电机与拖动基础复习课

电机复习实验项目：直流并励电动机的起动 直流发电机的工作特性 单相变压器三相变压器的连接组和不对称短路 三相鼠笼式异步电动机的工作特性和起动 三相同步发电机的运行特性基本公示：9550N N NP T n =， CT =9.55Ce （直流电机）,m T N T K T = ，2(1)m N T T s s K K =+-，电机拖动复习题：直流电机（重点：直流他励和并励电机拖动计算）2-2 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？ 2-2提示：直流发电机：电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢感应电动势和电枢电流方向相同； 直流电动机：电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢感应电动势和电枢电流方向相反； 运行时直流电机的感应电动势大于电枢端电压为发电运行状态；感应电动势小于电枢端电压为电动运行状态2-3 一台Z2 直流电动机，其额定功率PN ＝160千瓦；额定电压UN ＝220伏，额定效率ηN = 90 % , 额定转速nN =1500转/分，求该电动机的额定电流？ 2-3提示：直流电动机：PN=UN ·IN ·ηN2-4 一台Z2 直流发电机，其额定功率PN ＝145千瓦；额定电压UN ＝230伏，额定转速nN =1450转/分，求该发电机的额定电流？2-4提示：直流发电机：PN=UN ·IN2-5 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式Ta ＝CN φN Ia 中的φN 应是什么磁通。

2-5提示：直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。

电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。

φN 应该是每极合成磁通。

问答题：2-7 并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什么？ 2-7提示：并励直流电动机的起动电流IQ=UN/Ra(Ra 电枢回路总电阻)；正常工作时电枢电流决定于实际负载。

11级电机与拖动基础总复习一、直流电机部分1．可以用电枢电压U与电枢中感应电动势Ea的大小关系来判断直流电机的运行状态，就是通过比较U与Ea的大小来判断是电动状态还是发电状态。

2．他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，能判断人为特性是改变那个参数形成的。

3．当直流电动机出现回馈制动时，转速将如何变化。

4．直流电机的电磁转矩是如何产生的。

5．为限制他励直流电动机的起动电流可以采取哪两种起动方法6．一台他励直流电动机带额定负载在固有特性上电动运行，当进行能耗制动时，机械特性必然经过哪个点。

7．当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于什么运行状态。

8．在直流电动机中，起减少电刷下面火花作用的是什么绕组。

9．直流电动机的人为特性与固有特性的硬度比较。

10．电动机稳定运行时的实际输出功率与转矩是由什么决定的。

11．电力拖动系统中电动机的选择主要包括哪些内容？12．他励直流电动机拖动恒转矩负载调速机械特性如图所示，分析工作点从A1向A调节时，电动机可能经过的不同运行状态。

T L T13．直流电动机的起动方法有几种。

14．拖动恒转矩负载进行调速时，应采用什么调速方法，而拖动恒功率负载时应采用什么调速方法。

15．当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于什么工作状态。

16．什么是电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？17．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。

18．他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。

19．他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。

20．直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是什么21．直流电机的电枢电势的大小是如何决定的二、变压器部分22．变压器空载损耗是什么损耗23．变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流会如何变化24．一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等。

电机与拖动基础总复习第二章 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．电力拖动运动方程的实用形式为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dndT dn dT Le <☆第三章 直流电机拖动基础1他励直流电动机的机械特性☆2人为机械特性☆（1）改变电枢电压 一组平行曲线（2）减小每极气隙磁通特性曲线倾斜度增加，电动机的转速较原来有所提高，整个特性曲线均在固有机械特性之上e0e2T e a e a e a a a )(T n T ΦC C RR ΦC U ΦC R R I U n β-=+-=+-=cL LL c LL ηωηj T T T '='=（3）电枢回路串接电阻 n 0=Const ；R 越大，曲线越倾斜3 他励直流电动机的起动☆一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是： 1)限制I st （I st ≤λ I N ， λ 为电机的过载倍数）； 2) T st ≥（1.1～1.2）T N ； 3) 起动设备简单、可靠。

（1）电枢回路串电阻起动aNst R UI =stN T st I ΦC T =（2）减压起动4 他励直他励直流电动机的调速☆调速范围、静差率、平滑性（1）串电阻调速 eTΦC C R R ΦC U n 2NT e a N e N +-=特点：1）实现简单，操作方便；2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差；3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D ≤2；4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差；5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。

电机与拖动基础复习资料本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March一、单一选择填空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20N·m,飞轮矩为1N·m2,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 D 。

