机电传动控制总结
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《机电传动控制实训》报告课题:三相异步电动机的正反转控制线路系别:机电工程系专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:郝沛东学号:1053100125指导教师:郭振军职称:讲师2012 年5月31日摘要无论是工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备,还是日常生活中的家用电器设备,都大量地使用着各种各样的电动机。
据资料统计,现在工业生产企业有百分之九十以上的动力来源来自于电动机,我国生产的电能大约百分之六十用于电动机,电动机在现代生产和生活中起着十分重要的作用。
三相异步电动机广泛应用于国民经济各个领域,作为风机、水泵、压缩机、机床等的动力。
电动机能效水平的提高可有效地减少能源建设和能源的消耗。
电动机的节能对环境和自然资源的保护有重要的影响,并与用户的经济效益有密切关系。
因此,美国和欧洲各国对高效率的节能电动机设计和推广十分重视。
异步电动机具有结构简单、价格低廉、工作可靠、维修方便的优点,所以在发电厂和工农业生产中得到最方泛的应用。
关键词:三相异步电动机设计线路正反转目录引言 (1)1 任务要求与总体设计方案 (2)1.1 设计任务要求 (2)1.2 总体设计方案 (2)2 选择器件 (3)2.1 各器件的功能及符号 (3)3 设计电路图 (6)3.1 电路图的原理 (6)4 实物图 (7)5连接电路注意的事项 (8)6总结 (9)谢辞 (10)引言随着经济快速地发展,生产力的提高,电动机在生产中得到了广泛的应用,电动机能提供的功率范围很大,从毫瓦级到万千瓦级。
电动机的使用和控制非常方便,具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力,能满足各种运行要求;电动机的工作效率较高,又没有烟尘、气味,不污染环境,噪声也较小。
由于它的一系列优点,所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。
一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化1 任务要求与总体设计方案1.1 设计任务要求1.能够设计和绘制三相异步电动机延时控制起动控制的原理图、接线图。
机电传动控制综合实习的研究与实践总结为了提高机械工程类应用型本科学生的动手能力,以此加强学生基础理论和专业知识的综合应用能力,逐步培养学生发现、分析并解决工程实际问题的能力,根据“基于最终目标零距离”人才培养理念,必须努力拓宽实践教学渠道,为从认识、熟悉、理解到掌握专业实践技能和能力提供创新平台。
为此,机电工程学院在研讨的基础上提出并构建了特色鲜明的机电传动控制综合实习校内实习项目,作为重建的应用型人才培养教学体系中的第三层(即系统综合创新层)的主要的应用实践内容。
本实习项目设置的任务和目的是通过一系列设计性、创新性实验与实习训练,使学生熟悉、了解机电传动的方法、常用元器件,使从先修基础与专业课程中所学的基本理论、基础知识在模拟的工程实践环境中得到验证和展示,从而使机电传动的相关知识通过这样一个颇为综合的实践环节中消化、理解、内化与提高。
本实习项目是在常州工学院原有华中数控车床(JDZ06)的基础上,根据机械工程类应用型本科人才培养的的基本目标,基于透明系统(软、硬件系统)的设计思想,设计和开发了可用于教学目的综合实训平台,实训的内容涉及机、电一体化原理与系统方面的多学科知识。
根据机床的基本功能和综合实习的训练目标,按照基本功能分类将机电传动控制综合实习系统分为四大模块,每个模块构成一个相互独立的运动单元,同时四个单元又能根据要求进行整合。
通过面板上左下角的钥匙开关可以预选本系统的运行模式,在单元运行模式下,各单元可以单独控制各执行部件进行相应的动作;而在综合运行模式下,本系统的控制部分组合成一台完整的数控车床,通过数控系统进行相应的操作。
具体来说,本系统共有机床电气控制、机床主轴变速实验、机床运动数字控制、电动刀架及其PLC控制四个单元组成。
其中,1)机床电气控制单元主要由操作面板、总开关、警示灯和低压电器柜等组成。
