电机及拖动基础-13第二十二讲 电力拖动基础总结
(完整版)电力拖动基础知识..
常开按钮
常闭按钮
复合按钮
电路符号：
6.行程开关
用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。都 是由触头系统、操作机构和外壳组成。其是利用生产机 械的运动部件碰压使其触头动作的。 电路符号：
结构与按钮类似，但其动作要
由机械撞击。
7.交流接触器
交流接触器在工业及其它各个邻域中得到广泛应用，它 是一种利用电磁机构操作运行的，可远距离频繁地接通和断 开交直流主电路及大容量控制电路 其主要控制对象是电动 机，也可以用于控制其他负载。
IF t
安秒特性
FU
电路符号
5.按钮
按钮是一种专门用于手动发出控制信号的器件。属于主令 电器，它被广泛用各于种控制场合 ，其触头允许通过的电流 较小，一般不超过5A。主要在控制电路中发出指令或信号去 控制接触器、继电器等电器，再由他们去控制主电路的通断、 功能转换或电气联锁。
常用的有LA系列的，一般由按钮帽、复位弹簧、桥式 动触触头、支柱连杆及外壳等部分组成。按静态时触头的 分合状态，可分为常开按钮（启动按钮）、常闭按钮（停 止按钮）和复合按钮（常开、常闭组合为一体的按钮）。
常用的有HZ系列的（如图HZ1010/3型组合开关），主要由手柄、转轴、 弹簧、凸轮、绝缘垫板、动触头、静触 头、接线端子、绝缘杆组成。手柄和转 轴能在平行于安装平面的平面内沿顺时 针或逆时针方向每次转动90°，带动动 触头与静触头接触和分离，实现接通和 分断电路的目的。
组合开关中，有一类是转为控制小容量三相异步电动机 的正反转而设计生产的，HZ3-132型组合开关，俗称倒顺开 关或可逆转换开关。开关的手柄有“倒”、“顺”、“停” 三个位置，手柄只能从“停”位置左转或右转45°。
1.刀开关
在电力拖动控制线路中最常用的是由刀开关和熔断器组合 而成的负荷开关。
电力拖动知识点总结
电力拖动知识点总结电力拖动是一种利用电动机作为传动装置的动力传动方式，广泛应用于工业生产中的各个领域，如工厂生产线的输送设备、机械加工设备、自动化装配线和物流输送系统等。
电力拖动系统具有高效、稳定、可靠的特点，能满足现代工业对动力传动的需求。
本文将对电力拖动的基本原理、主要组成部分、常见故障及维护保养等方面进行详细的介绍和总结。
一、基本原理电力拖动系统的基本原理是利用电动机产生的电能转换为机械能，驱动各种传动装置完成工作。
其中，电能通过电源系统供给电动机，经过电动机内部的电磁场作用，产生旋转力矩驱动负载进行工作。
电力拖动系统的基本原理主要包括电源系统、电动机、传动装置和控制系统等几个方面。
1. 电源系统电力拖动系统的电源系统一般采用交流电源或直流电源，根据实际需要进行选择。
在工业生产中，交流电源应用更为广泛，其特点是输送距离远、输出功率大、电源稳定性好，适合长距离输电和大功率负载。
而直流电源系统功率较小，通常用于小功率负载或特殊工况的应用。
2. 电动机电力拖动系统的核心部件是电动机，其主要作用是将电能转换为机械能，驱动负载进行工作。
根据实际需要，电动机可分为交流电动机和直流电动机两种类型。
交流电动机通常采用同步电动机或异步电动机，具有结构简单、维护方便、功率范围广等特点；而直流电动机具有速度调节范围广、起动力矩大、转速稳定等优点，在某些特殊场合得到广泛应用。
3. 传动装置传动装置是电力拖动系统的关键组成部分，用于将电动机产生的旋转力矩传递给负载进行工作。
常见的传动装置包括联轴器、减速机、齿轮传动、带传动等，其选择应根据实际工况及传动比、传动效率等因素进行综合考虑，以确保系统的工作效率和可靠性。
4. 控制系统电力拖动系统的控制系统用于对电动机进行启停、速度调节、方向控制等操作。
常见的控制方式包括手动控制、自动控制和远程控制等，可根据实际需要选择。
现代工业生产中，自动化程度越来越高，电力拖动系统的控制系统也逐渐向着智能化、网络化方向发展，以满足高效、精密的工业生产需求。
电机及拖动基础-13第二十二讲 电力拖动基础总结
Ux2
R12X1X2 2
Tst m1 0R1R2 U 2 x2R X 2 1X2 2
– R2’增大时，n0， Tm不变，sm增大，
Tst 一 开 始 增 大 ， 当 增 大 到 Tst=Tm 后
Tst开始减小。
23
第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
电力拖动基础总结
2020/2/18
1
第一章 电力拖动系统的动力学基础
➢ 运动方程式
• 直线运动
dv
F Fz
m dt
• 旋转运动 • 转动惯量
d
TTz J dt
J m2 GD2 单位为
