新电机及拖动基础 上册第4版 教学课件 顾绳谷 c08
电机及拖动第四版绪论第4版终稿课件
3.电力拖动系统的发展过程
在交流电出现以前,只有直流电力拖动系统。
绪论
0.1
十九世纪末期,交流电动机研制出来,出现了交流电力 拖动系统。
随着生产技术的发展,对电力拖动在起动、制动、正反转以及 调速等方面提出了更新更高的要求,交流电力拖动系统在技术上 难以实现这些要求,所以,20世纪以来,在可逆、可调速与高精 度的拖动领域中,相当时期内几乎都采用直流电力拖动,而交流 电力拖动系统则主要用于恒转速系统。
ph f Bm2
绪论
0.5
4.存在涡流损耗:在交变磁通作用下,铁心产生感应 电动势并产生涡流,涡流在铁心电阻上引起的损耗。
pe f 2 Bm2 d 2 / Re
5.铁心损耗:包括磁滞和涡流损耗。
其中:
pFe f Bm2
1.2 —1.6
绪论
0.5
0.5.3 电机理论中常用的基本电磁定律 一、电路定律
变压器:作用是将一种电压等级的电能转换为另一种电压等级的 电能。
发电机:功能是将机械能转换为电能。 电动机:功能是将电能转换为机械能。 控制电机:主要用于信号的变换与传递,在各种自动化控制系统中作 为多种控制元件使用。
绪论
0.1
二是按电机结构、转速或运动方式分类,有变压器、旋转 电机和直线电机。
变压器是一种静止电机;
三、磁场强度H:为建立电流与由其产生的磁场之间的数量关 系而引入的物理量,单位为:安培/米(A/m),其与B的关系: B=μH。其中磁导率μ:表示导磁能力的物理量,单位(H/m); 真空磁导率μ0=4π×10-7H/m。根据μ大小可将材料分为: 非铁磁材料和铁磁材料。
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)课件
结语
1 基础的理论和实践应用经验
本课程涵盖了电机及拖动基础的知识点,为 学生提深对电机及其应用的认识
通过学习本课程,学生将加深对电机及其应 用领域的认识和理解。
传动带和链条的选择
详细了解传动带和链条的选用原则,以及如何在设 计中考虑传动效率和可靠性。
转速比计算
讲解如何计算转速比,以及它对电机拖动系统性能 的影响。
平衡装置设计
介绍电机拖动系统中平衡装置的设计原理和实际应 用,以实现稳定的运行。
第四章 电机应用
电动机车的原理和构造 水泵电机的应用 机床电机的控制和保护 电梯电机的控制和安全
电机及拖动基础-顾绳谷 (第四版)课件
本课程将介绍电机及其应用,包括基础的电机原理,各种类型的电机及其特 点,电机控制方法和电机拖动系统设计。
第一章 电机基础知识
电梯电机及其特点
学习电梯电机的工作原理和特点,以及在不同 应用中的使用。
电机的类型和工作原理
探索不同种类的电机,包括感应电机、同步电 机和步进电机,以及它们的工作原理。
交流电机和直流电机的区别
了解交流电机和直流电机之间的区别及各自的 优缺点,以及在不同场景中的应用。
常用电机的特点
了解各种常用电机的特点,如搅拌电机、风扇 电机和泵电机,以及它们在不同行业中的应用。
第二章 电机控制方法
1
频率变换启动
2
深入了解频率变换启动方法,以及它在
电机控制中的应用和优势。
3
软启动
4
介绍软启动技术,探讨它在电机控制中 的作用和优点,以及应用实例。
直接启动和变压器启动
学习电机的直接启动和变压器启动方法, 了解它们的原理和适用场景。
变频启动
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)课件
主要包括定子和转子两部分,定子包 括机座、主磁极和换向器等部分,转 子则包括电枢铁芯、电枢绕组和轴承 等部分。
直流电机的运行特性
直流电机的机械特性
指在一定励磁电流和电枢电压下,电机转速与电磁转矩之间 的关系。机械特性是分析直流电机性能的重要依据。
直流电机的调速特性
通过改变电枢电压或励磁电流,可以调节直流电机的转速, 从而实现调速控制。调速特性是直流电机应用的重要方面。
[ 感谢观看 ]
交流电机的调速与控制
通过改变输入电压或电流的频率、相位等参数,可以实现对交流电机的调速和控制,以满足不同应用场景的需求 。
CHAPTER 04
电机拖动基础
电机拖动基础
• 请输入您的内容
CHAPTER 05
电机拖动系统的应用
电机拖动系统在工业中的应用
电机拖动系统在工业中广泛应用于各 种生产设备和自动化生产线,如传送 带、泵、风机、压缩机、机床等,实 现各种工艺过程的驱动和控制。
电机拖动系统在电力领域的应用
电机拖动系统在电力领域中主要用于发电厂、输变电系统 和电网调度等,实现发电机组的启动、调节和停机控制, 保障电力系统的稳定运行。
电机拖动系统在电力领域中需要具备高功率、大扭矩和低 能耗等特点,同时要满足快速响应和高度自动化的要求, 提高电力系统的可靠性和经济性。
THANKS
交流电机的分类
根据用途、结构、工作原理等, 交流电机可分为多种类型,如异 步电机、同步电机、单相电机和 三相电机等。
交流电机的结构
主要由定子和转子组成,定子包 括机座、绕组等部分,转子包括 铁芯、转子绕组等部分,此外还 有端盖、轴承等附件。
交流电机的运行特性
交流电机的电压、电流和功率关系
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)课件
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)
课件
3
二、直流电机的结构
1—换向器
2—电刷装置
3—机座
4—主磁极
5—换向极
6—端盖
7—风扇
8—电枢绕组
9—电枢铁心
直流电机剖面图
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)
课件
4
