电机及电力拖动
《电机与电力拖动》课程标准
《电机与电力拖动》课程标准课程名称：电机与电力拖动课程类别：专业核心课程课程制定依据：《城市轨道交通车辆运用与检修专业人才培养方案》建议课时数：64学时适用专业：城市轨道交通车辆运用与检修专业一、课程性质与任务（一）课程性质本课程是中等职业学校“城市轨道交通车辆类”专业的一门专业核心课程，是本专业学生必修的技术基础课程。
（二）课程任务本课程的任务是使学生掌握电机的原理及其运行特性，电动机的起动、制动和调速方法，学会采用低压电器组成基本控制线路对电动机进行控制，为后续顶岗实习打下基础；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
（≡）设计思路本课程的设计思路是结合相关国家职业标准，并以中等职业教育国家规划教材《电机与电力拖动教程》作为蓝本，课程标准设计突出实用性，贴近生产实际。
根据学生毕业后就业顶岗的现实需要，在满足基本理论需求的基础上，加强技能训练的力度，模拟生产环境进行教学活动，增强学生学习的兴趣和课堂教学效果。
在教学组织形式上采用模块化教学，对教材内容进行有机整合，使学生学习能够融会贯通，举一反三，提高学习效率。
课堂教学采用一体化教学模式，将理论教学与技能训练有机结合起来，避免了教学与生产实际脱节的现象，实现理论与实践无缝对接。
二、课程目标通过本课程的学习，使学生具备以下知识-能力-素质。
（一）知识目标1.了解三相异步电机的基本结构及工作原理。
2.掌握电动机常用的起动、制动、调速方法及工作特点。
3.掌握低压电器的作用、结构、主要参数、使用方法，了解各种新型低压电器。
4.掌握检测维护维修常用低压电器的方法。
5.掌握继电器一接触器控制典型电路的工作原理及线路分析方法，能够按图连接电路。
(二)技能目标1.会查阅相关技术手册，能合理选择、使用电动机与常用低压电器。
2.会阅读并分析常用生产机械电气原理图。
3.能够检测维护维修常用低压电器。
电机与电力拖动
电机与电力拖动1. 引言电机是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个领域中。
电力拖动则指的是利用电动机驱动机械设备或系统进行运动或操作的过程。
本文将介绍电机的基本原理以及电力拖动的应用。
2. 电机的基本原理电机是通过电磁感应原理将电能转化为机械能的设备。
其基本原理为根据施加在导体上的电流产生的磁场与外部磁场之间的相互作用，进而产生力或转矩。
电机根据其工作原理的不同可以分为直流电机和交流电机。
直流电机是利用直流电源供电，通过直流电源的正反极性变化来产生旋转运动。
交流电机则是利用交流电源供电，通过交流电源的频率来产生旋转运动。
电机的主要构成部分包括定子和转子。
定子是固定不动的部分，其中包含了产生磁场的线圈。
转子则是可以转动的部分，通过与定子的磁场相互作用来产生力或转矩。
3. 电力拖动的应用电力拖动广泛应用于各个领域，例如工业自动化、交通运输以及家用电器等。
以下列举了几个常见的电力拖动应用：3.1 工业自动化在工业自动化中，电力拖动被广泛应用于各种生产设备和机械系统。
通过电动机驱动，可以实现自动化生产线的运行，提高生产效率和质量。
例如，自动化生产线中的输送带系统就是通过电动机驱动的。
电动机的转动产生的转矩传递给输送带，使其能够带动物料或产品在生产线上移动。
3.2 交通运输电力拖动在交通运输领域中起到了重要作用。
例如，电动汽车就是利用电动机作为动力源来驱动车辆运行。
电动汽车相比传统的内燃机汽车具有环保、高效等优势。
此外，电力拖动还被应用于电动火车、电动船舶等交通工具中，实现了对传统燃油动力的替代。
3.3 家用电器家用电器中的电机和电力拖动也是不可或缺的。
例如，洗衣机、空调、冰箱等家电产品都需要电机来驱动其工作。
电机驱动使得家用电器能够实现自动化、智能化的功能，提高生活质量和舒适度。
4. 总结电机作为将电能转化为机械能的设备，通过电磁感应原理实现了这一转化过程。
电力拖动则是利用电动机驱动机械设备或系统进行运动或操作的过程。
电机及电力拖动实习报告
一、实习目的本次实习旨在通过实际操作，进一步加深对电机及电力拖动理论知识的理解，提高动手能力，培养实际操作技能，为今后从事相关工作打下坚实基础。
二、实习时间及地点实习时间：2021年X月X日至2021年X月X日实习地点：XX电机厂三、实习内容1. 电机基本结构及工作原理实习期间，我们首先学习了电机的种类、基本结构、工作原理等理论知识。
