電機拖動知識點概要

1、直流發(fā)電機工作原理：當原動機拖動電樞以恒定方向旋轉(zhuǎn)式，線圈邊將切割磁力線并感應(yīng)出交變電動勢，由于電刷和換向器的“整流”作用，使電刷極性保持不變，在電刷間產(chǎn)生直流電動勢。

2、直流電動機的工作原理：在電刷兩端加直流電壓，經(jīng)電刷和換向器作用使同一主磁極下線圈邊中的電流方向不變，該主磁極下線圈邊所受電磁力的方向亦不變，從而產(chǎn)生單一方向的電磁轉(zhuǎn)矩，使電樞沿同一方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。

3、直流電機的可逆原理：同一臺電機既能作電動機亦能作發(fā)電機運行的現(xiàn)象。

4、直流電機的結(jié)構(gòu)：主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子和轉(zhuǎn)子之間存在氣隙。

①定子：由主磁極、換向極、機座、端蓋、軸承、電刷裝置等組成。②轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子的作用是感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；它包括：電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、軸和風(fēng)扇等。

5、直流電機電樞繞組（基本形式：疊繞組和波繞組）分類：單疊繞組、單波繞組、復(fù)疊繞組、復(fù)波繞組及混合繞組等。

單疊繞組特點：同一個元件的出線端連接于相鄰的兩個換向片上，相鄰元件依次串聯(lián)，后一個元件的首端與前一個元件的尾端連在一起并接到同一個換向片上，最后一個元件首端與第一個元件尾端連在一起，形成一個閉合回路。【注：支路對數(shù)a等于電機的極對數(shù)p，即a=p】單波繞組特點：同一個元件的兩個出線端所接的兩個換向片相隔接近于一對極距，元件串聯(lián)后形成波浪形，所以稱為“波繞組”�！咀ⅲ翰⒙�(lián)支路數(shù)總是2，即極對數(shù)a=1】

★單疊與單波繞組區(qū)別：單疊繞組可通過增加磁極對數(shù)來增加并聯(lián)支路對數(shù)，適用于低電壓、大電流的電機。單波繞組的并聯(lián)支路對數(shù)a=1，每條并聯(lián)支路數(shù)串聯(lián)的元件數(shù)較多，適用于小電流、較高電壓的電機。

6、直流電機分類（按勵磁方式分）：他勵、并勵、串勵、復(fù)勵7、主磁通和漏磁通定義及其作用：同時與電樞繞組（即轉(zhuǎn)子繞組）和勵磁繞組（即定子繞組）相交鏈的磁通稱為主磁通；只與勵磁繞組（即定子繞組）相交鏈的磁通稱為漏磁通。主磁通與通電的轉(zhuǎn)子繞組相作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機轉(zhuǎn)動；漏磁通無用。

8、直流電機的電樞反應(yīng)定義及電樞反應(yīng)對主極磁場產(chǎn)生的影響：電樞繞組中通電后，電樞磁場對主極磁場的影響稱為電樞反應(yīng)；影響：①使氣隙磁場發(fā)生畸變，磁通密度分布不再均勻，物理中性線偏離幾何中性線；②在磁場飽和時有去磁作用，使每個磁極下的總磁通有所減小。

9、直流電機的換向過程及換向改善方法：

由電機繞組連接分析可知，直流電機的電樞繞組是一閉合繞組，電刷把這一閉合電路分成幾個支路，每個支路的元件數(shù)相等。一個電刷兩邊所接的兩條支路中電流方向相反，電樞旋轉(zhuǎn)時，繞組元件從一個支路經(jīng)電刷進入另一個支路時，電流方向改變。繞組元件中電流改變方向的過程稱為換向。

改善換向的方法：裝配換向極、正確選用電刷和裝配補償繞組。10、直流電機中的損耗主要包括銅損耗(Pcu)、鐵損耗(PFe)、機械損耗(Pm)和附加損耗(Pad)。

11、并勵直流電機自勵建壓的條件：①發(fā)電機的主磁路必須有剩磁；②勵磁繞組與電樞繞組連接的極性要正確，使勵磁電流產(chǎn)生的磁動勢與剩磁方向一致；③勵磁回路的總電阻必須小于該轉(zhuǎn)速下的臨界電阻。12、固有機械特性：當U=UN、Φ=ΦN、R=Ra時電動機的機械特性13、變壓器的基本結(jié)構(gòu)：主要由鐵芯、繞組和絕緣、引線裝置、油箱、冷卻裝置和保護裝置等組成。

