电机与拖动三相异步电动机电力拖动运行

55三相异步电动机电力拖动的应用案例三相异步电动机是一种常见的电力拖动设备，主要用于转动机械设备。

它具有结构简单、可靠性高、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域。

以下是一些三相异步电动机电力拖动的应用案例。

1.工业制造领域:在工业制造领域中，三相异步电动机被广泛应用于各种机械设备的驱动。

例如，生产线上的输送带、搅拌机、切割机、压力机、卷绕机等都使用了三相异步电动机作为动力源。

这些设备在生产过程中需要不同速度和转矩的控制，三相异步电动机通过变频器或直接启动控制系统来满足这些需求。

2.污水处理厂:污水处理是一个重要的环保工程，在处理过程中需要大量的水泵和搅拌器。

这些设备使用了三相异步电动机进行驱动，以完成搅拌、输送和排污等工作。

同时，在污水处理过程中，需要根据水流量和污水浓度的变化对设备进行调节，三相异步电动机可以根据需要进行转速调节和负载调节，提供灵活的控制手段。

3.空调和制冷设备:空调和制冷设备需要大量的压缩机来实现冷却和制冷过程。

这些压缩机通常使用三相异步电动机作为驱动力，以提供足够的运行功率。

通过控制电动机的速度和负载，可以实现对冷却剂的流量和制冷效果的调节，从而提高设备的效率和运行性能。

4.电车和轨道交通:电车和轨道交通系统使用了许多大功率的三相异步电动机来驱动车辆运行。

电动机将电能转化为机械能，通过轮胎和轨道之间的摩擦力来推动车辆前进。

三相异步电动机通过其高转矩和可靠性，可以满足电车和轨道交通系统对动力输出的需求。

5.矿山和采石场:矿山和采石场需要大型起重设备和运输设备来处理土石料。

这些设备通常使用三相异步电动机驱动，以提供足够的力量。

异步电动机可以应对重负荷和恶劣环境的要求，具有很强的抗干扰能力和可靠性。

第五章三相异步电动机的基本原理主要讲授内容：三相异步电动机的工作原理、结构、运行特性、等效电路、参数测量、转矩转差的关系等，是必须掌握的内容，使本课程的重点。

是在现代工业中正被大量应用的机电能量转换装置，是后续课程《电力拖动》课程的基础。

讨论：三相异步电动机What？三相异步电动机的用途、结构？How？三相异步电动机的工作原理？第一节三相异步电动机的结构及额定参数一、异步电动机的主要用途和分类用途：异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。

异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。

采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。

已经取代直流电动机，成为应用广泛的调速系统。

异步电动机的缺点：功率体积比较小。

功率因数较差。

直接接电网运行时，必须从电网里吸收滞后的励磁电流，使它的功率因数总是小于１。

通过控制器可以使这一缺点得到改善。

异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩。

所以，异步电机又叫感应电机。

二、异步电动机的分类从不同角度看，有不同的分类法：（1）按定子相数分有①单相；②三相异步电动机。

（2）按转子结构分有①绕线式；②鼠笼式。

后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机。

此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压、低压异步电动机之分。

从其它角度看，还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等。

异步电机也可作为异步发电机使用。

单机使用时，常用于电网尚未到达的地区，又没有同步发电机的情况，或用于风力发电等特殊场合上。

在异步电动机的电力拖动中，异步电机回馈制动时，即运行在异步发电机状态。

风叶铁心绕组轴承滑环绕线电动机转子笼型绕组导条端环1、异步电动机的定子：异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。

（1）定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。

电机与拖动课程设计1.前言电机与拖动是一门理论性和实践性都较强的课程，是自动化专业必修的核心课程，电机与拖动课程理论讲授完后，结合专业特点和现有设备条件开展该课程的课程设计，增强学生对课程理论知识的理解和实践运用，加强学生电机与拖动课程综合性工程训练。

