电机与拖动基础考点总结.
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考点总结第四章e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式:III f I I f1图5-15直流电机的励磁方式a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式a)b)c)d)按励磁绕组的供电方式不同,直流电机分4种:○1他励直流电机 ○2并励直流电机 ○3串励直流电机 ○4复励直流电机 二、基础公式 1. 额定功率N P直流电动机中,N P 是指输出的机械功率的额定值:(N T 为额定输出转矩,N n 为额定转速) 直流发电机中,N是指输出的电功率的额定值:N N N I U P ⋅=2. 电枢电动势a E直流电机的电动势:n C E e a ⋅Φ⋅=(单位 V ) e C 为电动势常数aZn C P e 60⋅=(P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)3. 电磁转矩e T直流电机的电磁转矩:a T e I C T ⋅Φ⋅= (单位m N ⋅) T C 为转矩常数aZn C P T ⋅⋅=π2 (P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)4. 常数关系式由于55.9260≈=πe T C C 故 e T C C ⋅=55.9三、直流电机(一) 分类:直流电动机和直流发电机。
直流电动机:直流电能→→机械能 直流发电机:机械能→→直流电能(二) 直流电动机(考点:他励直流电动机【如下图】)I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1. 电压方程:励磁回路:f f f I R U =电枢回路:a a a a I R E U += (特点:a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势)其中 ΦnC E e a =2. 转矩方程:0L e T T T +=3. 功率方程:○1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P(注意:一般题目没有给出励磁信息,那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ∆ 励磁回路输入的电功率:2f f f f f I R I U P ==电枢回路输入的电功率:()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ∆+=+=+== (2a a Cua I R p =∆——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率)且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI aZn ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==⋅== 即ωe a a T I E =(原本基础公式为a e ΦI C T T =)而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式:n Pn P P T em em eme 55.960π2===ω 故n PT em e 55.9=(em P 的取值单位为w 才适用)nP T eme 9550=(em P 的取值单位为kW 才适用) ○2电磁功率→输出机械功率 电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于0L e T T T +=和ωe T P em = 故 ωωωL 0e T T T += L 0em P p P +∆=L P ——电机的机械负载功率0p ∆——电机的空载损耗,包括机械摩擦损耗m p ∆和铁心损耗Fe p ∆○3输入电功率1P →输出机械功率2P 电功率电磁功率机械功率P 1P em P 2p Cua p Fe p mec p CufCufp ∆Cuap ∆Fep ∆mp ∆图5-19直流电动机的功率图p P P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1式中2P ——电动机的输出功率,有P2=PL ;add p ∆——电动机的附加损耗,是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗; p ∑∆——电动机的总损耗,并有add 02a a 2f f add m Fe Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆故电动机的效率为:p P pP P ∑∆+∑∆-==2121η4. 工作特性:5. 如何避免造成“飞车”? 答:直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠,绝不能断开。