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)
励磁方式
定转速及额定功率时的励磁电流
指直流电机的励磁线圈与电枢线
圈的连接方式
此外,电机铭牌上还标有其它数据,如励磁电压、出厂日期、 出厂编号等。
电机运行时,所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状 态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行;运行电流大于额 定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费,而长期过载 运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态
课件
13
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)
课件
14
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)
课件
15
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)
课件Biblioteka 16二、绕组的基本形式 (一)单叠绕组
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。
单叠绕组的所有的相邻元件依次串联, 即后一元件的首端与前一元件的末端 连在一起,接到一个换向片上。最后 一个元件末端与第一个元件首端连接 在一起,形成一个闭合回路。
a)—电枢铁心
冲片
b)—电枢铁心
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)
课件
7
2、电枢绕组——由许多按
一定规律连接的线圈组成。 1—槽楔 2—线圈绝缘 3—导体 4—层间绝缘 5—槽绝缘 6—槽底绝缘
电机及拖动基础(第四版)顾绳谷-最经典课件
电磁转矩也可以表示为 Te Gaf I f Ia 其中Gaf=CT Kf
31
第六节 直流电机的运行原理
一、直流电机的基本方程式
(一)电动势平衡方程式 若电机稳态运行,对于电动机
U a Gaf I f Ra Ia Ea Ra Ia
U f Rf I f
若电机稳态运行,对于发电机
P2 P1
100%
1
pFe
pmec
pCuf U (Ia
I
2 a
Ra
If )
2IaΔUc
34
(二)串励直流电动机的工作特性
电动势平衡方程式 U Ce n Ia (Ra Rfc )
电动势公式 Ea Ce n CaIan
转矩平衡方程式 Te T2 T0
Ea U IaRa 2ΔUc (750 2145 0.0161 2)V 713V
n n Ea 200 713 1 r / min 221r / min
Ea
717 0.9
37
三、直流发电机的工作特性
(一)空载运行 1 空载特性 当他励直流发电机被原动机拖 动,n=nN 时,励磁绕组端加上 励磁电压Uf ,调节励磁电流If0 , 得出空载特性曲线U0=f(I0)。
26
4个元件所产生的电枢磁动势波形
电枢反应后磁动势波形
1、有负载时气隙磁场发生了畸变 2、电枢反应呈现去磁作用
27
第五节 感应电动势和电磁转矩的计算
一、感应电动势的计算
直流电机无论作电动机运行,还是发 电机运行,电枢内部都感应产生电动势。
t
电机与拖动基础(第4版
电机与拖动基础(第4版)引言电机是现代工业中非常常见的设备,它们广泛应用于各个行业,如制造业、交通运输业、能源领域等。
电机的作用是将电能转换为机械能,实现各种机械运动。
本文将介绍电机的基本原理和拖动技术,以帮助读者更好地理解电机的工作原理和应用。
电机原理电机是利用电磁感应现象工作的设备,它通过电磁力的作用实现机械运动。
电机的工作原理可以简单地理解为根据右手定则,电流与磁场之间的相互作用。
当通过电流的通路处于磁场中时,就会产生力矩,推动电机的转动。
电机的转动速度与电流的大小、磁场的强度、电机结构等因素有关。
电机分类电机按照不同的工作原理和用途可以分为不同的类型。
常见的电机类型包括直流电机、交流电机、步进电机等。
直流电机直流电机是最常见的电机类型之一,它使用直流电作为能源,通过电枢和磁场之间的相互作用产生转动力矩。
直流电机通常分为直流有刷电机和直流无刷电机两种类型。
交流电机交流电机使用交流电作为能源,通过电枢和磁场之间的交变磁场产生转动力矩。
交流电机按照磁场的产生方式,可以分为异步电机和同步电机两种类型。
步进电机步进电机是一种特殊的电机类型,它通过控制电流的脉冲信号实现精确的角度控制和位置控制。
步进电机常用于需要精确位置控制的设备,如打印机、机车调度等。
电机拖动技术电机拖动技术是指将电机应用于各种机械设备中,实现机械运动控制的技术。
电机拖动技术广泛应用于制造业、交通运输业、机械加工等领域。
电机传动系统电机传动系统是实现机械运动的核心部分,它由电机、传动装置和负载组成。
传动装置可以是齿轮传动、皮带传动、链条传动等。
电机传动系统的设计和选择是电机拖动技术的重要环节,它影响着系统的传动效率、输出功率和稳定性。
电机控制技术电机控制技术是实现对电机运动的控制和调节的关键技术。
电机控制技术通常包括速度控制、位置控制和力矩控制等。
在电机控制技术中,通常采用PID控制算法、闭环控制和开环控制等方法。
电机保护技术电机在运行过程中可能会遇到各种故障和过载情况,因此电机保护技术是非常重要的。
电机与电力拖动基础 (全)PPT教学课件
电枢反应为交轴电枢反应。 电机合成磁场Bδx= B0x+Bax
正方向规定:磁力线进入转子 为负,出来为正.
