1、直流电机结构和主要部件作用 主磁极：产生恒定的气隙磁通，由铁芯和励磁绕组构成 定子换向磁极：改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花 电刷装置：与换向器配合，完成直流与交流的互换 几座和端盖：起支撑和固定作用；机座也是电机磁路中的一部分 电枢铁心：主磁路的一部分，放置电枢绕组 转子电枢绕组：由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分，能量转换中枢 换向器：与电刷装置配合，完成直流与交流的互换 风扇 2．直流电机的磁场和电枢反应 空载磁场：指由主磁极单独建立的磁场，电枢电流为零磁场励磁电流所建立的磁场 负载磁场 电枢电流所建立的磁场 电枢反应：直流电机负载后，电枢绕组有电流通过，该电流所建立的磁场称为电枢磁场，电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应具体表现：1.使气隙磁场分布发生畸变2.去磁作用，是磁场总磁通减弱
3. 直流电机的感应电势和电磁转矩计算公式，影响因素 直流电机的感应电势： 影响因素：电枢电势(V)正比于每极磁通φ（韦伯)和转速n （r/min), 与磁密分布无关 直流电机的电磁转矩： 影响因素：它的电磁转矩正比于每极磁通和电枢电流。 直流电机的电磁功率 4.直流发电机的外特性（他励和并励） 他励直流发电机：定义：n ＝额定转速， I f ＝常数， Ua ＝f （ I a ） Ua=E a -I a R a =n C e φ- I a R a 外特性下垂原因： 1.电枢回路上的电阻压降增加 2.负载电流增大，电枢反应的去磁作用增强， 电动势减小 并励直流发电机：定义：n ＝额定转速， R f ＝常数， U ＝f （ I ） n Ce n a pN E a ??=??=φφ60a M a em I C I a pN M ??=??=φφπ2π 260 =e M C C 机械功率→Ω?=????= ???=?=em a M a e a a em M I n C I n C I E P φπ φ60 2
《单相电机》习题库一 一、填空题 1. 单相异步电动机按启方式的不同可分五类：、、 、和。 2. 单相异步电动机启动绕组和主绕组上的电流在相位上相差度。 3. 吊扇的工作绕组直流电阻较(填大或小)，起动绕组电阻较(填大或小 ) 。 4. 家用台扇电动机采用抽头调速，一个电机引出线 5 根，分是、 、、和。 5. 给单相异步电动机加额定电压时，而离心开关没有闭合，电动机( 能够起动、不能起动 ) 。 6.所谓脉动磁场，是指它的和按正弦规律变化， 而轴线的。 7.定子铁心仅嵌有一个绕组（也未设短路铜环）的单相异步电动电动机，其 方向是不固定的，当朝某个方向施加一个外力后转子沿着的方向转动起来。 8.为解决单相异步电动机的启动问题，通常单相异步电动机定子上安装两套绕 组，一套是，又称主绕组，另一套是，又称副绕组，它们的空 间位置相差电角度。 9. 单相双值电容异步电动机中的两只电容是、，其中电容容量较大，两只电容分别联后与启动绕组联。 10. 单相异步电动机的起动开关主要是、、三种。 11.凸极式单相罩极异步电动机定子铁心通常用__________________叠成，每极在 ____________处开个小槽，在小部分极上套有 ____________。这样，当励磁绕组通入时，磁极之间形成一个磁场而使电动机获得启动转矩。 二、判断题（对的打“√” ，错的打“×” ） 1. 单相异步电动机，在没副绕组的情况下也能产生旋转磁场。（） 2. 单相异步电动机只要调换两根电源线就能改变转向。（） 3. 单相异步电动机工作绕组直流电阻小，起动绕组直流电阻大。（）
4.单相异步电动机上电容的作用是平稳电压。 5．离心开关作用是当电动机达到额定转速时，切断电容所在的支路。（ （ ） ） 6．家用吊扇的电容器损坏拆除后，每次启动拨动一下，照样可以转动起来。 （）7．单相罩极式异步电动机具有结构简单、制造方便等优点，所以洗衣机上也被 采用。（）8．给在空间互差 90°电角度的两相绕组内通入同相位交流电，就可产生旋转磁 场。（）9．单相电容运行式异步电动机，因其主绕组与副绕组中的电流是同相位的，所 以称单相异步电机。 10．要改变罩极式异步电动机的转向，只要改变电源接线即可。（）（） 三、选择题（每题只有一个正确答案） 1．电动机铭牌上功率是指( ) 。 A．输入功率 B ．输出的机械功率 C ．损耗的功率D．输入与输出功率2．家用台扇最常用的调速方法是（） A．抽头调速 B ．电抗器调速 C.晶闸管调带 D.自耦变压器调速 3.电容如果串入单相异步电动机工作绕组中会发生现象是() A．电动机反转 B.电动机立即烧掉 C.电动机正常运行 D.电动机转向不变，但转速增大 4．单相异步电动机中电容器容量变小，会使电动机（）。 A．转速变慢B．烧毁电动机C．没有任何影响 5．用万用表电阻挡电容器好坏时，发现万用表指针指到零欧不动，说明 ()。 A．电容器是好的B．断路C．短路 6．单相交流电通入单相绕组产生的磁场是（）。 A．旋转磁场B、恒定磁场C．脉动磁场 7．单相罩极异步电动机的转动方向（）。 A．总是由磁极的未罩部分转向被罩部分 B．总是由磁极的被罩部分转向未罩 C．决定于定子绕组首、尾端的接线关系