2)机床主轴变速实验单元由操作面板、变频装置、速度显示模块、传感器、机械齿轮变速装置、主轴电机和低压电器柜等组成。
机电传动课程设计总结(共9篇):机电传动课程设计带传动转矩计算螺杆螺母传动设计螺杆螺母传动电机选择篇一:机电传动课程设计的小结小结作为一个工科学生,实践是我们最好的学习手段,而在校期间,仅有的课程设计是我们唯一的实践机会。
把握好课程设计的这个学习机会,我们可以学到许多课本中无法学到的知识。
机电传动控制这门课,是以电机为被控对象,控制为核心的一门课程。
所以,我们不仅要掌握现代工业的各种控制方法,同时也应了解电机的原理以及特性。
在学习这门课时,我们主要将重点放在了控制这一部分。
在本次课程设计中,我们总共经历了控制要求的分析、原理图的设计、元器件的选型‘接线图的设计以及设计资料整理等5个过程。
在每个过程中我们都学到了很多的知识,积累许多经验,并了解了整个设计的过程。
在原理图的设计上,我们学到了如何灵活利用“起保停”电路来实现我们所需的控制要求。
另外我们还学会了如何分工,将整个原理图划分为主回路‘控制回路‘辅助回路灯3个部分,然后分别进行设计。
而在控制回路中,我们还可以划分为电机控制回路和液压控制回路等两个模块。
这样,经过细分后的原理图,就变得简单明了,设计起来就很容易明确目的,快速的完成任务。
同时,为了实现半自动半手动控制的生产线要求,我们利用万能转换开关,在设计自动回路时,同时也添加了手动控制按钮,这样就更方便手动调节。
在元器件的选型上,我们学会了如何查资料,查询电工手册。
通过查手册中的元器件性能指标表格,我学会了如何筛选自己所需的元器件。
同时,我们在资料中查到了许多经验公式,利用这些经验公式,我们计算出工业中一些额定电流的裕度。
比如,在熔断器的选择上,我们就是将电机的参数所计算出的电流值带入经验公式,得出一个电流裕度,然后选取熔断器。
另外,我们也学到了一些工业接线方面的工艺知识;比如,在接点接线时线头不可超过3个;再比如按钮与指示灯的颜色选取是根据工业中约定俗成的习惯而定。
在接线图的设计上,我们学会了如何将原理图中的电器连接表达到接线图中去。
稳定运行包含两重含义:1)系统应能以一定的速度匀速运转;2)系统受某种外部干扰作用(如电压波动、负载转矩波动等)而使运行速度稍有变化时,应保证系统在干扰消除后能恢复到原来的运行速度。
系统稳定运行的必要充分条件(1)两机械特性有交叉点(2)在平衡点处有一速度Δn↑时,TM<TL TM-TL<0Δn↓时,TM>TL TM-TL>0a点是稳定平衡点,b点不是。
2.5.2 加快过渡过程的方法:减少系统的飞轮矩GD2(采用细长圆柱形转子)增加动态转矩Td采用多极电动机(极对数p多的)减少回路电阻Ra(减少功率放大器内阻)选用机械特性硬度大的电动机选用力矩惯量比大的电动机并励发电机工作的条件1.要有剩磁;2.励磁电流产生的磁场方向和剩磁方向相同;3.Rf’不能太大。
多段启动电阻启动的他励电动机缺点1.机械特性变软,稳定性差;2.轻载时调速范围不大;3.无级调速困难;电阻上消耗大量电能;4.启动电阻不能用来调速适用于起重机、卷扬机。
2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩,静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩,以带动生产机械运动的。
静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则?因为许多生产机械要求低转速运行,而电动机一般具有较高的额定转速。
这样,电动机与生产机械之间就得装设减速机构,如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,皮带等减速装置。
所以为了列出系统运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。
转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.5为什么低速轴转矩大,高速轴转矩小?因为P= Tω,P不变ω越小T越大,ω越大T 越小。
一、前言随着我国科技的飞速发展,机电传动技术在工业、农业、交通运输等领域得到了广泛应用。
