当前位置:文档之家› 电机特性

电机特性

电机特性
电机特性

?软启动是相对于硬启动的概念,在工程中最常用的就是三相异步电机,在民用和工业工程电动设备中,由于其电机启动特性,这些电动机直接连接供电系统(硬启动),

会导致较大的冲击电流和峰值转矩,不利于机械装置的良好运转。软启动则是平滑的启

动运行,电压由零慢慢提升到额定电压,使电机启动的全过程都不存在冲击转矩。

目录

?软启动的特性

?软启动的原理

?软启动与其他降压启动性能比较

?软启动的起停方式

?软启动的应用

?软启动的发展趋势

软启动的特性

异步电机启动性能主要有两个指标,启动电流倍数和启动转矩倍数,软启动器是就是在启动时通过改变加在电机上的电源电压,以减小启动电流、启动转矩。电动机传统启动方式有自耦减压、Y/△减压等方式,其共同特点是控制线路简单,启动转矩不可调并有二次冲击电流,对负载有冲击转矩。软启动可以有效地降低电动机的启动电流,其启动电流仅为标准电机硬启动电流的50%,是高效电动机硬启动电流的20%(见图1)。软启动的限流特性可有效限制浪涌电流,避免不必要的冲击力矩以及对配电网络的电流冲击,有效地减少线路刀闸和接触器的误触发动作;对频繁启停的电动机,可有效控制电动机的温升,大大延长电动机的寿命。

软启动的原理

目前应用较为广泛、工程中常见软启动器时晶闸管(SCR)软启动。

晶闸管软启动原理:在三相电源与电机间串入三相联晶闸管,利用晶闸管移相控制原理(见图2),改变晶闸管的触发角,启动时电机端电压随晶闸管的导通角从零逐渐上升,就可调节晶闸管调压电路的输出电压,电机转速逐渐增大,直至达到满足启动转矩的要求而结束启动过程;软起动器的输出是一个平滑的升压过程(且可具有限流功能),直到晶闸管全导通,电机在额定电压下工作;此时旁路接触器接通(避免电机在运行中对电网形成谐波污染,延长晶闸管寿命),电机进入稳态运行状态;停车时先切断旁路接触器,然后由软启动器内晶闸管导通角由大逐渐减小,使三相供电电压逐渐减小,电机转速由大逐渐减小到零,停车过程完成。

软启动与其他降压启动性能比较

软启动的起停方式

软启动通常利用其特性,采用如下四种起停方式:

1. 电压斜坡软启动:启动电机时,软启动器的电压快速升至U1,然后在设定时间t 内逐渐上升,电机随着电压上升不断加速,达到额定电压和额定转速时,启动过程完成。

2. 限流启动:启动电机时,软启动器的输出电压迅速增加,直到输出电流达到限定值,保持输出电流不大于该值,电压逐步升高,使电动机加速,当达到额定电压、额定转速时,输出电流迅速下降至额定电流,启动过程完成。该方式用于某些需快速启动的负载电机。

3. 斜坡限流启动:启动电机时,输出电压在设定时间内平稳上升,同时输出电流以一定的速率增加,当启动电流增至限定值Im 时,保持电流恒定,直至启动完成。该方式适用于泵类及风机类负载电机。

4. 软停车:在该方式下停止电机时,电机的输出电压由额定电压在设定的软停时间内逐步降低至零,停车过程完成;常用于水泵负载,它成功地解决了传统停车过程中的“水锤”现象(即瞬间停机引起流体原来状态的剧烈变化,造成流体对管道的冲击)。

软启动的应用

按电机的负载和速度变化分类,软启动常用于:

负载变化较大且不允许速度变化的设备:如港口皮带输送机、煤矿皮带输送机、水泥皮带传送设备、电动扶梯、不带变频器的升降电梯、轧钢设备、各类工业输送机械等

变负载设备:如中央空调主机、六角机床、碾磨机、研磨机、成形机、冲床、抛光机、悬垂机、压机、切削机、压缩机、油井抽油机、电动衣车、食品搅拌机、塑胶开炼机/密炼机、注塑机、锻机、板机混凝土成型机、橡胶成型机、化工工业设备、农用设备、纺织机械、造纸设备、工业机械、食品及其它重工业机械。

利用软启动特性设备简介如下:

空气压缩机-大容量电动机轻载时进入节能运行状态;当输入电源电压不平衡时,可以自动调节使相电流平衡,减少电动机发热和延长寿命。

离心泵-利用泵控制功能,减少启动和停止时液流冲击所产生地系统喘振现象,节省系统维修费用。

桥式起重机-利用双斜坡起动,实现加速过程最有效控制,提高生产率并减少产品的损坏。

皮带运输机和自动传输线-利用软启动和预置低速运行,实现平滑起动,避免产品移位和液体溢出。

通风机-利用软启动取代旧的机电启动器,减少皮带磨损和机械冲击,节省维修费用。

粉碎机械-利用堵转和失速保护,避免机械故障或阻塞造成电动机过热而烧毁。

切碎机-利用软启动取代自耦降压起动,有助于减少对电网的冲击和节约能源。

搅拌机-利用双斜坡起动和预置提速运行,避免机械故障,节约能源,不需要变频器驱动。

软启动的发展趋势

电动机软起动技术在不断发展,随着电力电子器件和技术的发展,电动机的软起动有几个值得重视的分支:磁控软起动、晶闸管软起动(SCR)、液阻软起动;其中以晶闸管(SCR)软起动应用最为广泛。晶闸管软启动器自20 世纪80 年代由国外进入国内后,随着该产品国产化率提高、产品质量稳定,现逐步进入全面应用阶段。目前国内厂商着手中高压电动机软启动器研制、开发、推广。