常用单相电动机种类及特性 在家用电器设备中，常配有小型单相交流感应电动机。交流感应电动机因应用类别的差异，一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。 一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后，电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子，从而使转子产生电动势，并相互作用而形成转矩，使转子转动。但单相交流感应电动机，只能产生极性和强度交替变化的磁场，不能产生旋转磁场，因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场，转子才能转动，所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。 １．分相启动式电动机 分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。两个绕组相差一个很大的相位角，使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些，因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。这个旋转磁通切割转子上的导体，使转子导体感应一个较大的电流，电流所产生的磁通与定子磁通相互作用，转子便产生启动转矩。当电机一旦启动，转速上升至额定转速７０％时，离心开关脱开副绕组即断电，电机即可正常运转。 ２．罩极式电动机 罩极式单相交流电动机，它的结构简单，其电气性能略差于其他单相电机，但由于制作成本低，运行噪声较小，对电器设备干扰小，所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。罩极式电动机只有主绕组，没有副绕组（启动绕组），它在电机定子的两极处各设有一副短路环，也称为电极罩极圈。当电动机通电后，主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流，从而使磁极上被罩部分的磁场，比未罩住部分的磁场滞后些，因而磁极构成旋转磁场，电动机转子便旋转启动工作。罩极式单相电动机还有一个特点，即可以很方便地转换成二极或四极转速，以适应不同转速电器配套使用。 ３．电容式启动电动机 该类电动机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。这种电机结构简单、启动快速、转速稳定，被广泛应用在电风扇、排风扇、抽油烟机等家用电器中。电容分相式电动机在定子绕组上设有主绕组和副绕组（启动绕组），并在启动绕组中串联大容量启动电容器，使通电后主、副绕组的电相角成９０°，从而能产生较大的启动转矩，使转子启动运转。 对于永久分相电容电动机来说，其串接的电容器，当电机在通电启动或者正常运行时，均与启动绕组串接。由于永久分相电机其启动的转矩较小，因此很适于排风机、抽风机等要求启动力矩低的电器设备中应用。电容式启动电动机，由于其运行绕组分正、反相绕制设定，所以只要切换运行绕组和启动绕组的串接方向，即可方便实现电机逆、顺方向运转。 ４．交、直流两用电动机 一般常用单相交流电动机，在交流５０Ｈｚ电源中运行时，电动机转速较高的也只能达每分钟３０００转。而交直流两用电动机在交流或直流供电下，其电机转速可高达２００００转，同时其电机的输出启动力矩也大，所以尽管电机体积小，但由于转速高输出功率大，因此交直流两用电动机在洗衣机、吸尘器、排风扇等家用电器中得以应用。 交、直流两用电动机的内在结构与单纯直流电机无大差异，均由电机电刷经换向器将电流输入电枢绕组，其磁场绕组与电枢绕组构成串联形式。为了充分减少转子高速运行时电刷与换向器间产生的电火花干扰，而将电机的磁场线圈制成左右两只，分别串联在电枢两侧。两用电机的转向切换很方便，只要切换开关将磁场线圈反接，即能实现电机转子的逆转或顺转。
单相、三相交流电路功率计算公式
相电压：三相电源中星型负载两端的电压称相电压。用UA、UB、UC 表示。 相电流：三相电源中流过每相负载的电流为相电流，用IAB、IBC、ICA 表示。 线电压：三相电源中，任意两根导线之间的电压为线电压，用UAB、UBC、UCA 表示。线电流：从电源引出的三根导线中的电流为线电流，用IA、IB、IC 表示。 如果是三相三线制，电压电流均采用两个互感器，按V/v接法，测量结果为线电压和线电流； 如果是三相四线制： 1、电压可采用V/v接法，电流必须采用Y/y接法，测量结果为线电压和线电流，线电流也等于相电流。 2、电压和电流均采用Y/y接法，测量结果为相电压和相电流，相电流也等于线电流。Y/y接法时，电压互感器一次接在火线及零线之间，每个电压互感器二次输出接一个独立仪表。 每根火线穿过一个电流互感器，每个电流互感器二次输出接一个独立仪表。
电压V/v接法时，电压互感器一次接在火线之间，二次分别连接一个电压表，如需测量 另一个线电压，可将两个互感器的二次输出的n端连接在一起，a、b端连接第三个电压 表。 电流V/v接法时，两根火线分别穿过一个电流互感器，每个互感器的二次分 别接一个电流表，如需测量第三个线电流，可将两个的s2端连接在一起，与 两个互感器的s1端一起共三个端子，另外，将三个电流表的负端连在一起， 其它三个端子分别与上述三个端子连接在一起。 三相电流计算公式 I=P/(U*1.732)所以1000W的线电流应该是1.519A。 功率固定的情况下，电流的大小受电压的影响，电压越高，电流就越小，公式是I=P/U当电压等于220V时，电流是4.545A，电压等于380V时，电流是2.63A，以上说的是指的单相的情况。380V三相的时候，公式是I=P/(U*1.732)，电流大小是1.519A 三相电机的电流计算I=P/(1.732*380*0.75)式中：P是三相功率(1.732是根号3)380是三相线电压(I是三相线