通过参观电机生产车间，我们对各类电机有了直观的认识，了解了电机的主要部件及其功能。
2. 电机测试与维护在实习过程中，我们学习了电机测试的方法和步骤，包括绝缘电阻测试、空载试验、负载试验等。
同时，我们还了解了电机维护的基本知识和技能，如电机拆卸、清洗、润滑等。
3. 电力拖动系统设计我们学习了电力拖动系统设计的基本原理，包括电机选型、拖动系统控制、电气控制柜设计等。
通过实际操作，我们掌握了拖动系统设计的基本流程和技能。
4. 电力拖动系统安装与调试在实习过程中，我们参与了电力拖动系统的安装与调试工作。
通过实际操作，我们掌握了拖动系统安装、接线、调试等技能。
四、实习过程及心得1. 实习过程实习期间，我们按照实习计划，认真学习了电机及电力拖动相关理论知识，并积极参与实践操作。
在实习过程中，我们遇到了一些困难，但在老师和同学的指导下，我们克服了这些困难，取得了良好的实习效果。
2. 实习心得（1）理论知识与实践相结合的重要性。
通过本次实习，我们深刻体会到理论知识与实践相结合的重要性。
只有在掌握了理论知识的基础上，才能更好地进行实践操作。
（2）动手能力的提高。
在实习过程中，我们学会了电机测试、维护、安装、调试等技能，动手能力得到了很大提高。
（3）团队合作的重要性。
在实习过程中，我们学会了与他人合作，共同完成任务。
这为我们今后在工作中更好地与他人沟通、协作打下了基础。
（4）对电机及电力拖动行业的认识。
通过本次实习，我们对电机及电力拖动行业有了更深入的了解，为今后从事相关工作积累了宝贵经验。
电机与电力拖动
5.5三相异步电动机的功率平衡和转矩特性
5.5.1功率关系 5.5.2转矩关系
6.1三相异步电动 机的机械特性
学习目标
6.2三相异步电动 机的启动
01
6.3绕线式 三相异步电 动机的启动
02
6.4三相异 步电动机的 调速
03
6.5三相异 步电动机的 制动
04
本章小结
06
自测题六
05
思考题与习 题六
8.4步进电动机
8.4.1矩角特性及稳定平衡点 8.4.2步进运行状态 8.4.3连续运行状态 8.4.4通电方式和电机转速
学习目标
9.1电动机选择的主 要内容
9.2电动机的发热、 冷却与工作制
9.3电动机额定功率 的选择
思考题与习题九
本章小结
自测题九
9.1电动机选择的主要内容
9.1.1电动机种类的选择 9.1.2电动机结构类型的选择 9.1.3电动机额定参数的选择
读书笔记
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5.3三相异步电动机 的空载运行
01
5.4三相异 步电动机的 负载运行
02
5.5三相异 步电动机的 功率平衡和 转矩特性
03
5.6三相异 步电动机的 工作特性
04
本章小结
06
自测题五
05
思考题与习 题五
5.1三相异步电动机的基本结构和基本工作原理
5.1.1异步电动机的主要用途与分类 5.1.2基本结构 5.1.3三相异步电动机的基本工作原理 5.1.4三相异步电动机的型号和额定值
电机分类及电力拖动系统组成
电机分类及电力拖动系统组成一、电机分类嘿，小伙伴们，咱们来聊聊电机分类哈。
电机呢，其实有好多种。
就说直流电机吧，它可算是电机家族里的老大哥了呢。
直流电机又可以根据不同的结构和工作原理，分成永磁直流电机和电磁直流电机。
永磁直流电机靠着永久磁铁来产生磁场，就像有个永远不会累的小助手一样，这种电机在一些小功率的设备里可常见了，比如说咱们的电动玩具呀。
电磁直流电机呢，是靠电磁来产生磁场的，这种电机的力量可不小，在一些大型的机械里面会用到它呢。
再说说交流电机，交流电机那也是相当厉害的。
其中异步电机是最常见的一种，它的工作原理有点像两个人跑步，一个快一个慢，不过最后还是能协调起来一起工作的。
异步电机又分为鼠笼式和绕线式，鼠笼式的结构简单，成本低，就像那种很实惠又好用的小物件，在很多工业和民用设备里都有它的身影。
绕线式的异步电机呢，它的性能可以调整，在一些对电机性能要求比较高的地方就会用到它。
还有同步电机，同步电机就像是一群训练有素的士兵，它的转速和电源频率是严格同步的，这种电机在一些需要精确控制转速的场合就派上用场了，像发电厂里就经常能看到它呢。
二、电力拖动系统组成电力拖动系统就像是一个小团队一样，有好几个重要的成员呢。