14、三相變壓器并聯(lián)運行所要滿足的條件：①各變壓器一次和二次額定電壓分別要相等，即變比相等；②各臺變壓器具有相同的連接組；③各臺變壓器的短路阻抗標幺值要相等，短路阻抗角也相等�！静⒙�(lián)運行的優(yōu)點】：①可以提高供電的可靠性；②可以提高運行的經(jīng)濟性；③可以減少總的備用容量，并可隨著負載的增加分期安裝變壓器以減少初裝投資。模塊十

15、三相異步電機主要作電動機用；三相同步電機主要作發(fā)電機用。交流電機的繞組以相數(shù)分為：單相繞組和三相繞組；

三相交流電機定子繞組根據(jù)繞法分：疊繞組和波繞組；按槽內(nèi)導(dǎo)體層數(shù)分：單層繞組和雙層繞組；按繞組節(jié)距分：整距繞組和短距繞組。三相單層繞組分：鏈式繞組、交叉式繞組和同心式繞組。三相雙層繞組分：雙層疊繞組和雙層波繞組。

16、三相基波合成磁動勢的性質(zhì)：①三相對稱繞組流過三相對稱電流時產(chǎn)生的三相基波合成磁動勢是一個旋轉(zhuǎn)磁動勢，旋轉(zhuǎn)速度n=

160f1，P與定子繞組電流頻率f1成正比，與極對數(shù)p成反比；②三相

基波合成磁動勢F1的幅值等于一相繞組基波磁動勢Fp1的倍，在旋轉(zhuǎn)過程中，磁動勢幅值保持不變，磁動勢相量矢端軌跡是一個圓，故稱為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢；③三相電流中哪一項電流的瞬時值達到最大值時，三相基波合成磁動勢的幅值就位于那一相繞組的軸線上，所以三相基波合成磁動勢的旋轉(zhuǎn)方向總是從電流的超前相轉(zhuǎn)向滯后相；④當某項電流達到最大值時，則旋轉(zhuǎn)磁動勢恰好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上。17、為什么一般交流電機采用短距分布繞組：為削弱或抑制高次諧波產(chǎn)生的電勢和磁勢。

18、三相異步電機主要包括兩部分：固定不動的定子部分和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子部分。

異步電機轉(zhuǎn)子繞組分為兩大類：鼠籠式和繞線式。19、[模塊十八：電力拖動基礎(chǔ)知識]

生產(chǎn)負載的機械特性可分為：⒈恒轉(zhuǎn)矩負載特性①反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性②位能性恒轉(zhuǎn)矩負載鐵芯⒉恒功率負載特性；⒊風(fēng)機、泵類負載特性。

20、電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件：①電動機的機械特性與負載特性必須有交點，即T=TL;②在交點（T=TL）處,系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則就是不穩(wěn)定的。

21、他勵直流電動機的啟動要求：①啟動轉(zhuǎn)矩Tst足夠大，Tst>TL;②啟動電流Ist必須限制在允許范圍內(nèi)；③啟動時間短；④啟動設(shè)備簡單、經(jīng)

dTdTL濟、可靠。

22、他勵直流電動機的啟動方式：①直接啟動；②電樞回路串電阻啟動；③降壓啟動。

23、他勵直流電動機的反轉(zhuǎn)方法：①保持電樞端電壓極性不變，將勵磁繞組反接，使勵磁電流反向，而改變磁通的方向；②保持勵磁繞組的電壓極性不變，將電樞繞組反接，使電樞電流改變方向。24、他勵直流電動機的調(diào)速方法（3種）：①改變電樞回路串入電阻Rad；②改變電樞端電壓U；③改變氣隙磁通Φ。