·m,5N·m2·m,1N·m2·m,·m2·m,·m2·m,25N·m22. 恒速运行的电力拖动系统中, 已知电动机电磁转矩为80N·m, 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 D 。

A . 8N·mB . 64N·mC . 80N·mD . 640N·mE . 800N·mF . 1000N·m3.电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/ min , 工作机构转速为100r/ min , 传动效率为0 .9 , 工作机构未折算的实际转矩为120N·m, 电动机电磁转矩为20N·m, 忽略电动机空载转矩, 该系统肯定运行于 A 。

A . 加速过程B . 恒速C . 减速过程4. 一台他励直流发电机由额定运行状态转速下降到原来的60% , 而励磁电流、电枢电流都不变, 则 A 。

A . E下降到原来的60%B . T 下降到原来的60%C . E和T 都下降到原来的60%D . 端电压下降到原来的60%5. 变压器采用从二次侧向一次侧折合算法的原则是 C 。

A . 保持二次侧电流I不变B . 保持二次侧电压为额定电压C . 保持二次侧磁通势不变D . 保持二次侧绕组漏阻抗不变6.分析变压器时, 若把一次侧向二次侧折合, 则下面说法中正确的是B 。

第一章 电力拖动系统的动力学基础1运动方程式的一般形式2运动方程的物理意义1）当Te = TL 时， dn/dt = 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Te ＞TL 时， dn/dt ＞0，系统处于加速状态； 3）若Te ＜TL 时， dn/dt ＜0，系统处于减速状态。

也就是一旦 dn/dt ≠ TL ，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多轴旋转系统等效为单轴旋转系统的方法 （1）静态转矩的折算根据功率不变原则，应有折算前后工作机构的传递功率相等 （2）转动惯量和飞轮矩的折算等效原则是：折算前后系统的动能不变 4 电力拖动系统稳定运行的条件 系统在平衡点稳定运行时应有0L e =-T T （1-31）0d d =t n平衡状态仅仅是系统稳定的必要条件tnGD T T L e d d 3752=-n L图1-13 电力拖动系统不稳定运行稳定运行的充分必要条件是⎪⎩⎪⎨⎧<-=-0d d d d 0Le L e n T nT T T例、设某单轴电力拖动系统的飞轮矩为2GD ，作用在轴上的电磁转矩T 、负载转矩Z T 及转速n 的实际方向如图所示。

分别列出以下几种情况系统的运动方程式，并判断系统是运行于加速、减速还是匀速运动状态？（1）Z T >T（2）T >Z T （3）T =Z T （4）T =Z T答：(1)电动状态；工作在第l 象限。

(2)制动状态；工作在第2象限。

(3)反电势状态；工作在第4象限。

(4)反向电动状态；工作在第3象限。

第二章 直流电机一、直流电动机的工作原理 二、直流电机的结构 三、直流电机的铭牌数据 四、直流电机的电枢绕组原则上，电压低，电流大的直流电机采用叠绕组；电流小，电压高的直流电机采用波绕组。

五、直流电机的励磁方式 六、直流电机的磁场七、直流电机负载时的磁场及电枢反应电机负载时，会有电枢反应。

第四章 电力拖动系统的动力学基础 1. 电力拖动系统运动方程式：2375e L d GD dnT T j dt dtω-==正方向规定：T e ，n 与正方向相同，为正，反之为负。

T L 与正方向相同，为负，反之为正。

三种状态：T e =T L ：静态或稳态 T e >T L ：加速T e <T L ：减速2. 生产机械的负载转矩特性：n=f(T L ) 掌握反抗性恒转矩和位能性恒转矩特性3. 电力拖动系统的稳定运行特性 充要条件：P44（4-17式）： 1） n=f(T L )与n=f(T e )有交点 2） 在交点处满足0e LdT dT dn dn-< 条件2）也可表述为：在交点对应的转速之上T e <T L ，在交点对应的转速之下T e >T L 。

第五章 直流电机 1. 直流电机判别依据： 当E a >u N 时，发电机状态 当E a <u N 时。

电动机状态2.直流电机的机座与交流电机的机座有何区别？直流电机机座的作用是什么？3. 直流电机的磁场电枢反应：直流电机负载时电枢电流产生的电枢磁势对励磁电流产生的励磁磁势的影响。

