電機拖動復(fù)習(xí)

總復(fù)習(xí)內(nèi)容：

①重點及要求的內(nèi)容；②復(fù)習(xí)題。③考題的類型。重點復(fù)習(xí)-基礎(chǔ)知識

1、成組拖動→單電機拖動→多電機拖動。2、運動方程式：方程、符號規(guī)定。

3、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性:反作用(軸承摩擦)、位能（起重機）、風(fēng)機類(通風(fēng)機）。4、靜、動態(tài)穩(wěn)定性：轉(zhuǎn)速不能突變，電流、轉(zhuǎn)矩均可。

5、電動機特性與負(fù)載特性的配合：過渡過程沿電機特性運行，穩(wěn)態(tài)時電動機電流由負(fù)載大小決定。

6、穩(wěn)定運行的條件：必要（T=TL）、充分（在T=TL處，dT/dn3、變壓器的結(jié)構(gòu)：鐵心及形式、繞組及分類、油、絕緣套管、分接開關(guān)。4、變壓器額定值。

5、空載運行、空載損耗、空載的等效電路6、磁動勢平衡方程式7、折算公式、等效電路重點復(fù)習(xí)-變壓器（續(xù)1）

8、空載實驗、短路實驗做法、依據(jù)及注意點。9、短路電壓的意義。

10、影響電壓變化率的因素。11、輸出電壓與負(fù)載性質(zhì)的關(guān)系。12、三相變壓器線圈的連接組別。13、變壓器并聯(lián)運行的條件及作用。14、參數(shù)計算、帶負(fù)載電壓電流計算。一、基本原理

1、三相異步電動機的工作原理，旋轉(zhuǎn)磁場。2、同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子電流頻率。3、異步電動機的結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子、氣隙。4、額定值。

5、空載、負(fù)載運行電磁關(guān)系、磁勢平衡方程。6、電勢平衡方程。

7、頻率折算、等效電路的理解。重點復(fù)習(xí)-異步機

8、按等效電路記相關(guān)公式：電磁功率、總機械功率、電磁轉(zhuǎn)矩。9、電磁轉(zhuǎn)矩物理、參數(shù)、實用表達式。

10、固有機械特性，第一象限、過載倍數(shù)、起動倍數(shù)。

11、人為機械特性：降低定子端電壓、轉(zhuǎn)子回路串電阻、頻敏變阻器。12、工作特性：空載到負(fù)載時其轉(zhuǎn)速、電流轉(zhuǎn)矩變化。重點復(fù)習(xí)-異步機（續(xù)1）重點復(fù)習(xí)-異步機（續(xù)2）

二、異步機的起動、制動與調(diào)速1、直接啟動電流？后果？

2、自耦變壓器起動原理、方法及應(yīng)用。3、Y－△起動原理、方法及應(yīng)用

4、限流型、電壓斜坡型軟啟動器的原理及特點。5、頻敏變阻器起動的原理、特點及應(yīng)用。6、串電阻多級啟動的原理。

7、液體變阻器起動原理、方法及應(yīng)用。8、自耦變壓器、Y－D起動的計算。重點復(fù)習(xí)-異步機（續(xù)3）

9、電動、制動運行狀態(tài)概念。10、回饋制動、反接制動的特點。11、回饋制動、反接制動的機械特性。12、回饋制動的能量關(guān)系。

13、降壓調(diào)速、串電阻調(diào)速的機械特性。

第2頁共6頁14、多速籠型電動機工作原理。15、電磁調(diào)速電機工作原理及使用重點復(fù)習(xí)-控制電機

1、交流伺服機的結(jié)構(gòu)、原理、橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、交流伺服機的控制方式。3、電容交流伺服機的原理。4、步進電機的原理和特點。5、反應(yīng)式步進電機的結(jié)構(gòu)。6、反應(yīng)式步進電機的運行方式。7、步進電機的使用。

重點復(fù)習(xí)-控制電機（續(xù)1）

8、自整角機的分類、結(jié)構(gòu)和工作原理。9、控制式自整角機的應(yīng)用、失調(diào)角。10、力矩式自整角機的應(yīng)用、失調(diào)角。11、旋轉(zhuǎn)變壓器的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理。12、正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用。復(fù)習(xí)題