25、他勵直流電動機的制動方法：能耗制動、反接制動、回饋制動�！咀ⅰ縜、能耗制動過程中，電機靠系統(tǒng)的動能發(fā)電，并將發(fā)出的電能消耗在電樞回路的電阻上，因此稱為能耗制動；b、反接制動時電源輸入的電功率和負載輸入的機械功率轉(zhuǎn)化成電功率后，全部消耗在電樞回路的電阻上。C、回饋制動時，直流電動機變成直流發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行，將系統(tǒng)獲得的機械能轉(zhuǎn)化成電能回饋給電網(wǎng)。26、【三相異步電動機】鼠籠式異步電動機啟動方法：直接啟動和降壓啟動兩類。

直接啟動也稱全壓啟動；降壓啟動分為以下四種：①定子串電阻或電抗降壓啟動；②自耦變壓器降壓啟動；③星-三角啟動；④三相鼠籠式異步電動機的軟啟動。

27、三相異步電動機的調(diào)速方法（3種）：①改變電源頻率f;②改變繞組的磁極對數(shù)p；③改變轉(zhuǎn)差率s.28、三相異步電動機的制動方法同第25項。

擴展閱讀：電機及拖動基礎(chǔ)知識要點復(fù)習(xí)

電機復(fù)習(xí)提綱

第一章：

一、概念：主磁通，漏磁通，磁滯損耗，渦流損耗磁路的基本定律:

安培環(huán)路定律:

HLNi磁路的歐姆定律作用在磁路上的磁動勢F等于磁路內(nèi)的磁

通量Φ乘以磁阻Rm

磁路與電路的類比：與電路中的歐姆定律在形式上十分相似。E=IR磁路的基爾霍夫定律

（1）磁路的基爾霍夫電流定律

穿出或進入任何一閉合面的總磁通恒等于零（2）磁路的基爾霍夫電壓定律

沿任何閉合磁路的總磁動勢恒等于各段磁路磁位差的代數(shù)

和。

第二節(jié)常用鐵磁材料及其特性一、鐵磁材料

1、軟磁材料：磁滯回線較窄。剩磁和矯頑力都小的材料。軟磁材料磁導(dǎo)率較高，可用來制造電機、變壓器的鐵心。

2、硬磁材料：磁滯回線較寬。剩磁和矯頑力都大的鐵磁材料稱為硬磁材料，可用來制成永久磁鐵。二、鐵心損耗

1、磁滯損耗材料被交流磁場反復(fù)磁化，磁疇相互摩擦而消耗的能量。

2、渦流損耗鐵心內(nèi)部由于渦流在鐵心電阻上產(chǎn)生的熱能損耗。3、鐵心損耗磁滯損耗和渦流損耗之和。第二章：

一、盡管電樞在轉(zhuǎn)動，但處于同一磁極下的線圈邊中電流方向應(yīng)始終不變，即進行所謂的“換向”。二、一臺直流電機

作為電動機運行在直流電機的兩電刷端上加上直流電壓，電樞旋轉(zhuǎn)，拖動生產(chǎn)機械旋轉(zhuǎn)，輸出機械能；

作為發(fā)動機運行用原動機拖動直流電機的電樞，電刷端引出直流電動勢，作為直流電源，輸出電能。三、直流電機的主要結(jié)構(gòu)（定子、轉(zhuǎn)子）定子的主要作用是產(chǎn)生磁場

轉(zhuǎn)子又稱為“電樞”,作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢要實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換，電路和磁路之間必須在相對運動，所以旋轉(zhuǎn)電機必須具備靜止的和轉(zhuǎn)動的兩大部分，且靜止和轉(zhuǎn)動部分之間要有一定的間隙（稱為：氣隙）四、直流電機的銘牌數(shù)據(jù)直流電機的額定值有：1、額定功率PN(kW)2、額定電壓UN(V)3、額定電流IN(A)4、額定轉(zhuǎn)速nN(r/min)5、額定勵磁電壓UfN(V)

五、直流電機電樞繞組的基本形式有兩種：一種叫單疊繞組，另一種叫單波繞組。

單疊繞組的特點：元件的兩個端子連接在相鄰的兩個換向片上。元件的跨距：上層元件邊與下層元件邊的距離稱為跨距,元件跨距稱為第一節(jié)距y1(用所跨的槽數(shù)計算)。一般要求元件的跨距等于電機的極距。上層元件邊與下層元件邊所連接的兩個換向片之間的距離稱為換向器節(jié)距yc(用換向片數(shù)計算)。