为便于控制,软启动器和开关及控制电路可以设计一个完整的电机控制中心以实现对电机的综合控制及故障记录报警,可实现控制集成化;软启动器与可编程序控制器(PLC)组合后,使控制系统的设计更为方便灵活及可靠,可实现控制的数字化;与计算机网络技术相结合可实现控制的智能化和网络化。

步进电动机的工作原理与特点

步进电动机的工作原理及特点随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中,其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统,对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 1 步进电机概述 步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机,国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo,其应用发展已有约80年的历史。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机,其位移速度与脉冲频率成正比,位移量与脉冲数成正比。步进电机在结构上也是由定子和转子组成,可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场,该矢量场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。因此,控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压,转子就旋转一个步距角,称为一步。根据电压脉冲的分配方式,步进电机各相绕组的电流轮流切换,在供给连续脉冲时,就能一步一步地连续转动,从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数相同,在不丢步的情况下运行,其步距误差不会长期积累。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差,精度高,步进电动机可以在宽广的频率围通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制等,这是步进电动机最突出的优点[1]。 正常情况下,步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比;连续输入一定频率的脉冲时,电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入,所以特别适合于微机控制。 2国外的研究概况 步进电机是国外发明的。中国在文化大革命中已经生产和应用,例如、、、、都生产,而且都在各行业使用,驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的,当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路,还有电容耦合输入的计数器,触发器,环形分配器。国外在大功率的工业设备驱动上,目前基本不使用大扭矩步进电动机,因为从驱动电路的成本,效率,噪音,加速度,绝对速度,系统惯量与最大扭矩比来比较,比较不划算,还是用直流电动机,加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应用,就用空心转杯电机,交流电机。国外在小功率的场合,还使用步进电机,例如一些工业器材,工业生产装备,打印机,复印件,速印机,银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用,除了前面提到的旋转编码器,打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机,实现闭环直线位移控制。国过去是用大力矩步进电动机实现机床数控,有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床,在驱动设备的主要差距,是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强,先进的控制理论作为软件,写在控制器部。 总的来说,步进电机是一种简易的开环控制,对运用者的要求低,不适合在大功率的场合使用。 在卫星、雷达等应用场合,中国在文化大革命后期,就生产了力矩电机,就生产了环形

无刷直流电动机直接驱动系统动态特性分析

第4卷第1期2000年3月 电机与控制学报 ELECTRICMACHINESANDCONTROL V01.4NO.1 March2000 无刷直流电动机直接驱动系统动态特性分析 杨贵杰1,孙力‘,孙立志1,陆永平1,高苏华2 (1哈尔滨工业大学.黑龙江哈尔滨15的001:2哈尔滨理工大学.黑龙茳哈尔滨150076) 摘要:在推导了转予表面安装永磁体无刖直流电动机的数学模型曲基础上,介绍了一种以集成数字信号处理器ADMC331为核?o全数字矢量控制无刷直流电动机直接驱动系统。着重分析了电流参考信号超前角(滞后角)、系统参数和驱动方式对无刷直流电动机系统动态性能的影响.仿真及试验结果证明超前(或滞后)角的存在都会使系统的动态性能变差,无刷直流电动机系统处于磁场定向控制的情况下,电机的输出转矩最大,系统的动态性能最好;增大电流比例调节嚣增益和功率逆变驱动电路放大倍数可以使系统获得更好的动态性能:采用正弦波加三次、五次谐波的复合驱动方式时,系统的动态性能得到提高. 关键词:无刷直流电动杌;数字信号处理器:矢量控书j;动态特性 中圈分类号:TM33文献标识码:A文章编号:1007—4a9x(2000)Ol一000l一05DynamiccharacteristicsanalysisofthebrushlessDC motordirectdrivesystem YANGGui—jiel,SUNLi‘,SUNLi—zhi。,LUYong—pingl,GAOSh—hua2r】HarbinInstituteofTechnologyHarbinl50001China;2Harbin UniversityofScienceandTechnology,Harbin】50076China) Abstract:ThemathematicalmodelofabrushlessDCmotordirectdrivesystemwithintegralDSPmotorcontrollerADMC33IisdeducedandafulldigitalvectorcontrolbrushlessDCmo-totdirectdrivesystemisintroducedinthispaperTheinfluenceoftheleadingangle(1aggingangle)ofthecurrentreferencesignaltheparametersanddrivemodeofthesystemtothedy-namJccharacteristicsaleanalyzedTheresulIsofsimulationandexperimentjndicatethatthedeteriorationofthedynamiccharacteristicsoftbesystemiscausedby1eadingangle(1aggingangle)ofthecurrentreferencesignaIWiththemagneticfieldorientcontrol,thebrushlessDCmotorsystemcanobtainamaximumoutputtorqueandthebestdynamiccharacteristics.Whenthegainoftheturretratioregulatorandenlargementfactorofpowerinverterarein-cgeased,dyuamiccharacteristicsofthesystemwillbecomebetter;whenthecompounddrivemodeofsineWAVeplustripleandquintupleharmonicsisused,thedynamiccharacteristicsofthesystemCanbeimproved, Keywords:brushlessDCmotor;digitalsignalprocessor;vectorcontrol;dynamiccharacteristics l引言 永磁无刷直流电动机和有刷直流电动机都具有良好的控制特性和相似的机械特性,但后者还存在许多不足,具体体现为有刷直流电动机体积大.惯量大,过载能力有限,电机结构复杂,制造难度犬,驱动电源响应馒。撼比之下,无刷直流电动机系统有力矩系数大,过载能力强,散热条件好.没有换相火花.电 收孺日期:t999一叩05 作者蕾丹糟首杰0965一),男.在职博士研究生,to]柱授,主要^L事水硪走剧直流电动机系兢度一雄化电机系纯的研完工砟朴力“9田一1.募.博士后.教授,主-t-a.事电机控舯.一律化电机厦科直系境砖研兜工砟.  万方数据