电枢反应结果：1） 使主磁场呈去磁作用；2） 使主磁场产生畸变，即使直流电机电气中心线偏离几何中心线。

4. 感应电势和电磁转矩9.55a e e T a T eE C n T C I C C φφ===感应电势：电磁转矩：转矩常数： 5. 直流电动机的基本方程式和工作特性,,,a a a a aa f f a f f a f a f e L U E R I U U I I I I R I I I U U U T T T =+===+===+=+U 基本方程式：并励：串励：（他励电动机）书P70 例题5-1为何并励直流电动机工程上可看作恒速电机？答：()a a a a a a a a a ae e a I I R U I R E U I R n n C C I φφφ⎧⎫↑→↑→-↓-⎪⎪==⎨⎬↑→→↓⎪⎪⎩⎭基本不变电枢反应去磁作用增强 为何串励直流电动机在空载或轻载下会发生“飞车”事故？答：()a a a a a a a a a ae e a I I R U I R E U I Rn n C C I φφφ⎧⎫↓→↓→-↑-⎪⎪==↑↑⎨⎬↓→↓⎪⎪⎩⎭飞车 5. 直流发电机0a a a a m e E U R I T T T =+=+电势平衡方程式：转矩平衡方程式：功率流程图：P 1△p 0△p cuaP emP N△p add（并励电动机）（他励发电机）（并励发电机）并励发电机空载自励建压的三个条件：书P481）必须有剩磁；2）励磁绕组与电枢绕组的并联接线要正确；3）励磁回路的电阻不能超过临界电阻。

电机拖动复习一、直流电机及拖动1. 直流电机作发电机（电动机）运行时E a 与U 的大小关系,T em 与n 方向关系电动机：U=Ea+IaRa Tem 是拖动力矩，与n 同向发电机：Ea=U+IaRa Tem 是制动力矩，与n 反向2.直流发电机主磁极磁通与电枢绕组产生感应电动势主磁极磁通由励磁绕组通入直流电产生。

电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电势。

可见，直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。

性质: 发电机——电源电势(与电枢电流同方向);电动机——反电势(与电枢电流反方向).3.直流电动机采用降压起动目的 起动瞬间，起动转矩和起动电流分别为起动时由于转速 n=0 ，电枢电动势Ea=0 ，而且电枢电阻 R 很小，所以起动电流将达很大值。

为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻或降低电枢电压起动。

n C n apN E e a Φ=Φ=60a N st st T st R U I I C T =Φ=4.改变并励直流电动机的转向改变电机和励磁绕组两者其一的两侧极性，但不可同时改变两个的两侧极性改变他励直流电动机转向，需改变励磁电流或主磁场（电枢电流产生主磁场，即改变电枢电流流向）5.直流发电机电枢导体中的电流直流发电机的电枢是转子，6.他励直流电动机能耗制动时，励磁电源和电枢电源他励直流电机的励磁电流由其它直流电源单独供给。

他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同，即：I=Ia7.电力拖动系统稳定运行的充要条件1.必要条件:电动机的机械特性与负载转矩特性有交点,即存在Tem=T2.充分条件:在交点处满足。

或者说，在交点的转速以上存在 ,在交点的转速以下存在。

二、变压器1．在空载和负载时，变压器产生主磁通φ的变化情况，其铁耗变化情况负载和空载时只要外加电压 U 不变，则主磁通不变；铁损耗也基本不变2．变压器的外特性、电压变化率与负载性质的关系，要清楚概念（1）电压变化率定义：是指一次侧加50Hz 额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即（2）当变压器带阻性或阻感性负载时， △u > 0 ,这时二次侧端电压比空载时低。

