电机与电力拖动复习资料知识讲解

2010 -2011学年第一学期《 电机与电力拖动》课程期末复习资料1、直流电机的基本结构：直流电机由定子（固定不动）与转子（旋转）两大部分组成，定子与转子之间有空隙,称为气隙。

定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装置；转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部件。

1.2 直流电机的电枢绕组简介电枢绕组是由结构、形状相同的线圈组成，线圈有单匝、多匝之分。

不论单匝或多匝线圈，它的两个边分别安放在不同的槽中。

1.3 直流电机的电枢反应 直流电机磁场组成：励磁磁场、电枢磁场合成。

1.4.1 电枢电动势电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是每条支路里的感应电动势。

每条支路所串联的元件数是相等的，只要求出一根导体的感应电动势，再乘上一条支路里总的导体数，就是电枢电动势。

1.5 直流电机的换向什么是换向：绕组元件从一个支路经电刷，进入另一个支路时，电流方向改变。

换向的影响：换向会使电刷和换向器之间产生火花，严重时会烧坏换向器与电刷，使电机不能正常工作和寿命缩短。

1.6.1 直流电动机的励磁方式根据直流电动机励磁绕组和电枢绕组与电源连接关系的不同，直流电动机可分为他励、并励、串励、复励电动机等类型。

2、电力拖动系统一般由控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源5部分组成。

2.3 他励直流电动机的机械特性机械特性：在电枢电压、励磁电流、电枢总电阻为恒值的条件下，电动机转速n 与电磁转矩的关系曲线。

机械特性的作用：确定稳定运行转速；分析转速、转矩及电流随时间的变化规律。

2.4.4 他励直流电动机的反转改变电磁转矩的方向即可实现反转。

方法：（1）改变励磁电流方向：保持电枢两端电压极性不变，将励磁绕组反接，使励磁电流反向，磁通即改变方向。

2）改变电枢电压极性：保持励磁绕组两端的电压极性不变，将电枢绕组反接，电枢电流即改变方向。

他励直流电动机的电气制动： 能耗制动； 反接制动； 回馈制动。

电机与拖动基础知识一、引言电机是现代生活中不可或缺的重要设备，广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、家用电器等。

而拖动作为电机的一项重要功能，使得电机能够实现对其他设备或物体的运动控制。

本文将介绍电机的基本概念、工作原理以及与拖动相关的知识。

二、电机的基本概念电机是一种将电能转化为机械能的设备，其工作原理基于电磁感应和电磁力。

根据不同的工作原理和结构形式，电机可以分为直流电机和交流电机两大类。

直流电机是利用直流电源产生的磁场与电流之间的相互作用来产生转矩，从而实现机械运动。

而交流电机则是利用交流电源的频率和相位差来产生旋转磁场，进而驱动电机转动。

三、电机的工作原理1. 直流电机的工作原理直流电机主要由电枢、磁场和换向器构成。

电枢是电机中的转子，由导电材料绕制而成，可在磁场中旋转。

磁场则是电机中的定子，由磁铁或电磁铁制成，产生恒定的磁场。

换向器则用于改变电枢电流的方向，使得电流的方向与磁场的方向交替，从而产生连续的转矩。

2. 交流电机的工作原理交流电机主要由定子和转子构成。

定子是电机的固定部分，由绕组和铁心组成。

绕组接通交流电源后，产生旋转磁场。

转子则是电机的旋转部分，通过与旋转磁场的相互作用，实现转动。

交流电机的转子可以是感应式转子、异步转子或同步转子，具体取决于电机的设计和应用需求。

四、拖动的基本概念拖动是指利用电机的旋转运动，驱动其他设备或物体进行运动。

通过连接电机和被拖动设备的轴，将电机的转动动力传递给被拖动设备，实现对其运动的控制。

拖动通常需要使用传动装置，如齿轮、皮带、链条等，将电机的高速旋转转换为被拖动设备所需的合适转速和转矩。

五、拖动的应用领域拖动广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、家用电器等。

在工业生产中，电机的拖动功能常用于驱动机械设备，如输送带、风机、泵等，实现物料的输送、通风、供水等功能。

在交通运输领域，电机的拖动被广泛应用于汽车、火车、电动自行车等交通工具中，实现车辆的驱动和控制。

电机与拖动基础总复习第一章电机的基本原理1．按电机供电电源的不同，可以分为直流电机和交流电机两大类。

2．把穿过某一截面S 的磁力线根数被称为磁通量 。

在均匀磁场中，把单位面积内的磁通量称为磁通密度B。

3．非导磁材料，比如：铜、橡胶和空气等，具有与真空相近的导磁率，因此在这些材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系是线性的。

在导磁材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系不是线性的。

☆4．磁通与电压之间存在如下关系：1）如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势；☆2）感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。

