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电机 第二章1

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最新《电机与电气控制技术》第2版 习题解答 第二章 三相异步电动机复习课程

最新《电机与电气控制技术》第2版 习题解答 第二章 三相异步电动机复习课程

《电机与电气控制技术》第2版习题解答第二章三相异步电动机2-1三相异步电动机的旋转磁场是如何产生的？答：在三相异步电动机的定子三相对称绕组中通入三相对称电流，根据三相对称电流的瞬时电流来分析由其产生的磁场，由于三相对称电流其大小、方向随正弦规律变化，由三相对称电流建立的磁场即合成磁极在定子内膛中随一定方向移动。

当正弦交流电流变化一周时，合成磁场在空间旋转了一定角度，随着正弦交流电流不断变化，形成了旋转磁场。

2-2三组异步电动机旋转磁场的转速由什么决定？对于工频下的2、4、6、8、10极的三相异步电动机的同步转速为多少？答：三相异步电动机旋转磁场的转速由电动机定子极对数P交流电源频率f1决定，具体公式为n1=60f1/P。

对于工频下的2、4、6、8、10极的三相异步电动机的同步转速即旋转磁场的转速n1分别为3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min。

2-3试述三相异步电动机的转动原理，并解释“异步”的意义。

答：首先，在三相异步电动机三相定子绕组中通入三相交流电源，流过三相对称电流，在定子内膛中建立三相旋转磁场，开始转子是静止的，由于相对运动，转子导体将切割磁场，在转子导体中产生感应电动势，又由于转子导体是闭合的，将在其内流过转子感应电流，该转子电流与定子磁场相互作用，由左手定则判断电磁力方向，转子将在电磁力作用下依旋转磁场旋转方向旋转。

所谓“异步”是指三相异步电动机转子转速n与定子旋转磁场转速n1之间必须有差别，且n<n1。

2-4旋转磁场的转向由什么决定？如何改变旋转磁场的方向？答：旋转磁场在空间的旋转方向是由三相交流电流相序决定的，若要改变旋转磁场的方向，只需将电动机三相定子绕组与三相交流电源连接的三根导线中的任意两根对调位置即可。

如果来绕组U1接电源L1、V1接L2、W1接L3为正转，要想反转U1仍接L1，但V1接L3、W1接L2即可。

第二章 1同步发电机的基本方程提纲

第二章 1同步发电机的基本方程提纲

在 a、b、c 坐标上的投影表示定子三向电流瞬时值。 I m cos γ ia = − I m ib = − I m cos(γ − 120 ) ic = − I m cos(γ + 120 )
式中： γ = ω s t + γ 0
a相时间轴 −I m ω γ ic ia
0 xq 0 0 0 x aq
0 0 x0 0 0 0
xad 0 0 xf x ad 0
xad 0 0 x ad xD 0
0 xaq 0 0 0 xQ
− id − iq − i0 if iD iQ
采用标幺值后，
ψ d x d ψ q 0 ψ 0 0 ＝ 最后得到磁链方程为： ψ f x ad ψ D x ad ψ Q 0
x d = x ad + x σ x q = x aq + xσ
式中： x = x + x d ad σ
i b = − I m cos(γ 0 − 120 0 )
0
ic = − I mcos(γ 0 + 120 )
ωs = ω r
ia = − I m cos(ωr t + γ 0 )
id = − I m cos(θ 0 - γ 0 ) i q = I m sin (θ 0 - γ 0 )
i b = − I m cos(ω r t + γ 0 − 120 )
同理有：
− sin θ − sin(θ − 120 ) − si 1 i0
ψ abc = P −1ψ dq 0 u abc = P −1u dq 0