绪论 1．电机及电力拖动概述 电机是利用电磁感应原理工作的机械，是生产、传输、分配及应用电能的主要设备。 电机按功能可分为发电机、电动机、变压器和控制电机四大类；发电机将机械能转换为电能；电动机将电能转换为机械能，作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备；变压器的作用是将一种电压等级的电能转换为同频率的另一种电压等级的电能；控制电机主要用于信号的变换与传递，如步进电动机、伺服电动机等，在各种自动化控制系统中作为多种控制元件使用，如国防工业、数控机床、计算机外围设备、机器人和音像设备等均大量使用控制电机。 按电源电流的不同，电机又分为直流电机和交流电机。 电力拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。由于电力拖动具有控制简单，调节性能好、损耗小、经济、能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械均采用电力拖动。 电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源五个部分。各部分之间的关系如下： 电源向电动机及电气控制设备供电。电动机把电能转换成机械能，通过传动机构(如机械传动、液压传动、气动等)把电动机的运动经过中间变速或变换运动方式后，再传给生产机械(如各种机床等)，驱动生产机械工作。生产机械是执行某一生产任务的机械设备，是电力拖动的对象。控制设备是由各种控制电机、电器、电子元件及控制计算机等组成，用以控制电动机的运动，从而对生产机械的运动实现自动控制。 在电力拖动的发展过程中，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是惟一的一种电力拖动方式。19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用。但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动、制动、正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的、更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动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技术领域中，在相当长的时期内，几乎都在采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。 20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体变流技术的交流调速系统得以实现。尤其是20世纪70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速等，使
单相交流电路（9学时） 重点掌握电阻、电容、电感加正弦交流电的各物理关系式。掌握单相交流电路的分析方法；三角形的概念，功率因数提高的概念以及相量图的分析方法，掌握串联谐振的基本概念。 3—1 正弦交流电与正弦量的表示法（2学时） 教学目的：1.掌握正弦交流电的三要素、相位差； 2.掌握正弦交流电的表示方法。 教学重点：掌握正弦交流电的三要素、相位差及正弦交流电的相量表示方法。教学难点：正弦交流电的相量表示方法。 教学方法：课堂讲授 教学过程： 一、回顾直流量的特点，比较直流量和正弦交流量的区别。 二、正弦量的三要素 波形图 1.最大值与有效值I 推导最大值与有效值的关系，得出： 因此，正弦量又可表示成： 2.频率f与周期T , 我国的工频为50Hz 。 角频率与频率和周期的关系： 3.初相位 1.相位差
设， ，即等于初相位之差。 若，说明u超前i；，说明u滞后i。 注意：相位差是指两个同频率正弦量之间相位差。 结论：三要素已知，可以唯一地确定一个正弦量；换句话，要完整表示一个正弦量，须知道三要素。 三、正弦交流电的相量表示 1.复数表示法：代数形式、三角形式和指数形式 举例：已知复数的代数形式为：，求它的指数形式。
2.复数的运算： 加减运算： 乘除运算： 3.正弦量的相量表示法：相量的指数表示法和相量图。 相量图 举例：已知，，求u、i的相量形式和相量图。 解： 作业： 书后习题3 - 1 、3 – 2。 3—2 单一元件的交流电路（2学时） 教学目的：1.掌握纯电阻交流电路中电流和电压的关系、功率； 2.掌握纯电感交流电路中电流和电压的关系、功率； 3.掌握纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率。 教学重点：纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率关系。 教学难点：纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系。 教学方法：课堂讲授 教学过程：