4g kg ·m2
GD2 dn TTz 375dt
式中：GD2 = 4gJ 称为飞轮惯量（N ·m2 ）。
➢ 三相异步电动机机械特性的三种表达式
3)
实用表达式
Tm m102R1
Ux2
R12X1X2 2
T m 1 0R1R2 /U sx22 R 2 /X s1X2 2
T 2Tm1smR 1/R2
s/smsm/s2smR 1/R2
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忽略R1，则
T 2Tm s/ sm sm / s
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性
1) 固有机械特性
• 几个特殊运行点
1）起始点A，特点：n = 0（s = 1），T = Tst， I1st=（4～7）IN；
2）额定工作点B ，特点：n = nN（s=sN），T = TN，I1 = IN ；
Ux2
R12X1X2 2
Tst m1 0R1R2 U 2 x2R X 2 1X2 2
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总结是在一段时间内对学习和工作生活等表现加以总结和概括的一种书面材料，它可以使我们更有效率，快快来写一份总结吧。
那么我们该怎么去写总结呢？以下是小编精心整理的电机拖动知识点总结，希望能够帮助到大家。
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。
(完整版)电机拖动必考点总结
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 P直流电动机中，N P 是指输出的机械功率的额定值：（N T 为额定输出转矩，N n 为额定转速） 直流发电机中，N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。
电力拖动总结
第二章1、V-M 系统和不可逆直流PWM 调速系统的工作原理答：V-M 系统：通过调节触发装置GT 的控制电压Uc 来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud ，从而实现平滑调速。
PWM 调速系统：采用脉冲宽度调制（PWM ）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统。
2、调速系统稳态指标的定义及相互关系答： 调速范围：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母 D 表示，即其中： nmax 和nmin 一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速；对于负载很轻的机械，也可用实际负载时的转速。
静差率：当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 n N ，与理想空载转速 n 0 之比，称作静差率 s ，即 n N S=n 0或用百分数表示 n N S= n 0式中： nN= n 0 - n N 相互关系：（1）调速系统的静差率指标应以最低速时所能达到的数值为准。
（2）一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
3、转速反馈控制直流调速系统的稳态结构图、静特性（与开环系统机械特性的对比）和稳态参数计算 答：稳态结构图：*100%静特性：利用叠加原理，即得转速反馈闭环直流调速系统的静特性方程式式中：K为闭环系统的开环放大系数（增益）稳态参数计算：根据闭环系统的稳态性能指标和电动机及各控制部件的已知参数，计算并定系统的放大器与反馈检测元件的过程叫稳态参数计算。
解题步骤：1）计算相关参数：2）求闭环系统应有的开环放大系数：3）计算运算放大器的放大系数和参数4、反馈控制规律1）比例控制的反馈控制系统，被调量有静差2）抵抗扰动, 服从给定3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度5、转速反馈控制直流调速系统的动态结构图和系统稳定性分析答：动态结构图：稳定性分析：（1）闭环系统速降小，静特性硬（2）闭环系统的静差率小，稳速精度高（3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。
电力拖动基础总结
d nN 100 % n0 nN 100 %
n0
n0
3) 调速范围D与静差率d之间的关系