发电机动态特性试验

近期我公司#1发电机测温元件对地电压异常升高(最高达380V左右),经联系电科院进行端部动态特性试验,现将具体实验过程介绍如下: 3.1试验目的:检验发电机定子绕组端部振动特 性,发电机运行中是否避开了100HZ的共振频 率。一般发电机在设计制造时,端部绕组的结构 均避开了100HZ,但在运行时因线棒绝缘、绑绳、 垫块、支架等绝缘材料受电、热作用,绝缘和机 械性能逐渐降低,因振动磨损、绑扎紧固件之间 连接紧度也会改变,故端部振动特性也随之发生 变化,其端部固有频率呈下降趋势,逐渐接近 100HZ,导致端部绕组处于谐振状态,即使很小的激振力也会诱发较大的振动,导致端部绝缘磨损,发生发电机绕组短路、断线、断裂等事故。所以对于大型发电机进行定子绕组端部动态特性试验是十分必要的。 3.2试验方法:一般多采用一点激振多点响应法,在发电机励端、汽端、中部分别进行测量。即用力锤定点敲击定子绕组端部上的某点,向绕组端部提供一个瞬态冲击力,动态信号分析仪拾取端部绕组上各测点的振动响应值,再经模态分析软件分析处理,便得到定子绕组端部模态参数:频率、振型和阻尼等模态参数。具体方法为:将试验用仪器(AZ804-A、AZ308)接好线后,先在发电机励磁侧定子绕组端部任选一点,将带有数据线的加速度计用橡皮泥或其它粘性物体固定在定子绕组端部,注意固定时尽量靠近发电机定子绕组端部,以不下滑为宜。用另一带有数据线的橡皮锤在临近加速度计的发电机定子端部进行敲击,每个线棒敲击4次取平均值,之后按照顺序每隔一个线棒敲击4次,每个线棒敲击后取平均值,待沿发电机圆周敲击一遍后便得到每次敲击时的振动值和频率,取每次敲击时的峰值,由测试软件

三相异步电动机的机械特性习题

10.3 节 一、填空题 1、异步电动机的电磁转矩是由和共同作用产生的。 2、三相异步电动机最大电磁转矩的大小与转子电阻r2 值关,起动转矩的大小与转子电阻r2 关。 (填有无关系) 3、一台线式异步电动机带恒转矩负载运行,若电源电压下降,则电动机的旋转磁场转速,转差率,转速,最大电磁转矩,过载能力,电磁转矩。 4、若三相异步电动机的电源电压降为额定电压的0.8 倍,则该电动机的起动转矩T st =?T stN 。 5、一台频率为f1= 60Hz 的三相异步电动机,接在频率为50Hz 的电源上(电压不变),电动机的最大转矩为原来的,起动转矩变为原来的。 6、若异步电动机的漏抗增大,则其起动转矩,其最大转矩。 7、绕线式异步电动机转子串入适当的电阻,会使起动电流,起动转矩。 二、选择题 1、设计在f1= 50Hz 电源上运行的三相异步电动机现改为在电压相同频率为60Hz 的电网上,其电动机的()。 (A)T st 减小,T max 减小,I st 增大(B)T st 减小,T max 增大,I st 减小 (C)T st 减小,T max 减小,I st 减小(D)T st 增大,T max 增大,I st 增大 2、适当增加三相绕线式异步电动机转子电阻r2时,电动机的()。 (A)I st 减少, T st 增加, T max 不变, s m 增加(B)I st 增加, T st 增加, T max 不变, s m 增加 (C)I st 减少, T st 增加, T max 增大, s m 增加(D)I st 增加, T st 减少, T max 不变, s m 增加 3、一台运行于额定负载的三相异步电动机,当电源电压下降10%,稳定运行后,电机的电磁转矩()。(A)T em =T N (B)T em = 0.8T N (C)T em = 0.9T N (D)T em >T N 4、一台绕线式异步电动机,在恒定负载下,以转差率s 运行,当转子边串入电阻r = 2r2',测得转差率将为 ()(r 已折算到定子边)。 (A)等于原先的转差率s (B)三倍于原先的转差率s (C)两倍于原先的转差率s (D)无法确定 5、异步电动机的电磁转矩与( )。 (A)定子线电压的平方成正比;(B)定子线电压成正比; (C)定子相电压平方成反比;(D)定子相电压平方成正比。 6、一般电动机的最大转矩与额定转矩的比值叫过载系数,一般此值应( )。 (A)等于1 (B)小于1 (C)大于1 (D)等于0 三、问答题