n
n
n
m
⊕N ⊙ ⊙ S ⊕
所以,主磁极磁通密度在N极 下为负,在S极下为正. 可知:磁场波形发生了畸变.
(1)发电机:前极尖增磁,后极 尖去磁.
⊕⊙⊙⊙ ⊙⊙⊙ ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊙
发电机
物几 理何 中中
三、直流电机的基本工作原理 1.直流发电机的基本工作原理
为了说明方便,作下列规定:
(1)N导体和S导体:在N极下的导体称为N导体;在S极
下的
导体称为S导体.
(2)符号 和符号 :导体中电势(电流)的方向进入
纸面时用 表示;导体中电势(电流)的方向由纸面出来
时用 表示.
S
a n
S b n
b
N
b2
b1
故电刷b1的极性恒为正;同理电刷b2的极性恒为负.
e
0
t
2.直流电动机的基本工作原理
S na
b N
a、b导体中电流方向如左所示 ,由左手定则可知S导体和N导 体受力均为逆时针方向,因而使 电枢逆时针方向旋转.
通过换向器的作用,使与 电源负极相接的电刷仅能 接通S导体,故S导体中的 电流方向恒为流出纸面, 而与电源正极相接电刷仅 能接通N导体,电流流入 纸面。故电机恒逆转。
a
N
b2
b1
基本原理: 由于导体切割了磁力线,因而在导体内将产生
感应电动势.根据右手定则,N导体中电势方向为 ;而S 导体中电势方向为 ;即二者方向相反.
N导体和S导体在交换(a和b位置),但是,b 1和b2极 性是恒定的,即b1恒为正,b2恒为负,故在电刷两端输出 脉动的直流电压.
电机及拖动基础课件第四版全演示文稿
2-1 工作原理及结构
外电源固定极性 电流
由于通电导线的空间 位置不断变化,如何 保证旋转方向恒定不 变
第19页,共146页。
电枢 结构 示意
+
_
2-1 工作原理及结构
外电源固定 极性电流
一个电枢 绕组
电机旋转体 电枢
换向片
换向电刷
第20页,共146页。
2-1 工作原理及结构 直流电动机的能量变换途径:
Pem Tem Ω (T2 T0 )Ω P2 P0
P2 pFe pmec
电磁学(电磁效应) 运动力学(力矩,运动状态)
3. 学习内容 电动势,电势平衡,电磁转矩,相量图及其分析; 工作特性,机械特性,机械负载,功率损耗,有功功率,无功功
率;
空载运行,负载运行,电机起动,电动运行,制动运行;
第6页,共146页。
三、关 于 本 课 程
4. 学习方式
以物理 概念领先,数学描述随后;
直
导电体
流
电
源
电磁场
左手定则
产生 电磁转矩
瞬间
旋转运动
输出转矩
持续 旋转运动
换向器
第21页,共146页。
2-1 工作原理及结构
二、直流发电机的电磁感应现象(右手定则)
1. 恒定磁场,运动的导体(单方向运动)
2. 借助换向器,保证输出为直流电压
输入转矩
导电体 电磁场
右手定则
产生 感应电势
直
流
直流
电
感应电势
三、磁与电的联系
1-1 磁路的基本定律
1. 磁场与电流
安培环路定律 P 7
右手定则
绕组 N 匝
铁心平均长度 lc
电机及拖动ppt课件
4. 只由n <n0 旋转磁场和转子导体有相对运动,转子才受到电磁转矩。 如果磁极极对数是p,整个圆周有p个完整正弦波,相当于p × 360°。
磁极下所占槽数来表示, Z为总数,P极为对数
Z 2p
节距 y (跨距) • 跨越的槽数表示。
y
电角度
电角度=p×机械角度
三相单层集中整距绕组
三相:A、B、C 单层:每槽中只放一个线圈边 集中:每一相只有一个线圈 整距:线圈的节距等于一个极距
三相绕组结构特点 三相绕组展开图 三相绕组的Y连接 三相绕组的轴线
单层分布绕组的展开图
7-2 分析绕组时常用的几个量
极距τ P0= m1I02r1 +PFe+Pm(忽略转子铜耗及附加损耗Pcu2+Ps)
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。