电机拖动知识点概要电机拖动知识点概要1、直流发电机工作原理:当原动机拖动电枢以恒定方向旋转式,线圈边将切割磁力线并感应出交变电动势,由于电刷和换向器的“整流”作用,使电刷极性保持不变,在电刷间产生直流电动势。
2、直流电动机的工作原理:在电刷两端加直流电压,经电刷和换向器作用使同一主磁极下线圈边中的电流方向不变,该主磁极下线圈边所受电磁力的方向亦不变,从而产生单一方向的电磁转矩,使电枢沿同一方向连续旋转。
3、直流电机的可逆原理:同一台电机既能作电动机亦能作发电机运行的现象。
4、直流电机的结构:主要由静止的定子和旋转的转子构成,定子和转子之间存在气隙。
①定子:由主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等组成。
②转子:转子的作用是感应电动势并产生电磁转矩;它包括:电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴和风扇等。
5、直流电机电枢绕组(基本形式:叠绕组和波绕组)分类:单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组及混合绕组等。
单叠绕组特点:同一个元件的出线端连接于相邻的两个换向片上,相邻元件依次串联,后一个元件的首端与前一个元件的尾端连在一起并接到同一个换向片上,最后一个元件首端与第一个元件尾端连在一起,形成一个闭合回路。
【注:支路对数a等于电机的极对数p,即a=p】单波绕组特点:同一个元件的两个出线端所接的两个换向片相隔接近于一对极距,元件串联后形成波浪形,所以称为“波绕组”。
【注:并联支路数总是2,即极对数a=1】★单叠与单波绕组区别:单叠绕组可通过增加磁极对数来增加并联支路对数,适用于低电压、大电流的电机。
单波绕组的并联支路对数a=1,每条并联支路数串联的元件数较多,适用于小电流、较高电压的电机。
6、直流电机分类(按励磁方式分):他励、并励、串励、复励7、主磁通和漏磁通定义及其作用:同时与电枢绕组(即转子绕组)和励磁绕组(即定子绕组)相交链的磁通称为主磁通;只与励磁绕组(即定子绕组)相交链的磁通称为漏磁通。
主磁通与通电的转子绕组相作用产生电磁转矩,使电机转动;漏磁通无用。
电机与拖动基础知识点1. 电机分类:电机可以根据其用途、结构和工作原理进行分类。
常见的电机类型包括直流电机、异步电机(感应电机)、同步电机和步进电机等。
2. 磁场和磁通:电机中的磁场是由电流通过线圈产生的。
磁通是指通过线圈的磁力线数量,它与电机的性能密切相关。
3. 绕组和电枢:电机中的绕组是由导线绕制而成的,用于产生磁场。
电枢是指电机中的旋转部分,它可以是转子或定子。
4. 电磁感应:当磁通通过导体时,会在导体中产生电动势,这种现象称为电磁感应。
异步电机和同步电机都是基于电磁感应原理工作的。
5. 直流电机:直流电机是将直流电转换为机械能的设备。
它包括定子和转子两部分,通过电刷和换向器实现电流的换向。
6. 异步电机:异步电机也称为感应电机,是一种广泛应用的交流电机。
它的转子转速略低于同步转速,通过转子感应的磁场与定子磁场的相互作用产生转矩。
7. 同步电机:同步电机的转子转速与定子磁场的转速相同,因此称为同步电机。
它通常用于发电机和大功率驱动装置。
8. 电机拖动:电力拖动是指利用电动机作为原动机来驱动生产机械。
它涉及电机的选择、控制和传动等方面。
9. 电机控制:电机的控制包括调速、反转、起动和制动等。
常见的电机控制方法包括变频调速、直流调速和步进电机控制等。
10. 电机性能:电机的性能指标包括转矩、功率、效率、转速、起动电流和转矩等。
了解这些指标对于选择和应用电机非常重要。
以上是《电机与拖动基础》课程中的一些重要知识点。
通过深入学习这些内容,您将能够理解电机的工作原理、特性和应用,为进一步学习和应用电机技术打下坚实的基础。
电机拖动基础知识汇总
电机是一种将电能转换为机械能的设备。
它可以通过电流的作用产生电磁力,从而产生转动力。
电机在现代工业中广泛应用,涵盖了许多领域,如制造业、农业、交通运输等。
在讨论电机的拖动基础知识之前,我们先来了解一些与电机有关的基本概念。
首先是电机的构成部分。
一个典型的电机通常由定子和转子组成。
定子是静止不动的部分,通常由一组绕线和磁铁组成。
转子则是可以旋转的部分,通常由一组磁铁或导体组成。
接下来是电机的工作原理。
当电流通过定子的绕线时,会产生一个磁场。
这个磁场会与转子上的磁铁或导体相互作用,从而产生一个转动力。
根据磁场的产生方式,电机可以分为直流电机和交流电机两种类型。
直流电机是通过直流电流产生磁场,而交流电机则是通过交变电流产生磁场。
