回馈制动运营。
8.5.5 回馈制动运营
❖ 电动机旳转速n<0 ，转差率为
❖ 从三相异步电动机等值电路上 看出，电动机总旳机械功率为
电机与拖动基础知识
电机与拖动基础知识电机是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域。
拖动技术则是指利用电机实现物体的移动、传动或控制。
本文将介绍电机的基本工作原理以及拖动技术的应用。
一、电机的工作原理A. 直流电机直流电机是最基本的电机类型之一。
它的工作原理基于法拉第对电磁感应的研究结果。
直流电机通过直流电源将电流引入电枢（由线圈构成），电枢产生的磁场与定子（磁体）的磁场相互作用，从而产生力矩使电机旋转。
B. 交流电机交流电机是另一种常见的电机类型。
它的工作原理基于交流电源的变化。
交流电机包括异步电机和同步电机两种类型。
异步电机是利用电磁感应的原理，通过变化的磁场产生转矩。
同步电机则是与电源的频率相匹配，通过旋转磁场产生转矩。
C. 步进电机步进电机是一种数字化控制驱动的电机，具有精确定位和定向控制的能力。
它的工作原理是通过电流脉冲切换来驱动电机运动，每个脉冲都导致电机转动一定角度。
二、拖动技术的应用A. 传统机械传动传统的机械传动是通过传动装置（例如齿轮、皮带和链条）将电机的旋转运动转化为所需的线性运动或其他形式的运动。
这种方法用于各种机械设备中，如工业机械、汽车、飞机等。
B. 变频调速技术变频调速技术是通过改变电机供电频率或电压来调节电机的转速。
这种技术广泛应用于电梯、风机、水泵等需要根据实际需求进行调速的系统中，能够提高能效并延长设备寿命。
C. 伺服控制技术伺服控制技术是一种高精度的电机控制方法，通过对电机的转速和位置进行精确控制实现运动控制。
伺服控制广泛应用于机械加工、医疗器械、机器人等领域，提供了更高的运动精度和可编程性。
D. 步进电机控制步进电机通过接收控制信号，按照指定的步长旋转，可以精确控制位置和运动。
步进电机在3D打印、精密定位、自动化设备等领域被广泛应用。
三、总结电机是现代工业中不可或缺的设备，它的工作原理基于电磁感应和电流脉冲的变化。
通过传统机械传动、变频调速、伺服控制和步进电机控制等技术手段，电机可以实现各种复杂的拖动任务。
电机与拖动知识点总结唐介
电机与拖动知识点总结唐介一、电机的基本原理电机是利用电磁感应原理将电能转化为机械能的装置。
根据电机工作原理的不同，可以分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等不同类型。
其中，直流电机是利用直流电源供电，通过直流电场产生的磁场与电枢产生的磁场之间的相互作用来达到电机转动的目的；交流异步电机是利用交流电源供电，通过交变电磁场的作用来实现电机的转动；而交流同步电机则是利用交流电源供电，通过与交变电磁场同频率同步运转来实现电机的转动。
电机的结构包括定子和转子两部分。
定子是电机的静止部分，主要是由铁芯和绕组构成，绕组一般由绝缘线圈或者绝缘导线组成，用来产生磁场；转子是电机的旋转部分，可以是直流电机中的电刷和电枢、交流电机中的电枢等。
电机在工作时，定子产生的磁场与转子上的电流产生的磁场之间会产生相互作用，从而使得电机产生转动力。
二、电机的性能参数1.额定功率：电机在额定工况下能够提供的功率。
额定功率是电机的重要性能指标，用户在选型时需要根据实际需求选择合适的额定功率。
2.额定转速：电机在额定电压和额定负载下的转速。
额定转速是电机的工作状态下的典型参数，也是用户在选型时需要考虑的重要因素。
3.效率：电机运行时输出功率与输入电功率之比。
电机的效率直接关系到其能源利用的程度，高效率的电机能够减少能源浪费，提高能源利用效率。
4.起动特性：电机在起动时的性能参数，包括起动电流、起动时间等。
起动特性对于一些需要频繁启动的设备而言，具有重要意义。
5.转矩特性：电机输出的力矩与转速之间的关系。
转矩特性是电机的另一个重要性能参数，直接影响到电机在不同负载下的输出能力。
三、电机的控制方式电机的控制方式包括直接启动、软启动、变频调速等。
直接启动是指将电机直接连接到电源上，利用直接启动器进行控制；软启动是通过降低电机起动时的起动电流和转矩的方式进行控制，可以有效地保护电机和负载设备；变频调速是通过调整电源的频率来实现电机转速调节的方式，可以实现精确的转速控制，适用于对转速要求较高的场合。
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。
电机与电力拖动基础 (全)
何中性线处的导体上. 2.绕组只画一层,都在电枢表面上. 3.电流方向以电刷为分界线. 4.电枢磁场以电刷为极轴线,电刷 处磁势最强,主磁极的极轴线处
⊕⊙⊕⊙⊕⊙S⊕⊙⊕⊙⊕⊙⊕⊙⊕N⊙⊕⊕⊙⊙
电枢磁势为零.电枢磁势与主磁极
磁势正交,称交轴电枢磁势 .