为了提高我国机电传动技术的研发和应用水平,培养具备实际操作能力的专业人才,我们参加了为期两周的机电传动基础实训。
本次实训旨在通过实际操作,使学生深入了解机电传动系统的原理、结构及控制方法,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
以下是对本次实训的总结。
二、实训目的1. 熟悉机电传动系统的基本原理、结构及工作过程;2. 掌握机电传动系统的主要组成部分及各自的功能;3. 熟悉常用机电传动设备的操作方法及维护保养;4. 培养学生的动手能力和团队协作精神;5. 提高学生分析问题、解决问题的能力。
三、实训内容1. 机电传动系统基本原理及结构通过理论学习,我们了解了机电传动系统的基本原理,包括机械传动、电气传动和液压传动等。
同时,我们还学习了机电传动系统的结构,如电机、减速器、传动带、链条、齿轮等。
2. 电机及电气设备操作实训过程中,我们学习了各种电机的结构、工作原理及操作方法。
此外,我们还学习了电气设备的安装、调试和维护保养。
3. 减速器及传动带、链条、齿轮等传动部件操作实训中,我们掌握了减速器的安装、调试和维护保养方法,了解了传动带、链条、齿轮等传动部件的工作原理及安装要求。
4. 机电传动控制系统操作实训期间,我们学习了机电传动控制系统的组成、工作原理及操作方法,包括PLC、变频器等设备的操作。
5. 机电传动系统故障诊断及维修实训中,我们学习了机电传动系统常见故障的诊断方法及维修技巧,提高了故障排除能力。
四、实训成果1. 掌握了机电传动系统的基本原理、结构及工作过程;2. 熟悉了电机、减速器、传动带、链条、齿轮等主要组成部分及各自的功能;3. 掌握了常用机电传动设备的操作方法及维护保养;4. 提高了动手能力和团队协作精神;5. 培养了分析问题、解决问题的能力。
五、实训心得1. 理论与实践相结合:本次实训使我们对机电传动技术有了更加深刻的认识,体会到理论与实践相结合的重要性。
《机电传动控制》期末考试重点总结work Information Technology Company.2020YEAR第三章、直流电机1、机械传动系统负载特性:恒转矩型(反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载)、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。
2、要加快电动机系统过渡过程,应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。
3、他励直流电动机(1)、为什么直流电动机不能直接启动?直流电动机启动方法:电动机启动之前,n=0,E=0,Ra很小。
电动机直接并入电网并施加额定电压时,启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。
①在换向过程中,产生危险的电火花,甚至烧坏整流子。
②过大的电枢电流产生过大的电动应力,可能引起绕组的损坏。
③产生与启动电流成正比的启动转矩,在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击,使机械传动部件损坏。
④对电网供电电动机来说,过大的启动电流将使保护装置动作,从而切断电源,使生产机械停止工作,或引起电网电压下降,影响其它负载正常运行。
启动方法:①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。
问:为什么要逐级切除启动电阻如果切除太快,会带来什么后果如果启动电阻一下全部切除,在切除瞬间,由于机械惯性作用使电动机转速不能突变,再次瞬间转速维持不变。
机械特性会转移到其他特性曲线上,此时冲击电流很大。
如果切除太快,会有可能烧坏电动机。