5．电机作为一种机电能量转换装置能够将电能转换为机械能，也能将机械能转换为电能。

由于机械系统和电气系统是两种不同的系统，其能量转换必须有一个中间媒介，这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。

☆6铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和为铁心损耗。

☆第二章电力拖动系统动力学基础1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。

☆2由电动机的电磁转矩T e 与生产机械的负载转矩T L 的关系： 1）当T e = T L 时， d n /d t = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若T e ＞T L 时， d n /d t ＞0，系统处于加速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /d t ＜0，系统处于减速状态。

也就是一旦 d n /d t ≠ 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。

☆3．生产机械的负载转矩特性：☆4．拖动系统稳定运行的充分必要条件: T e =T L 且5 电动机工作在电动状态飞轮矩的折算☆第三章 直流电机原理1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。

定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组dndT dn dT L e <cL LL c LL ηωηj T T T '='=成。

一，直流电机例14 试述并励直流发电机的自励过程和自励建压的条件。

答 由于电机磁路中总有一定剩磁，当发电机由原动机推动至额定转速时，发电机两端将发出一个数值不大的剩磁电压。

而励磁绕组又是接到电枢两端的，因此在剩磁电压的作用下，励磁绕组将流过一个不大的电流，并产生一个不大的励磁磁动势。

假设励磁绕组接法正确，即这个励磁磁动势的方向和电机剩磁磁动势的方向一样，从而使电机内的磁通和由它产生的电枢端电压有所增加，在比较高的励磁电压的作用下，励磁电流又进一步加大，导致磁通的进一步增加，继而电枢端电压又进一步加大。

如此反复作用，发电机的端电压便自动升高。

为建立一个定值电压，还需主磁场具有饱和特性，且励磁回路电阻小于其临界值，使二者相交，这个交点就是稳定运行点。

这就是发电机的自励过程。

由以上分析可以看出，并励直流发电机的自励建压需要满足的条件是：①电机必须有剩磁；②励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，以使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致；③励磁回路的电阻应小于与电机运行转速相对应的临界电阻。

例15 他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励直流发电机与他励直流发电机相比，哪一个电压变化率大？答 他励直流发电机由空载到额定负载，电枢电流a I 由0增加到额定值aN I ，电枢回路电阻压降a a R I 增加，且电枢反响的去磁作用增加，使主磁通φ下降，从而使感应电动势a E 下降。

由公式a a a R I E U -=可知，端电压U 随a I 的增加而下降。

而对于并励直流发电机而言，除上述两个原因外，端电压的下降，会引起励磁电流f I 的下降，使得φ下降，a E 下降，从而引起端电压U 的进一步降低，所以并励直流发电机电压变化率比他励直流发电机电压变化率大。

例16 并励发电机正转能自励，反转能否自励？假设没有磁路饱和现象，并励直流发电机能否自励？答 不能自励。

因为当电机的转向改变，而励磁绕组的接线未改变，这样剩磁电动势及其产生的励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场的方向将和剩磁的方向相反，所以反转时不能自励建压。

第一章电机中的电磁学基本知识1.4铁磁材料1.起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线的特点2.简单了解磁滞损耗与涡流损耗这两个概念。

第二章电力拖动系统动力学电力拖动系统的组成2.1 运动方程式及转矩的符号分析1.电动机工作状态的确定方法2.2 复杂电力拖动系统的简化1.折算原则2.旋转运动简化：转矩折算、转动惯量、飞轮矩的折算3.直线运动：转矩折算、质量折算，提升下放与提升重物效率关系2.3负载特性三种负载的特性2.4稳定运行1.稳定含义2.电力拖动系统稳定运行的充要条件3.根据充要条件进行平衡点稳定与否的判定第三章直流电机3.1 .3 直流电机铭牌数据定义3.2直流电机的电枢绕组1.实槽、虚槽等的概念及相互关系2.电枢绕组分类3.几个节距的定义及相互关系4.各种类型绕组并联支路对数与电机极对数之间的关系3.3电枢磁动势对电机运行的影响1.空载磁化曲线2.直流电机励磁方式：分类及各方式电压电流关系，很重要3.电枢反应的定义，交轴直轴电枢反映对每极总磁通的影响3.4电枢电动势与电磁转矩Ea与Tem的表达式，电势常数与转矩常数的关系3.5运行原理1.按电动机定向，各参数的方向定义（掌握运行原理图）。

2.电动机运行状态判断方法。

3.直流电机（发电机、电动机）稳态电压平衡方程4.电动机功率传递关系：注意并励与他励不同，并励要加上励磁电阻损耗5.定值损耗与变值损耗的区别，及其与效率的关系6.电机工作特性：他励电动机各工作特性的变化规律。

