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电机与拖动基础教案73.弱磁调速保持电机电压不变，电枢回路不串电阻，在负载转矩不太大的情况下，降低直流电动机磁通，可使直流电动机转速升高。
恒转矩负载的①N（）T L T图4. 5弱磁调速机械机械特性如图4. 5所示。
弱磁升速中，最高转速受换向器和机械强度限制，一般不超过1. 2 o在直流电机拖动系统中，广泛用降电压向下调速及减弱磁通向上调速的双向调速法，以获取较宽的调速范围。
4. 2.2恒转矩调速和恒功率调速在调速过程中，保持点枢电流和每极磁通为额定｛直（即电磁转矩为额定值），称为恒转矩调速。
保持电枢电流为额定值，采用弱磁调速，此时虽然转矩小,但转速变高，而功率保持不变，称恒功率调速。
4. 2.3调速的性能指标1 •调速范围与静差率在额定负载下，电动机调速时的最高转速与最低转速之比，称为调速范围，用 D 表示。
即(4-3)静差率又称转速变化率，是指电动机由理想空载到额定负载吋的转速变化率，用 5 表示，即(4-4)由式(4-4)可知，静差率与以下两个因素有关。
(1)与转速降落有关。
由图4.7可知，固有机械特性的转速降落较小，而人为机械特性的转速降落较大，即人为机械特性比固有机械特性的静差率大。
若串最大电阻时机械特性的静差率满足要求，则其他特性上的静差率都能满足要求。
则在串最大电阻的机械特性上时的转速，就杲串电阻调速的最低转速，而就是最高转速(2)与理想空载转速有关。
机械特性硬度一定时，理想空载转速越高，静差率越小。
图4.7电枢串电阻调速的静差率与调速范围图4. 8降电源电压的静差率与调速范围在图4.8的降压调速机械特性中，当时，两条特性的转速降落相同，但两条特性的静差率却不同，显然低电压特性的静差率大。
故在降压调速中，只要电压最低的机械特性的静差率满足要求，其他各条特性都能满足要求。
这条电压最低机械特性在时的转速为最低转速，而为最局转速o调速范围善静差率是两互相制约的指标，实际生产中，需要根据静差率与调速范围两项指标来选择调速方法。
第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性，掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。
变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同，这是难点。
思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示，请画出磁力线方向。
答向上，图略。
1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。
答垂直导线向右，图略。
1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。
答从向方向，图略。
1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示，当磁通变化时，分别写出它们之间的关系式。
图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式：各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解，动转矩大于、等于或小于零时，系统处于加速、恒速或减速运行状态。
2. 多轴电力拖动系统简化时，转矩与飞轮矩需要折算。
具体计算是难点但不是重点。
3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。
4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。
5. 思考题是重点。
思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。
(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为飞轮矩为，不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为，工作机构转速为，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为，电动机电磁转矩为，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。