(2)、调速:①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变,随着电阻增加,转速降落增大,特性变软) ②改变电枢供电电压U、(空载转速随电压减小而减小,转速降落不变,特性硬度不变,恒转矩调速)③改变电动机主磁通φ(理想空载转速随磁通改变而改变,转速降落随磁通改变而改变,特性变软,恒功率调速)(3)、制动:反馈制动、反接制动(电源反接,倒拉反接制动)、能耗制动4、问:一台直流电动机拖动一台卷扬机构,在重物匀速上升时将电枢电源反接,电动机经历了几种运行状态?①正向电动状态,由a到b特性曲线转变②反接制动状态,n降低,到达c点转速为零③反向电动状态,c→f,转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态,到达f平衡点,转速n不再变化5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动第四章、交流电机1、三相异步电动机(1)、启动特性:启动电流大、启动转矩小。
机电传动控制总结题1.直流电机的启动原理⽅法,制动⽅法:1.降压启动:11sta U I R =,U 降低,所以启动电流1st I 降低 2.串电阻启动:1N st a adU I R R =+,显然增加Rad 以后,启动电流降低 3.制动⽅法:反馈制动,反接制动,能耗制动2.交流电机的启动⽅法、制动⽅法1.直接启动2.串电阻或电抗降压启动3.Y- 启动4.⾃耦变压器降压启动5.延边三⾓形启动制动⽅法:1.反馈制动2.反接制动3.能耗制动3.既然在电动机的主电路中装有熔断器,为什么还要装热继电器?装有热继电器是否可以不装熔断器?为什么?答:熔断器和热继电器的作⽤各不相同,在电动机为负载的电路中,熔断器是⼀种⼴泛应⽤的最简单有效的短路保护电器,它串联在电路中,当通过的电流⼤于规定值时,使熔体熔化⽽⾃动分断电路,它分断的电流⼤,作⽤的时间短,以保护负载。
⽽热继电器是⼀种利⽤流过继电器的电流所产⽣的热效应⽽反时限动作的过载保护电器,在电动机为负载的电路中,热继电器⽤来对连续运⾏的电动机进⾏过载保护,以防⽌电动机过热⽽造成绝缘破坏或烧毁电动机。
因此,若使熔断器作⽤的电流很⼤,但过载电流不⾜以使其作⽤,此时需靠热继电器来进⾏保护作⽤,所以它不能代替热继电器实施过载保护。
此外,由于热惯性,虽然短路电流很⼤,但也不能使热继电器瞬间动作,因此它不能代替熔断器⽤作短路保护。
综上可知,在电动机主电路中既要装熔断器,实现短路保护,也要装热继电器,实现过载保护。
2.电动机的启动电流很⼤,当电动机启动时,热继电器会不会动作?为什么?答:在热继器电流值设定正常时,是不会动作的。
因为电动机启动只是短时间电流过⼤,热继电器主要过载保护,需要持续⼀定时间的过电流热继电器才会动作。
热继电器的动作是靠电流产⽣热量来控制的,由于热惯性,虽然短路电流很⼤,但也不能使热继电器瞬间动作,当电流超过设定值,电流⾦属⽚发热,持续⼀定时间⾦属⽚就会变形,此时才会触发继电器动作。
机电传动控制课程总结班级:学号:姓名:指导老师:时间:2013年6月27号本次总结主要涉及三大块:直流电机、交流电机以及可编程控制器PLC。
其中,比较系统全面的分析了课上的重要知识点等,并能通过本次总结熟练掌握和运用到以后的设计中。
一、直流电动机1、基本结构:定子(主磁极,换向极,机座,端盖,电刷装置)作用:产生磁场转子(电枢铁心,电枢绕组,换向器,轴,风扇)主要是电枢,作用:产生电磁转矩和感应电动势2、工作原理:在电枢线圈中通入直流电流,电枢在磁场中旋转,换向器和电枢一起旋转。
电枢一经转动,由于换向器配合电刷对电流的换向作用,直流电流交替地由线圈边ab,cd流入,使线圈边只要处于N极下,其中通过电流的方向总是从电刷A流入的方向,在S极下,电流总是从电刷B流出的方向。
由此保证了每个磁极线圈边中的电流始终是一个方向,使电机连续旋转。
3、直流发电机的工作原理:把电枢线圈感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时为直流电动势。
4、励磁方式:电磁式直流电动机的定子磁极(主磁极)由铁心和励磁绕组构成。
根据其励磁(旧标准称为激磁)方式的不同又可分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
因励磁方式不同,定子磁极磁通(由定子磁极的励磁线圈通电后产生)的规律也不同。
5、他励电动机:下面主要分析一下他励电动机的特性。
(1)机械特性固有机械特性在U1=UN,Ia=IaN,且电枢回路未串任何电阻的条件下,转自转速和电磁转矩之间的关系曲线n=f(Tem)称为机械特性。
它反映了在不同转速下电动机所能提供出力(转矩)的情况。