第2章 单相交流电路-选择题复习题 1．有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是 。 A. 25W 灯泡最亮 B. 100W 灯泡最亮 C.两只灯泡一样亮 D.都不亮 2．已知工频正弦电压初始值和有效值均为380V ，则该电压的瞬时值表达式为 。 A. )45314sin(537?+=t u V B. t u 314sin 380= V C.)90314sin(380?+=t u V D.)45314sin(380?+=t u V 3．一个电热器，接在10V 的直流电源上，产生的功率为P 。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P /2，则正弦交流电源电压的有效值为 。 B.5V C.14V D.10V 4．提高供电线路的功率因数，下列说法正确的是 。 A. 可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。； B.可以节省电能； C.减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量； D. 减少了用电设备中无用的无功功率 5．已知)90314sin(101?+=t i A ，?+=30628sin(102t i ）A ，则 。 A.相位差无法比较； B.i 1滞后i 260°； C. i 1超前i 260° D.同相 。 6．纯电容正弦交流电路中，电压有效值不变，当频率增大时，电路中电流将 。 A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大后减小 7．在RL 串联电路中，U R =16V ，U L =12V ，则总电压为 。 A.20V ； B.28V ； C.2V D. 4V 8．RLC 串联电路在f 0时发生串联谐振，当频率增加到2f 0时，电路性质呈 。 A.电感性； B. 电阻性； C.电容性； D.不确定 9．串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的 。 A.电路中总电压有效值与电流有效值的乘积 B.平均功率 C.无功功率 D.功率因素 10．实验室中的功率表，是用来测量电路中的 。 A.有功功率 B.无功功率 C.视在功率 D.瞬时功率 11．从相量中可直接读取交流电的有效值（或最大值）和 。 A. 初相位 B.频率 C. 相位 12．正弦交流电路中，采用相量分析时，电容器的容抗为 。 A. C jX - B. C X C.C jX D.L jX - 13．正弦交流电路中，采用相量分析法时，电感的感抗为 。 A. L jX B.C jX - C. L X D.L jX - 14．纯电感交流电路中，正确的表达式是 。 A. L X I j U = B. L L L X u i = C.C X I j U -= D.不确定 15．交流电路的功率因数高，电源设备的利用率就 。 A.高 B.低 C.无关 16．正弦交流电的初相角反映了交流电变化的 。 A.起始位置 B.快慢 C.大小关系 D.频率特性
石家庄职业技术学院2010-2011学年第一学期 ［140705-1］ 电机与电气控制 试卷（B ）答案 一、填空题（每小题1分，共20分） 1、一般仪表用电压互感器二次侧额定电压为 100V ，电流互感器二次侧额定电流为 5A 。 2、直流电动机的机械特性是指 电磁转矩 与__转速__之间的关系。 3、笼式三相异步电动机常见的降压起动方法有定子串电阻或电抗降压起动、 自耦变压器减压起动 、星三角降压起动等。 4、三相异步电动机根据转子结构不同可分为 笼型 和__绕线_两类。当电源电压一定，负载转矩增加时，则转子转速 下降 ，定子电流 上升 。（填“上升”或“下降”） 5、某10极50HZ 的电动机，其三相定子磁场的转速为 600 r/min ，若额定转差率s=0.05，则转子额定转速为 570 r/min 。 6、对直流电动机的电磁转矩a T I C T Φ=公式中各物理量的含义，T C 表示转矩常数，Φ表示_每极磁通_，a I 表示 电枢电流 。 7、常用的电气控制系统图有：电气原理图 、 电气元件布置图、电气安装接线图等。 8、过电压继电器的作用为 过电压保护和控制 。 9、熔断器具有 短路 保护或 过载 保护功能。 10、低压电器中，常用的灭弧方法有双断口灭弧、 磁吹灭弧 、 栅片灭弧 、灭弧罩灭弧等。
二、判断题（正确的画√，错误的画×，每小题1分，共10分） （×）1、变压器可以改变交流电压，也可以改变直流电压。 （√）2、直流电动机的额定功率指转轴上输出的机械功率。 （√）3、变压器是一种将交流电压升高或降低，并且又能保持其频率不变的静止电气设备。 （×）4、三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。 （√）5、螺旋式熔断器熔管内填充的石英沙是起灭弧作用的。（√）6、他励直流电动机降压或串电阻调速时，静差率越大，调速范围越大。 （×）7、一台电磁线圈额定电压为220V的交流接触器在交流220V 和直流220V的电源上均可使用。 （×）8、热继电器过载时双金属片弯曲是由于双金属片的机械强度不同。 （×）9、在电路图中，各电器元件触头所处的状态都是按电磁线圈通电或电器受外力作用时的状态画出的。 （√）10、异步电机只有转子转速和磁场转速存在差异时，才能运行。 三、选择题（每小题1分，共20分） 1、变压器空载电流小的原因是（ C ）。 A、一次绕组匝数多，电阻很大 B、一次绕组的漏抗很大 C、变压器励磁阻抗很大 D、变压器铁心的电阻很大