电机与变压器第二章-第四节-1.时钟表示法

电机与变压器第二章-第四节-1.时钟表示法

➢Y，d11
从接线图中找出二次侧线电压 U• 2U,2V与哪个相的线电压相等， 由图中找到U• 2U,2V =-U•2V，即 U• 2U,2V，即 U2U,2V的方向指向 “11”，所以可画出时钟图
➢Y，d11
画出时钟的钟点，只要把一次 侧的U• 1U,1V放在“12”点，再把 二次侧的U• 2U,2V作为短针放上去 即可，很明显二次侧是11点， 所以该连接组是Y,11d连接组
已知变压器的绕组连接图及各相一次侧、二次侧 的同极性端，对于Y，y0联结组的判别步骤如下：
画出二次侧绕组的线电压相量图，由接线图中的同名
端可判断出•U2U、U• 2v 、U•2w 和一次侧的电动势U•1U 、U•2v 、
U• 2w是同相位(即同极性)，所以它的相量图也和一次侧
•
一样，画出U2U，2v
➢时钟表示法
变压器的一次侧、二次侧绕组，根据不同的需要 可以有三角形或星形两种接法
一次侧绕组三角形 接法用D表示、星形 接法用Y表示、有中 线时用YN 表示
二次侧绕组分别用 小写d、y和yn表示
不同的 接法
形成了不同的连接组别， 也反映出不同的一次侧、 二次侧的线电压之间的 相位关系。
➢时钟表示法
2．Y，d接法
已知变压器的绕组连接图及各相一次侧、二次侧 的同极性端，对于Y，d11联结组的判别步骤如下：
首先要在接线图中标出每个相线 电压的正方向，如一次侧和二次 侧都指向各自的首端即1Ul、2U1。
➢Y，d11
再画出一次侧绕组相电压相 量图•UIU， U• IV, U• IW最好按书 中方位画，这样画出的线电 压U•IU, IV= U• IU- U• IV， U• IU, IV 正巧在钟表“12”的位置， 不用再移动了。

电机学第2章直流电机课件

电机学第2章直流电机课件

2.直流电机的基本结构
图2-5 电枢上装有6个线圈 (11′到66′)的情况
2.直流电机的基本结构
图2-7 直流电机剖面图
2.直流电机的基本结构
图2-8 主磁极
2.直流电机的基本结构
图2-9 电枢铁心
2.直流电机的基本结构
图2-10 电枢线圈
2.直流电机的基本结构
图2-12 换向器
3.励磁方式
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
图2-42 并励电动机的机械特性
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
3.串励电动机的运行特性
图2-43 串励电动机的接线图
3.串励电动机的运行特性
3.串励电动机的运行特性
图2-44 串励电动机的工作特性
图2-14 直流电机的励磁方式 a)他励式 b)并励式 c)串励式 d)复励式
4.直流电机的额定值
(1)额定功率PN 指电机在铭牌规定的额定状态下运行时，电机 的输出功率，用千瓦(kW)表示。 (2)额定电压UN 指额定状态下电枢出线端的电压，以伏(V)表 示。 (3)额定电流IN 指电机在额定电压下运行、输出功率为额定功 率时，电机的线电流，以安(A)表示。 (4)额定转速nN 指额定状态下运行时转子的转速，以转/分(r/mi n)表示。
2.单叠绕组
2.单叠绕组
图2-19 单叠绕组展开图(2p=4,S=K= =16)
2.单叠绕组
图2-20 图2-19所示瞬间电枢绕组的电路图
3.单波绕组
3.单波绕组
图2-21 单波绕组的展开图(2p=4, =S=K=15) a)部分展开图 b)全部展开图
3.单波绕组