人为机械特性:改变三个量U 、φ、Ra 之一而其他量不变时可以得到人为机械特性。
根据公式可得到以下三种人为的机械特性:(1)电枢回路串电阻时的人为机械特性:对应于不同的 Ra 可以得到一簇斜率不同射线。
(2)改变电枢电压的人为机械特性:斜率不变,理想空载转速 n0 不同的一簇平行线。
第一章概述1.机电传动控制的目的与任务1.1 机电系统的组成1)电气控制系统2)电力拖动或机电传动3)机械运动部件1.2 机电传动控制的任务将电能转换为机械能实现生产机械的启动、停止以及速度的调节完成各种生产工艺过程的要求保证生产过程的正常进行2.机电传动控制的发展2.1电力拖动的发展1)成组拖动2)单电机拖动3)多电机拖动2.2机电传动控制系统的发展伴随控制器件的发展而发展。
有弱电控制和强电控制第二章机电传动系统的运动学基础1.单轴拖动系统的运动方程式1.1单轴拖动系统组成电机与工作机构的轴直接连接的系统称为单轴拖动系统。
1.2单轴拖动系统的运动方程式T M−T L=J ⅆωⅆt=GD2375ⅆnⅆt1.3利用运动方程式确定运动系统的运动状态GD2是一个整体物理量—飞轮矩1.4转矩、速度的符号转矩正方向的确定:设电动机某一转动方向的转速n为正;电动机转矩TM与n一致的方向为正向;负载转矩TL与n相反的方向为正向。
TM与TL的性质判定:✧若TM与n符号相同,TM为拖动转矩;✧若TM与n符号相反,TM为制动转矩;✧若TL与n符号相同,TL为制动转矩;✧若TL与n符号相反,TL为拖动转矩。
2.几种常见的负载特性同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系,称为机电传动系统的负载特性。
⏹恒转矩负载特性:①反抗性恒转矩负载(摩擦转矩)②位能性恒转矩负载(重力卷扬机)⏹恒功率负载特性:3.机电系统稳定运行的条件和判定方法稳定运行包含的含义:①系统能以一定速度匀速运转;②系统受某种外部干扰作用(如电压波动、负载转矩波动等)而使运行速度稍有变化时,应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。
机电传动系统稳定运行的必要充分条件:(1)电动机的机械特性曲线n=f(TM) 和生产机械的特性曲线n=f(TL)有交点(即拖动系统的平衡点);(2)当转速大于平衡点所对应的转速时,TM<TL即若干扰使转速上升,当干扰消除后应有TM- TL <0;而当转速小于平衡点所对应的转速时,TM>TL ,即若干扰使转速下降;当干扰消除后应有TM- TL >0。
绪论掌握机电一体化的基本概念,机电一体化系统的基本组成部分能够给出典型的机电一体化系统实例,并运用所学知识分析各个部分相互关系第二章总体设计掌握机电一体化系统设计的步骤和主要内容掌握总体设计的流程和设计基本方法第三章传感检测熟悉且能够列举几种常用的直线位移和角速度传感器掌握了解上述传感器的基本工作原理第四章驱动掌握电动、气动、液压三种驱动的优缺点掌握三种电机的基本概念及优缺点第五章控制系统建模与仿真分析掌握控制系统建模与仿真分析的意义掌握利用分析法,控制系统建模的一般步骤第六章控制系统设计掌握与理解常见的几种控制系统(单片机及嵌入式、plc、工控机)的优缺点掌握控制系统的选用原则第七章插补算法与数控编程掌握数控编程的基本语法,给定一个图形,能够变出相应的G代码,或者根据给定的G代码能够画出图形掌握逐点比较法画直线和圆弧的基本原理和操作流程单片机按键中断,串口中断,计时器中断,波特率计算,按键消抖,定时器周期计算,寄存器编程,IO设置第一章机电一体化是在新技术浪潮中,电子技术、信息技术向机械工业渗透并与机械技术相互融合的产物。
机电一体化技术:从系统的观点出发,将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合,以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
机电一体化不是机械与电子简单的叠加,而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。
机电一体化系统的组成:控制系统,动力装置,检测装置,执行元件,机械本体。
机械本体:机身、框架、机械联接等产品支持机构,实现构造功能。