常用电动机类型及特点

电动机类型及特点 一、同步电机与异步电机区别:(均属交流电机) 结构:同步电机和异步电机的定子绕组是相同的,主要区别在于转子的结构。同步电机的转子上有直流励磁绕组,所以需要外加励磁电源,通过滑环引入电流;而异步电机的转子是短路的绕组,靠电磁感应产生电流(又称感应电机)。相比之下,同步电机较复杂,造价高。 应用:同步电机大多用在大型发电机的场合。而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机效率较异步电机稍高,在2000KW以上的电动机选型时,一般要考虑是否选用同步电机。 二、单相异步电动机与三相异步电动机: 单项电动机:当单相正弦电流通过定子绕组时,电机就会产生一个交变磁场,这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来。通常根据电动机的起动和运行方式的特点,将单相异步电动机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动和运转异步电动机、单相罩极式异步电动机五种。 区别:三相异步电动机采用380V三相供电,单相电机是用220V的电源,而且都是小功率的,最大只有2.2KW 。相比于同转速同功率的三相电机,单项电机的效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大,成本高,但由于单相电源方便,且调速方便,因此广泛用于电动工具、医疗器械、家用电器等。

电动机的机械特性教案

第一章电力拖动系统的动力学基础 【引入】用电动机作原动机的拖动方式,称为电力拖动。现代化矿井使用着大量的生产机械,几乎全部是采用电力拖动的。 第一节机械特性 一、电力拖动装置的组成 通常,一套电力拖动装置由工作机构(生产机械)、电动机、传动机构和控制设备四部分组成。如图1.1.1所示。 图 1.1.1电力拖动系统示意图 1、工作机构 工作机构是生产机械执行工作的机械部分,如提升机的卷筒、钢丝绳及提升容器,采煤机的滚筒与截齿等。电力拖动过程中,负荷的变化往往来自工作机构。 2、电动机 电动机是电力拖动装置的原动机,它的作用是把电源提供的电能转变为机械能用以拖动生产机械运转。 电动机分交流电动机和直流电动机两大类。 3、传动机构 大多数情况下,电动机与工作机构并不直接连接,而是中间还有一套传动机构用来变速或改变运行方式,如联轴器、皮带、链条及减速器等。 4、控制设备 控制设备是控制电动机运转的设备,由各种控制电器和控制电机组成,用以控制电动机的起动、调速、制动和反转等。

除了上述四部分外,还有电源装置,如各种开关柜,上面配有继电保护装置和指示仪表,用以向电动机和控制设备供电。 二、拖动系统的类型 单轴系统:电动机的转轴直接与工作机构的转轴相连接的拖动系统; 多轴系统:电动机和工作机构之间通过若干传动机构相连接的拖动系统。 1、电动运行状态(第一三象限) 其特点是电动机转矩M的方向与 旋转方向(转速n的方向)相同,M为拖 动转矩。电动机从电网取得电能并变为 机械能带动负载运转。 2、制动运转状态(第二四象限) 电动机的转矩M与转速的方向相反,M为制动转矩。此时生产机械带动电动机旋转,电动机吸收机械能并变成电能送回电网或消耗在电阻上。关于制动运转状态的分析将在后面有关章节中讨论。 三、机械特性 1、生产机械的负载特性 生产机械在运转中受到阻转矩的作用。此转矩叫负载转矩M?L反映到电动机轴上即为M L。生产机械的负载特性指其转速n L与负载转矩M L'的关系反映到电动机轴上便是 n=?(M L) 大多数生产机械的负载特性可归纳为以下三种类型: 1) 恒转矩特性 恒转矩特性的特点是负载转矩与转速无关,如图1.1.3所示。矿井提升机、带式输送机等机械具有这种特性。

他励直流电动机工作特性的测定

实验一他励直流电动机工作特性的测定 一、实验目的 1、进一步熟悉他励直流电动机的起动和调速方法。 2、测定他励直流电动机的工作特性和机械特性。 二、预习要点 1、做固有特性实验时,为什么首先要找电动机的额定运行点?如何找I fN ? 2、调节同轴的直流发电机的电枢电流与励磁电流,为什么能起到调节电动机电磁转矩的作用? 三、实验仪器设备 校正过的直流电动机DJ23 一台直流电动机DJ15 一台电机导轨及转速表0~1800 r/min 一套直流毫安表200mA 二块直流安培表5A 二块三相电阻器D41、D42 二台白炽灯组二组注:DJ23的名牌参数: P N =355W、U N =220V、I N =2.2A、n N =1500r/min、U FN =220V、I FN <0.16A DJ15的名牌参数: W 185 P N =、V 220 U N =、A 06 .1 I N =、V 220 U FN =、 FN I

三相异步电动机的机械特性

三相异步电动机的机械特性 (一)机械特性方程 1)物理表达式:T=CTФmI2’ cosф2 (T是电磁作用的结果) 2)参数表达式: 3) 工程表达式: ——外施电源电压; ——电源频率; ——电机定子绕组参数; ——电机转子绕组参数。 (二)固有机械特性曲线 1.形状(根据工程表达式来说明) AB段(s较大):为双曲线,T与S成反比。 BO段(s很小):为直线,T与S 成正比。

2.起动点A,n=0,S=1, 起动转矩倍数KT=TS/TN 一般取0.8~1.8 3.临界点B 临界转差率只与转子电阻有关. 取0.1~0.2 最大转矩与电源电压UI2有关。 过载能力λ=Tm/TN 取1.6~2.2 4.同步点O n=n1 T=0 (理想的空载转速,旋转磁场的转速 ) 5.额定点C 0< SN

2、转子串电阻的人为机械特性——“变软” 当转子回路串电阻时,同步点不变,Sm与转子电阻成正比,转速随电阻增加而减小,最大转矩Tm保持不变,在一定范围内起动转矩有所增加,其特性曲线(红色)所示 3、降低定子电压频率的人为机械特性——“变小” 降低定子电压频率时,同步转速随之下降,从而使得电机转速下降,但特性的硬度基本保持不变。 电动机在工作时要求主磁通保持不变,因此在降低频率的同时,定子电压也要随之降低。