他、串、并、复四种电动机的比较7.他励直流发电机空载特性、外特性的特点8.自励直流发电机自励条件1、直流电机单叠绕组的支路数等于。

2、他励直流电动机，处于制动状态，T 与n 方向相反，则此时a E 和a I方向。

3、图中1所代表的是绕组的 节矩。

4、一台他励直流电动机由额定运行状态转速下降到原来的60％，励磁电流和电枢电流不变，则（ ）。

A a E 下降到原来的60％B T 下降到原来的60％C a E 和T 都下降的原来的60％D 端电压下降到原来的60％5、说明下列情况下空载电动势的变化1）每极磁通减少10％，其他不变；2）励磁电流增加10％，其他不变；3）电机转速增加20％，其他不变。

电机与拖动基础知识点1. 电机分类：电机可以根据其用途、结构和工作原理进行分类。

常见的电机类型包括直流电机、异步电机（感应电机）、同步电机和步进电机等。

2. 磁场和磁通：电机中的磁场是由电流通过线圈产生的。

磁通是指通过线圈的磁力线数量，它与电机的性能密切相关。

3. 绕组和电枢：电机中的绕组是由导线绕制而成的，用于产生磁场。

电枢是指电机中的旋转部分，它可以是转子或定子。

4. 电磁感应：当磁通通过导体时，会在导体中产生电动势，这种现象称为电磁感应。

异步电机和同步电机都是基于电磁感应原理工作的。

5. 直流电机：直流电机是将直流电转换为机械能的设备。

它包括定子和转子两部分，通过电刷和换向器实现电流的换向。

6. 异步电机：异步电机也称为感应电机，是一种广泛应用的交流电机。

它的转子转速略低于同步转速，通过转子感应的磁场与定子磁场的相互作用产生转矩。

7. 同步电机：同步电机的转子转速与定子磁场的转速相同，因此称为同步电机。

它通常用于发电机和大功率驱动装置。

8. 电机拖动：电力拖动是指利用电动机作为原动机来驱动生产机械。

它涉及电机的选择、控制和传动等方面。

9. 电机控制：电机的控制包括调速、反转、起动和制动等。

常见的电机控制方法包括变频调速、直流调速和步进电机控制等。

10. 电机性能：电机的性能指标包括转矩、功率、效率、转速、起动电流和转矩等。

了解这些指标对于选择和应用电机非常重要。

以上是《电机与拖动基础》课程中的一些重要知识点。

通过深入学习这些内容，您将能够理解电机的工作原理、特性和应用，为进一步学习和应用电机技术打下坚实的基础。

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 PN P （N T 为额定输出转矩，N n 为额定转速） 直流发电机中，N P 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 55.9π2===ωem P 的取值单位为w 才适用）em P 的取值单位为kW 才适用） 2 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 P P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 2Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆4. 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。

电机与拖动知识点总结唐介一、电机的基本原理电机是利用电磁感应原理将电能转化为机械能的装置。

根据电机工作原理的不同，可以分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等不同类型。

其中，直流电机是利用直流电源供电，通过直流电场产生的磁场与电枢产生的磁场之间的相互作用来达到电机转动的目的；交流异步电机是利用交流电源供电，通过交变电磁场的作用来实现电机的转动；而交流同步电机则是利用交流电源供电，通过与交变电磁场同频率同步运转来实现电机的转动。

电机的结构包括定子和转子两部分。

定子是电机的静止部分，主要是由铁芯和绕组构成，绕组一般由绝缘线圈或者绝缘导线组成，用来产生磁场；转子是电机的旋转部分，可以是直流电机中的电刷和电枢、交流电机中的电枢等。

电机在工作时，定子产生的磁场与转子上的电流产生的磁场之间会产生相互作用，从而使得电机产生转动力。

二、电机的性能参数1.额定功率：电机在额定工况下能够提供的功率。

额定功率是电机的重要性能指标，用户在选型时需要根据实际需求选择合适的额定功率。

2.额定转速：电机在额定电压和额定负载下的转速。

额定转速是电机的工作状态下的典型参数，也是用户在选型时需要考虑的重要因素。

3.效率：电机运行时输出功率与输入电功率之比。

电机的效率直接关系到其能源利用的程度，高效率的电机能够减少能源浪费，提高能源利用效率。

4.起动特性：电机在起动时的性能参数，包括起动电流、起动时间等。

起动特性对于一些需要频繁启动的设备而言，具有重要意义。

5.转矩特性：电机输出的力矩与转速之间的关系。

转矩特性是电机的另一个重要性能参数，直接影响到电机在不同负载下的输出能力。

三、电机的控制方式电机的控制方式包括直接启动、软启动、变频调速等。

直接启动是指将电机直接连接到电源上，利用直接启动器进行控制；软启动是通过降低电机起动时的起动电流和转矩的方式进行控制，可以有效地保护电机和负载设备；变频调速是通过调整电源的频率来实现电机转速调节的方式，可以实现精确的转速控制，适用于对转速要求较高的场合。