此外,还有一些与电机相关的重要参数需要了解。
一个常见的参数是电机的额定功率,它表示电机在正常工作条件下能够输出的功率。
另一个重要参数是电机的转速,它表示电机每分钟旋转的圈数。
还有一个参数是电机的效率,它表示电机将输入的电能转换为机械能的比率。
在实际应用中,电机的拖动涉及到许多控制技术和装置。
其中最常见
的是电机驱动器,它是一种用于控制电机转速和转矩的装置。
电机驱动器通常由电力电子器件和控制系统组成,可以根据需要改变电机的工作状态。
总的来说,电机拖动是一个涉及电机的工作原理、参数以及相关控制技术的广泛领域。
了解这些基础知识可以帮助我们更好地理解和应用电机,在实际工程中取得更好的效果。
电机与拖动资料总结电机与拖动资料总结电机作为一个基础的机电设备,是现代工业生产中不可缺少的一部分。
它在生产过程中具有重要的作用,可以实现机械制动、传动、控制和自动化等功能。
本文将总结与电机和拖动相关的一些资料。
1. 电机的分类根据不同的分析角度,电机可以分为市场上常见的交流电机、直流电机、步进电机、电磁铁、同步电机、异步电机、伺服电机等多种类型。
- 交流电机:AC电机的电能主要是从交流电源转换而来,根据不同的转子类型可以分为异步电机、同步电机和复合电机。
市场上的同步电机应用更广,在家用电器、工业机械、交通运输工具等方面,得到广泛的应用。
- 无刷直流电机:无刷电机是一种磁场旋转同步技术,使用永磁体产生旋转磁场,无刷电机具有高效、低干扰、速度高等优点,在无刷电动车、航模、机器人上有较为广泛的应用。
- 步进电机:步进电机按照控制方式分为全步进和半步进,它们都反应的是电机转动方式,全步进就是电机一个周期转动,半步进就是电机每个周期分为两拍,能够分别控制电机转动的角度和转速,应用于3D打印机、智能家居设备等领域。
- 伺服电机:伺服电机是利用电子技术,通过给电机供电,来控制电机的位置、速度、加速度、扭矩等性能的一种电机。
伺服电机具有定位精度高、动态响应速度快、转矩平稳等优点,在工业机器人、CNC加工设备等自动化设备中广泛应用。
2. 拖动元器件分类拖动元器件指的是一些电子元件在一定电路环境下,起到拖动、限制、隔离等作用的器件总称。
常用的拖动元器件有减速器、离合器、刹车器、限位开关、编码器等。
- 减速器:减速器主要通过机械方式实现减速和扭力增加的作用,常见的减速器有齿轮减速器、行星减速器、蜗杆减速器、摆线减速器等。
减速器常应用于运动过程中转速太快、转矩比较大、需要精确控制运动精度等情况下。
- 离合器:离合器是在机械传动系统中变速、换向、断开和联结的装置,用于衔接传动模块和运动控制器,常见的离合器有电磁离合器、液压离合器、机械离合器等。
电机与拖动知识点总结唐介一、电机的基本原理电机是利用电磁感应原理将电能转化为机械能的装置。
根据电机工作原理的不同,可以分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机等不同类型。
其中,直流电机是利用直流电源供电,通过直流电场产生的磁场与电枢产生的磁场之间的相互作用来达到电机转动的目的;交流异步电机是利用交流电源供电,通过交变电磁场的作用来实现电机的转动;而交流同步电机则是利用交流电源供电,通过与交变电磁场同频率同步运转来实现电机的转动。
电机的结构包括定子和转子两部分。
定子是电机的静止部分,主要是由铁芯和绕组构成,绕组一般由绝缘线圈或者绝缘导线组成,用来产生磁场;转子是电机的旋转部分,可以是直流电机中的电刷和电枢、交流电机中的电枢等。
电机在工作时,定子产生的磁场与转子上的电流产生的磁场之间会产生相互作用,从而使得电机产生转动力。
二、电机的性能参数1.额定功率:电机在额定工况下能够提供的功率。
额定功率是电机的重要性能指标,用户在选型时需要根据实际需求选择合适的额定功率。
2.额定转速:电机在额定电压和额定负载下的转速。
额定转速是电机的工作状态下的典型参数,也是用户在选型时需要考虑的重要因素。
3.效率:电机运行时输出功率与输入电功率之比。
电机的效率直接关系到其能源利用的程度,高效率的电机能够减少能源浪费,提高能源利用效率。
4.起动特性:电机在起动时的性能参数,包括起动电流、起动时间等。
起动特性对于一些需要频繁启动的设备而言,具有重要意义。
5.转矩特性:电机输出的力矩与转速之间的关系。
转矩特性是电机的另一个重要性能参数,直接影响到电机在不同负载下的输出能力。
三、电机的控制方式电机的控制方式包括直接启动、软启动、变频调速等。
直接启动是指将电机直接连接到电源上,利用直接启动器进行控制;软启动是通过降低电机起动时的起动电流和转矩的方式进行控制,可以有效地保护电机和负载设备;变频调速是通过调整电源的频率来实现电机转速调节的方式,可以实现精确的转速控制,适用于对转速要求较高的场合。
电机与拖动基础总复习试题种类一、填空题二、选择题四、简答题五、计算题第一章直流电机原理1.直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等零件构成。