电机原理及拖动第二章课件

电机原理及拖动第二章课件

T
TL
J
d dt
2 n / 60
J m 2 G ( D )2 GD 2
g 2 4g
动态转矩Td＝
T
TL
J
d dt
GD2 375
dn dt
g： 重力加速度， 9.8米/秒2；GD2：系统的飞轮矩（牛·米2）； n： 转速（转/分）； T、TL ：转矩（牛·米）
6
2、转动惯量与飞轮力矩
对于电动机来说，提升负
载与下降负载转矩之差： 2T
T Gm R ( 1 1)
j c
25
四、负载的机械特性
生产机械负载特性是指生产机械负载转矩与转速 之间的函数关系. 涉及转矩：Tm—Tmeq—△T—TL—T0
负载轴： Tm f (n) 折算后： Tmeq f (n) 考虑T0： TL f (n)
n △T
将负载转矩折算到电动机轴
上＝ Tm （绿色虚线） j
Tm/j
Tmeq T
如果还考虑电机的空载损耗T0： TL＝Tmeq＋T0（红实线）
27
（二）位能性恒负载转矩
nm Tm T
考虑传动机构的损耗： Tmeq＝ Tm/j ＋△T（黑实线）
n △T
Tm/j
将负载转矩折算到电动机轴
上＝ Tm （绿色虚线） j
=2n/60
Tmeq =9.55
FmVm
n
考虑传动损耗 Tmeq =9.55
FmVm
nC
16
2、平移部件质量的折算
电机与拖动
折算原则：系统动能不变 折算前运动部件动能为：
1
mv
2 m
1
Gm vm2
2
2g
折算后运动部件动能为：

电机设计第2部分1

电机设计第2部分1

2.4 电机主要尺寸比及主要尺寸的确定
2.4.2 确定主要尺寸的一般方法 ①首先由电机的额定功率求出计算功率；②由计算功率和 转速，根据有关曲线或经验求出电磁负荷；从而由主要参 数关系式求出 D2lef ；③根据推荐的数据选用适当的主要尺 寸比 ，再确定出电机的主要尺寸 D、lef ；④对交流电机， 再参照定子铁心内外径比的经验值，确定定子铁心外径 值 D ，参考标准外径值，转为取标准外径值，再对定子铁 1 心内径及铁心长度进行调整。表1为交流电机定子铁心的标 准外径。
P' N cos N KE
KE
E 压降系数 U
②同步发电机
PN mU 1 N I N cos N
由 CA
m1E1I N cos N KE
60D 2lef
P' cos N KE
D 2lef n P'
6.1 ' a p K Nm K dp AB 2 T '
n ∵ D lef 近似表示了转子有效部分的体积，定子有效部分的体积
2
' ' P 60 P T' ---计算转矩 2 n
也与它有关。∴电机常数 C A 反映了产生单位计算转矩所耗用 1 2 T ' 的有效材料的体积，即结构材料的耗用量。令 K A CA 60D2lef
K A ---利用系数，它表示单位体积有效材料所产生的计算转矩；
2.3 电磁负荷的选择
总的来说，电磁负荷的选择要考虑的因素很多，很难单纯从理 论上来确定。通常主要从电机制造成本低、性能良好方面选择。 一般还要从包括电工材料、冷却条件及电机结构方面考虑。工 厂常根据经验数据作出曲线 A、B f PN、n 确定电磁负荷。

电机与拖动2章

他励直流电动机他励式直流电动机的励磁线圈采用单独电源供电直流电动机的电枢回路电源电压u由基尔霍夫电压定律可列出电枢回路方程2并励直流电动机如图所示电动机采用并励方式时励磁绕组与电枢回路并联共用一个电源电枢回路的电压方程与他励时相同并有串励直流电动机如图312c所示电动机采用串励方式时励磁绕组与电枢回路串联再与电源连接此时转矩方程直流电动机电枢外加电压后工作在电动运行状态此时电枢产生电磁转矩t其方向如图316所示为逆时针转动与电动机空载转矩t相反
① 主磁极 ② 励磁绕组
励磁绕组套在 主磁极极身上
主磁极钢板冲片 （1-1.5mm厚） 厚
主磁极由钢板 冲片叠压而成
③ 电枢铁心 ④ 电枢绕组
均匀开槽
涂绝缘漆冲 片叠压而成 电枢铁心冲片 (0.35-0.5mm厚) 厚 硅钢片） （硅钢片）
⑤ 换向器 ⑥ 电刷