2. 异步电动机的起制动和调速设计关于异步电动机的起制动和调速设计，其主要根据电机与拖动实验中的继电器（接触器，时间继电器）控制知识，完成电路图的绘制，实现对异步电动机起动、调速、制动、停止等功能。

异步电动机控制动作流程：低速启动→高速正转运行→运行一段时间→减速运行→运行一段时间→反转低速运行→运行一段时间→反转高速运行→运行一段时间→能耗制动→停止。

此设计题目要求对异步电机的起动、调速、制动方法的设计，以确定异步电机的最佳起、制动和调速方案，且达到最优配合。

2.1 异步电动机的起动2.1.1 电机起动方法的介绍电机在起动时应使启动转矩足够大，确保生产机械正常起动；起动电流足够小，避免因起动对电网造成的冲击；起动时间你尽量短；启动设备简单，操作方便；起动过程中能耗消耗少，经济适用。

通过综合考虑，一般选择起动电流I st=(4~7)I N，而起动转矩T st=T N。

本次课程设计中电机为鼠笼式异步电机，其主要起动方法有直接起动，定子串电阻或电抗的降压起动，自耦变压器的降压起动，星-三角降压起动，软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动。

2.1.2 起动方法的比较在上述这几种起动方法中，每一种方法都有各自的优点与缺点以及各自的适用范围。

对于直接起动方案：需要电机满足自身容量不大或者轻载情况，亦或者满足特殊要求的情况；对于定子串电阻或电抗的降压起动这种方法：这种方法相当于降低定子绕组的外加电压，而由上面公式可知，起动电流正比于定子绕组上的电压，因而在一定程度上，这种定子串电阻或电抗的降压起动方法可以到达降低起动电流的目的，但因为起动转矩与定子绕组电压的平方成正比，起动转矩将会降低更多，因此这种方法仅适合轻载起动；对于自耦变压器的降压起动方法：与直接起动方法相比较，采用自耦变压器的降压起动时，电压降低（N2/N1）倍，但电网所承担的起动电流和起动转矩均降低【（N2/N1）*（N2/N1）】倍，可以拖动较大的负载，但同时设备体积庞大、价格高；对于星-三角降压起动方法：电机采用星-三角降压起动时，电网所承担的起动电流只有三角起动时的1/3,而起动转矩也将为三角起动的1/3，相当于自耦变压器的降压起动抽头为（1/）的情况，而与自耦变压器的降压起动相比，星-三角降压起动方法简单，只需要星-三角转换开关，价格便宜、重量轻；对于软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动都具有一定的特殊性，更适合与一些特殊场合，因而在本次课程中不适用。

《电机与拖动基础》试题库及答案第一部分直流电机一、填空题：1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。

(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。

（E a〈U；E a〉U）3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。

（叠绕组；波绕组；叠）4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。

（相反；相同）5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。

（2p；2）6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。

（每极气隙磁通量；电枢电流）7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。

（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用）二、判断题1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。

（）（F）2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。

（）（T）3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。

（F）4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。

（）（F）三、选择题1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。

（1）（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组2、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）（3）（1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。

《电机与电力拖动》（第三版）习题参考答案第1章思考题和习题一、填空题1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成。

气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。

电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。

感应电动势、电枢电流4．电动机按励磁方式分类，有、、和等。

他励、并励、串励、复励5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡。

相反、反电势6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用表示。

输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同。

（×）2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。

（×）3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线。

（×）4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小。

（√）5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。

（×）6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。

（√）三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( B )。

A．直流电流B．交流电流C．互相抵消，正好为零2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组( B )。

A．应与主极绕组串联B．应与电枢绕组串联C．应由两组绕组组成，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联3．直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的( A )。