到充分利用的情况下，在 调速过程中轴上所能输出 的功率和转矩
D nmax nmax
nm a x
nm a x
nmaxd
nm in
n0 ΔnN
n0
(1
ΔnN n0
)
ΔnN (1 d ) d
ΔnN (1 d )
s (n0 n) / n0
n f (cos2 )
I2
E2
R2 s
2
X
2 2
s (n0 n) / n0
n f (I2 )
T CTJm I2 cos2
n f (T )
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机机械特性的三种表达式
2) 参数表达式
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机各种运转状态
1) 电动运转状态
• 电动运转状态的特点是电 动机转矩的方向与旋转的 方向相同，机械特性落在 第一与第三象限。
• 电动状态时，电动机从电 网吸收电能，转换成机械 能带动负载。
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
2020/6/5
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机各种运转状态
2) 制动运转状态 • 反接制动－定子两相反接的反接制动
– 这时转差率s为：
s n0 () n() > 1 n0 ()
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
电机及拖动基础-13第二十二讲 电力拖动基础总结
Ia
Iz
0
tT
-Iz
Ist
t
t
13
第二章 直流电动机的电力拖动
他励直流电动机的制动
• 回馈制动
位能负载拖动电动机
2019/8/26
他励电动机改变电枢电压调速
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第二章 直流电动机的电力拖动
他励直流电动机的调速
• 调速方法－机械、电气、机械电气配合 • 电气方法－改变电枢供电电压、改变励磁、改变电枢回路电阻
三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性
2) 人为机械特性 • 转子回路接入并联电抗时的
人为机械特性
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– 起动初期，转子频率相当 大，电抗器的感抗
Xst’=2psf1Lst较大，转子电
流的大部分将流过电阻Rst， 这时相当于转子串电阻起 动。随着起动过程的进行， sf1或Xst越来越小，起动结 束时， Xst很小，几乎将 Rst短接。
Ux2
R12X1X2 2
Tst m1 0R1R2 U 2 x2R X 2 1X2 2
– R2’增大时，n0， Tm不变，sm增大，
Tst 一 开 始 增 大 ， 当 增 大 到 Tst=Tm 后
Tst开始减小。
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
– X1增大时，n0不变，Tm 、sm、Tst随 X1的增大而减小。
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性
2) 人为机械特性 • 定子回路串联对称电阻时的
人为机械特性
2019/8/26
sm
R2
R12 X1X22
电力拖动基础知识
常见故障的诊断与排除
电机故障
检查电机是否有异常声音、振动或过热现象，如 有异常应及时停机检查并排除故障。
控制电路故障
检查控制电路是否有断路、短路等现象，及时修 复故障电路，确保系统正常运行。
传动装置故障
检查传动装置是否有松动、磨损等现象，如有异 常应及时调整或更换部件。
05
电力拖动的发展趋势
电力拖动系统的智能化
伺服电机
具有快速响应和精确控制的特点，常用于高 精度定位和运动控制。
交流电机
结构简单、维护方便，常用于工业生产中。
步进电机
通过控制脉冲数实现精确的位置控制，常用 于开环控制系统。
电机的原理
直流电机
基于通电导体在磁场中受力的原理，通过改变电流方向或磁场方向实现电机的 旋转。
交流电机
基于电磁感应原理，通过定子产生旋转磁场，使转子产生感应电流并受到磁场 力作用而旋转。
电力拖动基础知 识
汇报人： 202X-01-05
目录
• 电力拖动概述 • 电机与控制器 • 电力拖动系统设计 • 安全与维护 • 电力拖动的发展趋势
01
电力拖动概述
定义与原理
定义
电力拖动是一种利用电动机作为原动 机来驱动机械设备运动的技术。
原理