要求:可靠、小型、美观能源:提供能量,转换成需要的形式,实现动力功能。
要求:效率高、可靠性好检测传感装置:检测产品内部状态和外部环境,实现计测功能。
要求:体积小、精度高、抗干扰电子控制单元:处理、运算、决策,实现控制功能。
要求:高可靠性、柔性、智能化驱动执行:电气、液压、气动三种。
1、他励直流电动机电枢回路中电压平衡方程式U=E+IaRa
2、n=
式中T=0时的转速n0= 称为理想空载转速
3、电动机的机械特性有固有特性和人为特性之分。
固有特性又称自然特性,是指在额定条件下的n=f(T)曲线
4、对直流电动机而言,电动机在未启动之前n=0,E=0,而Ra很小,所以,将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流Ist=UN/Ra将很大
5、直流电动机是不允许直接启动的,即在启动时必须设法限制电枢电流
6、限制直流电动机的启动电源,一般有两种方法:(1)降压启动,在启动瞬间降低供电电压(2)在电枢回路内串联外加电阻启动,在此瞬间n维持不变,即从点a切换到点b,此时冲击电流仍会很大。
为了避免这种情况,通常采用逐级切除启动电阻的方法来启动。
启动级数愈多,T1T2与平均转矩Tav=T1+T2/2俞接近,启动过程就愈快愈平稳,但所需的控制设备也就愈多,一般启动电阻分为三段或四段。
最大转矩T1(或最大电流I1)不超过电动机的允许值,而每次切换电阻时的T2(或I2)也基本相同,一般选择T1=(1.6——2)TN,T2=(1.1——1.2)TN。
1.如何建立单轴和多轴机电传动系统的运动方程式。
为了对多轴机电传动系统进行运行状态的分析,一般是将多轴拖动系统等效折算为单轴系统。
将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上,一般折算到电动机轴上。
折算的原则是:折算前后系统总的能量关系和功率关系保持不变。
2. 举例分析恒转矩型负载特性特点:负载转矩TL与转速n无关,即不管转速怎样变化,负载转矩不变。
反抗性恒转矩负载:转矩大小恒定不变;作用方向始终与速度n的方向相反。
位能性恒转矩负载:转矩大小恒定不变;作用方向与速度n的方向无关。
3. 机电传动系统稳定运行的条件(1)机电系统稳定运行的含义⏹系统应能以一定速度匀速运行;⏹系统受某种外部干扰(如电压波动、负载转矩波动等)使运行速度发生变化时,应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。
(2)机电系统稳定运行的必要条件电动机的输出转矩T M和折算到电动机轴上的负载转矩T L大小相等,方向相反,相互平衡。
即:电动机的机械特性曲线n=f(T M)和生产机械的机械特性曲线n=f(T L)必须有交点,交点被称为平衡点。
(3)机电系统稳定运行的充分条件:系统受到干扰后,要具有恢复到原平衡状态的能力。
即:当干扰使速度上升时,有T M<T L;当干扰使速度下降时,有T M>T L。
符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
4. 他励直流电动机特性曲线上理想空载点的意义。
T=0时的转速称为理想空载转速,用n0表示。
电动机总存在空载制动转矩,靠电动机本身的作用是不可能上升到n0“理想”含义就在这里。
5. 他励直流电动机特性曲线上堵转点的意义当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时,电动机不能启动,通常称为“堵转”。
堵转时电枢电流为I st,长时间的大电流会烧坏电枢绕组。
启动转矩就是电动机在启动瞬间(n=0)所产生的电磁转矩,也称堵转转矩。
6. 他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性的特点和区别固有机械特性指的是在额定条件(额定电压U N和额定磁通 N)下和电枢电路内不外接任何电阻时的n=f(T)人为机械特性是指人为地改变电动机的参数所得到的机械特性:1电动机电枢外加电压U2励磁磁通Φ的大小3电枢回路串接附加电阻R ad7. 他励直流电动机电枢回路串接附加电阻时其机械特性的变化情况空载速度不变随着电阻的增加,转速降落增加,即机械特性变软8. 他励直流电动机改变电枢电压时其机械特性的变化情况空载速度随着U的减小而减小转速降落不变,即特性硬度不变9. 他励直流电动机改变励磁磁通时其机械特性的变化情况理想空载转速随磁通减小而增加转速降随磁通的减小而增大,即机械特性特性变软10. 他励直流电机直接启动时启动电流非常大,为什么?其存在哪些危害?对直流电动机而言,在未启动之前n=0,E=0,而R a一般很小。