A．从转轴上输出的机械功率B．输入电功率C．电磁功率4．直流电动机铭牌上的额定电流是。

《电机与拖动基础》习题选电力拖动(1)5-1他励直流电动机的铭牌数据：P N=1.75千瓦,U N=110伏,I N=20.1安,n N=1450转/分，试计算：（1）固有特性曲线，并用坐标纸画出；（2）50%额定负载时的转速；（3）转速为1500转/分时的电枢电流值。

5-2 他励直流电动机的铭牌数据同上，试计算磁通为80%额定值、电枢电压为50%U N时的人为特性，并用坐标纸画出。

5-3他励直流电动机的数据：P N=10千瓦;U N=220伏;I N=53.7安,n N=3000转/分；试计算：（1）固有特性；（2）当电枢电路总电阻为50% R N ()时的人为特性；R N=U N/I N（3）当电枢电路总电阻为150% R N时的人为特性；（4）当电枢电路端电压U=50% U N时的人为特性；（5）当磁通为80%额定值时的人为特性。

并作出其机械特性图。

5-4 一台他励电动机数据如下：P N=21千瓦,U N=220伏,I N=112安,n N=950转/分（1）若负载转矩为0.8T N时，求电动机转速；（2）若负载转矩为0.8T N时，在电枢电路中串联30%R N附加电阻，求电阻接入瞬间和转入新的稳态时的转速、电枢电流和电磁转矩；（3）若将电枢电压降低至额定电压的20%，磁通为额定磁通的70%，求额定负载时电机的转速。

5-5一直流电动机有下列数据：U N=220伏,I N=40安,n N=1000转/分，电枢电路总电阻R a=0.5欧，当电压降到180伏，负载为额定负载时，求：（1）电机接成他励时（励磁电流不变）的转速和电枢电流；（2）电机接成并励时（励磁电流随电压正比变化）的转速和电枢电流（设铁心不饱和）。

5-6他励电动机铭牌数据：P N=2.5千瓦，U N=220伏，I N=12.5安，n N=1500转/分，R a=0.8欧。

（1）运行中在n=1200转/分时使系统转入能耗制动停车，问保证起始制动电流为2I N时，电枢应串入多大电阻？如电枢不接入制动电阻，则制动电流为多大？（2）若负载转矩为位能转矩，要求在T2=0.9T N时保证电机以120转/分的转速能耗制动稳速下放重物，问所需制动电阻为多大？（3）绘出上述两种情况的机械特性。

第一章 直流电机1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T 有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，a E 又有何区别？它们又是怎样产生的？解：直流发电机的电磁转矩T 是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T 是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势E a 大于电枢端电压U ，直流电动机的电枢电动势E a 小于电枢端电压U ，电枢电动势E a 都是运动导体切割磁场感应产生的。

1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；转子：电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变）1-5 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？解：换向器与电刷滑动接触，在直流发电机中起整流作用，即把线圈（元件）内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。

在直流电动机中起逆变作用，即把电刷间的直流电逆变成线圈（元件）内的交变电，以保证电动机能向一个方向旋转。

1-6 一台Z2型直流发电机，min,/1450,230,145r n V U kW P N N N ==-求该发电机额定电流。

解： A U P I N N N 43.630230101453=⨯== 1-7 一台Z2型直流发电机，min,/1500%,90,220,160r n V U kW P N N N N ===-η求该额定电流是多少？解： A U P I N N NN 08.8089.022*******=⨯⨯==η1-10 电枢反应对气隙磁场有何影响？解：电枢反应使合成磁场发生畸变，磁路饱和时有去磁作用。

1-11 有一台四极直流电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb ，电枢总导线数N=152，转速min /1200r n =。

《电机与电力拖动》课程标准一、基本信息二、课程设计思路本课程依据“铁道供电技术专业典型工作任务与职业能力分析表”中的电机及电气控制技术、工厂供电技术等工作项目而设置。