单相交流电重点习题 一、选择题 1. 交流电每秒钟变化的角度叫（） A. 频率 B. 角频率 C. 周期 D. 初相位 2. 交流电的周期越长，说明交流电变化得（） A.越快 B.越慢 C.不变 D.不一定 3. 我国规定，动力、照明的频率为（） A. 1KHz B. 100Hz C. 50Hz D. 5Hz 4. 在e = E m·Sin (ωt+φ)中，瞬时值为（） A. t B.φ C. E m D. e 5. 在交流电路中，由万用表测得的数值一般是（） A. 瞬时值. B. 有效值. C. 最大值. D. 平均值. 6. 某汽轮发电机有一对磁极，如果需产生的电动势为50HZ，则发电机电枢的转速为（） A.3000转/分 B. 1500转/分 C.100转/分 D. 50转/分 7.表示正弦交流电变化快慢的参数为（） A .初相位. B. 频率. C. 瞬时值. D. 最大值. 8.一般电器所标或仪表所指出的交流电压、电流的数值是（） A. 最大值 B. 有效值 C. 平均值 D. 瞬时值 9.某一灯泡上写着额定电压为220V，这是指（） A. 最大值. B. 有效值. C. 瞬时值. D. 平均值. 10.正弦交流电的最大值等于有效值的（） A. √2倍 B. 2倍 C. 1/ √2倍 D. 1/2倍 11.已知两个正弦量为u1 =20 Sin (314t +30o) V , u2 = 40 Sin (314t – 60o) V , 则，（） A. u1比u2超前30o B. u1比u2滞后30o C. u1比u2超前90o D. 不能判断相位差 12.两个同频率正弦交流电的相位差等于180o时，则它们相位关系是（） A. 同相位 B. 反相位 C. 相位相等 13.两个正弦交流电流的瞬时表达式为：i1=10Sin(314t+30o)A, i2=15Sin(314t+45o)A 。这两个式子中相同的物理量是（）A. 最大值. B. 有效值. C. 周期. D. 初相位. 14.把110V的交流电压加在55Ω的电阻上，则电阻上（） A. U=110V，I=2A B. U m=110V，I m=2A C. U m=110V，I=2A D. U=110V，I m=2A 15. 已知一个电阻上的电压为u=10 √2 Sin (314t – 90o) V，测得电阻上所消耗的功率为20W，则这个电阻的阻值为（） A. 5Ω B.10Ω C. 20Ω D. 40Ω 16. 在纯电容正弦交流电路中，增大电源频率时，其它条件不变，电路中电流将（） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 都有可能. 17.在纯电感正弦交流电路中，电压有效值不变，增大电源频率时，电路中电流将（） A. 增大. B. 减小. C. 不变. D. 都有可能. 18.若电路中某元件两端的电压u =36 Sin (314 t–180o) V, i1 =4 Sin(314t+ 180o)A，则该元件是（） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 19.若电路中某元件两端的电压u =10 Sin (314 t + 45o) V, i1 =5Sin(314t+ 135o)A，则该元件是（） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 20. 在R、L串联电路中，有（） A. Z=R+X L B. Z=R2+（ωL）2 C. Z= √R2+（ωL）2 D. Z=R2+1/（ωL）2 21. 在R、C串联电路中，有（） A. Z=R–ωC B. Z=√R2+（ωC）2 C. Z= √R2–（1/ωC）2 D. Z= √R2+（1/ωC）2 22.如图所示是RLC串联电路的矢量图，由矢量图可知，该电路的性质是（） A.感性电路. B.容性电路. C.阻性电路. D. 无法判断. 23.如图是电流、电压的旋转矢量图，由矢量图可知（） A.电流超前电压75o. U U I I
其实是这样，主线圈的1（2）接副线圈的2(1),这样就正传，反过来 主线圈的1（2）接副线圈的1（2），这样就反转， 以上两个图，一般的常规单相电机都可以用，不论他的主线圈与副线圈的参数一样不一样，另外还有一种单相电机，工作中需要他正反转，但是采用上面的办法，比较麻烦，实现自动控制，器件需要也多，所以就出现了，不分主副线圈的单相电机，就是主副线圈的参数一样，这种不分主副线圈的单相电机，除了用上面的这个办法外还可以这样 顺便说一下，洗衣机的电机就是不分主副的单相电机
第一个图和第二个是一样的，第二个比较清楚一点，第二个图还可以变形为这样，这样也可以实现反转 单相电机另一种画法 倒顺开关控制的单相电机正反转
落地扇电机接线图
来个用接触器控制的，单相电机正反转， 在KM1的下方红线和粉线互换，或者蓝线和黄线互换，电机就可以反转了KM1和KM2的二次线路就用三相电机的普通正反转互锁电路就行了
如何实现单相异步电动机的正反转? 单相异步电动机，如图所示。它有主绕组A1-A2，副绕组B1-B2+电容C组成。分布特点：在空空间互差90o。 设流过主绕组的电流为I a，流过副绕组的电流为I b。一般情况下，工作绕组的匝数多，电感大，是感性负载，那么I a在相位上滞后电源电压。 如图所示，因为I b比I a超前90o，这样在定子里就产生了旋转磁场，其旋转磁场为顺时针方向。 那么我们要实现反转，只要让I b滞后于I a 90°(或者换句话说，让I a超前I b 90°)。要实现这个很简单，只要ib翻转180°(或者ia翻转180°)就能实现了。 起动绕组中串有电容，适当选取电容值，就可以使起动绕组为容性负载，那么Ｉb在相位是超前电源电压。只要我们选择合适的电容，就可以使I b超过I a 90°。 那么如何实现I b翻转180°(或者I a翻转180°)呢？我们从它的接线图上可以看出，实际上主绕组同副绕组是接在同一个电源上的，也就是说他们的电压是同相位的。那要是我们把主绕组的L接A1 N接A2换一下，改成L接A2 N接A1，副绕组不变，维持L接B1 N接B2。那么主绕组的电压和副绕组的电压就有180°的相位差，也就是说主绕组的电流也翻转了180°。这时我们就实现了I b 滞后于I a 90°(或者换句话说，让I a超前I b 90°)。旋转磁场的方向为逆时针。实现了反转。 备注:实际应用中单相异步电动机有3种引线方式：