把电枢圆周从电刷处切开展成 直线并以主磁极轴线与电枢表面 的交点为空间坐标的起点,这点的 电枢磁动势为零. 电枢磁动势沿空间的分布: 电枢线负荷--- 电枢圆周表面单位
一、直流电机的电枢电动势
电枢电势是指电机正常工作时电枢绕组切割气隙磁通 产生的刷间电动势 。
刷间电动势等于其中一条支路的电动势。 推导过程: 设绕组为整距元件,电刷在几何中线上.
如电枢绕组总导体数为N, 并联电路数为2a 则绕组每条支路的导体数为N/(2a). 如每根导体的平均电动势eav,则支路电动势即刷间电动势,
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。
长度上的安培导体数.
A=
N ia πD
应用全电流定律,有ΣHl=2Ax
认为总磁势全部降在两段气隙上
2Fax=2Ax 即 Fax=Ax 磁密 Bax=μ0Hax=µ0Fax /δ
n
N
S
⊙⊙⊙⊙ ⊕⊕⊕⊕
xx xx Fax
0x
Bax
x n
二、电刷位于几何中性线上时的电枢反应
此时电枢磁动势刚好与主磁极磁动势正交，故称这
电机与电力拖动基础 (全)课件
智能家居领域
在智能家居领域，电机控制技 术主要用于智能家电、智能照 明、智能安防等系统中，提高 家居生活的便利性和舒适性。
电动汽车领域
在电动汽车领域，电机控制技 术是实现车辆稳定运行和高效 驱动的关键技术之一，对于提 高电动汽车的性能和降低能耗 具有重要意义。
04
电机与电力拖动系统的维护与检修
维护与检修概述
电机与电力拖动基础 (全)课件
目
CONTENCT
录
• 电机学基础 • 电力拖动基础 • 电机控制技术 • 电机与电力拖动系统的维护与检修 • 电机与电力拖动系统的设计
01
电机学基础
电机概述
电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能转换的 装置。
电机广泛应用于工业、农业、交通运输、国防等领 域。
电机主要由定子和转子组成，通过磁场相互作用产 生旋转运动。
工作机
被拖动的机械设备，如机床、 泵等。
电力拖动系统的特性
80%
调速性能
通过改变电动机的输入电压或电 流，可以方便地调节电动机的转 速，从而实现对工作机的速度控 制。
100%
启动和制动性能
通过控制装置可以实现对电动机 的启动和制动控制，以满足工作 机在各种工况下的运动需求。
80%
负载特性
工作机的负载特性对电力拖动系 统的性能有很大影响，不同的负 载特性需要选择不同类型的电动 机和控制装置。
THANK YOU
感谢聆听
状态监测
通过各种传感器和检测 设备实时监测设备的运 行状态，及时发现异常
。
故障诊断
根据设备运行数据和故 障现象，分析故障原因
，确定维修方案。
修复性维修
对已经发生的故障进行 修复，恢复设备性能。
电机及拖动基础知识要点复习汇编
电机复习提纲第一章：一、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: 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R m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一、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。
二、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 NiHL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、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、一台直流电机作为电动机运行——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、转子）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P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(V)五、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。
单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
电机与拖动基础知识
电机与拖动基础知识电机与拖动基础知识随着工业技术的不断发展，电机和拖动技术越来越成为现代化生产中不可或缺的一部分。
电机和拖动的实际应用，可在各领域发挥其巨大的潜力，如机车、汽车、飞机、船舶、起重机械、工厂生产线、家用电器等众多领域都有广泛的应用。
本文将从电机和拖动的基础知识进行讲解。
1. 电机的定义及其分类电机是利用电能与磁能相互转换的机电装置，是将电能转换为机械能的装置。
电机根据其转子类型、实际用途和工作原理等方面进行分类。
主要有直流电机、交流电机、步进电机等类型。
2. 电机工作原理电机主要由定子和转子两部分组成。
定子一般由铁芯和线圈组成，线圈接通电源后形成电磁场，通过交流电流使电磁场转动。
转子是一个导体制成的，当有电流通过线圈时，导体在磁场中受到力的作用而旋转，从而实现电能转换为机械能的转动。
根据不同的线圈通电方式，数控系统可以精确控制电机的旋转方向、速度和位置。
3. 电机常见故障及解决方法电机在使用过程中常会发生故障，主要有过热、绕组烧坏、转子卡死等问题。
出现故障时需根据具体情况进行检查，解决故障。
如果出现过热现象，可以主要从散热方面优化解决，如加装风扇、更换散热片等方法。
出现绕组烧坏问题，则需要更换绕组。