因为转矩折算应根据功率守恒原则。
折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为；飞轮矩折算应根据动能守恒原则，折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方，为(2) 选择。
山西大同大学工学院《电机与拖动基础》教学大纲大纲适用：自动化专业、电气工程及自动化等相关专业总学时：80学时，4学分编写：机电工程系执笔：王官升一、大纲说明（一）课程的性质和任务本课程是自动化专业、电气工程及自动化等相关专业的一门专业技术基础课，其任务是使学生掌握电机的基本结构、工作原理和性能参数，电力拖动系统的各种运行方式、动静态性能分析以及电机选择和实验方法，电力拖动系统的基本理论，计算方法；同时要求掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。
为进一步学习“电力电子拖动自动控制系统”、“PLC控制系统”等课程准备必要的基础知识。
（二）本课程与其它课程的关系学习本课程必须具备“电路原理”或“电工基础”课程的基本知识。
三、教学内容及基本要求绪论第一章电机的基本原理第一节电磁感应掌握电磁感应定律及物理意义第二节机电能量转换基本原理了解磁路的基本概念和分析方法第三节电机的基本结构与工作原理掌握电机的基本原理和结构第四节电机的能量损耗与发热理解电机的能量损耗与发热过程第二章电力拖动系统的动力学基础第一节电力拖动系统的运动方程掌握电力拖动的系统的运动方程，并能熟练运用于电力拖动系统的分析和研究第二节生产机械的负载转矩特性了解生产机械的负载特性，掌握各种负载特性的特点第三节电力拖动系统的稳态分析——稳定运行的条件掌握电力拖动系统的稳态分析方法，并能用于分析电力拖动系统的稳定问题第四节电力拖动系统的动态分析——过渡过程分析第五节多轴系统电力拖动系统的简化第三章直流电机原理第一节直流电机工作原理及结构掌握直流电机的基本原理和结构第二节直流电机电枢绕组磁场掌握直流电机的电枢绕组和磁场的磁通分布第三节电枢绕组感应电动势和电磁转矩掌握感应电动势和电磁转矩的计算方法第四节直流电机的基本方程和工作特性了解直流电机的基本方程和工作特性第四章直流电动机拖动基础第一节直流电动机机械特性分类第二节他励直流电动机的机械特性了解他励直流电动机的机械特性第三节他励直流电动机的起动了解他励直流电动机的起动第四节他励直流电动机的调速掌握他励直流电动机的调速指标、方法、方式与负载类型第五节他励直流电动机的制动了解他励直流电动机的制动第六节他励直流电动机的四象限运行第五章变压器第一节变压器的用途、结构及铭牌掌握变压器的基本原理与结构第二节变压器的空载运行和负载运行了解变压器的空载运行和负载运行第三节变压器的等效电路和参数测定掌握变压器的等效电路和参数测定第四节变压器的运行特性了解变压器的运行特性第五节三相变压器掌握三相变压器的结构特点第六节其它用途的变压器第六章交流电机的旋转磁场理论第一节电枢绕组的磁动势了解电枢绕组的磁动势第二节旋转磁场的形成和特点理解旋转磁场的形成和特点第三节交流电机的主磁通和漏磁通理解交流电机的主磁通和漏磁通第七章异步电机原理第一节概述第二节三相异步电动机的结构及工作原理掌握异步电机的结构和运行方式第三节异步电动机转子静止时的电磁关系掌握异步电动机的电磁关系第四节异步电动机转子旋转时的电磁关系理解异步电动机的功率关系，转矩的关系第五节对称运行的等值电路及相量图第六节负载运行的功率和转矩第七节异步电动机负载运行的功率和转矩第八节三相异步电动机的工作特性了解异步电机的工作特性第八章同步电动机的原理第一节同步电动机的结构和工作原理掌握同步电动机的结构和基本工作原理第二节同步电动机电压方程式和相量图第三节同步电动机电压平衡方程式和相量图能掌握同步电动机的电压方程和相量图第四节同步电动机功率方程功角特性理解同步电机的功率方程和功角特性第五节同步电动机的功率因数及U形曲线理解同步电动机的功率因数调节和U形曲线第八章交流电机拖动基础第一节异步电动机的机械特性理解异步电动机的机械特性第二节异步电动机的起动掌握异步电动机的起动方式第三节异步电动机的调速了解异步电动机的调速方法第四节异步电动机的制动了解异步电动机主要的三种制动方法第十章电力拖动系统电动机的选择第一节电动机的型号和铭牌参数理解电动机的型号和铭牌参数第二节电动机的绝缘等级与工作制分类了解电动机的绝缘材料及工作制分类第三节不同工作制下电动机的功率选择了解电动机不同工作制下的功率选择第四节电动机额定数据的选择理解电动机的额定数据第十一章特种电机第一节单相异步电动机掌握单相异步电动机的工作原理及分类第二节磁阻式同步电动机了解磁阻式同步电动机的工作原理、基本结构与起动问题第三节磁滞式同步电动机了解磁滞同步电动机的基本结构及工作原理第四节步进电动机了解步进电动机的基本结构及工作原理第六节直线电动机了解直线电动机的基本结构及工作原理。