首先就是电动机啦，电动机就像是这个团队里的大力士，它负责把电能转化为机械能，是整个系统的动力来源。
没有电动机，这个系统就动不起来啦。
然后就是传动机构，传动机构就像是一个协调员，它负责把电动机的动力传递给工作机械，并且可以根据需要改变速度和转矩。
比如说皮带传动、齿轮传动这些都属于传动机构。
不同的传动机构有不同的特点，皮带传动比较平稳，但是传递的功率有限；齿轮传动就比较有力，可以传递较大的功率，不过可能会有点噪音。
还有工作机械，这就是电力拖动系统的目标啦，是要被拖动的对象。
比如说机床、起重机这些都是工作机械。
工作机械的种类那可太多了，不同的工作机械对电力拖动系统的要求也不一样。
有的需要精确的速度控制，有的需要很大的转矩，所以要根据工作机械的特点来设计电力拖动系统。
电机及电力拖动课程《教案》
电机及电力拖动课程《教案》第一章：电机的基本概念与分类1.1 电机的定义与作用解释电机的概念阐述电机在电力系统中的重要性1.2 电机的分类交流电机和直流电机的区别同步电机、异步电机、变压器等的主要特点1.3 电机的基本原理电磁感应原理电机的能量转换过程1.4 电机的主要性能参数功率、电压、电流、转速等参数的定义及计算效率、转矩、功率因数等性能指标的含义第二章：直流电机2.1 直流电机的基本结构与工作原理分析直流电机的主要组成部分解释直流电机的工作原理2.2 直流电机的类型及特点直流发电机、直流电动机的区别与联系串励直流电机、并励直流电机、复励直流电机的特点2.3 直流电机的换向与实现方法换向的概念及换向过程换向装置的类型及作用2.4 直流电机的调速方法串电阻调速、电枢电流调速、脉冲宽度调速等方法的原理及特点第三章：交流电机3.1 交流电机的基本结构与工作原理分析交流电机的主要组成部分解释交流电机的工作原理3.2 交流电机的类型及特点异步电机、同步电机、变压器等的主要特点及应用领域3.3 交流电机的运行特性启动、制动、调速等运行特性的定义及分类交流电机在不同运行状态下的性能表现3.4 交流电机的控制方法磁场控制、电压控制、频率控制等方法的原理及应用第四章：电力拖动系统4.1 电力拖动系统的组成及分类电动机、传动装置、控制器等组成部分的作用电动机拖动系统、液压拖动系统、气压拖动系统的特点4.2 电动机的基本控制电路启动、制动、调速等基本控制电路的原理及应用4.3 电力拖动系统的设计与选择电动机选型、传动装置选型、控制器选型的依据及方法4.4 电力拖动系统的运行与维护系统运行中的监测与故障诊断系统维护与保养的重要性及方法第五章：电机及电力拖动的保护与节能5.1 电机保护的原理与措施过载保护、短路保护、过电压保护等保护方式的原理及应用5.2 电机故障诊断与维修故障诊断的方法及步骤维修技术及注意事项5.3 电力拖动系统的节能措施优化控制策略、改进传动装置、提高电动机效率等节能方法5.4 电机及电力拖动技术的最新发展趋势高效节能电机、智能电机、电动汽车等领域的研发动态第六章：电机及电力拖动的应用案例分析6.1 电机在工业生产中的应用案例电机在机械制造、冶金、化工等行业中的应用实例6.2 电机在交通运输领域的应用案例电机在汽车、电车、船舶等交通工具中的应用实例6.3 电机在生活中的应用案例电机在家用电器、医疗器械等日常用品中的应用实例6.4 电机在新能源领域的应用案例电机在风力发电、太阳能发电、电动汽车等新能源领域的应用实例第七章：电机及电力拖动的试验与检测7.1 电机试验的目的与方法阐述电机试验的重要性介绍电机试验的常用方法及设备7.2 电机性能检测功率、效率、转速等性能指标的检测方法及设备7.3 电机故障检测与诊断介绍电机故障检测与诊断的方法及设备7.4 电力拖动系统的试验与检测电力拖动系统的性能试验、适应性试验等方法及设备第八章：电机及电力拖动的仿真与优化8.1 电机及电力拖动仿真的意义与方法解释电机及电力拖动仿真的作用介绍电机及电力拖动仿真的常用方法及软件8.2 电机参数的优化与设计优化电机参数的方法及目的8.3 电力拖动系统的优化与控制优化电力拖动系统控制策略的方法及目的8.4 电机及电力拖动系统的计算机辅助设计介绍计算机辅助设计在电机及电力拖动领域的应用第九章：电机及电力拖动的实训操作9.1 电机的基本操作与维护电机的安装、调试、运行、停机等基本操作电机维护与保养的方法及注意事项9.2 电力拖动系统的实训操作电力拖动系统的接线、调试、运行等实训操作9.3 电机及电力拖动的故障排除与维修分析电机及电力拖动系统的常见故障介绍故障排除与维修的方法及技巧9.4 电机及电力拖动的实训项目案例分析电机及电力拖动实训项目案例，提高实际操作能力第十章：电机及电力拖动的评价与展望10.1 电机及电力拖动的评价指标阐述评价电机及电力拖动性能的指标及方法10.2 电机及电力拖动技术的展望分析电机及电力拖动技术的发展趋势10.3 电机及电力拖动技术的市场前景分析电机及电力拖动技术在各个领域的市场需求10.4 电机及电力拖动教育的改革与发展探讨电机及电力拖动教育在人才培养、课程设置等方面的改革与发展方向重点和难点解析一、电机的基本概念与分类：理解电机的工作原理和电机分类是学习电机及电力拖动的基础。