《电机与电气控制》课程教学大纲 课程名称（中文）：《电机与电气控制》 课程名称（英文）：Electric Machinery And Electric Component Controlling 课程编号：0420420 课程性质：独立设课课程属性：专业必修课 教材及实验指导名称：《电机与电气控制》 学时-学分：总学时：64 总学分：4 实验学时： 24 开课学期：第四学期 适用专业：应用电子技术专业 先修课程：高等数学、大学物理、电工基础，自动控制原理 一、课程教学目的与任务 为使学生具备高素质劳动者和中初级专门人才所必需的电工与电子技的基本知识和基本技能，掌握基本电器元件的使用方法和以电动机或其他执行电器为控制对象的生产机械的电气控制基本原理、在掌握线路及分析方法基础上熟练地设计出简单的控制线路，为后继课程及其他程序设计课程的学习和应用打下基础。 通过本课程的学习，应使学生熟练掌握主要类型电动机的工作原理、基本结构、基本电磁关系、运行特性，三相异步电动机拖动和控制、电气控制基本环节和电气控制系统的设计，从生产实际出发，对常用设备的常见故障进行分析，为培养学生的分析、解决实际问题的能力和进行简单的电气控制系统设计的能力打下理论基础，为学习专业课做好准备，初步形成解决实际问题的能力。 二、课程教学内容和基本要求 本课程是高等职业学院工科电类相关专业一门技术基础课程，主要使学生通过学习具备高素劳动者和中高级专门人才所必需的交直流电机拖动、低压电器控制技术电工与电子技术的基本知识和基本能力。 电机与电气控制教学内容可分为常用电机与电器与电气控制线路的分析设计两大基本部分，可以归纳为如下8个方面：直流电机、变压器、三相异步电动机、常用控制电机、低压电器和基本电气控制电路、典型设备的电气控制、电气控制系统设计。 依据以上8个方面，整个教学体系的教学内容与教学基本要求如下：
单相交流电练习题答案 选择题 1. 交流电每秒钟变化的角度叫（ B ） A.频率 B.角频率 C.周期 D.初相位 2. 交流电的周期越长，说明交流电变化得（ B ） A.越快 B.越慢 C.不变 D.不一定 3. 我国规定，动力、照明的频率为（C） A. 1KHz B. 100Hz C. 50Hz D. 5Hz 4. 在e = E m Sin （3 t+柏中，瞬时值为（ D ） A. t B. ? C. E m D. e 5. 在交流电路中，由万用表测得的数值一般是（ B ） A.瞬时值. B.有效值. C.最大值. D.平均值. 6.某汽轮发电机有一对磁极，如果需产生的电动势为（A ） A.3000 转/分 B. 1500 转/分 C.100 转/分 50HZ，则发电机电枢的转速为D. 50 转/分 7.表示正弦交流电变化快慢的参数为（ B ） A .初相位. B.频率. C.瞬时值. D.最大值. 8. 一般电器所标或仪表所指出的交流电压、电流的数值是（ B ） A.最大值 B.有效值 C.平均值 D.瞬时值 9.某一灯泡上写着额定电压为 A.最大值. B.有效值. 220V，这是指（ C.瞬时值. B ） D.平均值. 10.正弦玄交流电的最大值等于有效值的（ A ） A.边倍 B. 2倍 C. 1/辺倍 D. 1/2倍 11. 已知两个正弦量为 U1 =20 Sin （314t +30 o） V , U2 = 40 Sin （314t -60o） V , 则，（C ） A. u 1比u2超前30o B. u 1比u2滞后30o C. u 1 比 U2超前90o D.不能判断相位差 12. 两个同频率正弦交流电的相位差等于180o 时，则它们相位关系是（ B ）
3 结束语 利用晶闸管设计静止式变频电源,目前已成为矿井提升机低频拖动一个重要的研究开发方向[6],在具体设计开发过程中如果能尽可能利用其他辅助工具,如用S函数设计数字触发器和用Matlab建模等,不但可以最大程度地降低设计成本,而且可以很方便地对矿井提升机低频电源进行仿真设计。 参考文献: [1] 赵良炳.现代电力电子技术[M].北京:清华大学出版 社,1995. [2] Chen Z,S pooner E.A AC to AC converter with thyristor in2 verter and active compensation[C].P ower E lectronics and S peed Drives C on ference1996.[3] 易灵芝,王根平.基于T MS320LF2407A的三相低频电源 设计[J].矿山机械,2003,31(12):6769. [4] 魏克新.王云亮.M AT LAB语言与自动控制系统[M].北 京:机械工业出版社,1999. [5] 易灵芝,王根平.用Delphi实现矿井提升机低频电源装 置中可控硅触发角的计算[J].煤矿机械,2004,(3):17 19. [6] 马小亮.大功率交-交变频调速及矢量控制技术[M]. 北京:机械工业出版社,1999. 作者简介:易灵芝 (1966),女,湖南宁乡人,湘潭大学信息工程学院硕士研究生导师,副教授,2000年度湖南省普通高等学校青年骨干教师培养对象,研究方向为计算机测控技术、交流调速与电力电子装置;王根平 (1966),男,江西南昌人,浙江大学浙江大学机电系博士,高工,研究方向为计算机测控技术、通信及信号处理。 