定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。
转子(又称电枢)由电枢死心、电枢绕组、换向器、转轴和电扇等构成。
2.直流电机的绕组有五种形式:单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组(叠绕和波绕混淆绕组)。
3极距、绕组的节距(第一节距、第二节距、合成节距)的观点和关系。
4单叠绕组把每个主磁极下的元件串连成一条支路,所以其主要特色是绕组的并联支路对数 a 等于极对数n p。
5电枢反响:直流电机在主极成立了主磁场,当电枢绕组中经过电流时,产生电枢磁动势,也在气隙中成立起电枢磁场。
这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。
这类由电枢磁场惹起主磁场畸变的现象称为电枢反响。
☆6 直流电机的励磁方式:☆☆7 直流电机的电枢电压方程和电动势U a E a R a I a E a C eΦn:直流电机电磁转矩T C ΦIe Ta8 直流电动机功率方程P1PfPapCufpCuaPempCupFepmpaddP2P2p9 直流电机工作特征☆,.10 直流电动机励磁回路连结靠谱,绝不可以断开☆一旦励磁电流 I f= 0,则电机主磁通将快速降落至剩磁磁通,若此时电动机负载较轻,电动机的转速将快速上涨,造成“飞车” ;若电动机的负载为重载,则电动机的电磁转矩将小于负载转矩,使电机转速减小,但电枢电流将飞快增大,超出电动机同意的最大电流值,惹起电枢绕组因大电流过热而烧毁。
11 自励发电方式可否成立空载电压是有三个条件☆☆(1)电机一定有剩磁,假如没有须预先进行充磁;(2)励磁绕组的极性一定正确,也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确;(3 )励磁回路的电阻不可以太大,即其伏安特征的斜率U/ I f不可以太陡,不然假如伏安特征的斜率太陡,与发电机空载特征交点很低或无交点,就没法成立空载电压。
考点总结第四章e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式:III f I I f1图5-15直流电机的励磁方式a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式a)b)c)d)按励磁绕组的供电方式不同,直流电机分4种:○1他励直流电机 ○2并励直流电机 ○3串励直流电机 ○4复励直流电机 二、基础公式 1. 额定功率N PN P (N T 为额定输出转矩,N n 为额定转速) 直流发电机中,N P 是指输出的电功率的额定值:N N N I U P ⋅=2. 电枢电动势a E直流电机的电动势:n C E e a ⋅Φ⋅=(单位 V ) e C 为电动势常数aZn C P e 60⋅=(P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)3. 电磁转矩e T直流电机的电磁转矩:a T e I C T ⋅Φ⋅= (单位m N ⋅) T C 为转矩常数aZn C P T ⋅⋅=π2 (P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)4. 常数关系式由于55.9260≈=πe T C C 故 e T C C ⋅=55.9三、直流电机(一) 分类:直流电动机和直流发电机。
直流电动机:直流电能→→机械能 直流发电机:机械能→→直流电能(二) 直流电动机(考点:他励直流电动机【如下图】)I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1. 电压方程:励磁回路:f f f I R U =电枢回路:a a a a I R E U += (特点:a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势)其中 ΦnC E e a =2. 转矩方程:0L e T T T +=3. 功率方程:○1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P(注意:一般题目没有给出励磁信息,那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ∆ 励磁回路输入的电功率:2f f f f f I R I U P == 电枢回路输入的电功率:()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ∆+=+=+==(2a a Cua I R p =∆——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率)且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI aZn ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==⋅== 即ωe a a T I E =(原本基础公式为a e ΦI C T T =)而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式:n Pn P P T em em eme 55.9π2===ωem P 的取值单位为w 才适用)em P 的取值单位为kW 才适用) 2 电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于0L e T T T +=和ωe T P em = 故 ωωωL 0e T T T += L 0em P p P +∆=L P ——电机的机械负载功率0p ∆——电机的空载损耗,包括机械摩擦损耗m p ∆和铁心损耗Fe p ∆○3输入电功率1P →输出机械功率2P电功率电磁功率机械功率P P P图5-19直流电动机的功率图p P P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1 式中2P ——电动机的输出功率,有P2=PL ;add p ∆——电动机的附加损耗,是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗; p ∑∆——电动机的总损耗,并有add 02a a 2Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆4. 工作特性:5. 如何避免造成“飞车”? 答:直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠,绝不能断开。
电机与拖动基础需要掌握的知识点——直流电机部分一、直流电机原理1. 直流电动机的工作原理:如何从几何中线附近的摆动转变为连续转动?2. 直流发电机的工作原理:如何把发出的交流电转变为直流电?(机械整流子)3. 直流电机的结构:转子的铁心是不是空心的?4. 转子铁心的制作工艺,为什么采用如此复杂的工艺?定子铁心为何不采用该工艺?5. 转子绕组为什么称为电枢?6. 换向器与电刷的配合作用?“交变直流;直流变交流。
”的配合作用?7. 直流电机结构上的最大缺陷在何处?8. 额定参数P N U N I N 在电动机与发电机中的不同含义?9. 单叠转子绕组的特点:a=p ,低压高流10. 单波转子绕组的特点:a=1,高压低流11. 电刷合理放置的主要目的是什么?12. 元件的第一节距为什么接近一个或等于一个极距?13. 直流电机的转子绕组各元件闭合绕制成一个闭环电路,电流是如何进出的?14. 感应电动势只存在于发电机吗?如何实现电气平衡。
15. 电磁转矩只存在于电动机吗?如何实现机械平衡。
16. 直流电机的四种励磁方式?17. 直流电机的空载磁场及其饱和特性。
18. 电枢反应与其三大影响。
19. 为什么说:电刷是电枢表面各元件边中电流的分界线?20. 直流电机感应电动势与电磁转矩的计算公式。
21. 直流电动机与发电机的稳态平衡方程。
22. 并励电动机的能量流程图。
23. 直流发电机的能量流程图。
24. 从机械与电气两方面计算直流电机电磁功率与电磁转矩的公式25. 转速特性。
(四种励磁方式下)26. 电气过渡过程中机械转速不能突变的概念。
27. 机械过渡过程结束后有,)tan (,t cons I I T T an a Z =Φ==28. 例题:例2-1,二、变压器1.变压器的的电隔离特性。
电—磁—电(交流电才可以)2.变压器磁路具有封闭性。
而电机磁路不具有。
3.额定容量、额定电压(线量)、额定电流(线量)、f4.空载与负载运行的最大区别(I 2=?)。
考点总结第四章e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式:III f I I f1图5-15直流电机的励磁方式a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式a)b)c)d)按励磁绕组的供电方式不同,直流电机分4种:○1他励直流电机 ○2并励直流电机 ○3串励直流电机 ○4复励直流电机 二、基础公式 1. 额定功率N PN P (N T 为额定输出转矩,N n 为额定转速) 直流发电机中,N P 是指输出的电功率的额定值:N N N I U P ⋅=2. 电枢电动势a E直流电机的电动势:n C E e a ⋅Φ⋅=(单位 V ) e C 为电动势常数aZn C P e 60⋅=(P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)3. 电磁转矩e T直流电机的电磁转矩:a T e I C T ⋅Φ⋅= (单位m N ⋅) T C 为转矩常数aZn C P T ⋅⋅=π2 (P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)4. 常数关系式由于55.9260≈=πe T C C 故 e T C C ⋅=55.9三、直流电机(一) 分类:直流电动机和直流发电机。