通过改变电动机的输入电压、电流或 频率，可以控制机械设备的运动状态 ，如速度、方向和加速度等。
01
根据实际需求选择合适的电机类型和控制方式，如需要高精度 速度控制时选择伺服电机和变频器。
02
考虑电机的功率、扭矩、转速等参数，以及控制器的输入输出
点数、控制精度和稳定性等参数。
考虑成本和维护的便利性，选择性价比高的电机和控制方案。
03
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。
电力拖动知识总结
出的转矩也恒定，属于恒转矩调速方式；在基频以上，转速升高时磁通减小允许输出的转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于近似的恒功率调速方式。
异步电动机的稳态数学模型包括异步电动机稳态时的等效电路（描述在一定转差率下电动机的稳态电器特性）和机械特性（表征了转差与转差率的稳态关系），两者既有关联又有区别。
第六章异步电动机的数学模型是一个高阶，非线性，强耦合的多变系量统。
在研究异步电动机数学模型时，作如下假设：Ⅰ忽略空间谐波，设三项绕组对称，在空间互差2π/3电角度，磁动势沿气隙按正弦规路分布Ⅱ忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的Ⅲ忽略铁心损耗Ⅳ不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响磁链方程电压方程公式--------（）坐标变化的原则：在不同情况下绕组所产生的合成磁动势相等模型选取：转速，定子电流，定子磁链控制方式：电流闭环控制方式，转矩控制方式三项绕组A,B,C和两相绕组a,b,之间的变换称作三相坐标系和两相正交坐标系间的变换简称3/2变换（原则：按照前后总功率不变）矢量控制系统的特点：1 按转子磁链的定向，实现了定子电流励磁分量和转矩分量的解耦，需要电流闭环控制。
2 转子磁链系统的控制对象是稳定的惯性环节，可以采用磁链闭环控制，也可以采用开环控制。
3 采用连续的PI的控制，转矩与磁链变化平稳，电流闭环控制可以有效的限制起，制动电流。
矢量控制系统存在的问题：1 转子磁链计算精度受易于变化的转子电阻的影响，转子磁链的角度精度影响定向的准确性。
2 需要进行矢量变换，系统结构复杂，运算量大。
·直流电机的三种调速方案：调压调磁串接电阻。
对于调速系统的前提：保证系统的稳定性静差率：当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落△nN与理想空载转速△n之比。
静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度。
与机械特性关系：（1）特性越硬→S下降→转速的稳定度就越高（2）对于同样硬度的特性，理想空载转速越低→S上升→转速的相对稳定度越低。
电力拖动系统知识点总结
电力拖动系统知识点总结一、电力拖动系统概述电力拖动系统是指利用电动机驱动，通过变速器、机械传动装置和控制系统，实现对各种机械设备的动力传递和控制的系统。
它是现代工业中广泛应用的一种动力传动方式，具有结构简单、运行可靠、效率高、调速范围广等优点，被广泛应用于各种生产设备和工业机械中。
二、电力拖动系统结构1. 电动机：电力拖动系统的驱动源，常见的电动机有直流电动机、交流异步电动机、交流同步电动机等。
根据不同的工况和要求，选择适合的电动机类型。
2. 变速器：用于调节和控制电动机的转速，使其适应不同的工况和负载要求。
根据需要，可以选择机械变速器或者电子变速器。
3. 机械传动装置：包括联轴器、齿轮传动、链传动等，用于将电动机的旋转运动传递给工作机构，实现对工作机构的动力传递和控制。
4. 控制系统：用于控制电动机的启停、调速、反向等动作，使整个电力拖动系统能够按照要求进行运行和控制。
控制系统通常包括PLC、变频器、传感器等设备。
5. 电源系统：用于提供电动机所需的电能，包括电源线路、电箱、开关柜等设备。
三、电力拖动系统的工作原理电力拖动系统的工作原理可以分为如下几个步骤：1. 电源供应：电源系统将电能供应给电动机，使其转动。
2. 变速器控制：利用变速器对电动机的转速进行调节，根据不同的负载要求和工作条件进行调整。
3. 机械传动：通过机械传动装置将电动机的转动传递给工作机构，实现对工作机构的动力传递。
4. 控制系统作用：控制系统对整个电力拖动系统进行控制和监控，保证其安全稳定地运行。
这样，整个电力拖动系统就能够实现对工作机构的动力传递和控制，满足各种不同的生产要求和工业应用。
四、电力拖动系统的应用领域电力拖动系统广泛应用于各种生产设备和工业机械中，包括：机床、起重设备、输送设备、风机、泵等。