直流电机及其电力拖动工作原理
直流电机及其电力拖动工作原理直流电机是实现直流电能和机械能相互转换的一种旋转电机，分为直流发电机和直流电动机。
如果作为发电机，必须由原动机拖动，把机械能转换为直流电能，以满足生产的需要，如直流电动机的电源、同步发电机的励磁电源（称为励磁机）、电镀和电解用的低压电源；如果作为电动机，将电能转变成机械能来拖动各种生产机械，以满足用户的各种要求。
由于直流电动机具有良好的起动特性，能在宽广的范围内平滑而经济地调速，所以它广泛地用于对起动和调速性能要求较高的生产机械上，如轧钢机、高炉卷扬设备、大型精密机床等。
小容量直流电机广泛作为测量、执行元件使用。
一、直流电机的基本原理和结构直流电机主要由定子和转子组成，定子由主磁极（产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成）、换向磁极（改善换向）、电刷装置（与换向片配合，完成直流与交流的互换）、机座和端盖（起支承和固定作用）组成；转子由电枢铁心（主磁路的一部分，放置电枢绕组）、电枢绕组（由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分）、换向器（与电刷装置配合，完成直流与交流的互换）、转轴、轴承组成。
直流电机是根据电磁感应定律和电磁率定律实现机械能与直流电能转换的电器设备。
按照转换方向不同可分为直流发电机（机械能转换为电能）和直流电动机（电能转换为机械能）。
二、直流电机的电力拖动原理由直流电机作为原动机的拖动系统称为直流电力拖动系统。
其优点是：系统的起动转矩大，在较大范围内能平滑地进行速度调节，控制简便。
然而，由于直流电机具有换向器和电刷，给使用带来了不少限制，如不能使用在易燃、易爆的场合；另外，换向器还限制了电机向高速、大容量方面发展。
尽管如此，直流电机在电力拖动系统的调速和起动方面的优势，使其至今仍在各个工业传动中发挥着重要的作用，特别是小型直流控制电机。
不同类型、励磁方式的电机特性各不相同，它们分别适用于不同类型的生产机械和工艺要求，本节以应用最为广泛的他励直流电机拖动系统为典型，研究他励直流电机的机械特性、起动、制动、调速运行及电力拖动系统稳定运行的条件。
电机及电力拖动教学大纲
《电机及电力拖动》课程教学大纲一课程简介课程编号：课程名称：电机及电力拖动力英文名称：Fundamental of Electrical Machines and Drives 课程类型：本课程是高等工科院校电类专业的一门专业基础课程。
学时数：68（理论58+实验10）学分数：开课对象：10电气工程及自动化先修课程：物理、电路参考教材：唐介电机与拖动高等教育出版社2007.12二、课程的性质、任务和目的本课程主要介绍交直流电机、变压器和控制电机的基本结构和工作原理和特性，以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择及实验方法，通过该课程的学习，使学生能够掌握交直流电机的基本原理及控制方法，为后续课程“电力拖动自动控制系统”、“变频调速”等专业课程准备必要的基础知识，同时也培养学生在电机及电力拖动方面分析和解决问题的能力。
三、教学课程基本内容和要求第1章变压器的原理及特性理解变压器的主要结构、工作原理，掌握变压器的空载运行特性、负载运行特性的分析与计算，了解三相变压器的电路系统、磁路系统及其对电动势波形的影响。
了解自耦变压器与互感器的基本概念。
变压器的等效电路及相量图。
第2章三相异步电动机的理论基础理解三相异步电动机有关概念及工作原理，了解三相异步电动机的基本结构，掌握三相异步电动机的运动方程式和等效电路分析法，会计算其功率和转矩，理解三相异步电动机的各种机械特性。