电机复习提纲第一章：一、概念：主磁通,漏磁通,磁滞损耗,涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻R m磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似;E=IR 磁路的基尔霍夫定律1磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零2磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和;第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料：磁滞回线较窄;剩磁和矫顽力都小的材料;软磁材料磁导率较高,可用来制造电机、变压器的铁心;2、硬磁材料：磁滞回线较宽;剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料,可用来制成永久磁铁;二、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化,磁畴相互摩擦而消耗NiHL的能量;2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗;3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和;第二章：一、尽管电枢在转动,但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变,即进行所谓的“换向”;二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压,电枢旋转,拖动生产机械旋转,输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢,电刷端引出直流电动势,作为直流电源,输出电能;三、直流电机的主要结构定子、转子定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换,电路和磁路之间必须在相对运动,所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分,且静止和转动部分之间要有一定的间隙称为：气隙四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有：1、额定功率P NkW2、额定电压U NV3、额定电流I NA4、额定转速n Nr/min5、额定励磁电压U fNV五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组,另一种叫单波绕组;单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上; 元件的跨距：上层元件边与下层元件边的距离称为跨距,元件跨距称为第一节距y1用所跨的槽数计算;一般要求元件的跨距等于电机的极距;上层元件边与下层元件边所连接的两个换向片之间的距离称为换向器节距yc用换向片数计算;直流电机的电枢绕组除了单叠、单波两种基本形式以外,还有其他形式,如复叠绕组、复波绕组、混合绕组等;各种绕组的差别主要在于它们的并联支路,支路数多,相应地组成每条支路的串联元件数就少;原则上,电流较大,电压较低的直流电机多采用叠绕组；电流较小,电压较高,就采用支路较少而每条支路串联元件较多的波绕组;所以大中容量直流电机多采用叠绕组,而中小型电机采用波绕组;六、直流电机的励磁方式1、他励直流电机——励磁绕组与电枢绕组无联接关系,而是由其他直流电源对励磁绕组供电;2、并励直流电机——励磁绕组与电枢绕组并联;3、串励直流电机——励磁绕组与电枢绕组串联;4、复励直流电机——两个励磁绕组,一个与电枢绕组并联, 另一个与电枢绕组串联;七、直流电机负载时的磁场及电枢反应当直流电机带上负载以后,在电机磁路中又形成一个磁动势,这个磁动势称为电枢磁动势;此时的电机气隙磁场是由励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的;电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应;第五节 感应电动势和电磁转矩的计算一、感应电动势的计算先求出每个元件电动势的平均值,然后乘上每条支路中串联元件数;感应电动势的计算公式为 直流电机的感应电动势的计算公式是直流电机重要的基本公式之一; 感应电动势Ea 的大小与每极磁通Φ有效磁通和电枢转速的乘积成正比;如不计饱和影响,它与励磁电流If 和电枢机械角速度乘积成正比;二、电磁转矩的计算ΩΦf af f f e I G n I K C n C E ===e a 24π2πe a a T a Z pZ T p I I C I a a===ΦΦΦ电磁转矩计算公式是直流电机的重要基本公式,它表明：电磁转矩Te 的大小与每极磁通Φ和电枢电流Ia 的乘积成正比;或：如不计饱和影响,它与励磁电流If 和电枢电流Ia 的乘积成正比;三、几个重要关系式直流电机感应电动势计算公式： 直流电机电磁转矩计算公式： 电动势常数： 转矩常数： 电动势常数与转矩常数的关系： 电动机电枢回路稳态运行时的电动势平衡方程式;U =Ea +RaIa Ea =Ce Φn四、 直流电动机的工作特性是指其端电压U =UN 额定电压,电枢回路中无外加电阻、励磁电流If =IfN 额定励磁电流时,电动机的转速n 、电磁转矩Te 和效率η三者与输出功率P 2之间的关系;一并励直流电动机的工作特性1. 转速特性2. 