可以用短路实验方法求参数。
气隙磁场,转子绕组导体切 电磁转矩指转子电流I2与主磁通φm相互作用产生的电磁力形成的总力矩。
间距离,可以用所跨槽数表示,也可
已知总槽割数Z该、极磁对数场p:α产=(P生×36感0)/Z应电势。由
定子铁心core——磁路部分,放置定子绕组。
于转子绕组处于短路状态会 如果异步电动机的外转矩使转子逆着旋转磁场的方向旋转,即n<0,S>1,此时转子导体中的电动势和电流反向仍和电动机一样,电磁转矩
顾绳谷电机及拖动基础第四版课件完整
交流电机的控制
讨论了交流电机的启动、调速和制动的方法和控制策略。
同步电机
同步电机的基本原理
解释了同步电机的工作原理,包括磁场、电流和电压的同步关系 。
同步电机的结构
对同步电机的各个组成部分进行了详细的描述,如定子、转子、励 磁系统等。
同步电机的应用
介绍了同步电机在电力系统、工业驱动和风力发电等领域的应用。
异步电机
异步电机的基本原理
解释了异步电机的工作原理,包括磁场、电流和转矩的变 化。
异步电机的结构
对异步电机的各个组成部分进行了详细的描述,如定子、 转子、绕组等。
异步电机的控制
讨论了异步电机的启动、调速和制动的方法和控制策略。
03
电力拖动基础
测速发电机广泛应用于各种工业自动化 设备、发动机控制系统等领域,是实现 高精度转速测量和控制的关键设备之一
。
自整角机
自整角机是一种将输入的电信号转换为机械旋转角度的装置,常用于角度位置的测量和控制 。
自整角机通常采用三相交流电机作为驱动元件,通过控制电机的相位和电压来调节电机的旋 转角度,并将旋转角度转换为电信号输出。
交流电动机的启动
通过使用启动设备和控制技术来实现流电动机 的启动。
交流电动机的调速
通过改变电源频率、改变转差率或改变磁极对数 来实现交流电动机的调速。
交流电动机的制动
通过使用制动设备和控制技术来实现交流电动机 的制动。
电力拖动系统的稳定性
01
电力拖动系统的稳定性概念
指系统在受到扰动后,能够恢复到原来的平衡状态或达到新的平衡状态
控制电机在工业自动化、机器人、数 控机床等领域应用广泛,是实现高精 度、高效率、高可靠性运动控制的关 键设备之一。
电机及拖动基础-顾绳谷(第四版)课件
05 电机拖动系统的稳定性与 控制性能
电机拖动系统的稳定性分析
稳定性定义
电机拖动系统在受到扰动 后能够恢复到原始平衡状 态的能力。
稳定性判据
根据系统动态方程的极点 位置判断稳定性,极点位 于复平面的左半部分则系 统稳定。
稳定性分析方法
时域分析法、频域分析法、 根轨迹法等。
电机拖动系统的控制性能
04 交流电机及拖动系统
交流电机的原理与结构
交流电机的原理
交流电机是利用电磁感应原理,将交流电能转换为机械能的电机。根据工作原 理的不同,交流电机可分为异步电机和同步电机两大类。
交流电机的结构
交流电机的结构主要包括定子和转子两部分。定子主要由铁芯和绕组组成,用 于产生磁场;转子主要由铁芯和转子绕组组成,用于产生感应电动势和电流。
电机及拖动系统的故障诊断技术
观察法Leabharlann 01通过观察电机的外观、听电机的声音、摸电机的温度等方式,
初步判断电机是否存在故障。
仪表检测法
02
使用各种检测仪器和工具,如万用表、示波器等,对电机的电
气参数进行检测,以确定故障的具体原因。
故障树分析法
03
通过建立故障树模型,对可能引起故障的各种因素进行分析和
排查,定位故障原因。
交流电机的运行特性
交流电机的运行特性主要包括电磁转矩、转速、功率等。这些特性与电机的工作 电压、电流、频率等因素有关,可以通过实验和计算得到。
交流电机的电磁转矩是电机旋转的驱动力,其大小与电流、磁通量等因素有关。 转速与电机的工作电压、电流、磁通量等因素有关,可以通过调节这些参数来改 变转速。
交流电机的控制与调速
06 电机及拖动系统的维护与 故障诊断