第3章三相异步电动机的电力拖动理解对三相异步电动机的启、制动要求，掌握三相异步电动机各种启、制动方法和优缺点及其能量传输关系，掌握三相异步电动机的各种调速方法和特点。
了解三相异步电动机的各种运行状态。
第4章同步电动机的基本理论了解三相同步电动机、发电机的基本原理及结构，理解同步电机的物理模型和电枢反应，理解三相同步电动机的运行特性、功率及转矩。
理解同步电机的基本应用。
第5章同步电动机的电力拖动了解同步电机的启动及调速方法。
第6章直流电动机的基本理论掌握直流电机基本工作原理，会分析其电路系统和磁路系统，掌握单叠绕组的基本分布规律，正确理解电刷、换向器在直流电机中的作用，会计算直流电机的感应电动势和电磁转矩。
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。
《电机及拖动第版许晓峰课件按节编辑同步电动机的电力拖动
电机及拖动按照工作原理和应用 领域可以分为多种类型，如直流 电机、交流电机、步进电机、伺 服电机等。
电机及拖动的基本原理
电磁感应
电机及拖动的基本原理是电磁感应定 律，即磁场变化时会在导体中产生电 动势，从而产生电流。
控制原理
通过控制电机的输入电压、电流或磁 场，可以实现对电机输出转矩、转速 或位置的精确控制。
行。
变速控制
通过改变输入电压或励磁电流， 实现对同步电动机的调速控制。
软启动控制
利用软启动装置，逐步增加同步 电动机的输入电压，实现平稳启
动。
同步电动机的控制策略
转子磁场定向控制
通过控制转子磁场的旋转速度，实现对同步电动 机的矢量控制。
直接转矩控制
通过直接控制同步电动机的转矩，实现快速、准 确的调速控制。
磁场与电流相互作用
电机的旋转或直线运动是由磁场与电 流相互作用产生的力矩或推力实现的 。
电机及拖动的发展历程
早期发展
电机及拖动的发展始于19世纪初 ，随着工业革命的兴起，各种类
型的电机逐渐得到应用。
现代发展
进入20世纪后，随着电力电子技术 、控制理论和计算机技术的发展， 电机及拖动技术得到了迅速发展。
同步电动机在电力系统中的应用
发电厂
01
在发电厂中，同步电动机主要用于拖动发电机组，实现电力的
生产和输出。
输配电系统
02
同步电动机还用于输配电系统中，如用于驱动变压器和调相机
电
03
在风力发电系统中，同步电动机常用于驱动发电机组，将风能
转化为电能。
同步电动机的应用案例分析
同步电动机的未来发展方向
高性能化
通过改进设计和制造工艺，提高同步电动机的性能指标，如效率、 功率密度等。
电机及电力拖动课后习题答案
For personal use only in study and research; not for commercial use《电机与拖动基础》课后习题第一章 习题答案1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。
（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。
直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。
换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。
机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。
电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。
有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。
换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。
2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/min 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。
解：电动机η⋅=N N N I U P ， 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985.02201013U P I 3N N N η3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/min 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。