一、填空（共30分，每空2分）：1、直流電動機的電樞反映會導(dǎo)致氣隙磁場畸變氣隙磁密為0的地方偏離了幾何中心線，去磁效應(yīng)。

2、直流電動機在降壓調(diào)速過程中，電動機出現(xiàn)。

3、直流串勵電動機適合起動，起動時將會出現(xiàn)現(xiàn)象。4、電力機車在下坡時，因發(fā)生變化，將自動進入狀態(tài)。5、直流電動機換向器的作用是。

6、三相異步電動機產(chǎn)生的磁場為，方向為由。復(fù)習(xí)題（續(xù)）

7、三相異步電動機的氣隙越小，其越高。8、三相異步電動機S0時即處于狀態(tài)。9、三相異步電動機回饋制動時要從電源吸收。10、電機中相鄰主磁極為交替排列。11、電動機拖動負(fù)載穩(wěn)定運行時，其轉(zhuǎn)矩大小由決定。12、常見的三相油浸變壓器，鐵芯和繞組的形式為。13、三相變壓器最常見的連接組標(biāo)號是、。

14、變壓器的分接開關(guān)是調(diào)節(jié)的大小，只能在下調(diào)節(jié)，改變的是的匝數(shù)。15、變壓器的空載損耗可近似看作全部為。16、如希望變壓器的輸出電壓隨負(fù)載的變化小，則其小。17、變壓器并聯(lián)運行時要使負(fù)載能合理分配，必須使變壓器的相同。

18、為改善交流伺服電機機械特性的線性度，其做得比較大。20、交流伺服電動機最常用的控制方法是。

21、步進電動機的轉(zhuǎn)速與成正比，與各相繞組的通電方式有關(guān)。復(fù)習(xí)題（續(xù)）

二、簡答題（共30分，每題5分）：1、說出直流電機電刷和換向器的作用。

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2、直流電機的主磁通與漏磁通的區(qū)別。

3、用基本關(guān)系式說明他勵直流電動機怎樣把電功率轉(zhuǎn)換成機械功率。

4、簡述變壓器的分接開關(guān)的功能、原理及注意事項。

5、說明變壓器由空載到負(fù)載磁勢如何變化的。

6、說說變壓器短路電壓的意義。

7、說明影響變壓器輸出電壓大小的因素與關(guān)系。

8、變壓器并聯(lián)運行的條件及作用。

9、解釋三相異步電機“異步”的含義、轉(zhuǎn)差率計算。

10、試說三相異步電動機繞組系數(shù)的物理意義，采用短距的分布繞組的優(yōu)點。

11、試說三相異步電動機和交流伺服電動機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的不同點。

12、說異步機的頻率折算的物理意義。

13、異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩定性表達式的含義。

14、述三相異步電動機的功率因素特性。

15、正常運行直流電動機突然轉(zhuǎn)軸被卡死，分析其結(jié)果。

16、用圖說明他勵直流電動機機電時間常數(shù)的意義。

17、分析三相異步電動機拖動額定負(fù)載運行時，如電源電壓下降過多，結(jié)果如何？

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18、用圖說明三相繞線異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻時，起動轉(zhuǎn)矩一定增加嗎？

19、說明頻敏變阻器的起動原理。

20、說明三相異步電動機回饋制動時的能量傳遞關(guān)系。

21、畫圖說明電壓斜坡型軟起動器的原理及使用。

22、畫圖說明限流型軟起動器的原理及使用。

23、說明液體變阻器起動的原理及過程。

24、直流伺服電動機與普通他勵直流電動機的不同點。

25、解釋三相反應(yīng)式步進電動機六拍運行的含義，并說轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、步距角取決于什么量？

26、三相異步電動機拖動額定負(fù)載運行時，突然一相斷開，分析其結(jié)果。

27、三相異步電動機等效電路中的附加電阻與變壓器所帶負(fù)載的區(qū)別。

28、如將三相繞線異步電動機的定子繞組短接，轉(zhuǎn)子接上其額定電壓的三相對稱交流電，分析其結(jié)果。

29、直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩下降時，分析其轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速如何變化。