收稿日期:2004-05-19一种单相异步电动机调速系统 赵红菊1,杨 勇1,王孝武2 (1.哈尔滨工程大学,黑龙江哈尔滨,150001;2.哈尔滨市整流设备厂,黑龙江哈尔滨,150023) A K ind of Regulation S peed System for Single Asynchronous M otor ZH AO H ong-ju1,YANG Yong1,WANG Xiao-wu2 (1.Harbin Engineering University,Harbin150001,China;2.Harbin C ommute Factory,Harbin150023,China) 摘要:介绍了一种使用双向可控硅调压的小功率交流闭环调速系统。详细说明系统各组成部分及原理,并根据单相异步电动机的启动特性,设计出一种将双极性信号变为单极性信号并解出方向信号的控制电路。 关键词:单相异步电动机;交流调速;双向晶闸管 中图分类号:TP272 文献标识码:A 文章编号:1001-2257(2004)08-0034-03 Abstract:A kind of speed regulation system for AC -m otor using TRI AC was introduced in this paper.The system and the principle of each part were given in detail. Meanwhile,according to the start-trait of single asyn2 chronous m otor,the double-polar being trans formed into single-polar and giving signal-direction,a circle was designed. K ey w ords:single asynchronous m otor;AC regula2 tion speed;TRI AC 0 引言 单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、运行可靠等优点,因而在小功率自动控制装置中得到了广泛应用[1]。但是由于单相异步电动机自身没有启动能力即启动转矩为零,所以要对单相异步电动机进行调速,必须对电动机产生启动转矩采取合适的方法。 1 单相异步电动机调速原理[2-3] 电容运转式异步电动机的接线原理如图1所示。电动机定子上有2个绕组AX和BY,分别称主绕组和副绕组,其轴线在空间相互垂直。在2个绕 ? 4 3 ?《机械与电子》2004(8)
单相异步电动机的几种调速方法 异步电动机虽非转速固定不变，但基本上取决于旋转磁场的固定转速，而这又由电源频率及绕组极对数决定的。改变频率的设备复杂昂贵，多在三相电动机中应用。日常工作中单相异步电机较常用的有绕组变极调速、串联电抗器调速、绕组抽头调速和电子调速等几种调速方法。 一、绕组变极调速 在单相洗衣机电动机中，因洗涤和脱水状态需要很大的转速差，所以很适宜于变极调速。 二、单相异步机的串联电抗器调速 串联电抗器调速，实质是降压调速，电源电压本身没有变化，但一相绕组中串入了电抗器线圈使总匝数提高后，气隙中磁通量则要减少，拖动转距一瞬间也会变小，转子转速就要下降，以补充转子电流的不足，这就是降压引起了降速。台扇、吊扇用电动机，常用这种电抗器方法来调速。 电容式电动机通过电抗器调速的接线图如图～～所示。图中～的电抗器作用仅是降压：图～～中的除降压外还用作指示灯电源。电抗器本身两部分线圈～～～（称作电珠线圈）和～～～（称作调速线圈）应该反极性串联，以减少铁心中磁动势的波动。电抗器需与风扇配套使用，……. 三、单相电动机自耦变压器调速 自耦变压器调速原理与电抗器调速原理基本相同，它比电抗器所耗用的材料较多，但启动性能有较大的改善。它的接线有三种方式，如图～所示。图1）的特点是只改变主绕组工作电压；2）是主绕组回路的工作电压在不同转速时变化较大；3）接法可使主、副绕组回路电压始终相同。 四、电容器调速 电容器调速是将不同容量的电容器与电动机串联，使回路感抗与容抗的差值变化，使工作电流改变达到调速的目的。电扇电容器调速接线图如～所示。 四、单相异步电动机的抽头调速 降压调诉措施中，对电容电动机来说，最常用的方法是绕组抽头调诉，因为它最简单、经济，尽管绕线、嵌线、接线复杂，与调速开关的连线也较多。所谓抽头调速。实际上是除主副绕组外，增加了一个调速绕组，它本身也分成好几档，以不同档次来改变主副相绕组的相对联结位置的不同，可归纳为六个类型： L Ⅰ、L Ⅱ、L Ⅲ、L Ⅳ、T Ⅰ、T Ⅱ方式。如图～所示。 ⅢⅠ