三相鼠笼异步电动机的工作特性

4—1 三相鼠笼异步电动机的工作特性 一、实验目的 1.掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼有电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼异步电动机的参数。 二、预习要点 1.异步电动机的工作特性指哪些特征? 2.异步电动机的等效电路有哪些参数?它们的物理意义是什么? 3.工作特性和参数的测定方法。 三、实验设备

四、测量定子绕组的冷态直流电阻 将电机在室放置一段时间,用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度与冷却介质温度之差不超过2K时,即为世纪冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻,此阻值即为冷态直流电阻。

用伏安法测定子绕组电阻,测量线路如图4-1.直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S1、S2选用D51挂箱,R用D42挂箱上1800Ω可调电阻。 图4-1 三相交流绕组电阻测定 量程的选择:测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%,约为50mA,因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω,因而当流过的电流为50mA时二端电压约为2.5V,所以直流电压表量程用20V档。 按图4-1接线。把R调至最大位置,合上开关S1,调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%,以防因试验电流过大而引起绕组的温

度上升,读取电流值,再接通开关S2读取电压值。读完后,先打开开关S2,再打开开关S1。 调节R使A表分别为50mA,40mA,30mA测取三次,取其平均值,测量定子三相绕组的电阻值,采集数据: 表4-1 五、负载情况 (一)针对DDSZ-1电机教学实验台 1.空载实验

电机特性

?软启动是相对于硬启动的概念,在工程中最常用的就是三相异步电机,在民用和工业工程电动设备中,由于其电机启动特性,这些电动机直接连接供电系统(硬启动), 会导致较大的冲击电流和峰值转矩,不利于机械装置的良好运转。软启动则是平滑的启 动运行,电压由零慢慢提升到额定电压,使电机启动的全过程都不存在冲击转矩。 目录 ?软启动的特性 ?软启动的原理 ?软启动与其他降压启动性能比较 ?软启动的起停方式 ?软启动的应用 ?软启动的发展趋势 软启动的特性 异步电机启动性能主要有两个指标,启动电流倍数和启动转矩倍数,软启动器是就是在启动时通过改变加在电机上的电源电压,以减小启动电流、启动转矩。电动机传统启动方式有自耦减压、Y/△减压等方式,其共同特点是控制线路简单,启动转矩不可调并有二次冲击电流,对负载有冲击转矩。软启动可以有效地降低电动机的启动电流,其启动电流仅为标准电机硬启动电流的50%,是高效电动机硬启动电流的20%(见图1)。软启动的限流特性可有效限制浪涌电流,避免不必要的冲击力矩以及对配电网络的电流冲击,有效地减少线路刀闸和接触器的误触发动作;对频繁启停的电动机,可有效控制电动机的温升,大大延长电动机的寿命。

软启动的原理 目前应用较为广泛、工程中常见软启动器时晶闸管(SCR)软启动。 晶闸管软启动原理:在三相电源与电机间串入三相联晶闸管,利用晶闸管移相控制原理(见图2),改变晶闸管的触发角,启动时电机端电压随晶闸管的导通角从零逐渐上升,就可调节晶闸管调压电路的输出电压,电机转速逐渐增大,直至达到满足启动转矩的要求而结束启动过程;软起动器的输出是一个平滑的升压过程(且可具有限流功能),直到晶闸管全导通,电机在额定电压下工作;此时旁路接触器接通(避免电机在运行中对电网形成谐波污染,延长晶闸管寿命),电机进入稳态运行状态;停车时先切断旁路接触器,然后由软启动器内晶闸管导通角由大逐渐减小,使三相供电电压逐渐减小,电机转速由大逐渐减小到零,停车过程完成。 软启动与其他降压启动性能比较

他励直流电动机的机械特性曲线的分析

浅析:他励直流电动机的机械特性 在电源电压U 和励磁电路的电阻R f 为常数的条件下,表示电动机的转矩n 和转矩之间的关系n=f (T )曲线,称为机械特性曲线。利用机械特性和负载转矩特性可以确定拖动系统的稳定转速,在一定条件下还可以利用机械特性和运动方程式分析拖动系统的动态运动情况,如转速、转矩及电流随时间的变化规律。可见,电动机的机械特性对分析电力拖动系统的启动、调速、制动等运行性能是十分重要的。 下图是他励直流电动机的电路原理图,他励直流电动机的机械特性方程式,可由他励直 流电动机的基本方程式导出。由公式 , 和 导出机械特性方程式 ( 1-1 ) 他励直流电动机电路原理图 当电源电压U =常数,电枢回路总电阻R =常数,励磁磁通Φ=常数时,电动机的机械特性如下图所示,是一条向下倾斜的直线,这说明加大电动机的负载,会使转速下降。特性 曲线与纵轴的交点为n 0时的转速,称为理想空载转速。 他励直流电动机的机械特性 实际上,当电动机旋转时,不论有无负载,总存在有一定的空载损耗和相应的空载转矩, 而电动机的实际空载转速 将低于n 0。由此可见式(1-1)的右边第二项即表示电动机带负载后的转速降,用 表示,则 ( 1-2 ) 式中 β——机械特性曲线的斜率。 β越大, 越大,机械特性就越“软”,通常称β大的机械特性为软特性。一般他励电动机在电枢没有外接电阻时,机械特性都比较“硬”。 机械特性的硬度也可用额定转速调整率△n N %来说明,转速调整率小,则机械特性硬度就高。 电动机的机械特性分为固有机械特性和人为机械特性 。 固有机械特性是当电动机的电枢工作电压和励磁磁通均为额定值,电枢电路中没有串入附加电阻时的机械特性,其方程式为 固有机械特性如下图中的 曲线 所示,由于 较小,故他励直流电动机固有机械特性较“硬”。 他励直流电动机串电阻时的机械特性 人为机械特性是人为地改变电动机电路参数或电枢电压而得到的机械特性,即改变公式(1-1)中的参数所获得的机械特性,一般只改变电压、磁通、附加电阻中的一个,他励电动机有下列三种人为机械特性。 (1) 枢串电阻时的人为机械特性 此时 ,人为机械特性的方程式 与固有特性相比,理想空载转速n 0不变,但是,转速降△n 增大 。R pa 越大,△n 也越大,特性变“软”,这类人为机械特性是一组通过 n 0 ,但具有不同斜率的直线。 如下图所示 (2) 改变电枢电压时的人为机械特性 a a a R I E U + =n E a Φe C =φa T em I C T =em T R U n 2T e e C C C ΦΦ-=Φ e 0C U n =0 n 'n ?em em T T R n βΦ==?2T e C C n ?em N a N N T R U n 2T e e C C C ΦΦ-=pa a N N R R R U U +===,,ΦΦem N pa a N N T R R U n 2T e e C C C ΦΦ+-=0=pa R N ΦΦ=