30、說出直流電機、交流伺服電機、三相異步電機產(chǎn)生磁場的區(qū)別。

31、分析電力機車下坡的運動過程。

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32、畫出三相異步機回饋制動、反接制動的機械特性。

33、說出電磁調(diào)速電機工作原理及使用。

三、計算題（共30分）：1、他勵直流電動機額定數(shù)據(jù)為：PN=30KW、UN=440V、IN=78.3A、nN=1000rpm、Ra=0.06歐，允許最大電流為2IN，不計空載損耗。

①怎樣使0.8TN的負(fù)載以800rpm的速度電動運行；

②在①穩(wěn)定運行時電源反接，對反抗性的負(fù)載和位能負(fù)載，求制動穩(wěn)定下方的速度；③怎樣可使轉(zhuǎn)矩為TN的負(fù)載以1380rpm的速度和600rpm的速度恒速下放，求所串的電阻值；

④畫出機械特性和過渡過程曲線。2、某變壓器數(shù)據(jù)為：SN=1000KVA、U1N/U2N=10/0.4KV、Y，d連接。空載試驗數(shù)據(jù)：U0=400V、I0=70A、P0=3500W；短路試驗數(shù)據(jù)：US=440V、IS=40A、PS=10000W，（不計溫度影響）。①求變壓器的參數(shù)。

②當(dāng)帶D接每相阻抗為ZL=0.1+j0.06的負(fù)載時，求輸出電壓和電流。③畫出等效電路圖。

3、一臺三相鼠籠型異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)為：PN=40KW、UN=380V、nN=2930rpm、額定功率因素為0.85、額定效率為0.9、KI=5.5、KT=1.2，定子繞組為D接，供電變壓器允許啟動電流為150A，計算對負(fù)載轉(zhuǎn)距為0.25TN和0.5TN能否用Y-D啟動和自耦變壓器啟動？

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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(fù)載時的磁場及電樞反應(yīng)

當(dāng)直流電機帶上負(fù)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(fù)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(dāng)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(fù)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(fù)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場，產(chǎn)生一種電動勢，稱為電樞反應(yīng)電動勢ea=2NyBalv。二、改善換向的方法改善換向一般采用以下方法：

裝設(shè)換向磁極位于幾何中性線處裝換向磁極。換向繞組與電樞繞組串聯(lián)，在換向元件處產(chǎn)生換向磁動勢抵消電樞反應(yīng)磁動勢。大型直流電機在主磁極極靴內(nèi)安裝補償繞組，補償繞組與電樞繞組串聯(lián)，產(chǎn)生的磁動勢抵消電樞反應(yīng)磁動勢。第二章課后習(xí)題2-15、2-19、2-21第三章變壓器一、變壓器的工作原理

變壓器的主要部件鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢。電動勢平衡方程式：

一次、二次繞組電壓、電動勢的有效值與匝數(shù)的關(guān)系：U1U2

u1e1N1ddtu2e2N2ddtE1E2N1N2kk匝比（電壓比）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(fù)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(fù)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(rèn)為在一定的電源電壓下，勵磁電流Im=常數(shù)，不受負(fù)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“Γ”形等電路。根據(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(biāo)號的步驟為：（要求會畫）

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

2）標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(dāng)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(fù)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(dāng)電機帶有機械負(fù)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(yán)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(dāng)TTzdndt0電動機靜止或等速旋轉(zhuǎn)，電力拖動

2、當(dāng)TTz

dndt0電力拖動系統(tǒng)處于加速狀態(tài)

3、當(dāng)

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(fù)符號分析運動方程式的一般形式T(T)z

式中正、負(fù)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(fù)號；而阻轉(zhuǎn)矩Tz的

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

在運動方程式中，阻轉(zhuǎn)矩（或稱負(fù)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(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。大多數(shù)生產(chǎn)機械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩可歸納為以下三種類型一、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性

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

通風(fēng)機負(fù)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(fù)載。三、恒功率負(fù)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(dāng)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(fù)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(fù)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(biāo)最主要的有兩大指標(biāo)：即技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)（一）調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)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(fù)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(rèn)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(biāo)

調(diào)速的經(jīng)濟指標(biāo)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(biāo)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(fù)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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