特别是对于需要频繁启停、调速和反向的设备，电力拖动系统具有明显的优势。
在自动化生产线和智能制造系统中，电力拖动系统更是不可或缺的一部分，它能够实现对整个生产线的动力传递和控制，完全符合现代工业的生产要求。
电力拖动22
4.1.2 刀开关
刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单且应用广泛的电器
刀开关的典型结构如右图所示，它由操作手柄、触刀、 静插座和绝缘底版组成。推动手柄使静触刀紧紧插入静 插座中，电路就被接通。
刀开关种类很多，按刀的极数可分为单极、双极 和三极；按刀的转换方向可分为单掷和双掷；按 灭弧装置的情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩； 按操作方式可分为直接手柄操作式和远距离连杆 操作式。
衔铁
+
阻尼铜套
直流电磁式结构图
工作原理：当衔铁未吸合 时，磁路气隙大，线圈电 感小，通电后激磁电流很 快建立，将衔铁吸合，继 电器触点立即改变状态。 而当线圈断电时，铁心中 的磁通将衰减，磁通的变 化将在铜套中产生感应电 动势，并产生感应电流， 阻止磁通衰减，当磁通下 降到一定程度时，衔铁才 能释放，触头改变状态。 因此继电器吸合时是瞬时 动作，而释放时是延时的， 故称为断电延时。
释放弹簧
锁钩 过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
动画
连杆装置 衔铁释放
自动空气断路器原理图
4.1.6 接触器
用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
(a) 外形
(b) 结构
交流接触器的外形与结构
用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
弹簧 ~
电源 常开
线圈
常闭
铁心 衔铁
电机 M
3~
主触点 辅助触点
常闭触点
(a) 外形图
常开触点 (b) 结构
按钮开关的外形和符号
结
构1 符 号
2 3
SB
1 43
SB
按钮帽
复位弹簧 支柱连杆
《电力拖动》知识重点
根据电动机的分类，电力拖动分为交流拖动系统和直流拖动系统。
用交流异步电动机和交流同步电动机拖动生产机械的系统称为交流拖动系统；以直流电动机拖动生产机械的系统称为直流拖动系统。
根据系统中电动机的数量，电力拖动又分为单机拖动系统和多机拖动系统。
单机拖动系统结构简单,应用较广；多机拖动常用于大功率和有特殊控制要求的系统中。
什么是电力拖动？电力拖动系统由哪几部分组成?各部分有何作用？电力拖动是以电力为原动力,通过电气设备(如电动机等）带动生产机械来完成一定的生产任务. 电力拖动系统由电源、电动机、生产机械和控制设备等4个基本部分组成。
电源的作用是用以向拖动系统提供能源。
电动机是生产机械的原动力，它的作用是将电能转变为机械能带动生产机械工作。
生产机械是电动机拖动的对象，如提升机、通风机、水泵等。
有时生产机械需要改变运行方式传递动力，电动机通过传动装置拖动生产机械完成生产工艺。
控制设备是按照生产机械的要求去控制电动机的启动、调速、制动等运行过程的。
采用电动机拖动有哪些优点？（1）电能输送方便、经济、便于分配（2）可满足不同类型生产机械的需要，并且拖动效率高；（3）拖动性能好,能达到生产工艺要求的最佳工作状态；（4）能进行远距离监视、测量和控制,便于集中管理，容易实现生产过程的自动化。
机械特性：拖动系统中的转矩改变时，将导致系统速度的变化，它们之间的这种关系称为系统的转矩-转速特性,也称为机械特性。
电动机的机械特性可用特性方程式或特性曲线图表示，它是生产机械选配电动机和分析拖动系统的重要依据。
（P4)固有机械特性：固有机械特性也称为自然特性，它是在电动机额定电压、额定频率(交流电动机）、额定励磁电流（直流电动机)的条件下，电动机回路无附加电阻或电抗时得到的机械特性。
人为机械特性：人为机械特性也称人工特性,是通过改变电动机的电压、频率、励磁电流以及串接电阻、电抗的方法而得到的机械特性.利用人为特性可以满足不同生产工艺过程的需要.稳定工作点是指当拖动系统受到瞬时外来干扰后，系统能自动恢复到原来的静态工作点;否则为不稳定工作点。
电机与电力拖动基础 (全)PPT教学课件
1
If —— 激磁绕组中的激磁电流； Rm —— 该段的磁组； Ф—— 磁通量
Φ
说明:当I较小时磁路的磁阻为气隙
2
磁阻且为常数,故If与Φ是线性的 If较大时铁心饱和,磁阻加大Φ增
加变慢If与Φ为非线性关系. 电机的饱和程度对电机的性能有很
0
大的影响.
