电机拖动课件例题讲解
- 格式:ppt
- 大小:697.50 KB
- 文档页数:30
1.6 图1.10为龙门刨床主传动机构图。
齿轮1与电动机轴直接联接,各齿轮有齿轮6与工作台齿条啮合其节距为20mm ,工作台质量m 1=1500kg ,工件质量m 2=1000kg ,电动机飞轮惯量GD 2=200 N·m 2,切削力F =10000N ,切削速度v =40m/min ,总机械拖动效率η=0.8,工作台导轨与床身之间的摩擦系数f =0.1。
试计算:(1)折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量及负载转矩; (2)切削时电动机应输出的功率。
解:(1)齿轮折算到电动机轴上的飞轮转矩为:2462222235221222123()()()M GD GD GD GD GD GD GD j j j ++++++22(4020)(7050)130(20010)99(12)()2++=++++ 2223.5N m =⋅齿轮6的转速:640min25min 800.02m n r m==⨯则电机的转速为:2512300min n r =⨯= 则平移部件折算到电动机轴上的转动惯量为:222406091.291.2(15001000)3001.1L v J m n kg m ⎛⎫⎛⎫⎪==⨯⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⋅ 图1.10 龙门刨床主传动机构图工作台折算成飞轮矩为:22443.1LL GD gJ N m ==⋅ 折算到电动机轴上总的飞轮矩为266.6N·m 2折算到电动机轴上负载转矩为:40(100002500)609.559.550.8300330.3L gf FvT n N mη+⨯'==⨯⨯=⋅(2)切削时电动机应输出的功率为:300330.310.49.55L P T kw '=Ω=⨯≈1.7 如图1.4所示的电机拖动系统,已知提升重物的质量为2kg ,提升速度为0.4m/s,拖动齿轮的效率η1=η2=0.98,卷筒的效率ηL =0.96,卷筒直径D L =0.4m 。
20012-2013《电机与拖动》复习精简版提纲第一部分直流电机及直流电动机的电力拖动一、填空题: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)6、直流电机的电磁转矩是由_______ 和_______ 同作用产生的。
(每极气隙磁通量;电枢电流)8直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 ___________ 。
(交流的。
)9、并励直流电动机,当电源反接时,其中l a的方向 _________ ,转速方向_________ 。
(反向,不变。
)10、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_________ O (制动,驱动。
)11、电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响,当电枢电流la增加时,转速n将 _________ ,转矩Te将 __________ O(下降,增加)13、直流电动机调速时,在励磁回路中增加调节电阻,可使转速_______ ,而在电枢回路中增加调节电阻,可使转速__________ 。
(升高,降低。
)14、电磁功率与输入功率之差,对于直流发电机包括___________ 损耗;对于直流电动机包括损耗。
(空载损耗功率,绕组铜损耗。
)15、串励直流电动机在电源反接时,电枢电流方向________ ,磁通方向_______ ,转速n的方向___________ 。
(反向,反向,不变)16、当保持并励直流电动机的负载转矩不变,在电枢回路中串入电阻后,则电机的转速将_________ 。
(下降)17、并励直流发电机的励磁回路电阻和转速同时增大一倍,贝U其空载电压 _____ 。
(不变)18、直流电机若想实现机电能量转换,靠_________ 电枢磁势的作用。
(交轴)20、他励直流电动机的固有机械特性是指在________ 件下,_________ 和 _______ 的关系。
电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (6)第三章直流电机原理 (12)第四章直流电机拖动基础 (14)第五章变压器 (29)第六章交流电机的旋转磁场理论 (43)第七章异步电机原理 (44)第八章同步电机原理 (51)第九章交流电机拖动基础 (61)第十章电力拖动系统电动机的选择 (73)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
答:电与磁存在三个基本关系,分别是(1)电磁感应定律: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。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即tΦN e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
(2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出Blv e =而感应电动势的方向由右手定则确定。