直流電機的電樞繞組除了單疊、單波兩種基本形式以外，還有其他形式，如復(fù)疊繞組、復(fù)波繞組、混合繞組等。

各種繞組的差別主要在于它們的并聯(lián)支路，支路數(shù)多，相應(yīng)地組成每條支路的串聯(lián)元件數(shù)就少。

原則上，電流較大，電壓較低的直流電機多采用疊繞組；電流較小，電壓較高，就采用支路較少而每條支路串聯(lián)元件較多的波繞組。

所以大中容量直流電機多采用疊繞組，而中小型電機采用波繞組。

六、直流電機的勵磁方式

1、他勵直流電機勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，而是由其他直流電源對勵磁繞組供電。

2、并勵直流電機勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)。3、串勵直流電機勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。

4、復(fù)勵直流電機兩個勵磁繞組，一個與電樞繞組并聯(lián)，另一個與電樞繞組串聯(lián)。七、直流電機負載時的磁場及電樞反應(yīng)

當直流電機帶上負載以后，在電機磁路中又形成一個磁動勢，這個磁動勢稱為電樞磁動勢。此時的電機氣隙磁場是由勵磁磁動勢和電樞磁動勢共同產(chǎn)生的。

電樞磁動勢對氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。

第五節(jié)感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的計算一、感應(yīng)電動勢的計算

先求出每個元件電動勢的平均值，然后乘上每條支路中串聯(lián)元件數(shù)。

感應(yīng)電動勢的計算公式為

EaCenCeKfIfnGafIf

直流電機的感應(yīng)電動勢的計算公式是直流電機重要的基本公式之一。感應(yīng)電動勢Ea的大小與每極磁通Φ(有效磁通）和電樞轉(zhuǎn)速的乘積成正比。如不計飽和影響，它與勵磁電流If和電樞機械角速度乘積成正比。二、電磁轉(zhuǎn)矩的計算

Te2pZ4πaIapZ2πaIaCTIa電磁轉(zhuǎn)矩也可以表示為

TeGafIfIa其中G=CK

電磁轉(zhuǎn)矩計算公式是直流電機的重要基本公式,

它表明：電磁轉(zhuǎn)矩Te的大小與每極磁通Φ和電樞電流Ia的乘積成正比。

或：如不計飽和影響，它與勵磁電流If和電樞電流Ia的乘積成正比。

三、幾個重要關(guān)系式

直流電機感應(yīng)電動勢計算公式：EaCen直流電機電磁轉(zhuǎn)矩計算公式：電動勢常數(shù)：Ce轉(zhuǎn)矩常數(shù)：CTpZ2πaPZ60aTeCTIa電動勢常數(shù)與轉(zhuǎn)矩常數(shù)的關(guān)系：CT9.55Ce電動機電樞回路穩(wěn)態(tài)運行時的電動勢平衡方程式。

U=Ea+RaIaEa=CeΦn

四、直流電動機的工作特性是指其端電壓U=UN(額定電壓），電樞回路中無外加電阻、勵磁電流If=IfN（額定勵磁電流）時，電動機的轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩Te和效率η三者與輸出功率P2之間的關(guān)系。（一）并勵直流電動機的工作特性1.轉(zhuǎn)速特性2.轉(zhuǎn)矩特性

nUCeRaCeIaIaTeCTIaCT3.效率特性η=(P2/P1)×100%

電機勵磁損耗、機械損耗、鐵耗等于電樞銅耗時，效率最大。（二）串勵直流電動機的工作特性

串勵電機不允許在空載或負載很小的情況下運行。五、直流發(fā)電機的工作特性直流電動機的固有機械特性1、空載特性

當他勵直流發(fā)電機被原動機拖動，n=nN時，勵磁繞組端加上勵磁電壓Uf,調(diào)節(jié)勵磁電流If0,得出空載特性曲線U0=f(I0)。2、負載運行

無論他勵、并勵還是復(fù)勵發(fā)電機，建立電壓以后，在n=nN的條件下，加上負載后，發(fā)電機的端電壓都將發(fā)生變化。第七節(jié)直流電機的換向