出现转子卡死时，则需检查转子轴承是否过紧，是否需要加油等。
4. 拖动的定义及其分类拖动是利用电机、液压传动等力源，将驱动动力传至被驱动机械的一种动力集成技术系统。
根据实际用途和结构分类，主要有常规机械传动、电子传动、液压传动和气动传动等类型。
5. 拖动的应用领域拖动技术具有广阔的应用领域，主要应用于汽车、飞机、船舶、工厂生产线以及其他各类机械设备等领域。
相对传统的机械传动方式，拖动技术更为智能化和数字化，可以准确地控制时间、速度和位置等参数，提高生产效率和产品质量水平。
6. 拖动的优势和发展方向相对于机械传动等传统动力传输方式，拖动技术具有以下明显的优势：控制系统更加灵活智能、传动效率更高、整体结构更紧凑、使用寿命更长等。
电机与拖动 知识要点
电气拖动知识要点1、某直流调速系统的额定转速n N =1430r/min ，额定速降Δn N =115r/min ，当要求静差率s ≤30%时，允许的调速范围D =5.33；如果要求调速范围D =10，则静差率s= 44.6%。
2、可逆V-M 系统中出现的两种不同性质的环流为静态环流、动态环流。
αβ≡ 配合控制有环流可逆系统又称为自然环流系统。
3、在直流调压调速系统中，常用的可控直流电源有旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器（或脉宽调制变换器）三种。
4、双闭环直流调速系统在稳态工作中，两个调节器都不饱和，转速给定电压为12V ，转速反馈系数α= 0.01 V .min/r ，则电动机的转速为1200r/min 。
5、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高、触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。
6、三相异步电动机的转差率S = S=(n0-n)/n07、电流截止负反馈的作用电流截止负反馈是在系统起动和堵转时限制电枢电流过大，起保护作用。
8、在非独立控制励磁的调速系统中设置*(0.9~0.95)e dN U U ≈目的是当*e e U U >时AER 才退出饱和，起调节作用，此时(0.9~0.95)d dN U U >，但不会大于dN U ，若设置*e dN U U =，则AER 退饱和时*e e U U >，即d dN U U >，这是不允许的。
9、生产机械要求电动机提供的最高转速max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围。
电动机负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落nom n ∆与理想空载转速0n 之比叫做静差率s 。
调速范围、静差率及额定速降之间的关系：(1)N N n s D n s =∆-10、PWM —电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
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一、电机的工作原理和分类：1.电机的工作原理：电机是将电能转换为机械能的装置，它的工作原理基于电磁感应和电磁力的作用。
2.电机的分类：根据电源的类型可分为直流电机和交流电机；根据工作原理可分为感应电动机、同步电动机和直流电动机；根据工作方式可分为单相电机和三相电机。
二、电机的结构和性能参数：1.电机的结构：电机主要包括定子、转子、端盖、轴和轴承等零部件，其中定子是固定的，转子是旋转的。
2.电机的性能参数：电机的主要性能参数有额定功率、额定电压、额定电流、额定转速和功率因数等，这些参数对电机的选型和运行具有重要意义。
三、电机的运行和控制方式：1.电机的运行方式：电机的运行方式可分为直接启动、正反转、调速和制动等，不同的运行方式适用于不同的工作场合。
2.电机的控制方式：电机的控制方式可分为手动控制和自动控制，其中自动控制常用的方法有PLC控制、变频器控制和电脑控制等。
四、拖动系统的组成和工作原理：1.拖动系统的组成：拖动系统主要由电机、传动装置和负载组成，其中电机提供动力，传动装置将电机的转动传递给负载。
2.拖动系统的工作原理：拖动系统的工作原理基于动力学和传动学的原理，电机通过传动装置将能量传递给负载，实现对负载的控制和操作。
五、拖动系统的应用领域：1.工业领域：拖动系统在工业生产中广泛应用，如机床、输送设备、起重设备等，它们能够提高生产效率和产品质量。
2.交通领域：拖动系统在交通运输中的应用主要包括电动汽车、电动车辆、电梯、自动扶梯和升降机等。
3.家居领域：拖动系统在家居生活中的应用主要包括家电、空调、洗衣机、电饭煲和电动窗帘等。
通过以上要点的复习，可以加深对电机及拖动基础知识的理解和掌握。
此外，还可以结合电机及拖动的实际应用案例进行学习，提高对相关概念和原理的理解能力。
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电机与拖动基础知识重点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN电机与拖动基础总复习试题类型一、填空题（每题1分，共20分） 二、判断题（每题1分，共10分）三、单项选择题（每题2分，共20分） 四、简答题（两题，共15分） 五、计算题（三题，共35分）电力拖动系统动力学基础1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。