当将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流很大,一般情况下能达到其额定电流的(10~20)倍。
(1)对电动机本身的影响:使电动机在换向过程中产生危险的火花,烧坏整流子;过大的电枢电流产生过大的电磁力,可能引起绕组的损坏;(2)对机械系统的影响:与启动电流成正比例的启动转矩使运动系统的动态转矩很大,过大的动态转矩会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击,使机械传动部件损坏;(3)对供电电网的影响:过大的启动电流将使保护装置动作,切断电源造成事故,或者引起电网电压的下降,影响其他负载的正常运行。
11. 减小他励直流电动机启动电流的方法有哪些?降压启动:在启动瞬间,降低供电电源电压,随着转速的升高,反电势增大,再逐步提高供电电压,最后达到额定电压时,电动机达到所要求的转速。
电枢回路串电阻启动:电枢回路接入电网时,电动机工作在串电阻特性上,在动态转矩的作用下,电动机速度上升。
达到预定速度,切除启动电阻。
12. 他励直流电动机电枢回路串电阻调速的优缺点优点:设备简单,初始投资少。
缺点:(1)机械特性较软,电阻越大则特性越软,稳定性越低;(2)在空载或轻载时,调速范围不大;(3)实现无级调速困难;(4)在调速电阻上消耗大量电能,系统的效率随转速的降低成正比的下降。
13. 他励直流电动机三种电气制动状态:能耗制动、反接制动、反馈制动能耗制动:电动机在电动状态运行时,把外加电枢电压突然降为零,而将电枢串接一个附加电阻短接起来,便能得到能耗制动状态。
电枢电流方向与原电动状态的正方向相反。
T也与电动状态相反,T与n反向,T变成制动转矩。
工作机械的机械能带动电动机发电,机械能转变成电能,通过电阻转化成热量消耗掉,所以称之为“能耗”制动。
反接制动:把改变电枢电压U的方向所产生的反接制动称为电源反接制动;而把改变电枢电动势E的方向所产生的反接制动称为倒拉反接制动。
电动机的外加电枢电压U与感应电动势E的方向在外界的作用下由相反变为相同;电动机的输出转矩T M与转速n的方向相反。
反馈制动:实际上是电车位能转矩带动电动机发电,把机械能转变成电能,向电源馈送。
电动机的接法正常;在外部条件的作用下,实际转速大于理想空载转速;电动机输出转矩的作用方向与n的方向相反。
14. 他励直流电动机倒拉反接制动的工作原理改变电枢电动势E的方向使得动机的外加电枢电压U与感应电动势E的方向由相反变为相同;电动机的输出转矩T M与转速n的方向相反。
a点:当电动机稳速运行在第一象限中特性曲线1的a点时,重物匀速上升。
电动机工作在电动状态。
c—d段:T与n的符号相同,即方向相同,电动机工作在电动状态。
由于电动机的输出转矩小于负载转矩,转速沿着曲线2下降。
d—b段:当转速下降到0时,由于电动机的输出转矩T M仍然小于负载转矩T L,在位能负载的作用下电动机反向启动,直到平衡点b而稳定运行。
电动机匀速下放重物。
15. 他励直流电动机反馈制动的工作原理电车位能转矩带动电动机发电,把机械能转变成电能,向电源馈送。
16. 三相交流异步电机的基本工作原理三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场(定子绕组内三相电流所产生的合成磁场)和转子电流(转子绕组内的电流)的相互作用。
17. 绘制三相异步电机的固有机械特性曲线图,并简要分析三相异步电机拖动负载启动并进入稳态运行的过程。
固有(自然)机械特性:三相异步电动机在额定电压和额定频率下,用规定的接线方式,定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性。