《电机与拖动基础》教学大纲课程编号：2020004学时：48学分： 3授课系：信息工程系适用专业：自动化教材（名称、主编或译者、出版社、出版时间）：《电机与拖动基础》（第三版）李发海王岩清华大学出版社 2007主要参考资料：《电机与电力拖动基础》顾绳谷合肥工大出版社2006《电机与拖动基础》汤天浩机械工业出版社2004《电机与拖动》唐介高等教育出版社2007《电机与电力拖动》周定颐机械工业出版社2007一．课程的性质、目的及任务《电机与拖动基础》课程适用于自动化专业，属于技术基础理论课。
该课程的教学目的是使学生掌握常用交直流电机及变压器的基本结构和工作原理以及电力拖动系统的运行性能分析、计算方法和实验方法，为后续“电力拖动自动控制系统”等专业课程打下基础，同时为从事电气自动化工程技术工作和科学研究奠定初步基础。
从工程应用出发，本课程主要研究电动机的原理、结构及运行特性、电动机的参数等，并能根据运动控制的要求选择电机。
二．教学基本要求掌握电动机的结构、工作原理、运行（起动、调速、制动等）特性；变压器结构、工作原理，绕组的连接方式，变压器的运行特性；微控电机的工作原理等。
学会电动机的选择。
达到自动化专业应具备有关电机及拖动基础知识、基本技能的要求。
三．教学内容第一章绪论内容：课程性质，常用的物理概念和定律，铁磁材料磁化特性及磁化曲线。
重点：全电流定律，电磁感应定律，磁化特性第二章电力拖动系统动力学内容：电力拖动系统转动方程式，多轴电力拖动系统的简化，负载的转矩阵特性与电力拖动系统稳定运行的条件。
重点：转矩计算，电力拖动系统稳定运行条件分析第三章直流电机原理内容：直流电机结构、工作原理、电机的磁路、空载特性、电枢绕组，电枢电动势与电磁转矩，直流电动机运行原理，他励直流电机机械特性，直流电机换向。
重点：电枢绕组、换向，电磁转矩，机械特性，运行原理。
难点：换向、机械特性。
第四章他励直流电动机的运行内容：他励直流电动机的起动、调速、制动运行；电力拖动系统的过渡过程。
武汉纺织大学第三章3 . 1 三相异步电动机的结构主要是哪几部分?它们分别起什么作用?答: 三相异步电动机的结构分定子和转子两部分,定、转子之间有空气隙。
定子是由定子铁心、定子绕组和机座三个部分组成。
定子铁心是磁路的一部分, 同时用来嵌放定子绕组; 定子绕组通电时能产生磁场; 机座用来固定与支撑定子铁心。
转子部分有转子铁心和转子绕组。
转子铁心也是磁路的一部分, 同时用来嵌放转子绕组; 转子绕组的作用是产生感应电动势、流过电流并产生电磁转矩。
3 . 2 异步电动机的基本工作原理是什么?为什么异步电动机在电动运行状态时,其转 子的转速总是低于同步转速?答: 异步电动机是应用通电导体在磁场中产生电磁力的原理而工作的。
电动机在工作时 定子旋转磁场与转子之间要有相对切割运动,否则在转子绕组中不能产生感应电动势, 不能产生电流,也就没有电磁转矩,所以在电动运行状态时,转子的转速不能等于同步转速,只能低于同步转速。
3 . 3 什么叫转差率?三相异步电动机的额定转差率为多少?为什么转差率是异步电动 机最重要的一个技术参数?答: 旋转磁场转速即同步转速1n 与转子转速n 之差(1n - n)称为转差。
转差(1n - n)与同步转速1n 之比,称为转差率,用s 表示,即 s=11n nn 额定转差率N s 很小,约为0.015~0.05。
转子转速n=1n ( 1 - s),用转差率s 能表示转子转速, 转子的感应电动势也与转差率相关,所以转差率是最重要的一个技术参数。
3 .4 已知一台三相异步电动机的额定功率N P =10 kW ,额定电压N U =380 V ,额定功 率因数cos N ϕ=0 . 75 ,额定效率N η=86 %,问其额定电流N I 为多少?解: 由 N P =3N U N I cos N ϕN η× 310-kW则有75.086.038031010cos 31033⨯⨯⨯⨯=⨯=NN N N N U P I ϕη=23.6A3 .5 一台异步电动机定子绕组有6根引出线,其铭牌上标明“电压380 /220 V ,接法 Y/Δ”。