换向器
2.2.2直流电机的额定值 直流电机的额定值
2.4 直流电机的磁场
磁场是电机实现机电能量转换的媒介。 磁场是电机实现机电能量转换的媒介。 主极磁场由永久磁铁或励磁绕组通入直流电流产生。 主极磁场由永久磁铁或励磁绕组通入直流电流产生。 1. 直流电机按励磁方式分类
2. 直流电机空载磁场
励磁绕组通直流电产生的磁场； 励磁绕组通直流电产生的磁场； 空载时电机中的磁场分布是对称的; 空载时电机中的磁场分布是对称的; 主磁通；漏磁通。 主磁通；漏磁通。
Zi 15 3 y1 = ε = =3 2p 4 4 Z i 1 15 1 y= = =7 p 2 y2 = y y1 = 7 3 = 4
单波绕组是把所有 处于相同极性下的 元件都串联起来构 成一条支路 并联支路数等于2 并联支路数等于
4极电机，Z=Zi=S=K=15 极电机， 极电机 单波左行短整距绕组 并联支路对数a=1 并联支路对数

电机拖动第二章.


流电机带负载后的磁场；直流 电机换向不良产生的原因。

电机是利用电磁作用原理进行能量转 换的机电装置。直流电动机的功能是 将直流电能转换成机械能带动机械负 载，而直流发电机的功能是将机械能 转化成直流电能供给电负载。 直流电动机具有良好的起动和宽广平 滑的调速性能，因而被广泛应用于对 起动和调速性能要求较高的生产机械 上，如电力机车、轧钢机、船舶机械、 造纸机和纺织机等。
单叠绕组

单叠绕组的连接特点是：同一元件的 两个出线端分别连接到相邻的两个换 向片上，即换向片节距Yk=1，相邻元 件通过换向片依次相连，从而组成整 个闭合绕组，后一元件的端部紧紧叠 在前一个元件的端部上，故而称为单 叠绕组，单叠绕组绕制时，每绕过一 个元件便在电枢表面移过一个虚槽。

例题：
例2-1 一台直流电机的绕组数据为：极对 P=2，槽数Z=16， ，换向片数 K=16，试设计单叠绕组连接图。 解： 1．单叠绕组的展开图 （1）计算节距

（3）换向器 换向器是直流电机的重要部件。在直 流发电机中，它将电枢绕组内部的交 流电动势转换为电刷间的直流电动势； 在直流电动机中，它将电刷上的直流 电流转换为绕组内的交流电流。如下 图，换向器由许多梯形铜排制成的彼 此绝缘的换向片组成。换向片数与线 圈元件数相同。

四、直流电机的额定值
第二章 直流电机
本章重难点

重点
直流电机的工作原理及额定数据；直流 电机的励磁方式及电枢反应；直流电机 的基本方程式，包括感应电动势、电磁 转矩、电压平衡方程、转矩平衡方程式 及功率平衡方程式；直流电机的工作特 性；直流电动机的固有机械特性和人为 机械特性；
难点： 直流电机电枢绕组的设计；直
单叠绕组的并联支路图

电机第2章.ppt

（1）电枢回路铜耗pcua 它包括以下几项，电枢绕组铜耗；与电枢绕组串联的 串励绕组、换向极绕组及补偿绕组的铜耗；电刷与换向器的接触电阻上的铜耗。
（2）励磁回路的铜耗pcuf 由于励磁回路的铜耗很小，而且是一个不变的值， 一般把它归入不变损耗范畴。
不论发电机还是电动机，电枢电流都随负载的变化而变化，因而电机中的电枢 铜耗又叫可变损耗。电机的机械损耗和励磁一定时的铁耗只与转速有关，当电 机的转速变化不大时，由机械损耗和铁芯损耗合成的空载损耗是基本不变的， 故空载损耗又叫不变损耗。
1、自励条件
曲线1为空载特性曲线，曲线2为励磁回路总电阻Rf 特性曲线， 也称场阻线 U f I f Rf 。
增大Rf ，场阻线变为曲线3时，Rf 称为临界 电阻Rcr 。如图所示。
若再增加励磁回路电阻，发电机将不能自 励。
U
原动机带动发电机旋转时，如果主磁 U0
极有剩磁，则电枢绕组切割剩磁通感应电
根据电路基尔霍夫定律可得电枢回路的电动势平
衡方程式： Ea U Ia Ra
式中 Ia I
I f U /(Rf
I
f
R
pf
；I是发电机的输出电流。
)
+U － I Ea
Ia
Rf If
Rfad
并励发电机电路图
2、功率平衡方程式
Pm
PFe
Pad
Pcua
P1
Pe
P2
m
Pcuf
并励直流发电机的功率流程图
P1 UI UIa P1 (Ea I a Ra )I a Ea I a I 2a Ra P1 Pem pCua
P2 Pem pFe pm pad P2 Pem pFe pm Pem p0

