电机拖动重点整理归纳

第二章

令狐采学

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。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，；2）n0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≤(2~2.5)IN；TS≥(1.1~1.2)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）4.2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