2．电力拖动运动方程的实用形式为由电动机的电磁转矩T e 与生产机械的负载转矩T L 的关系： 1）当T e = T L 时， d n /d t = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若T e ＞T L 时， d n /d t ＞0，系统处于加速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /d t ＜0，系统处于减速状态。
也就是一旦 d n /d t ≠ 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。
3．生产机械的负载转矩特性：tnGD T T d d 3752L e =-直流电机原理1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。
定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。
转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。
2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。
3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。
4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a 等于极对数n p 。
5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。
这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。
这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。
6 直流电机的励磁方式：dndT dn dT Le7直流电机的电枢电压方程和电动势：直流电机电磁转矩 eaf f a T G I I =8 直流电动机功率方程9直流电机工作特性ΦnC E e a =aT e ΦI C T =a a a I R E U a +=10 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开一旦励磁电流为0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。
11效率他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流 I a 的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。
当负载较小时，I a 也较小，此时发电机的损耗是以当U=U N ,I f =I fN 时，η=f (I a )的关系曲线2Fe mec Cuf a a a c 21a f 2Δ100%1()p p p I R I U P P U I I ⎡⎤++++η=⨯=-⎢⎥+⎣⎦a ae e R Un I C C =+ΦΦ不变损耗为主，但因输出功率小而效率低；随着负载增加，P 2增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。
直流电机拖动基础1他励直流电动机的机械特性2人为机械特性（1）改变电枢电压 ： 一组平行曲线（2）减小每极气隙磁通：特性曲线倾斜度增加，电动机的转速较原来有所提高（3）电枢回路串接电阻 3 他励直流电动机的起动一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是： 1)限制I st （I st ≤I N ，为电机的过载倍数）；2) T st ≥（～）T N ； （1）电枢回路串电阻起动e0e2T e a e a e a a a )(T n T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n β-=+-=+-=aNst R U I =stN T st I ΦC T =（2）减压起动4他励直流电动机的调速 调速范围、静差率、平滑性 （1）串电阻调速eT ΦC C R R ΦC U n 2NT e a N e N +-=特点：1）实现简单，操作方便；2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差；3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D ≤ 2；4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差；5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。
（2）调电压调速特点是：1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速；2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好； 3）在基速以下调速，调速范围较宽，D 可达10~20； 4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好； 5）需要一套可控的直流电源。
（3） 弱磁调速特点：1）由于励磁电流I f << I a ，因而控制方便，能量损耗小； 2）可连续调节电阻值，以实现无级调速；3）在基速以上调速，由于受电机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，一般约为（~）n N ，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（3~4）n N ，因而调速范围窄。