转矩特性电磁转矩也可以表示为e af f a T G I I =其中G af =C T K f nC E a Φ=e aT e I C T Φ=a PZ C e 60=apZC T π2=eT C C 55.9=a e a e I C R C U n Φ-Φ=e T a Ta T C I C I '==Φ3. 效率特性η=P2/P1×100%电机励磁损耗、机械损耗、铁耗等于电枢铜耗时,效率最大;二串励直流电动机的工作特性串励电机不允许在空载或负载很小的情况下运行;五、直流发电机的工作特性直流电动机的固有机械特性1、空载特性当他励直流发电机被原动机拖动,n=n N时,励磁绕组端加上励磁电压Uf ,调节励磁电流If0 ,得出空载特性曲线U0=fI0;2、负载运行无论他励、并励还是复励发电机,建立电压以后,在n = n N 的条件下,加上负载后,发电机的端电压都将发生变化;第七节直流电机的换向元件内电流方向改变的过程就是换向;直流电动机换向器节距单位是换向片数;一、换向的电磁现象1、电抗电动势在换向过程中,元件中电流方向将发生变化,由于电枢绕组是电感元件,所以必存自感和互感作用;换向元件中出现的由自感与互感作用所引起的感应电动势,称为电抗电动势ex=Lx2ia/Tc;2、电枢反应电动势由于电刷放置在磁极轴线下的换向器上,在几何中心线处,虽然主磁场的磁密等于零,可是电枢磁场的磁密不为零;换向元件切割电枢磁场,产生一种电动势,称为电枢反应电动势ea =2NyBalv ;二、改善换向的方法改善换向一般采用以下方法：装设换向磁极——位于几何中性线处装换向磁极;换向绕组与电枢绕组串联,在换向元件处产生换向磁动势抵消电枢反应磁动势;大型直流电机在主磁极极靴内安装补偿绕组,补偿绕组与电枢绕组串联,产生的磁动势抵消电枢反应磁动势;第二章课后习题2-15、2-19、2-21第三章 变压器一、变压器的工作原理变压器的主要部件——铁心和套在铁心上的两个绕组;两绕组只有磁耦合没电联系;在一次绕组中加上交变电压,产生交链一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势;电动势平衡方程式：一次、二次绕组电压、电动势的有效值与匝数的关系：t N e u d d 111φ=-=tN e u d d 222φ-==111222U E N k U E N ===k ——匝比电压比变压器的额定值额定容量为变压器的视在功率用S N 表示,单位 kV·A ,V·A 额定电压一次和二次绕组上分别为U 1N 和U 2N ,单位V, kV 额定电流一次和二次绕组上分别为I 1N 和I 2N ,单位 A , kA二、负载运行时的基本方程式1、磁动势平衡方程式2、电动势平衡方程式变压器负载运行基本方程式第四节 变压器的等效电路归算：将变压器的二次或一次绕组用另一个绕组来等效,同时,对该绕组的电磁量作相应的变换,以保持两侧的电磁关系不变;目的：用一个等效的电路代替实际的变压器;归算原则：1保持二次侧磁动势不变；2保持二次侧各功率或损耗不变;一、绕组归算一电动势和电压的归算二次绕组归算后,变压器一次和二次绕组具有同样的匝数,即 要把二次侧电动势归算到一次侧,只需要乘以电压比k 即可; 12211N I N I N I m =+1212//E E N N k ==1111Z I E U +-=2222Z I E U -=m m Z I E =-122E kE '=二电流的归算三阻抗的归算二 、近似等效电路图考虑到一般变压器中,Z m>>Z 1,若把励磁支路前移,认为在一定的电源电压下,励磁电流I m=常数,不受负载变化影响,同时,忽略I m 在一次绕组中产生的漏阻抗压降;这样的电路称为“Γ”形等电路;根据这种电路对变压器的运行情况进行定量计算,所引起的误差是很小的;由于一般变压器I m<<I N,可以进一步把励磁电流I m 忽略不计;得到变压器的近似等效电路;要求会画第五节 等效电路的参数测定一、空载试验由空载试验可以测定变压器的电压比k 、铁耗pFe 以及等效电路中的励磁阻抗Z m;二、负载试验又称短路试验负载试验是以额定频率的额定电流通过变压器的一个绕组,另一个绕组的端子接成短路;读取p k 、U k 、I k 数据来计算变压器的短路电压百分数u k%、铜损p k 和短路阻抗Z k;标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值通常以额定值为基准值,即第六节 三相变压器 22I I k'=基准值实际值标么值=决定三相变压器联结组标号的步骤为：要求会画1按规定的绕组端子标志,连接成所规定的联结组,画出联结图; 2标明绕组的同名端和相电压的方向;3判断同一相的相电压相位,画出高、低压对称边三相电势的相量图,将相量E AX 与E ax 的头A 和a 画在一起;4根据高、低压线电势的相位差确定联结组的标号;第七节 变压器的稳态运行描述变压器运行特性的主要指标有两个：电压调整率和效率第三章课后习题3-13、3-16第四章 异步电机一—三相异步电动机的基本原理交流电机有两大类：异步电机和同步电机;第一节 三相异步电动机的工作原理及结构三相异步电动机实现机电能量转换的前提是产生一种旋转磁场;1、旋转磁场的产生当三相对称绕组接上三相对称电源,就产生旋转磁场;对称三相电流通入对称三相绕组时,必然会产生一个大小不变、转速一定的旋转磁场;2、三相异步电动机的工作原理3、三相异步电动机的转速与运行状态转差n s-n 的存在是异步电动机运行的必要条件;转差表示为同步转速的百分值,称为转差率,用s 表示;100%s s n n s n -=⨯s nn>n s s<0 发电机状态n<0 s>1 电磁制动状态n<n s 0<s<1 