元件內(nèi)電流方向改變的過程就是換向。直流電動機換向器節(jié)距單位是換向片數(shù)。一、換向的電磁現(xiàn)象1、電抗電動勢

在換向過程中，元件中電流方向?qū)�發(fā)生變化，由于電樞繞組是電感元件，所以必存自感和互感作用。換向元件中出現(xiàn)的由自感與互感作用所引起的感應(yīng)電動勢，稱為電抗電動勢ex=Lx2ia/Tc。2、電樞反應(yīng)電動勢

由于電刷放置在磁極軸線下的換向器上，在幾何中心線處，雖然主磁場的磁密等于零，可是電樞磁場的磁密不為零。換向元件切割電樞磁變壓器的額定值

額定容量為變壓器的視在功率（用SN表示，單位kVA，VA）額定電壓（一次和二次繞組上分別為U1N和U2N，單位V,kV）額定電流（一次和二次繞組上分別為I1N和I2N，單位A,kA）二、負載運行時的基本方程式1、磁動勢平衡方程式2、電動勢平衡方程式變壓器負載運行基本方程式

I1N1I2N2ImN1E1/E2N1/N2kEIZU2222IZE1mmU1E1I1Z1第四節(jié)變壓器的等效電路

歸算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個繞組來等效，同時，對該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。目的：用一個等效的電路代替實際的變壓器。歸算原則：

1）保持二次側(cè)磁動勢不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。

一、繞組歸算

（一）電動勢和電壓的歸算

二次繞組歸算后，變壓器一次和二次繞組具有同樣的匝數(shù)，即kE2要把二次側(cè)電動勢歸算到一次側(cè)，只需要乘以電壓比k即可。E

（二）電流的歸算（三）阻抗的歸算二、近似等效電路圖

考慮到一般變壓器中，Zm>>Z1，若把勵磁支路前移，認為在一定的電源電壓下，勵磁電流Im=常數(shù)，不受負載變化影響，同時，忽略Im在一次繞組中產(chǎn)生的漏阻抗壓降。這樣的電路稱為“�！毙蔚入娐贰８鶕�(jù)這種電路對變壓器的運行情況進行定量計算，所引起的誤差是很小的。

由于一般變壓器Im第六節(jié)三相變壓器

決定三相變壓器聯(lián)結(jié)組標號的步驟為：（要求會畫）

1）按規(guī)定的繞組端子標志，連接成所規(guī)定的聯(lián)結(jié)組，畫出聯(lián)結(jié)圖。

2）標明繞組的同名端和相電壓的方向。

3）判斷同一相的相電壓相位，畫出高、低壓對稱邊三相電勢的相量圖，將相量EAX與Eax的頭A和a畫在一起。4）根據(jù)高、低壓線電勢的相位差確定聯(lián)結(jié)組的標號。第七節(jié)變壓器的穩(wěn)態(tài)運行

描述變壓器運行特性的主要指標有兩個：電壓調(diào)整率和效率第三章課后習(xí)題3-13、3-16第四章異步電機（一）

三相異步電動機的基本原理交流電機有兩大類：異步電機和同步電機。第一節(jié)三相異步電動機的工作原理及結(jié)構(gòu)

三相異步電動機實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的前提是產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)磁場。1、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

當三相對稱繞組接上三相對稱電源，就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。對稱三相電流通入對稱三相繞組時，必然會產(chǎn)生一個大小不變、轉(zhuǎn)速一定的旋轉(zhuǎn)磁場。

2、三相異步電動機的工作原理3、三相異步電動機的轉(zhuǎn)速與運行狀態(tài)轉(zhuǎn)差ns-n的存在是異步電動機運行的必要條件。轉(zhuǎn)差表示為同步轉(zhuǎn)速的百分值，稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示。

nssnsnns100%

同步轉(zhuǎn)速

n>nss一、單相繞組的磁動勢脈振磁動勢

整距線圈所形成的磁動勢在任何瞬時，空間的分布總是一個矩形波，而在空間上任意一點的大小隨電流的變化而變化。這種從空間上看位置固定，從時間上看，大小在正負最大值之間變化的磁動勢，稱為脈振磁動勢。脈振磁動勢的頻率就是交流電流的頻率。對于單相繞組磁動勢，可以歸納以下幾點：