直流电动机:直流电能→→机械能 直流发电机:机械能→→直流电能(二) 直流电动机(考点:他励直流电动机【如下图】)I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1. 电压方程:励磁回路:f f f I R U =电枢回路:a a a a I R E U += (特点:a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势)其中 ΦnC E e a =2. 转矩方程:0L e T T T +=3. 功率方程:○1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P(注意:一般题目没有给出励磁信息,那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ∆ 励磁回路输入的电功率:2f f f f f I R I U P == 电枢回路输入的电功率:()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ∆+=+=+==(2a a Cua I R p =∆——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率)且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI aZn ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==⋅== 即ωe a a T I E =(原本基础公式为a e ΦI C T T =)而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式:n Pn P P T em em eme 55.9π2===ωem P 的取值单位为w 才适用)em P 的取值单位为kW 才适用) 2 电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于0L e T T T +=和ωe T P em = 故 ωωωL 0e T T T += L 0em P p P +∆=L P ——电机的机械负载功率0p ∆——电机的空载损耗,包括机械摩擦损耗m p ∆和铁心损耗Fe p ∆○3输入电功率1P →输出机械功率2P电功率电磁功率机械功率P P P图5-19直流电动机的功率图p P P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1 式中2P ——电动机的输出功率,有P2=PL ;add p ∆——电动机的附加损耗,是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗; p ∑∆——电动机的总损耗,并有add 02a a 2Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆4. 工作特性:5. 如何避免造成“飞车”? 答:直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠,绝不能断开。
原因:一旦励磁电流 If = 0,则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通,若此时电动机负载较轻,电动机的转速将迅速上升,造成“飞车”;若电动机的负载为重载,则电动机的电磁转矩将小于负载转矩,使电机转速减小,但电枢电流将飞速增大,超过电动机允许的最大电流值,引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。
因此,在闭合电动机电枢电路前应先闭合励磁电路,保证电动机可靠运行。
(三) 直流发电机(考点:他励直流发电机【如下图】)I 原动机图5-21直流发电机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1.电压方程:a a a a I R U E += (特点:a a E U <) 式中ΦnC E e a =2.转矩方程:0e m T TT +=3.功率方程:○1输入机械功率→电磁功率 输入机械功率m P (原动机)=电磁功率em P+克服空载功率0p ∆ 0em 0e m m 1)(p P T T T P P ∆+=+===ωω ○2电磁功率→输出电功率 电磁功率em P =输出电功率2P +铜耗功率Cua p ∆ Cua 22a a a a a em p P I R UI I E P ∆+=+== ○3输入机械功率1P →输出电功率2P机械功率电磁功率电功率P 1图5-23直流发电机的功率图e p p p P p P P F m Cua 20em 1∆+∆+∆+=∆+=式中p ∑∆——add Cua Fe m p p p p p ∆+∆+∆+∆=∑∆四、考题解答1.某他励直流电动机的额定数据为N P =17kW, N U =220V, N n =1500r/min ,N η=83%。