If
二、主磁极磁势产生的气隙磁密在空间的分布
气隙磁密的概念：
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。
1.静止部分 (1)主磁极:由极身和极掌组成,固定在磁轭
(机座)上.在磁极上套入激磁绕
组(线圈).主磁极总是偶数,且N
磁轭
极和S极相间出现.极掌对激磁
极掌极身
线圈 绕组起支撑作用,且使磁通在气
隙中有较好的分布波形.
(2)换向极:它位于相邻两主磁极之间,构造与主磁极相似,其 作用是为了消除在运行过程中换向器产生的火花.
自锁电路目录?第一章直流电机原理?第二章电力拖劢系统的劢力学基础?第三章直流电劢机的电力拖劢?第四章发压器?第五章三相异步电劢机原理?第六章三相异步电劢机的电力拖劢?第七章同步电劢机?第八章控制电机?第九章电力拖劢系统中电劢机的选择3学习方法
电机及拖动基础
电路
由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路称为电路。 电路导通叫做通路，只有通路才有电流通过。 电路在某一处位置断开，叫做断路或开路。
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 过渡过程能量损耗
4) 空载反转过程
ΔA
x st
J
(0
)d
1) 空载起动
ΔAT3
0 0
J
(0
)d
2J02
5) 减少过渡过程能量损耗方法
ΔAst
0 0
J
(0
)d
1 2
J0
• –
2) 空载能耗制动
ΔAT1
0 0
J
()d
1 2
J02
– •
dn dt
CTIa
n U IaR
Ce
GD2 R 375CeCT2
dn dt
n
U RIz Ce
Ia
Tz CT
GD2R 375CeCT 2
dI a dt
Iz
TtM
dIa dt
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 他励直流电动机的制动
• 分类
1) 机械制动 — 电磁制动器，即机械抱闸；
d nN 100 % n0 nN 100 %
n0
n0
3) 调速范围D与静差率d之间的关系
到充分利用的情况下，在 调速过程中轴上所能输出 的功率和转矩
D nmax nmax
nm a x
nm a x
nmaxd
nm in
n0 ΔnN
n0
(1
ΔnN n0
)
ΔnN (1 d ) d
ΔnN (1 d )
减少系统动能储存量J0/2 电枢设计成细而长的形状 采用双电动机拖动 合理选择起、制动方式
3) 空载反接制动
– 起动时，逐级改变加在电动
ΔAT 2
0 0
J (0
)d
3 2
J02–
机上的电压
制动时，若不能采用回馈制 动应尽量采用能耗制动
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
– 大多数生产机械的负载转矩特性可归纳为三种类型：恒转矩负载、风机负载、 恒功率负载。
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 他励直流电动机的机械特性
• 机械特性方程式 – 直流电动机的几个基本方程式
T CTIa Ea Cen U Ea I a R
– 机械特性方程式
n
U
Ce
R
CeCT 2
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– 回馈制动最大转矩点P’，特点：T=Tm’，s= sm’，对应书中式(10-16) 、(10-17) 中的21 负号。
第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性
2) 人为机械特性 • 降低 Ux时的人为机械特性
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sm
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机各种运转状态
1) 电动运转状态
• 电动运转状态的特点是电 动机转矩的方向与旋转的 方向相同，机械特性落在 第一与第三象限。
• 电动状态时，电动机从电 网吸收电能，转换成机械 能带动负载。
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
2) 制动运转状态
• 能耗制动
–
1)
能耗制动的优点： 改变转子电阻或通入定子的 直流励磁均可调节制动转矩；
2) 当电动机转速下降到零时， 制动转矩亦下降到零，使生
产机械准确停车；
3) 常用于矿井提升及起重运输 等生产机械。
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机机械特性的三种表达式
2) 参数表达式
T
m1 0
R1
R2
U
2 x
R2
/
s
/ s2 X1
X 2 2
s (n0 n) / n0
0
2πn0 60
n f (T )
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sm
R2
R12 X1 X 2 2
Tm
m1
0
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第一章 电力拖动系统的动力学基础
➢ 运动方程式中转矩的符号
• 运动方程式的一般形式
T () Tz ()
GD 2 375
dn dt