1）單相繞組的磁動勢是一種空間位置上固定、幅值隨時間變化的脈振磁動勢。

2）單相繞組的基波磁動勢幅值的位置與繞組的軸線相重合。3）單相繞組脈振磁動勢中的基波磁動勢幅值為；而v次諧波磁動勢幅值為：；諧波次數(shù)越高，幅值越小。二、三相繞組的磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢

三相基波合成磁動勢具有以下特性：

1）是一個旋轉(zhuǎn)磁動勢，轉(zhuǎn)速均為同步轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)方向決定于電流的相序。

2）幅值F1不變，為各相脈振磁動勢幅值的3/2倍，旋轉(zhuǎn)幅值軌跡是一個圓。

3）三相電流中任意一相電流瞬時值達到最大值時，三相基波合成磁動勢的幅值，恰好在這一組繞組的軸線上。

第五章異步電機（二）

三相異步電動機運行原理及單相異步電動機第一節(jié)三相異步電動機運行時的電磁過程

空載的情況下：n≈ns,I2≈0

當電機帶有機械負載后：n2、相位控制保持控制電壓幅值不變，改變其相位進行控制；3、幅相控制同時改變控制電壓的幅值和相位來進行（二）機械特性和調(diào)節(jié)特性1、機械特性

機械特性是指控制電壓信號一定時，電磁轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。2、調(diào)節(jié)特性

調(diào)節(jié)特性是指輸出轉(zhuǎn)矩一定時，轉(zhuǎn)速與控制電壓信號變化的關(guān)系。二、直流伺服電動機

由直流電動機的調(diào)速方法可知，改變電樞電壓或改變勵磁電流調(diào)速時，特性有所不同。所以直流伺服電動機可由勵磁繞組勵磁，用電樞繞組進行控制；或由電樞繞組勵磁，用勵磁繞組進行控制。由于直流伺服電動機的功率不大，可以用永久磁鐵制磁極，省去勵磁繞組。

直流伺服電動機多采用電樞控制方式。第二節(jié)測速發(fā)電機

測速發(fā)電機是一種檢測元件，其基本任務(wù)是將機械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電氣信號。按照測速發(fā)電機的職能，對它的要求是：

1）輸出電壓與轉(zhuǎn)速成嚴格的線性關(guān)系，以達到高的精確度；2）輸出電動勢斜率要大，即轉(zhuǎn)速變化所引起的電動勢的變化要大，以滿足靈敏度的要求。

測速發(fā)電機也有交、直流兩大類。第三節(jié)自整角機第四節(jié)旋轉(zhuǎn)變壓器

第八章電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)電力拖動系統(tǒng)的運動方程式

電力拖動裝置可分為電動機、工作機構(gòu)、控制設(shè)備及電源等四個組成部分

一、運動方程式電動機在電力拖動系統(tǒng)必須遵循兩個基本方程對于直線運動

TTzJddtFFzmdvdt對于旋轉(zhuǎn)運動

1、當TTzdndt0電動機靜止或等速旋轉(zhuǎn)，電力拖動

2、當TTz

dndt0電力拖動系統(tǒng)處于加速狀態(tài)

3、當

TTzdndt0電力拖動系統(tǒng)處于減速狀態(tài)

二、運動方程式中轉(zhuǎn)矩的正負符號分析運動方程式的一般形式T(T)z

式中正、負號的規(guī)定，預(yù)先規(guī)定某一旋轉(zhuǎn)方向為正方向，如果轉(zhuǎn)矩T的方向與參考方向相同取正號，相反取負號；而阻轉(zhuǎn)矩Tz的

GD2dn375dt方向如果與參考方向相同時取負號，相反取正號。第四節(jié)生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性

在運動方程式中，阻轉(zhuǎn)矩（或稱負載轉(zhuǎn)矩）Tz與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系Tz=f(n)即為生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性。大多數(shù)生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩可歸納為以下三種類型一、恒轉(zhuǎn)矩負載特性

恒轉(zhuǎn)矩負載特性，就是指負載轉(zhuǎn)矩Tz與轉(zhuǎn)速n無關(guān)的特性，即當轉(zhuǎn)速變化時，負載轉(zhuǎn)矩Tz保持常值。二、通風(fēng)機負載特性