第五章单相交流电 1. 纯电阻电路的无功功率为A.0W B.0var C.0V A D.无穷大答案： 2 . 已知某交流电路的有功功率为6W、视在功率为10V A，则其功率因数为 A.0.6 B.0.7 C.0.8 D.1答案： 3 . 电压u=20sin（314t+30°）V与电流i=5sin（314t+10°） A的相位差为A.-20° B.10° C.20° D.40°答案： 4 . 在纯电阻正弦交流电路中，当电压为最大值时，电流为A.0B.最大值C.有效值D.无穷大答案： 5 . 已知某负载的端电压u=100√2Sinωt V，电流i=10√2Sin(ωt-60°)A，其有功功率为 A.250W B.500W C.500W D.1000W答案： 6 . 电容器接入直流电路时，其容抗为A.0Ω B.∞ C.1Ω D.取决于具体电路答案： 7 . 用万用表欧姆档检测某高频电感时，宜选用的倍率是 A.R×1 B.R×100 C.R×1K D.R×10K答案 8 . 已知电流i1=10sin（200πt+60°）A，i2=30cos（200πt+30°）A，则i1与i2相位关系为 A.超前30° B.超前30° C.滞后60° D.超前60°答案： 9 . 某一电感线圈的色环依次为蓝、灰、红、银，则该线圈的电感为 A.6.82μH B.68.2μH C.682μH D.6800μH答案： 10. 某正弦电压的最大值为311V，周期为0.02s、初相为30°，则该正弦电压的表达式为 A.u=220sin（314t-30°）V B.u=220sin（314t+30°）V C.u=311sin（314t-30°）V D.u=311sin（314t+30°）V答案： 11 . 关于串联谐振错误的说法是A.阻抗最小，电流最大B.电路具有选频的本领C.电路的品质因数越大越好D.电路的品质因数和通频带是一对矛盾答案： 12 . 某交流电压u=220√2sin（314t+45°）V，当t=0时的值为A.110VB.110VC.220VD.311V 答案： 13 . 把交流电和直流电分别通入阻值相等的两个电阻，如果在相等的时间内电阻产生的热量相等，就把直流电的大小定义为交流电的A.瞬时值B.最大值 C.有效值 D.峰值答案： 14 . 一个2Ω纯电感负载，接在u=12sin（100πt+30°）V的电源上，其有功功率为 A.0W B.24W C.36W D.48W答案： 15 . 交流电压u=20sin（314t+30°）V，则此交流电压的周期为A.0.02s B.0.04s C.314 s D.628s 答案 16. 下图所示的相量图中，交流电压U1与U2的相位关系是 A.超前75° B.滞后75° C.超前30° D.滞后45°答案： 17 . 两个同频率正弦交流电的相位差为180°时，它们的相位关系是 A.同相 B.反相 C.正交 D.超前或滞后答案： 18 . 已知2Ω电阻的电流i=6sin(100πt+45°)A，当其电压u与电流i为关联方向时，u= A.12sin （100πt+30°）VB.12 sin（100πt+45°）VC.12sin（100πt+45°）V D.12sin（100πt+45°）V答案：19 . 关于电感元件磁芯的选择，错误的说法是A.高频器件通常使用空心或惰性(也就是陶瓷)磁芯，它们提供了比磁性铁芯更好的热性能，但是其电感取值有限。 B.中频器件通常采用铁芯。铁芯不会饱和，但是无法提供铁氧体磁芯那样的大电感值。 C.低频器件通常使用铁氧体磁芯。 D.不管哪种电感元件，其磁芯都应该用铁芯。答案： 20. 已知某负载的端电压u=100Sinωt V，电流i=5Sin(ωt-30°)A，该负载的性质是 A.感性负载 B.容性负载 C.电阻性负载 D.纯电感负载答案： 21 . 感抗为20Ω纯电感元件的端电压u=10sin(ωt+30°)V，则通过它的电流的瞬时表达式为 A.i=0.5sin(ωt-30°)A B.i=0.5sin(ωt-60°)A C.i=0.5sin(ωt-30°)A D.i=0.5sin(ωt+120°)A答案： 22 . 表示交流电大小的物理量是A.最大值B.周期C.频率D.初相答案： 23 . 正弦量的三要素是A.周期频率角频率 B.周期频率相位 C.周期最大值初相 D.周期角频率有效值答案：
Q 3通过1k 8电阻接CD 4017的清零端,即当Q 2一路彩灯熄灭后,下一时钟周期4017计 数器清零,Q 0为高电平,由此完成Q 0-Q 1-Q 2-Q 0即红-绿-蓝-红的闪光过程。若彩灯路数多于三组,则流水效果会更好,这时应 将清零控制端接至下一位,如四路则接Q 4,五路则接Q 5,依此类推。发光二极管L ED 2闪亮显示555振荡输出正常,L ED 1显示+5V 电源正常。为将强、弱电隔离,使用了可 控硅输出的光电耦合器M OC 3041,这也使彩灯开关控制部分没有机械触点。各路放大驱动、隔离触发电路均相同,故只将第一路标出参数。5A 保险管是为防止彩灯灯口或线路在短路时烧毁可控硅而设。 元件选择 三极管9013要求Β>50;光电耦合器用 M OC 3041,其输出端耐压400V ;双向可控硅采用6A 600V 的;电源电路为典型的串联稳压电路。其余元件无特殊要求。 安装调试本电路只要元器件质量无问题,装配无差错,装好后经调试即可正常工作。注意每组灯泡电流之和不要超过可控硅和保险管的额定电流。若用5W 的彩灯灯泡,每路不得多于220只。以每米用3只灯泡计,220米长的彩灯串已足够一般建筑物装饰用。若路数多于三组,长度还可增加。闪烁速度由100k 8电位器决定。如图中所示参数,闪亮周期在011～115秒之间,可选择调整在满意的位置。 小型单相交流电机简易调速器 麻鸿儒 侯 勇 (东北电力学院电机教研室,吉林市,132012) 本文介绍一种利用双向晶闸管进行相位控制、用简单方法实现小容量单相电机调速的方法。此方法不局限于单相电机范畴使用,还可以用于温度控制及舞台灯光照明亮度控制等场合。接线如图1所示 。 图1 简易调速器接线图 它的工作原理是当接通市电220V 电源后,电源电压通过R 1和R 2向电容C 1充电, 其充电电压u C1的波形如图2所示 。 图2 u C1波形 当充电电容C 1两端电压u C1的峰值达到发光氖管的阻断电压u S 或u R 后,发光氖管明亮,从而K S 被触发导通。K S 的触发角的大小是通过改变C 1充电时间常数(R 1+R 2)? —44—电子与自动化1997年第1期