直流并励电动机的机械特性和调速

实验一直流并励电动机的机械特性和调速 一、实验目的 1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的机械特性。 2、掌握直流并励电动机的调速方法。 二、预习要点 1、什么是直流电动机的机械特性? 2、直流电动机调速原理是什么? 三、实验项目 1、机械特性 保持U=U N和I f=I fN不变,测取n、T2,得到n=f(T2) 2、调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=U N、I f=I fN=常数,T2=常数,测取n=f(U a) (2)改变励磁电流调速 保持U=U N,T2=常数,测取n=f(I f) 四、实验方法 1、实验设备

2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并励电动机的机械特性 1)按图1-1接线。校正直流测功机MG按他励发电机连接,在此作为直流电动机M的负载,用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1选用D44的1800Ω阻值。R f2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用D44的180Ω阻值。R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。

图1-1 直流并励电动机接线图 2)将直流并励电动机M的磁场调节电阻R f1调至最小值,电枢串联起动电阻R1调至最大值,接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动,其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。 3)M起动正常后,将其电枢串联电阻R1调至零,调节电枢电源的电压为220V,调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值(100 mA),再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻R f1,使电动机达到额定值: U=U N,I=I N,n=n N。此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流I fN。 4)保持U=U N,I f=I fN,I f2为校正值不变的条件下,逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流 I,转速n和校正电机的负载电流I F(由校正曲线查 a 出电动机输出对应转矩T2)。共取数据9-10组,记录于表1-1中。 表1-1 U=U N=V I f=I fN= mA I f2= mA

电机负载特性

第2章 电动机变频后的带负载特性 2.1异步电动机的机械特性 2.1.1异步电动机的自然机械特性 1.自然机械特性 图2-1异步电动机的自然机械特性

2.机械特性的含义 图2-2机械特性的含义 a)负载较轻 b)对应的工作点 c)负载较重2.1.2异步电动机的人工机械特性 1.转子串联电阻的机械特性 图2-3转子串联电阻的机械特性

2.改变电压的机械特性 图2-4改变电压的机械特性3.改变频率的机械特性(k U=k f) 图2-5f X≤f N时的机械特性 a)变频调速 b)变频机械特性

2.2 V ∕F 控制方式 2.2.1 低频时临界转矩减小的原因与对策 1.基本关系 (1) T M =K T I 2’Φ1cos φ2 ∵ I 2’≯ I 2N ’ ∴ T K ≈K T ’· Φ1 (2) Φ1=K F ·f E 1 =K F ·f U U 11&&?- =K F ·f Z I U 1 11&&- 2.和磁通有关的因素(在某一频率下) (1)负载不变(I 1=C →ΔU 1=C ): U 1↑→Φ1↑ U 1↓→Φ1↓ (2)电压不变 I 1↑→Φ1↓ I 1↓→Φ1↑

3.变频运行时的数据举例 ù1=-è1+Δù1U1≈E1+ΔU1 图2-6低频时临界转矩减频运行时的小的原因 a)运行频率为50Hz b)运行频率为25Hz c)运行频率为10Hz 3.对策(电压补偿、转矩补偿、转矩提升) 图2-7电压补偿的原理 a)电压补偿的含义 b)25Hz时的补偿量 c)10Hz时的补偿量

4.负载变化的影响 图2-8负载变化(减轻)对磁通的影响2.2.2 变频器的U∕f线 图2-9变频器的U∕f线 a)U∕f线类型 b)恒转矩U∕f线 c)二次方律U∕f线

三相异步电动机的机械特性

三相异步电动机的机械特 性 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

三相异步电动机的运行特性 摘要:本章介绍了三相异步电动机的机械特性的三个表达式。 固有机械特性和人为机械特性,阐述了三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用 三相异步电动机的运行特性 三相异步电动机的运行特性就是三相异步电动机的运行工作时的机械特性。和直流电动机一样,三相异步电动机的机械特性也是指电磁转矩与转子转速之间的关系。由于转子转速与同步转速 、转差率存在下列关系,即 ()