通風(fēng)機負載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速大小有關(guān)，基本上與轉(zhuǎn)速的平方成正比。為反抗性負載。三、恒功率負載特性第九章直流電動機的電力拖動第一節(jié)他勵直流電動機的機械特性

電動機的機械特性是指電動機的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系n=f(T)

一、固有機械特性與人為機械特性

當他勵電動機電壓及磁通均為額定值時，電樞沒有串聯(lián)電阻時的機械特性稱為固有機械特性。nUNCeNRaCeCTN2TzKn2T（一）電樞串聯(lián)電阻時的人為機械特性（二）改變電壓時的人為機械特性（三）減弱電動機磁通時的人為機械特性四、電力拖動穩(wěn)定運行的條件

對于恒轉(zhuǎn)矩負載，要得到穩(wěn)定運行，電動機需要具有向下傾斜的機械特性，如果電動機的機械特性向上翹，則不能穩(wěn)定運行。第二節(jié)他勵直流電動機的起動一、他勵直流電動機的起動方法第三節(jié)他勵直流電動機的制動

他勵直流電動機有兩種運轉(zhuǎn)狀態(tài)

1）電動運轉(zhuǎn)狀態(tài)電動機轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相同，此時電網(wǎng)向電動機輸入電能，并變?yōu)闄C械能以帶動負載。

2）制動運轉(zhuǎn)狀態(tài)電動機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，此時，電動機吸收機械能并轉(zhuǎn)化為電能。

制動的目的是使拖動系統(tǒng)停車，最簡單的方法是斷開電源，使系統(tǒng)停下來，這叫自由停車，自由停車需要較長的時間。如果希望制動過程加快，可以使用電磁制動器，也可使用電氣控制方法，常用的有能耗制動、反接制動、在調(diào)速系統(tǒng)減速過程中，還可應(yīng)用回饋制動。第四節(jié)他勵直流電動機的調(diào)速

采用一定的方法來改變生產(chǎn)機械的工作速度，以滿足生產(chǎn)的需要，這種方法通常稱為調(diào)速。

要改變電動機的轉(zhuǎn)速，可以改變電樞電壓Ua或改變勵磁磁通Φ。但提高電動機的電樞電壓受到繞組絕緣耐壓的限制，根據(jù)規(guī)定，只允許比額定電壓提高30%，因此提高電壓的可能范圍不大，實際上改變電壓Ua常應(yīng)用在減壓時，從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)速。改變勵磁磁通，增加Φ的可能性也不大，因為一般電動機的額定磁通已設(shè)計得使鐵心接近飽和。因此，改變勵磁磁通一般應(yīng)用也在減弱磁的方面，稱為弱磁調(diào)速，使轉(zhuǎn)速從額定值向上調(diào)節(jié)。

在調(diào)速的范圍要求較寬等情況下，可結(jié)合應(yīng)用上述二種方法，即在額轉(zhuǎn)速以下降低電壓，而在額定轉(zhuǎn)速以上弱磁。

一、調(diào)速指標最主要的有兩大指標：即技術(shù)指標與經(jīng)濟指標（一）調(diào)速的技術(shù)指標1.調(diào)速范圍D

最大轉(zhuǎn)速與最小轉(zhuǎn)速之比，或最大線速度與最小線速度之比。2．靜差率（或稱相對穩(wěn)定性）

在一條機械特性上運行時，電動機由理想空載加載到額定負載，所出現(xiàn)的轉(zhuǎn)降ΔnN與理想空載轉(zhuǎn)速比之。

nNn0100%n0nNn0100%電動機的機械特性愈硬，則靜差率愈小，相對穩(wěn)定性就愈高。

3．平滑性

在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級數(shù)愈多則認為調(diào)速愈平滑。它是相鄰兩級轉(zhuǎn)速或線速度之比。

nini1vivi1值愈接近于1，則平滑性愈好。時稱為無級調(diào)速，即轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，級數(shù)接近無窮多，此時調(diào)速的平滑性最好。4．調(diào)速時的容許輸出（或調(diào)速時的功率與轉(zhuǎn)矩）

容許輸出是指電動機在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過程中軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。（二）調(diào)速的經(jīng)濟指標

調(diào)速的經(jīng)濟指標決定于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資及運行費用，而運行