第2章1直流电动机调速方法讲课教案

13
常用的可控直流电源有以下三种
旋转变流机组——用交流电动机和直流发 电机组成机组，以获得可调的直流电压。
静止式可控整流器——用静止式的可控整 流器，以获得可调的直流电压。
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定 直流电源或不控整流电源供电，利用电力 电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产 生可变的平均电压。
i
O
用晶闸管 VT1 和VT4 中仍流过
VT 2,3
O i
电流id，并不关断
2
O u
VT 1,4
至ωt=π+a 时刻，给VT2和VT3 O
加触发脉 冲 ，因VT2 和 VT3本
已承受正电压，故两管导通
wt
I
d
I
d
I
d
I
d
wt Id
wt
wt wt wt
wt
b)
图2-8 单相半控桥带 阻感负载时的电路及波形 21
制电压 Uc 来移动触发脉冲
的相位，即可改变整流电压
Ud ，从而实现平滑调速。
图2-8a 单相全控桥电路
20
晶闸管整流电路原理
➢ 为便于讨论，假设电路已工作
于稳态，id的平均值不变。
2
O
➢ 假设负载电感很大，负载电流 u
d
id连续且波形近似为一水平线
O
i
d
u2过零变负时，由于电感的作
iO
VT 1,4
n0
调节过程：
增加电阻 Ra R R n ，n0不变；
调速特性：
转速下降，机械特性 O 曲线斜率变大，特性
变软。
UR n I
Ke Ke
nN
n1
Ra
n2 n3
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4
复习题
• • • • • • • 1、直流电动机为什么可以产生旋转运动？ 2、直流电机的结构有哪些？ 3、直流电机的铭牌数据有哪些？ 4、绕组的基本形式有哪些？特点是什么？ 5、直流电机的励磁方式有哪些？ 6、电机内磁场有哪些？ 7、什么是电枢反应？对气隙磁场的影响有哪些？
5
• 习题2-13、2-19、2-22
6
复习题
• • • • • • • • • 1、如何计算感应电动势和电磁转矩？ 2、直流电动机的基本方程式有哪些？ 3、什么是直流电动机的工作特性？ 4、写出不同电机的工作特性 5、直流电动机的损耗有哪些？ 6、什么是换向？为什么直流电机存在换向问题？ 7、改善换向的方法有哪些？ 8、直流电动机一磁极失磁将出现什么后果？ 9、如何改变并励、串励和复励电动机的转向？
• 产生火花的原因很多，除了电磁原因外，还有机 产生火花的原因很多，除了电磁原因外， 械的原因。 械的原因。此外换向过程还伴随着电化学和电热 学等现象。 学等现象。
• 一、换向的电磁现象
• 1、电抗电动势
• 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。
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• 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。因此，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。
• 二、改善换向的方法
• 1、装设换向极
• 位于几何中性线处装换向极，其绕组与电枢绕组 串联，产生换向磁动势抵消电枢反应磁动势。 • 2、安装补偿绕组 • 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 3 反应磁动势。
第七节 直流电机的换向
• 1、什么是换向
1
• 2、换向不良的后果 、
• 换向问题很复杂，换向不良会在电刷与换向片之 换向问题很复杂， 间产生火花。当火花大到一定程度， 间产生火花。当火花大到一定程度，可能损坏电 刷和换向器表面，使电机不能正常工作。 刷和换向器表面，使电机不能正常工作。
• 3、换向不良的原因 、