则三相异步电动机的机械特性用曲线表示时,习惯上纵坐标同时表示转速和转差率,横坐标表示电磁转矩。 三相异步电动机的机械特性有三种表达式,现介绍如下: 机械特性的物理表达式 由上一章三相异步电动机的转矩关系知,三相异步电动机转矩的一般表达式为 () 式中为三相异步电动机的转矩系数,是一常数; 为三相异步电动机的气隙每极磁通量; 为转子电流的折算值; 为转子电路的功率因数; 式()表明了电磁转矩与磁通量和转子电流的有功分量的乘积成正比,它是电磁力定律在三相异步电动机的应用,它从物理特性上描述了三相异步电动机的运行特性,因此这一表达式又称为三相异步电动机的物理表达式。 仅从式()不能明显地看出电磁转矩与转差率之间的变化规律。要从分析气隙每极磁通量,转子相电流,以及为转子功

率因数与转差率之间的关系,间接地找出其变化规律。现分析如表所示。 根据表中的分析,可作出曲线、和分别如图、、所示,据此可得出图所示的机械特性曲线。曲线分为两段:当较小时(),变化不大,,电磁转矩 与转子相电流成正比关系,表现为AB段近似为直线,称为直线部分;当较大时 (),如,减少近一 半,很小,尽管转子相电流增大,有功电流不大,使电磁转矩反而减小了,此时表现为段,段为曲线段,称为曲线部分。由此分析知,三相异步电动机的机械特性在某转差率下,产生最大转矩,即点称为最大转矩点,相应的转矩为称为最大转矩,对应的转差率称为临界转差率。 机械特性的参数表达式 1.参数表达式的推导:

实验三相鼠笼异步电动机的工作特性(精)

实验三相鼠笼异步电动机的工作特性 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。 3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的工作特性指哪些特性? 2、异步电动机的等效电路有哪些参数?它们的物理意义是什么? 3、工作特性和参数的测定方法。 三、实验项目 1、空载实验。 2、短路实验。 3、负载实验。 四、实验方法 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。

3、空载实验 1) 按图3-1接线。电机绕组为Δ接法(U N=220V),直接与测速发电机同轴联接,负载电机DJ23不接。 2) 把交流调压器调至电压最小位置,接通电源,逐渐升高电压,使电机起动旋转,观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时,必须切断电源)。 3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟,使机械损耗达到稳定后再进行试验。 图3-1 三相鼠笼式异步电动机试验接线图 4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压,直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。 5) 在测取空载实验数据时,在额定电压附近多测几点,共取数据7~9 组记录于表3-1中。 表3-1

4、短路实验 1) 测量接线图同图3-1。用制动工具把三相电机堵住。制动工具可用DD05上的圆盘固定在电机轴上,螺杆装在圆盘上。 2) 调压器退至零,合上交流电源,调节调压器使之逐渐升压至短路电 流到1.2倍额定电流,再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。 3) 在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率。 表3-2 4) 共取数据5~6组记录于表3-2中。 5、负载实验 1) 测量接线图同图3-1。同轴联接负载电机。图中R f用D42上1800Ω阻值,用D42上1800Ω阻值加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。 R L 2) 合上交流电源,调节调压器使之逐渐升压至额定电压并保持不变。 3) 合上校正过的直流电机的励磁电源,调节励磁电流至校正值( 50mA 或100mA)并保持不变。 4) 调节负载电阻R L(注:先调节1800Ω电阻,调至零值后用导线短接再调节450Ω电阻),使异步电动机的定子电流逐渐上升,直至电流上升到1.25倍额定电流。 5) 从这负载开始,逐渐减小负载直至空载,在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电机的负载电流I F等数据。 6) 共取数据8~9组记录于表3-3中。

三相异步电动机的工作特性及测取方法

三相异步电动机的工作特性及测取方法 *转速特性*定子电流特性*功率因数特性*电磁转矩特性*效率特性异步电动机的工作特性 在额定电压和额定频率运行的情况下, * 电动机的转速n、 * 定子电流I1、 * 功率因数cosΦ1、 * 电磁转矩Tem、 * 效率η等 与输出功率P2 的关系即U1 = UN,f = fn 时的 一.工作特性的分析 (一) 转速特性 输出功率变化时转速变化的曲线n = f (P2) 转差率s、转子铜耗Pcu2 和电磁功率Pem 的关系式 负载增大时,必使转速略有下降,转子电势E2s 增大, 所以转子电流I2增大,以产生更大一点的电磁转矩和负载转矩平衡

因此随着输出功率P2的增大, 转差率s 也增大,则转速稍有下降, 所以异步电动机的转速特性为一条稍向下倾斜的曲线 (二)定子电流特性 定子电流的变化曲线I1= f (P2) 定子电流几乎随P2按正比例增加 (三)功率因数特性 定子功率因数的变化曲线cosΦ1 = f(P2) (1)空载时 定子电流I1主要用于无功励磁,所以功率因数很低,约为0.1~ 0.2 (2)负载增加时转子电流的有功分量增加,使功率因数提高, (3)接近额定负载时功率因数达到最大 (4)负载超过额定值时 s 值就会变得较大,使转子电流中得无功分量增加, 因而使电动机定子功率因数又重新下降了 (四)电磁转矩特性 电磁转矩特性Tem = f (P2) 接近于一条斜率为1/Ω的直线 (五)效率特性 异步电动机的效率为