解：发电机N N N I U P =， 故 A ⨯==3912301090U P I 3N N N 7．什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么？对电动机呢？答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。
电机及电力拖动课程《教案》
电机及电力拖动课程《教案》第一章：电机的基本概念1.1 电机的定义与分类1.2 电机的工作原理1.3 电机的性能参数1.4 电机的优缺点分析第二章：直流电机2.1 直流电机的基本结构2.2 直流电机的工作原理2.3 直流电机的特性2.4 直流电机的应用实例第三章：交流电机3.1 交流电机的基本结构3.2 交流电机的工作原理3.3 交流电机的特性3.4 交流电机的应用实例第四章：电力拖动系统4.1 电力拖动的基本原理4.2 电力拖动系统的分类4.3 电力拖动系统的性能分析4.4 电力拖动系统的应用实例第五章：电机与电力拖动的控制技术5.1 电机控制技术的基本概念5.2 电机控制技术的分类5.3 电机控制技术的应用实例5.4 电机控制技术的发展趋势第六章：电机的设计与制造6.1 电机设计的基本原则6.2 电机参数的计算与选择6.3 电机制造工艺及流程6.4 电机性能的测试与检测第七章：电机故障诊断与维修7.1 电机故障的类型及原因7.2 电机故障诊断的方法7.3 电机维修的基本工艺7.4 电机故障案例分析与维修实例第八章：电力电子技术在电机控制中的应用8.1 电力电子器件及其特性8.2 电力电子变换器及其控制8.3 电力电子技术在电机调速中的应用8.4 电力电子技术在电机节能中的应用第九章：电机及电力拖动的保护与节能9.1 电机保护的原理与方法9.2 电机保护装置及其应用9.3 电力拖动的节能技术9.4 电机节能案例分析与应用第十章：电机及电力拖动在现代工业中的应用10.1 电机及电力拖动在制造业中的应用10.2 电机及电力拖动在交通运输中的应用10.3 电机及电力拖动在电力系统中的应用10.4 电机及电力拖动在新能源领域的应用重点解析本教案涵盖了电机及电力拖动课程的十个章节，全面介绍了电机的基本概念、结构、工作原理、性能参数、优缺点、控制技术、设计制造、故障诊断与维修、保护与节能以及在现代工业中的应用等方面的知识。
电机与电力拖动基础 (全)
3.单迭绕组展开图
τ n τ τ τ
1 2 3
4
5
6
7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
N1
S1
N2
S2
15
16 1 2 3 4_ 5 6 7 + A1 B1
8
9 10 11 12 13 14 _ + A2 B2
+
_
图中四个方框代表四个主磁极,相同极性的两个电刷均 用导线并联后引往出线端.四个电刷均安放在相应的四个 主磁极的极轴线处的换向片上,电刷宽度等于一个换向片 宽.电枢铁心槽数、元件数以及换向片数均相等且为16。 元件的第一元件边嵌在槽的上层—— 上层边；而元件的 第二元件边总是嵌在槽的下层—— 下层边。 上层边用实线表示，下层边用虚线表示。 以元件上层边所在槽的号码作为该元件的号码。 元件联接次序表： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1
（2）极距：它是相邻两主磁极极轴线之间的距离，在相 邻主磁极之间，与上述距离大小相等的距离，也叫极距。 N 极轴线 N
N
N .
n
S
S
n τ 极距
（3）几何中线：是在相邻两 极轴线之间并且与这两极 轴线等距离的直线，两相邻主磁极以几何中线为轴作位 置上的对称分布。以n—n表示。
2.单迭绕组元件 单迭绕组由迭绕组元件按一定规律排列联接而成.绕组 元件实际上是一个线圈,可以是多匝,也可以的单匝的. 绕组元件结构原理: N S a1b1及a2b2部分称为元件边, 用后端匝a1ma2及前端匝b1nb2 将元件边联结起来,使两元件 a1 m V a2 边中电势在元件中迭加. 端线c1d1及c2d2 称为引线,d1为 n b1 b2 元件的首端,d2为末端.元件 c1 的首端和末端分别焊接在 d1 d2 不同的换向上. a1b1称为第一元件边,右边a2b2称为第二元件边.