5 他励直流电动机的制动常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。
（1）能耗制动 A 能耗制动过程eNT N e eba T ΦC ΦC R R n +-=aNe eba I ΦC R R n +-=B 能耗制动运行状态(2)反接制动A 电枢反接制动e2NT e rba N e N T ΦC C R R ΦC U n +--=NNrb 2I U R λ≥B 倒拉反接制动(3)回馈制动 A 正向回馈制动在调压调速系统中，电压降低的幅度稍大时，会出现电动机经过第二象限的减速过程电动车下坡时，将出现正向回馈制动运行e2NT e rba N e N T ΦC C R R ΦC U n +-=NNrb 2I U R λ≥B 反向回馈制动运行6 他励直流电动机的四象限运行变压器1变压器的基本原理与结构变压器的主要组成是铁心和绕组2 变压器的额定参数kNNEEUU===212121额定电压U 1N 和U 2N 额定电流I 1N 和I 2N 额定容量 S N 单相变压器 三相变压器3 一次、二次绕组感应电动势4 变压器负载时的基本方程式和等效电路5绕组折算和“T”型等效电路将变压器二次绕组折算到一次绕组时，电动势和电压的折算值等于实际值乘以电压比k ，电流的折算值等于实际值除以k ，而电阻、漏电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以 k 2。
这样，二次绕组经过折算后，变压器的基本方程式变为1N1N 2N 2N N I U I U S ==N11N N 2N 2N 33I U I U S ==m212m 111 4.44 j 4.44 j ΦN f EΦN f E -=-=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫==-=-=+-=+=L 2221f0122221111221101Z I U kE E Z I E Z I E U Z I E U I N I N I N ⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫''=''=-=''-'='+-='+=L 2221f0122221111210Z I U E E Z I E Z I E U Z I E U I I I分析变压器内部的电磁关系可采用三种方法：基本方程式、等效电路和相量图。
6 变压器带负载时的相量图7 变压器的参数测定 (1) 空载试验调压器TC 加上工频的正弦交流电源，调节调压器的输出电压使其等于额定电压U 1N ，然后测量U 1 、I 0 、U 20 及空载损耗P 0由于空载电流 I 0 很小，绕组损耗 I 02R 很小，所以认为变压器空载时的输入功率P 0 完全用来平衡变压器的铁心损耗，即 P 0 ≈ Δp Fe 。
励磁阻抗 励磁电阻励磁电抗 电压比 (2)短路试验短路试验时， 用调压器TC 使一次侧电流从零升到额定电流 I 1N ，分别测量其短路电压 U sh 、短路电流 I sh 和短路损耗P sh ，并记录试验时的室温θ（℃）。
010f I U Z Z =≈20020Fe f I P I p R ≈∆=201U U k ≈2f2ff RZ X -=由于短路试验时外加电压很低，主磁通很小， 所以铁耗和励磁电流均可忽略不计，这时输入的功率（短路损耗）P sh 可认为完全消耗在绕组的电阻损耗上，即 P sh ≈Δp Cu 。
由简化等效电路，根据测量结果，取 I sh ＝ I 1N 时的数据计算室温下的短路参数。
短路阻抗 短路电阻短路电抗8 变压器的外特性和电压变化率电压变化率的实用计算公式 变压器的负载系数 9变压器的效率特性 变压器的总损耗为短路损耗（铜损耗）P sh 空载损耗 P 0 变压器效率的实用计算公式1Nsh sh sh shI U I U Z ==21Nsh2sh Cu sh I P I p R ≈∆=2sh2sh sh R Z X -=%100)sin cos (%2sh 2sh 1N1N ⨯+=∆ϕϕβX R U I U N22N 11I I I I ==β∑+=∆+∆=0shN 2Fe Cu P P p p P β%100cos 1shN 202N shN20⨯⎪⎪⎭⎫ ⎛+++-=P P S P P βϕββη1.0 0.20.4 0.6 0.8mβ图5-15 变压器的效率特性曲线当可变损耗与不变损耗相等时，效率达最大值，由此可得到产生变压器最大效率时的负载系数m为10 三相变压器绕组的联结法11三相变压器联结组的判断方法三相变压器的并联运行交流电机的旋转磁场理论交流电机包括:（1）异步电机（2）和同步电机1 单相电枢绕组的磁动势shNm PP=β2 旋转磁场的基本特点(1)三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成磁动势是一个旋转行波；(2)旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相，改变三相绕组的相序即可改变旋转磁场的方向；(3)旋转磁场的转速n 1与电源频率f 1、电机极对数P 之间的关系，即异步电机原理1 异步电动机的优缺点• 异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高。
1160f n p• 异步电动机的缺点：功率因数较差，异步电动机运行时，必须从电网里吸收滞后性的无功功率，它的功率因数总是小于1。
2 异步电动机的分类• 按定子相数分：单相异步电动机；三相异步电动机。