计算额定电枢电流N I 、额定电磁转矩和额定负载时的输入电功率。
分析:电机的额定功率指的是输出功率,电动机的额定功率N P 指的是机械功率(没有空载损耗=电磁功率)(发电机的额定功率N P 指的是电功率)解:(1) 额定电枢电流N I =A 93.10=22083.010173N A U P N N ⨯⨯=⋅η(2) 额定电磁转矩)()(m N m N n P P P T N ⋅=⋅⨯⨯====23.1081500101755.955.960π23N N NeNω(3) 额定负载时输入电功率 法一:kW W I U P N 48.202048210.93220N 1==⨯=⋅= 法二:kW W P P N N48.2083.0101731=⨯==η 2.有一他励直流发电机的额定数据为:N P =46kW ,N U =230V, N n =1000r/min ,a R =0.1Ω,已知0p ∆=1kW ,add p ∆=0.01N P ,求额定负载下1P 、em P 和N η。
分析:电机的额定功率指的是输出功率,发电机的额定功率N P 指的是电功率;解:kW P p N 46.001.0add ==∆A A U P I N N 20023010463N =⨯==kW W R I p a 440002N Cua ===∆kW p p p p 46.5446.01Cua add 0=++=∆+∆+∆=∑∆(1) 额定负载下输入功率kW kW p P P N 46.51)46.546(1=+=∑∆+=(2) 额定负载下电磁功率kW kW p P P N 50)446(Cua em =+=∆+=(3) 额定负载下发电机效率法一: %39.89%10046.51461N =⨯==P P N η 法二:%39.89%61.101%10046.54646.511N =-=⨯+-=∑∆+∑∆-=p P p N η_ +U aR f图6-1他励电动机接线图第六章一、他励直流电动机的机械特性: 1.机械特性的一般形式e0e 2T e a e a T ee a ea e a a a )(T n T ΦC C RR ΦC U ΦC T ΦCR R ΦC U ΦC R R I U n β-=+-=+-=+-=式中n ——直流电机的理想空载转速,β——直流电机机械特性的斜率,2.固有机械特性(特点:电枢电压、励磁电压均为额定值)图6-2 他励电动机固有机械特性○10=e T 时,NΦC U n n e a0==是理想空载转速,由a e ΦI C T T =可知,同时0=a I ,a N E U =。
○2固有机械特性硬:斜率2T e aNΦC C R =β较小,表示固有转速的变化小,所有固有机械特性比较硬。
○3电动机起动时n=0,由n C E e a ⋅Φ⋅=,感应电动势0=a E ,这时电枢电流为起动电流st aNa I R U I ==;电磁转矩为启动转矩 st N st a N e I ΦC T I ΦC T T T ===;又因为电枢电阻a R 很小,在额定电压的作用下, 起动电流将非常大,远远超过电动机所允许的最大电流, 会烧坏换向器,因此直流电机一般不允许全电压直接起动。
○4若转矩0,<>n T T st e ,特性曲线在第四象限;若0,0><n T e ,则特性曲线在第二象限,电磁转矩与转速方向相反,形成制动转矩,电机处于发电状态。
3.人为机械特性e图6-3 改变电枢电压的人为的机械特性n e图6-5 改变电枢电阻的人为机械 ne图6-4 改变磁通的人为机械特性○2减小每极气隙磁通Φ ○3电枢回路串接电阻R(注意:减小U 或串接R 都使得n 减小,而减小Φ却使得n 增加)二、他励直流电动机的起动方式(2种) ○1电枢回路串电阻起动 ○2降压起动2stst2st2+R st3 图6-6 他励直流电动机串电阻起动a) 原理图 b) 机械特性a)b)e 图6-7 他励直流电动机降压起动a) 电力电子可控整流供电系统 b) 降压起动的机械特性a)b)d4三、他励直流电动机的调速1.静差率:是指在同一条机械特性上,从理想空载到额定负载时的静差率s 0n 有关。
当理想空载转速0n 一定时,机械特性越硬,额定速降N n ∆越小,则静差率越小。
2. 他励直流电动机的调速方法(根据3种改变n 的人为机械特性)○1串电阻调速 eT ΦC C RR 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。