当可变损耗等于不变损耗时,异步电动机的效率达到最大值 中小型异步电机的最大效率出现在大约为3/4的额定负载时 异步电动机的工作特性可用直接负载法求取, 也可利用等效电路进行计算 *空载试验*励磁参数与铁耗及机械损耗的确定 通过空载试验可以测定异步电动机的励磁参数, 异步电动机的励磁参数决定于电机主磁路的饱和程度, 所以是一种非线性参数; 通过短路试验可以测定异步电动机的短路参数 异步电动机的短路参数基本上与电机的饱和程度无关,是一种线性参数一.空载试验与励磁参数的确定 (一) 空载试验 1.异步电动机空载运行 指在额定电压和额定频率下,轴上不带任何负载的运行状态 2.空载试验电路 图5.7.1异步电动机空载试验电路 3.空载试验的过程 定子绕组上施加频率为额定值的对称三相电压, 从(1.10 ~ 1.30) 倍额定电压值开始调节电源电压, 逐渐降低到可能使转速发生明显变化的最低电压值为止

第九讲 直流电机工作特性

第三节 直流电动机的工作特性 直流电动机的工作特性:端电压U = U N ,I f = I fN , 电枢电路无外串电阻时,电动机转速、电磁转矩和效率与输出功率之间的关系。 一、 他(并)励电动机的工作特性 1、转速特性 { U = U N ,I f = I fN , n = f(Ia)} 端电压U = U N ,I f = I fN , 电枢电路无外串电阻时,电动机的转速特性称为固有转速特性。如果电机当负载变化时引起的转速变化小,称电动机固有转速特性为硬特性;负载变化时引起的转速变化大,称固有转速特性为软特性。 在正常运行中,并励和他励电动机的磁通基本上是恒定的,固有特性曲线是一条稍为下垂的直线。 2、转矩特性 { U = U N ,I f = I fN , T M = f(Ia)} 3、效率特性 { U = U N ,I f = I fN , = f(Ia)} 电机的效率:输出功率与输入功率的百分比。 从效率曲线可知:负载从空载到四分之一额定负载增加时,效率低但上升很快;从二分之一额定负载到满载时,效率几乎不变,且数值接近最大值。 二、串励电动机的工作特性 直流电机的励磁方式 (a)他励;(b)并励;(c)串励;(d) 复励 励磁绕组 (a) (b) (c) (d)

串励电动机的特点是磁通随负载改变而变化,具有软的转速特性。不允许空载起动和空载运行。 三、复励电动机的工作特性 四、各种直流电机的比较及其应用 并励和他励电动机:在正常运行中,并励和他励电动机的磁通基本上是恒定的,固有特性曲线是一条稍为下垂的直线,运行稳定性好,平滑性好,调速范围广,能推动精密车床、磨床等。 串励电动机:串励电动机的特点是磁通随负载改变而变化,具有软的转速特性。在同样的电枢电流下,串励电动机的转矩比并励电动机大,具有较好的起动能力和过载能力。 串励电动机的软特性适用于电力牵引机车。当电力机车山坡的时候,负载电流增大,这时电机转速下降。输出功率增加不多,输入电流也增加不多,就能使负载转矩增大,不致使电机过电流或引起电网波动。串励电动机这种恒功率特性,适合于带负载频繁起动及有冲击性负载的生产机械上。 复励电动机:复励电动机特性介于并励和他励电动机串励电动机之间,具有两种电动机的优点,所以得到广泛使用。当负载增加的时候,由于串励绕组作用,转速较并励电动机下降多一些;当负载减轻的时候,由于并励绕组作用,转速不会太高,同时具有较大的起动转矩。 习题 1、直流发电机的电磁转矩是转矩,直流电动机的电磁转矩是转矩。 2、并励直流发电机的励磁回路电阻和转速同时增大一倍,则其空载电压。 3、直流电动机的额定功率指。 A:转轴上吸收的机械功率 B:转轴上输出的机械功率 C:电枢端口吸收的电功率D:电枢端口输出的电功率。 4、一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性,采用的方法是。 A:改变原动机的转向, B:改变励磁绕组的接法, C:既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法。

电机机械特性的测定(精)

第五章电机机械特性的测定 实验一三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性一.实验目的 了解三相绕线式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。 二.预习要点 1.如何利用现有设备测定三相绕线式异步电动机的机械 2.测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。 3.如何根据所测得的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。 三.实验项目 1.测定三相绕线式异步电动机在电动运行状态和再生发电制功状态下机械特性。2.测定三相绕线式异步电动机在反接制动运行状态下的机械特性。 四.实验设备及仪器 1.MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。 2.电机导轨及测速表(MEL-13、MEL-14) 3.直流电压、电流、毫安表 4.三相可调电阻器900Ω(MEL-03) 5.三相可调电阻器900Ω(MEL-04) 6.波形测试及开关板(MEL-05) 五.实验方法及步骤 按实验线路图5-5接线 M为三相绕线式异步电动机M09,额定电压U N=220伏,Y接法; G为直流并励电动机M03(作他励接法),其U N=220伏,P N=185W R S选用三组90Ω电阻(每组为MEL-04,90Ω电阻) R1选用675Ω电阻(MEL-03中,450Ω电阻和225Ω电阻相串联)。 R f选用3000Ω电阻(电机起动箱中,磁场调节电阻) V2、A2、mA分别为直流电压、电流、毫安表,采用MEL-06或直流在主控制屏上V1、A1、W1、W2为交流、电压、电流、功率表,含在主控制屏上 S1选用MEL-05中的双刀双掷开关 1.测定三相绕线式异步电机电动及再发电制动机械特性 仪表量程及开关、电阻的选择: (1)V2的量程为300V档,mA的量程为200mA档,A2的量程为2A档。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档