• 规定某一转动方向为参考（正）方向，
• 电磁转矩T ：与参考方向一致取正，反之取负；
• 阻转矩Tz ：与参考方向一致取负，反之取正。
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➢ 三相异步电动机机械特性的三种表达式
1) 物理表达式
cos2
R2 / s (R2 / s)2 X 22
s (n0 n) / n0
n f (cos2 )
I2
E2
R2 s
2
X
2 2
s (n0 n) / n0
n f (I2 )
T CTJm I2 cos2
n f (T )
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Tst开始减小。
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性
2) 人为机械特性 • 定子回路串联对称电抗时的
人为机械特性
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sm
R2
R12 X1 X 2 2
Tm
m1
0
2
R1
U
2 x
R12
X1
X
2
2
Tst
m1
0
U
2 x
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-Iz Ist
t
t
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 他励直流电动机的制动
• 回馈制动
位能负载拖动电动机
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他励电动机改变电枢电压调速
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 他励直流电动机的调速
• 调速方法－机械、电气、机械电气配合
• 电气方法－改变电枢供电电压、改变励磁、改变电枢回路电阻
电力拖动基础总结
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第一章 电力拖动系统的动力学基础
➢ 运动方程式
• 直线运动
F
Fz
m
dv dt
• 旋转运动 • 转动惯量
d
T Tz J dt
J m 2 GD 2 单位为
4g kg ·m2
T
Tz
GD 2 375
dn dt
式中：GD2 = 4gJ 称为飞轮惯量（N ·m2 ）。
Tm
m1
0
2
R1
U
2 x
R12
X1
X
2
2
Tst
m1
0
U
2 x
R2
R1 R2 2 X1 X 2 2
– R1增大时，n0不变，Tm 、sm、Tst随
X1的增大而减小，与定子回路串对
称电抗相似。
25
第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性
)
0 -nz
tT
t
n nz (1 et /TtM ) nst et /TtM
Ia Iz
n
Ra Rz Ce
Ia
0
tT
t
Ia
Cenz R
(Censt R
Cenz )et /TtM R
Iz
(Ist
I z )et /TtM
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 他励直流电动机的制动
• 反接制动－转速反向的反接制动
n
n0
Ra RΩ
CeCT 2
T
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 他励直流电动机的制动
• 反接制动－电枢反接的反接制动
n
n0
Ra RΩ CeCT 2
T
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第二章 直流电动机的电力拖动
➢ 他励直流电动机的制动
• 反接制动－电枢反接时反接制动的过渡过程
1 J2 2
1 2
J
d
2
1 2
J112
1 2
J
222
1 2
J
z 2z
J z
2
2
mz
vz2 2
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第一章 电力拖动系统的动力学基础
➢ 生产机械的负载转矩特性
• 定义：
– 在运动方程式中，阻转矩（或称负载转矩）Tz 与转速n 的关系
Tz=f (n) 即为生产机械的负载转矩特性。 • 分类
R2
/
s
/ s2 X1
X 2 2
T 2Tm 1 smR1 / R2
s / sm sm / s 2sm R1 / R2
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忽略R1，则
T 2Tm s / sm sm / s
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性
1) 固有机械特性
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第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
➢ 三相异步电动机各种运转状态
2) 制动运转状态 • 反接制动－定子两相反接的反接制动
– 这时转差率s为：
s n0 () n() > 1 n0 ()
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