随着时代的进步以及科技的不断发展，电气自动化技术正在得到不断的完善，随着电气自动化技术的发展以及完善。

社会各行业对于电气工程自动化技术的需求也越来越大，也就迫切需要自动化技术的技能人才，为适应未来科技发展对本专业技术技能人才的新需求，本课程着力培养学生能够使用电机与电气控制技术对机床和工业生产设备进行控制，并具备对各种电气控制系统的设计、安装、调试和排除故障的基本能力，使学生了解电机与电气控制在机电一体化领域的发展动态和趋势。

增强自主学习能力和创新意识，从而使学生在未来的工作实践中能够把握该项技术的发展和应用趋势，更好地服务其专业工作。

课程内容的编排和组织以本专业主要就业岗位（接触网工、变电工、电力线路工、调度员等）的能力需求、高职学生的学习特点与认知规律等为依据，坚持课程内容与职业标准对接，经深入调研分析，确定本课程以下八个学习项目：电机及电力拖动概述、直流电机的结构及工作原理、三相异步电动机的结构及工作原理、低压电器的认识与使用、三相异步电动机典型的控制电路设计与安装、典型机床电气控制电路分析与故障排除。

把实际岗位工作任务（行动领域）转化为学习情境，每一堂课均采用项目导向、任务驱动、工学交替的教学模式，充分利用现代化教学手段，从知识、能力、素质等方面明确课程任务。

以学生为中心完成项目规定的任务。

混合式学习是一种个性化的学习方式，故其应采用多元化的评价方式。

既包括形成性评价，还包括总结性评价。

形成性评价主要包括学生在线上自主学习时的讨论情况、在面对面课堂中小组合作学习的参与度、课堂表现情况、师生讨论反思等，并将学生的课堂出勤、课堂行为及职业素养等思政元素纳入职业素质评价中，总结性评价包括小组提交的团队项目作品以及期末的作业等。

通过全方位的评价可以使学习者更清楚的到自己的学习效果并不断进行自我完善，为下一步的学习做准备。

《电机与拖动》教学大纲课程名称：电机与拖动英文名称：Motors and Electric Drives课程性质：专业教育必修课程课程编号：O131009所属院部：机电工程学院周学时：4学时总学时：75学时（理论学时60;实验学时15）学分：4学分教学对象（本课程适合的专业和年级）：机械设计制造及其自动化专业（专升本）2011级学生预备知识：高等数学、物理学、电工学、电子技术、工程力学、机械制图等。

课程在教学计划中的地位和作用：本课程为专业基础课，其作用是承前启后，为后续课程打基础，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

教学方法：讲授、讨论、实验教学的目的和要求：使学生掌握变压器与各种电机的基本结构、工作原理和运行性能，独立分析电力拖动系统各种运行状态，掌握有关计算方法，合理地选择和使用电动机，为毕业后从事专业技术工作做好基本培养和锻炼。

要求重点掌握变压器、异步电机、电动机的选择和电力拖动系统的动力学部分，同步电机、直流电机和控制电机部分作为一般掌握内容。

课程教材：唐介主编.电机与拖动（第二版）. 北京：高等教育出版社，2007参考书目：［1］彭鸿才主编.电机原理及拖动. 北京：机械工业出版社，2007年.［2］周顺荣编著.电机学.北京：科学出版社，2002年.［3］电机及电气技术实验装置实验指导书.杭州：浙江天煌科技实业有限公司考核形式：闭卷考试编写时间：2012年1月制定课程内容及学时分配：注：根据需要，课时可作适当调整。

绪论（2学时）学习要求：了解本课程的性质与特点，掌握学好这门课的方法。

教学重点：学习方法第1章磁路（4学时）学习要求：掌握常用基本物理量和基本定律，为学好本课程打好基础。

教学重点：铁磁材料与磁路。

第2章变压器（8学时）学习要求：1.了解变压器的主要结构、基本工作原理及主要额定值的意义。

2.掌握变压器负载运行时的等值电路、相量图、基本方程式以及运行性能。

3.熟悉三相变压器的联接组别。