电动机状态第二节三相异步电动机的铭牌数据一、交流绕组的一些基本知识和基本量1、电角度与机械角度电机圆周按电角度计算就为p×360°,而机械角度总是360°; 电角度= p×机械角度2、线圈3、节距一个线圈的两个边所跨定子圆周上的距离称为节距,用y1表示,一般用槽数计算;节距应该接近极距τ;4、槽距角α——相邻槽之间的电角度称为槽距角若Q1为定子槽数,p为极对数,则槽距角5、每极每相槽数q ——每一极每相绕组所占槽数,用符号q表示m——相数第四节三相异步电动机的定子磁动势及磁场一、单相绕组的磁动势–脉振磁动势整距线圈所形成的磁动势在任何瞬时,空间的分布总是一个矩形波,而在空间上任意一点的大小随电流的变化而变化;这种从空间上看位置固定,从时间上看,大小在正负最大值之间变化的磁动势,称为脉振磁动势;脉振磁动势的频率就是交流电流的频率;对于单相绕组磁动势,可以归纳以下几点：1单相绕组的磁动势是一种空间位置上固定、幅值随时间变化的脉振磁动势;2单相绕组的基波磁动势幅值的位置与绕组的轴线相重合;3单相绕组脉振磁动势中的基波磁动势幅值为；而v次谐波磁动势幅值为：；谐波次数越高,幅值越小;二、三相绕组的磁动势–旋转磁动势三相基波合成磁动势具有以下特性：1是一个旋转磁动势,转速均为同步转速,旋转方向决定于电流的相序;2幅值F1不变,为各相脉振磁动势幅值的3/2倍,旋转幅值轨迹是一个圆;3三相电流中任意一相电流瞬时值达到最大值时,三相基波合成磁动势的幅值,恰好在这一组绕组的轴线上;第五章异步电机二—三相异步电动机运行原理及单相异步电动机第一节三相异步电动机运行时的电磁过程空载的情况下：n≈n s, I2≈0当电机带有机械负载后：n<n s, 这时,气隙中以同步转速旋转和主磁场与转子之间的相对转速增大,于是在转子绕组中感应电动势E2s和转子电流I2都增大;不能再认为E2s≈0及I2≈0,而且I2也形成了磁动势F2;第五章课后习题5-13、5-14、5-15第七章控制电机这些电磁元件就是各式各样的小功率电动机,根据它们的作用,我们统称其为控制电机;第一节伺服电动机伺服电动机具有服从控制信号的要求而动作的职能,在信号来之前,转子静止不动；信号来到之后,转子立即转动；当信号消失,转子能及时自行停转;按照自动控制系统的要求,伺服电动机必须具备可控性好、稳定性高和适应性强等基本性能;常用的伺服电动机有：交流伺服电动机、直流伺服电动机一、交流伺服电动机一控制方法交流伺服电动机的控制方法有以下三种方式：1、幅值控制——保持控制电压相位不变,改变其幅值进行控制；2、相位控制——保持控制电压幅值不变,改变其相位进行控制；3、幅—相控制——同时改变控制电压的幅值和相位来进行二机械特性和调节特性1、机械特性机械特性是指控制电压信号一定时,电磁转矩随转速变化的关系;2、调节特性调节特性是指输出转矩一定时,转速与控制电压信号变化的关系; 二、直流伺服电动机由直流电动机的调速方法可知,改变电枢电压或改变励磁电流调速时,特性有所不同;所以直流伺服电动机可由励磁绕组励磁,用电枢绕组进行控制；或由电枢绕组励磁,用励磁绕组进行控制;由于直流伺服电动机的功率不大,可以用永久磁铁制磁极,省去励磁绕组;直流伺服电动机多采用电枢控制方式;第二节测速发电机测速发电机是一种检测元件,其基本任务是将机械转速转换为电气信号;按照测速发电机的职能,对它的要求是：1输出电压与转速成严格的线性关系,以达到高的精确度；2输出电动势斜率要大,即转速变化所引起的电动势的变化要大,以满足灵敏度的要求;测速发电机也有交、直流两大类;第三节自整角机第四节旋转变压器第八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式电力拖动装置可分为电动机、工作机构、控制设备及电源等四个组成部分一、运动方程式 电动机在电力拖动系统必须遵循两个基本方程 对于直线运动对于旋转运动二、运动方程式中转矩的正负符号分析运动方程式的一般形式式中正、负号的规定,预先规定某一旋转方向为正方向,如果转矩T 的方向与参考方向相同取正号,相反取负号；而阻转矩Tz 的方向如果与参考方向相同时取负号,相反取正号;1、当 z T T =0d d =t n 电动机静止或等速旋转,电力拖动系2、当 zT T >0d d >t n 电力拖动系统处于加速状态 3、当z T T <0d d <t n 电力拖动系统处于减速状态 tv mF F z d d =-tJ T T z d d Ω=-tn GD T T z d d 375)(2=±-±第四节 生产机械的负载转矩特性在运动方程式中,阻转矩或称负载转矩Tz 与转速n 的关系Tz=f n 即为生产机械的负载转矩特性;大多数生产机械的负载转 矩可归纳为以下三种类型一、恒转矩负载特性恒转矩负载特性,就是指负载转矩T z 与转速n 无关的特性,即当转速变化时,负载转矩T z 保持常值;二、通风机负载特性通风机负载的转矩与转速大小有关,基本上与转速的平方成正比 ;为反抗性负载;三、恒功率负载特性第九章 直流电动机的电力拖动第一节 他励直流电动机的机械特性电动机的机械特性是指电动机的转速n 与电磁转矩T 的关系 n =fT一、固有机械特性与人为机械特性当他励电动机电压及磁通均为额定值时,电枢没有串联电阻时的机械特性称为固有机械特性; 一电枢串联电阻时的人为机械特性二改变电压时的人为机械特性三减弱电动机磁通时的人为机械特性四、电力拖动稳定运行的条件2Kn T z =T C C R C U n e a e 2N T N N ΦΦ-=对于恒转矩负载,要得到稳定运行,电动机需要具有向下倾斜的机械特性,如果电动机的机械特性向上翘,则不能稳定运行;第二节他励直流电动机的起动一、他励直流电动机的起动方法第三节他励直流电动机的制动他励直流电动机有两种运转状态1电动运转状态——电动机转矩的方向与转速的方向相同,此时电网向电动机输入电能,并变为机械能以带动负载;2 