費用又決定于調(diào)速過程的損耗，它可用設(shè)備的效率來說明。

P2P2ΔP二、降低電樞端電壓調(diào)速（一）電樞串聯(lián)電阻

電樞串電阻的調(diào)速方法的調(diào)速指標不高，調(diào)速范圍不大，調(diào)速的平滑性不高，并且是有級調(diào)速。（二）降低電源電壓三、弱磁調(diào)速

弱磁調(diào)速的優(yōu)點是，在功率較小的勵磁電路中進行調(diào)節(jié)，控制方便，能量損耗小，調(diào)速的平滑性較高。由于調(diào)速范圍不大，對于普通電動機最多為D=2，對于特殊設(shè)計的額定轉(zhuǎn)速較低的調(diào)磁電動機D=34，因此，常和額定轉(zhuǎn)速以下的降壓調(diào)速配合應(yīng)用，以擴大調(diào)整范圍。

四、調(diào)速時的功率與轉(zhuǎn)矩

第十章三相異步電動機的機械特性及各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)第一節(jié)三相異步電動機機械特性的三種表達式

與直流電動機相同，三相異步電動機的機械特性也是由轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩間的關(guān)系n=f(T)。其表達式有三種形式。一、物理表達式

cosTCT1mI二、參數(shù)表達式

得異步電動機的機械特性參數(shù)表達式

Tm1U22R2s

三、實用表達式

sR22R1X1X2sR2Tmax1sm1R2TsRsm2sm1smsR2第二節(jié)三相異步電動機的固有機械特性與人為機械特性一、固有機械特性

固有機械特性是指異步電動機工作在額定電壓及額定頻率下，電動機按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻（電抗或電容）時所獲得的機械特性曲線。二、人為機械特性

第三節(jié)三相異步電動機的各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)一、電動運轉(zhuǎn)狀態(tài)

電動運轉(zhuǎn)狀態(tài)的特點是電動機轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)的方向相同。二、制動運轉(zhuǎn)狀態(tài)

異步電動機可工作于回饋制動，反接制動及能耗制動三種制動狀態(tài)。其共同特點是電動機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，以實現(xiàn)制動。此時，電動機由軸上吸收機械能，并轉(zhuǎn)換為電能。第十一章三相異步電動機的起動及起動設(shè)備的計算第一節(jié)三相異步電動機的起動方法一、三相籠型異步電動機的起動方法（一）直接起動

（二）減壓起動有四種降壓起動的方法

1．電阻減壓或電抗減壓起動電動機在起動過程中，在定子電路串聯(lián)電阻或電抗，起動電流在電阻或電抗上將產(chǎn)生壓降，降低了電動機定子繞組上的電壓，起動電流也減小了。

2．自耦補償起動自耦減壓起動是利用自耦變壓器降低加到電動機定子繞組的電壓，以減小起動電流。3．星形一三角形（YΔ）起動*4．延邊三角形起動（三）軟起動方法

1．限流或恒流起動方法。用電子軟起動器實現(xiàn)起動時限制電動機起動電流或保持恒定的起動電流，主要用于輕載軟起動；

2．斜坡電壓起動法。用電子軟起動實現(xiàn)電動機起動時定子電壓由小到大斜坡線性上升，主要用于重載軟起動；

3．轉(zhuǎn)矩控制起動法。用電子軟起動實現(xiàn)電動機起動時起動轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，起動的平滑性好，能夠降低起動時對電網(wǎng)的沖擊，是較好的重載軟起動方法;

4．轉(zhuǎn)矩加脈沖突跳控制起動法。此方法與轉(zhuǎn)矩控制起動法類似，其差別在于：起動瞬間加脈沖突跳轉(zhuǎn)矩以克服電動機的負載轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升。此法也適用于重載軟起動；

5．電壓控制起動法。用電子軟起動器控制電壓以保證電動機起動時產(chǎn)生較大的起動轉(zhuǎn)矩，是較好的輕載軟起動方法。

二、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動方法

三相繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機的起動方法有：轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻和轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)頻敏變阻器兩種起動方法。

第三節(jié)三相籠型異步電動機定子對稱起動電阻的計算第四節(jié)三相籠型電動機起動自耦變壓器的計算

第五節(jié)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子對稱起動電阻的計算

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