(3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。
载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l以及通电电流i 成正比,即Bli F =电磁力的方向可由左手定则确定。
1-2 通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。
答:磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路,也可以说电路是电流所流经的路径。
磁路与电路之间有许多相似性,两者所遵循的基本定律相似,即KCL:在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束;KVL:在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律;另外,磁路与电路都有各自的欧姆定律。
第1章 思考题与习题答案1.图1-11所示为电机中的一个线圈,只考虑ab 、cd 有效边,在图1-11所示的磁场和线圈电流及旋转方向下,分析ab 、cd 导体的受力方向。
答:ab 导体受力方向向左;cd 导体受力方向向右。
图1-112.说明铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗产生的原因,并思考如何减少铁耗。
答:铁磁材料周期性的正反向磁化会产生损耗,称为磁滞损耗。
这是因为磁畴来回翻转产生摩擦而引起的损耗。
涡流损耗是因为交变的磁通在铁芯中产生的感应电动势,形成的环流产生的损耗。
铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗总称为铁芯损耗,它正比于磁通密度B m 的平方及磁通交变频率f 的1.2~1.3次方。
P Fe = P h +P e ≈k Fe f 1.3B m 2G ;要减少铁耗,可以减小磁通密度B m 或减小磁通交变频率f 。
3.实际变压器或电机的铁芯均用硅钢片叠压而成,能否用钢板或整块钢制作?为什么? 答:实际变压器或电机的铁芯均用硅钢片叠压而成,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,减小涡流,从而减少电能转化成铁芯的内能,提高效率.;如果用钢板或整块钢制作,会产生涡流,烧毁绕组,使变压器或电机无法正常工作。
4.什么是磁路饱和现象,铁芯的额定工作点应如何选择?答:如图1,开始磁化时,由于外磁场较弱,所以B 增加较慢,对应oa 段;随着外磁场增加,铁磁材料产生的附加磁场增加较快,B 值增加很快,如图ab 段;再增加磁场时,附加磁场的增加有限,B 增加越来越慢,最终趋于饱和,见图中bc 段;最后所有磁畴与外磁场方向一致后,外磁场增加,B 值也基本不变,出现深度饱和现象。
为了使铁芯得到充分利用而不进入饱和状态,电机和变压器的铁芯额定工作点设 图1 非铁磁材料的磁化曲线和 定在磁化曲线的微饱和区。
铁磁材料的初始磁化曲线5.如图1-12所示,匝数为N 的线圈与交变的磁通Φ交链,如果感应电动势的正方向如图1-12所示,写出e 和Φ之间的关系式?答: dt d Ne φ-=图1-12。
电机拖动典型例题分析例1.他励直流电动机,PN=10KW ,UN=220V ,IN=53.4A ,nN=1500r/min ,Ra=0.41Ω,拖动位能性负载。
求:(1) TL= TN ,电枢回路分别串入2.1Ω、6.2Ω的电阻时,电机的稳态转速为多少?各运行于什么状态?(2) 要使重物停在空中,电枢回路应串多大的电阻?(3) 将电压反接,电枢回路不串电阻,TL=0.3 TN ,电机的稳态转速为多少?,运行于什么状态?(4) 采用能耗制动下放重物,TL= TN ,电枢回路分别串入2.1Ω电阻时,电机的稳态转速为多少?(5) 采用能耗制动下放重物,TL= TN ,何种情况下放重物的速度最慢?此时的转速为多少?(6) TL= TN ,当N Φ=31φ时,电机的稳态电枢电流、转速是多少?(7) 若拖动恒功率负载时,PL=PN ,当N Φ=31φ时,电机的稳态电枢电流、转速是多少?解:电机拖动位能性负载,重物上升时,电机处于正向电动状态,工..................作点位于第一象限........;重物..下降..时,电机处于......某种制动....状态,工作点位.......于第..四.象限..。
.电势磁通常数:132.0150041.04.53220=⨯-=-=ΦN a N N N e n R I U C理想空载转速:min /1667132.0220N e N 0r C U n N ===φ额定电磁转矩:m N I C I C T N N e a T N ⋅=⨯⨯=Φ=Φ=35.674.53132.055.955.9额定舒输出机械转矩:m N n P T nNN ⋅==67.6355.92空载转矩:m N T T T N N ⋅=-=68.320(1)TL= TN ,电枢回路分别串入2.1Ω、6.2Ω的电阻时,电机的稳态转速为多少?各运行于什么状态? TL= TN ,Ia=INa Ne a N e N I C R R C U n Φ+-Φ=电枢串入电阻R=2.1Ω时, min /652r n =,正向电动状态电枢串入电阻R=6.2Ω时, min /1007r n -=,倒拉反接制动状态。