制动运转状态——电动机转矩与转速的方向相反,此时,电动机吸收机械能并转化为电能;制动的目的是使拖动系统停车,最简单的方法是断开电源,使系统停下来,这叫自由停车,自由停车需要较长的时间;如果希望制动过程加快,可以使用电磁制动器,也可使用电气控制方法,常用的有能耗制动、反接制动、在调速系统减速过程中,还可应用回馈制动;第四节他励直流电动机的调速采用一定的方法来改变生产机械的工作速度,以满足生产的需要,这种方法通常称为调速;要改变电动机的转速,可以改变电枢电压Ua或改变励磁磁通Φ;但提高电动机的电枢电压受到绕组绝缘耐压的限制,根据规定,只允许比额定电压提高30%,因此提高电压的可能范围不大,实际上改变电压Ua常应用在减压时,从额定转速向下调速;改变励磁磁通,增加Φ的可能性也不大,因为一般电动机的额定磁通已设计得使铁心接近饱和;因此,改变励磁磁通一般应用也在减弱磁的方面,称为弱磁调速,使转速从额定值向上调节;在调速的范围要求较宽等情况下,可结合应用上述二种方法,即在额转速以下降低电压,而在额定转速以上弱磁;一、调速指标 最主要的有两大指标：即技术指标与经济指标 一调速的技术指标1. 调速范围 D最大转速与最小转速之比,或最大线速度与最小线速度之比;2．静差率或称相对稳定性在一条机械特性上运行时,电动机由理想空载加载到额定负载,所出现的转降ΔnN 与理想空载转速比之;电动机的机械特性愈硬,则静差率愈小,相对稳定性就愈高;3．平滑性在一定的调速范围内,调速的级数愈多则认为调速愈平滑;它是相邻两级转速或线速度之比; 值愈接近于1,则平滑性愈好;时称为无级调速,即转速连续可调,级数接近无穷多,此时调速的平滑性最好;4．调速时的容许输出或调速时的功率与转矩容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下,在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩;%100%100000⨯-=⨯=∆=n n n n n N N δ11--==i ii i v v n n ϕ二调速的经济指标调速的经济指标决定于调速系统的设备投资及运行费用,而运行费用又决定于调速过程的损耗,它可用设备的效率来说明; 二、降低电枢端电压调速一电枢串联电阻电枢串电阻的调速方法的调速指标不高,调速范围不大,调速的平滑性不高,并且是有级调速;二降低电源电压三、弱磁调速弱磁调速的优点是,在功率较小的励磁电路中进行调节,控制方便,能量损耗小,调速的平滑性较高;由于调速范围不大,对于普通电动机最多为D=2,对于特殊设计的额定转速较低的调磁电动机D=3—4,因此,常和额定转速以下的降压调速配合应用,以扩大调整范围;四、调速时的功率与转矩第十章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式与直流电动机相同,三相异步电动机的机械特性也是由转速与转矩间的关系n =fT ;其表达式有三种形式;一、物理表达式二、参数表达式得异步电动机的机械特性参数表达式 PP P Δ22+=η122cos T m T C I ''=ϕΦ三、实用表达式第二节 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性一、固有机械特性固有机械特性是指异步电动机工作在额定电压及额定频率下,电动机按规定的接线方法接线,定子及转子电路中不外接电阻电抗或电容时所获得的机械特性曲线 ;二、人为机械特性第三节 三相异步电动机的各种运转状态一、电动运转状态电动运转状态的特点是电动机转矩的方向与旋转的方向相同;二、制动运转状态异步电动机可工作于回馈制动,反接制动及能耗制动三种制动状态;其共同特点是电动机转矩与转速的方向相反,以实现制动;此时,电动机由轴上吸收机械能,并转换为电能;第十一章 三相异步电动机的起动及起动设备的计算第一节 三相异步电动机的起动方法 ()221222112s R U m s T R R X X s φ'='⎛⎫'+++ ⎪⎝⎭Ω1max 212212m m m m R T s R T s R s s s s R ⎛⎫+ ⎪'⎝⎭=++'一、三相笼型异步电动机的起动方法一直接起动二减压起动有四种降压起动的方法1．电阻减压或电抗减压起动电动机在起动过程中,在定子电路串联电阻或电抗,起动电流在电阻或电抗上将产生压降,降低了电动机定子绕组上的电压,起动电流也减小了;2．自耦补偿起动自耦减压起动是利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组的电压,以减小起动电流;3．星形一三角形Y—Δ起动4．延边三角形起动三软起动方法1．限流或恒流起动方法;用电子软起动器实现起动时限制电动机起动电流或保持恒定的起动电流,主要用于轻载软起动；2．斜坡电压起动法;用电子软起动实现电动机起动时定子电压由小到大斜坡线性上升,主要用于重载软起动；3．转矩控制起动法;用电子软起动实现电动机起动时起动转矩由小到大线性上升,起动的平滑性好,能够降低起动时对电网的冲击,是较好的重载软起动方法;4．转矩加脉冲突跳控制起动法;此方法与转矩控制起动法类似,其差别在于：起动瞬间加脉冲突跳转矩以克服电动机的负载转矩,然后转矩平滑上升;此法也适用于重载软起动；5．电压控制起动法;用电子软起动器控制电压以保证电动机起动时产生较大的起动转矩,是较好的轻载软起动方法;二、三相绕线转子异步电动机的起动方法三相绕线式转子异步电动机的起动方法有：转子串联电阻和转子绕组串联频敏变阻器两种起动方法;第三节三相笼型异步电动机定子对称起动电阻的计算第四节三相笼型电动机起动自耦变压器的计算第五节三相绕线转子异步电动机转子对称起动电阻的计算。