三相异步电机拖动负载启动并进入稳态运行的过程:三相异步电机拖动负载启动时,启动工作点启动转矩T M大于负载转矩T L,因为T M-T L=dw/dt>0,转速n增加,T M也增加,dw/dt继续增加;直到临界工作点T Max,随着转速n增加,T M降低,dw/dt降低,但转速依旧n增加,但到达额定工作点T L时,T M=T L,dw/dt=0,转速n匀速转动,即三相异步电机拖动负载进入稳态运行状态。
18. 通过机械特性曲线图叙述绕线式异步电动机转子绕组串电阻调速的特点。
1.n0和T max 不变,但S m随外加电阻的增大而增大。
2.转子电路串电阻调速简单可靠,但它是有级调速。
3.随转速降低,特性变软。
4.转子电路电阻损耗与转差率的平方成正比,速度越低,功率损耗越大,效率越低。
这种调速方法大多用在对调速性能要求不高或重复短期运转的生产机械中,如起重运输设备。
19. 通过机械特性曲线图叙述绕线式异步电动机转子绕组串电阻启动的特点。
1、减小启动电流;2、增大启动转矩;3、通过多级切除或频敏变阻器可以达到平滑调速的目的。
20. 三相异步电机拖动生产机械,对电机的启动过程的主要要求有哪些?(1)有足够大的启动转矩,保证生产机械能正常启动。
一般场合下希望启动越快越好,以提高生产效率。
即要求电动机的启动转矩大于负载转矩,否则电动机不能启动。
(2)在满足启动转矩要求的前提下,启动电流越小越好。
因为过大启动电流的冲击,对于电网和电动机本身都是不利的。
(3)要求启动平滑,即要求启动时加速平滑,以减小对生产机械的冲击。
(4)启动设备安全可靠,力求结构简单,操作方便。
(5)启动过程中的功率损耗越小越好。
21. 三相笼型异步电机的启动方法有哪些?工作原理是什么样的?笼式异步电动机有直接启动和降压启动两种方法。
直接启动:将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器直接接入电源,在额定电压下进行启动。
降压启动:启动时减小加在定子绕组上的电压,以减小起动电流;启动后再将电压恢复到额定值,电动机进入正常工作状态。
22. 绕线式三相异步电机在转子电路中串入电阻启动的工作原理起动时,在转子回路中串入三相起动变阻器,并把起动电阻调到最大值,以减小起动电流,增大起动转矩。
随着电动机转速的升高,起动电阻逐级减小。
起动完毕后,起动电阻减小到零,转子绕组被短接,电动机在额定状态下运行。
23. 三相异步电机的调速方法有哪些?工作原理是什么样的?个别知识点:一个机电传动系统中存在的转矩包括电机电磁转矩、负载转矩、动态转矩,且电磁转矩总是与负载转矩和动态转矩之和平衡。
T M-T L=T D建立多轴机电传动系统的运动方程式,一般先将各转动部分的转矩和转动惯量折算到电机轴上。
折算的基本原则是,折算前的多轴系统与折算后的多轴系统在能量关系上或功率关系上保持不变。
不同类型的生产机械其负载特性不同,典型的负载特性可以归纳为:恒转矩型负载特性、离心式通风机型负载特性、直线型负载特性、恒功率型负载特性。
机电传动系统可能处于两种运行状态:静态(稳态)或动态(暂态)。
当电动机的电磁转矩T M或负载转矩T L发生变化时,系统就要由一个稳定运行状态变化到另一个稳定运行状态,这个变化过程称为过渡过程。
机电传动系统之所以会产生过渡过程,是因为存在以下各种惯性:机械惯性、电磁惯性、热惯性。
一般只考虑机械惯性和电磁惯性。
在机电传动系统的过渡过程中,电动机的转速、转矩和电流都要按一定的规律变化,都是时间的函数。
当机电传动系统的负载突然变化时,或对机电传动系统实施启动、制动、反向、调速等控制,使系统中的电气参数(如电压、电阻、频率等)发生突然变化时,传动系统的转速、转矩、电流、磁通等的变化都要经过一定的时间,因而形成机电传动系统的电气机械过渡过程。
某电机的防护等级为IP54,其中5代表的是第一种防护等级,防止人体触及或接近壳内带电部分和转动部件,以及防止固体异物进入电动机;4代表的第二种防护,即防止电机进水引起有害影响。
两个数字越大,其防护等级越高。
电动机中的电磁功率损耗由铜耗、涡流损耗、磁滞损耗三大部分组成。
这三种损耗均正比于磁场交变的频率。
交流电动机中的铁芯广泛采用薄硅钢片叠压制成,这是为了减少电机的涡流损耗。
直流电动机由定子和转子两部分组成。
直流电动机中的感应电动势E a的方向取决于磁通Φ和n的方向,改变Φ的方向或者电机转向,即可改变E a的方向,一般情况下E a的反向始终与外加直流电源的方向相反,因此称其为反感应电动势。