电机与电力拖动技术
电机与电力拖动技术电机与电力拖动技术是现代工业中非常重要的一种技术，它广泛应用于各种生产制造中，为生产线的高效运转和产品质量的保证提供了可靠的动力支持。
本文将从电机与电力拖动技术的基本原理、分类、应用和发展趋势等方面进行介绍和分析，以期能够更好地了解和掌握这种技术，为实现工业自动化和信息化做出更大的贡献。
一、电机与电力拖动技术的基本原理电机是一种可以将电能转化成机械能的设备，其工作原理是依靠电场作用在导体内部产生的磁场相互作用而产生旋转力。
电力拖动技术是利用电动机和传动机构共同实现生产过程中的动力传递和运动控制，具有高效、精准、可靠的特点。
电机与电力拖动技术的基本原理可以分为以下几个方面：1.电动机驱动电动机驱动是电力拖动技术的核心之一，其基本原理是利用电能产生的磁效应在电动机内部产生磁场，使得电机转动，从而实现物体的运动。
电动机的种类有直流电动机、交流异步电动机、交流同步电动机等，不同的电动机有各自不同的特点和应用场合。
2.传动机构传动机构是电力拖动技术中起关键作用的机械部件，其主要作用是将电动机产生的转动力传递到被动部件上。
传动机构的种类有机械传动、液压传动、气动传动等，根据不同的应用场合和需要，选择不同的传动机构可以实现各种不同的运动效果。
3.控制系统控制系统是电力拖动技术中非常重要的组成部分，通过对电动机的控制和传动机构的调节，可以实现对生产过程的精准控制和动力传递的高效协调。
控制系统的种类有PLC控制、数控控制、液压控制等，根据不同应用场合和需要，选择不同的控制系统可以实现各种不同的运动方案。
以上三个方面共同组成了电力拖动技术的核心，只有在三个方面协同配合的情况下，才能实现高效、稳定、精准的生产和运动控制。
二、电机与电力拖动技术的分类电机与电力拖动技术根据不同的应用场合和需要，可以分为以下几种类型：1.机床类机床类是电机与电力拖动技术最重要的应用领域之一，特点是速度高、精度高、负载大，具有高度自动化和智能化的特点。
电机与电力拖动(第三版)习题参考答案
《电机与电力拖动》（第三版）习题参考答案第1章思考题和习题一、填空题1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成。
气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。
电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。
感应电动势、电枢电流4．电动机按励磁方式分类，有、、和等。
他励、并励、串励、复励5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡。
相反、反电势6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用表示。
输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同。
（×）2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。
（×）3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线。
（×）4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小。
（√）5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。
（×）6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。
（√）三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( B )。
A．直流电流B．交流电流C．互相抵消，正好为零2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组( B )。
A．应与主极绕组串联B．应与电枢绕组串联C．应由两组绕组组成，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联3．直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的( A )。
A．从转轴上输出的机械功率B．输入电功率C．电磁功率4．直流电动机铭牌上的额定电流是。
电机与电力拖动
第二章 直流电机的电力拖动1、电力拖动：以电动机来拖动生产机械的拖动方式成为电力拖动。
电力拖动主要由电动机、 传动机构、工作机构三个基本环节所组成。
2、电力拖动系统的表达式：N Ne a N e N I C RC U n φφ-=T C C R C U n N T e a N e N ⋅-=2)(φφ 3、多轴系统等效单轴系统的原则：保持拖动系统在折算前后其传送的功率和储存的动能不变。
4.、负载转矩特性按转矩与转速的关系分为恒转矩负载、恒功率负载、通风机负载。
5、制动状态分为制动停车和制动运行。
制动方法分为机械制动和电气制动。
电气制动方法有：能耗制动、反接制动、回馈制动。
6、能耗制动：将电枢两端从电网断开并立即接到制动电阻上。
U=0, Ea 将在电枢闭合回路中产生电流。
电枢电流为负值，由此产生的电磁转矩随之反向成为制动转矩而对电动机起制动作用。
反接制动：维持励磁电流不变，改变电枢两端外电压的极性，电枢电流变为负值由此产生的电磁转矩随之反向成为制动转矩而对电动机起制动作用。
回馈制动：电动机的转速高于理想空载转速时，电动机处于回馈制动状态。