电机与拖动基础复习资料（题）备课讲稿《电机与拖动基础》复习资料一.直流电机一.填空:1、直流电机的静止部分称为，它的主要作用是，由、、和等部分组成。

转动部分称为，它的作用是和，由、、和等组成。

2、单叠和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别为、。

3、直流电机电枢绕组有和两种基本联接方式，一般来说对电流大、电压较低的直流电机，电枢绕组应采用绕组。

4、直流电机的电枢反应的定义是，当电刷在几何中性线时，对于电动机来讲，产生性质的电枢反应，其结果使和，物理中性线电枢旋转方向偏移。

5、电枢绕组的感应电动势简称电枢电动势。

电枢电动势是指之间的感应电动势，也就是的感应电动势。

6、直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。

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。

7、直流电机电枢绕组中一个元件经过从一条支路转到另一条支路里时，的方向改变的过程称为。

改善换向的方法一般有和两种方法。

8、直流电机的励磁方式有、、和。

9、并励直流发电机自励建压的条件是、、。

10、直流电动机的工作特性是指电动机在、、的条件下，电动机的、、与之间的关系。

11、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。

12、直流电机的转向是由和确定的，改变转向的方法有和两种。

二.简答:1. 极距、第一节距、第二节距、合成节距、换向节距、叠绕组、波绕组电枢反应、直流电动机的工作特性、直流电机的换向、直流电机的可逆原理2. 简述直流电动机、直流发电机的工作原理？3. 单叠绕组、单波绕组的特点4. 什么是电枢反应？电刷在几何中性线时的电枢反应的特点是什么？5. 直流发电机的励磁方式有哪几种？试画图说明。

6. 如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？7. 什么是并励发电机的自励？自励的条件是什么？二.直流电动机的电力拖动一.填空:1、直流电动机的机械特性是指在电动机的、、为恒值的条件下，即电动机处于稳定运行时，电动机的和之间的关系，可表示为。