电动机将机车下坡时失去的位能转变为电能反馈给电网。
7、单轴系统：电动机直接与工作结构相连接，没有通过一套转动机构，工作机构的负载转矩就等于作用在电动机转轴上的阻转矩。
2-1他励直流电动机的机械特性的斜率与哪些量有关？什么叫硬特性？什么叫软特性？ 答：β与所串电阻R C 及励磁磁场Φ有关；β值较小的机械特性称硬特性，反之为软特性。
β=R/CeCt Φ²2-2 为什么0n 称为理想空载转速？答：因为实际中空载转矩0T 不可避免，故0n 达不到。
2-3 什么叫人为机械特性？答：人为机械特性指通过改变u 、φ、R 参数得到的机械特性。
2-4 为什么降低电源电压的人为机械特性是互相平行的？为什么减弱气隙每极磁通后机械特性会变软？答：u 与β值无关；因为φφβ∴∝1减小，β增大，特性变软。
《电机与电力拖动》课程标准(含课程思政)
《电机与电力拖动》课程标准一、基本信息二、课程设计思路本课程依据“铁道供电技术专业典型工作任务与职业能力分析表”中的电机及电气控制技术、工厂供电技术等工作项目而设置。
随着时代的进步以及科技的不断发展，电气自动化技术正在得到不断的完善，随着电气自动化技术的发展以及完善。
社会各行业对于电气工程自动化技术的需求也越来越大，也就迫切需要自动化技术的技能人才，为适应未来科技发展对本专业技术技能人才的新需求，本课程着力培养学生能够使用电机与电气控制技术对机床和工业生产设备进行控制，并具备对各种电气控制系统的设计、安装、调试和排除故障的基本能力，使学生了解电机与电气控制在机电一体化领域的发展动态和趋势。
增强自主学习能力和创新意识，从而使学生在未来的工作实践中能够把握该项技术的发展和应用趋势，更好地服务其专业工作。
课程内容的编排和组织以本专业主要就业岗位（接触网工、变电工、电力线路工、调度员等）的能力需求、高职学生的学习特点与认知规律等为依据，坚持课程内容与职业标准对接，经深入调研分析，确定本课程以下八个学习项目：电机及电力拖动概述、直流电机的结构及工作原理、三相异步电动机的结构及工作原理、低压电器的认识与使用、三相异步电动机典型的控制电路设计与安装、典型机床电气控制电路分析与故障排除。
把实际岗位工作任务（行动领域）转化为学习情境，每一堂课均采用项目导向、任务驱动、工学交替的教学模式，充分利用现代化教学手段，从知识、能力、素质等方面明确课程任务。
以学生为中心完成项目规定的任务。
混合式学习是一种个性化的学习方式，故其应采用多元化的评价方式。
既包括形成性评价，还包括总结性评价。
形成性评价主要包括学生在线上自主学习时的讨论情况、在面对面课堂中小组合作学习的参与度、课堂表现情况、师生讨论反思等，并将学生的课堂出勤、课堂行为及职业素养等思政元素纳入职业素质评价中，总结性评价包括小组提交的团队项目作品以及期末的作业等。
通过全方位的评价可以使学习者更清楚的到自己的学习效果并不断进行自我完善，为下一步的学习做准备。
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二、本课程的性质、任务和内容
本课程是工业电气自动化专业和电气技术专业的一门专业基 础课。
本课程的任务是让学生掌握常用交、直流电机、控制电机及 变压器的基本结构和工作原理，以及电力拖动系统的运行性能、 分析计算、电机选择及试验方法，培养在电机及电力拖动方面分 析和解决问题的能力，为今后学习和工作打下坚实的基础。
本课程的内容有直流电机及拖动、变压器、感应电动机及 拖动、同步电机、控制电机及拖动系统电动机的选择等六个部 分。
三、本课程的特点及学习方法
电机及拖动是一门理论性很强的技术基础课，同时又具有专 业课的性质，涉及的基础理论和实际知识面广，是电磁学、动力 学、热力学等学科知识的综合。用理论分析电机及拖动的实际问 题时，必须结合电机的具体结构，采用工程观点和分析方法。掌 握基本理论的同时，还要注意培养实验操作技能和计算方法。
1、电动机是一种将电能转变为机械能的电机，而电能具有许多 区别于其他形式能的优点。
2、电动机的种类和型式很多，可以充分满足各种不同类型的生 产机械对原动机的要求。
3、电动机的控制方法简便，并可实现遥控和自动控制。ห้องสมุดไป่ตู้
电机常用的分类方式有两种：一是按功能分，有发电机、 电动机、变压器和控制电机四大类；二是按电机结构或转速分， 有变压器和旋转电机。
为了学好本门课程，必须做到以下几点：
1、抓主要矛盾，有条件地略去一些次要因素； 2、抓住重点，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性；
3、要有良好的学习方法，运用对比或比较的方法，分析电机的 共性和特点，加深对原理和性能的理解； 4、理论联系实际，重视科学实验和工程实践； 5、充分预习和复习。
电机及电力拖动
绪论
电机是以电磁感应原理和电磁力定律为基 本工作原理制成的一种旋转电器，能将电能转 换成机械能或将机械能转换成电能。
一、电机及电力拖动技术的发展概况
社会生产力的进步，由原始的手工小作坊发展为具有一定机 械化程度的规模生产，主要由蒸汽机来拖动生产机械。电机是随 着生产的发展而发展的，电机及电力拖动技术的发展加速了工业 电气自动化的进程。
两种方法归纳如下：
变压器 直流电机 电机 交流电机 控制电机
直流发电机
直流电动机 同步发电机 同步电机
同步电动机
异步电机
异步发电机 异步电动机
电力拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。包括： 电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源五个部分。
它们之间的关系如下： 电源
控制设备
电动机
传动机构
生产机械