13电拖(下)复习指导
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第一部分直流电机一、填空题:1.当端电压U小于电枢电势Ea直流电机运行于状态。
2.可用电枢电压U与电枢中感应电动势E的大小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。
3.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。
4.直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。
5.直流发电机中,电枢绕组中的感应电动势是的,电刷间的感应电动势是的。
6.在直流电动机中,电枢绕组的受力方向与运动方向,是拖动性质的转矩。
7.直流电机的励磁方式有,,,。
8、一台并励直流发电机,正转时能自励,反转时自励;二、判断题1.并励直流发电机正转时如能自励,如果把并励绕组两头对调,且电枢反转,则电机不能自励。
( ) 2.一台并励直流发电机,正转能自励,若反转也能自励。
()3.一台直流发电机,若把电枢固定,而电刷与磁极同时旋转,则在电刷两端仍能得到直流电压。
()4.一台并励直流电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。
()三、选择题1.直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于()中。
(1)电枢绕组;(2)励磁绕组;(3)电枢绕组和励磁绕组2.直流电机的电枢电势的大小等于()。
A、绕组一条支路中各导体的感应电动势之和;B、S极下所有导体的感应电动势之和;C、N极下所有导体的感应电动势之和;D、电枢表面所有导体的感应电动势之和。
3.直流电动机的电刷的功用是( )。
A清除污垢 B. 引入直流电压、电流C.引出直流电压、电流D. 引出交流电压四、简答题1.什么是电枢反应?电枢反应对气隙磁场有什么影响?公式aTICTΦ=中的Φ应是什么磁通?2、、并励直流发电机的自励条件是什么?五、计算题1.一台直流电动机的额定数据为:额定功率P N=17Kw,额定电压U N=220V,额定转速n N=1500r/min, 额定效率ηN=0.83。
求它的额定电流及额定负载时的输入功率。
2.一台并励直流电动机的铭牌数据为:额定电压U N=220V,额定电枢电流I aN=75A,额定转速n N=1000r/min,电枢回路电阻R a=0.26Ω(包括电刷接触电组),励磁回路总电阻R f=91Ω,额定负载时电枢铁损耗P Fe=600W,机械损耗P m=1989W。
电机与拖动基础期末复习指导电机与拖动基础期末复习指导《电机与拖动基础》期末复习指导本复习指导分三个部分:其一,重点内容辅导;(由同学们自己复习)其二,重点要求;其三,相关题型及题目。
考试形式:开卷、笔试;试卷类型:填空题(直接、间接)20%、选择题10%、简答题40%、计算题30%。
其一,重点内容:直流电动机及电力拖动三相异步电动机及电力拖动变压器微控电机由同学们自己复习:看一遍相关内容的书,看(或做)一遍所布置的相关作业。
核心问题:不拘泥于形式主要是要弄懂!其二,重点要求:直流电动机及电力拖动1.直流电动机的工作原理。
(内部、外部;能归纳)2、直流电动机的结构。
(各部件的作用:主磁极、换向极、电刷装置、电枢绕组、换向器等)3、直流电机的铭牌数据。
(意义和计算:如额定功率、额定电压等)4、直流电动机的励磁方式。
他励、并励、串励、复励电动机的特性。
5、直流电机绕组的基本型式。
单叠绕组与单波绕组的特点。
6、电枢电动势、电磁转矩的表达式及物理意义。
(大小、方向与什么有关)7.直流电动机、直流发电机的基本方程式和功率关系。
(功率流程)8、直流电动机的固有机械特性和人为机械特性。
9、直流电动机能否直接起动?直流电动机的起动方法有几种?起动电流、电压、电阻的计算。
10.直流电动机的调速方法有几种?概念、原理、特点以及应用情况的定量计算。
(调速前后稳态时各量的特点)11、直流电动机恒转矩方式和恒功率方式与负载方式的配合问题。
(电动机、负载、电动机与负载)12、直流电动机运行在电动状态或制动状态时,其电磁转矩和转速的关系。
13、直流电动机的制动有几种?各类制动与四象限的关系。
14、电力拖动系统稳定运行的充分和必要条件。
三相异步电动机及电力拖动1.三相异步电动机的工作原理。
(能归纳)2、三相异步电动机定子旋转磁场的旋转方向及转子旋转方向决定什么?3、三相异步电动机转子旋转时的电磁关系,转差率,定、转子磁通势及关系。
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 。
A.20N·m,5N·m2B.4N·m,1N·m2C.4N·m,0.2N·m2D.4N·m,0.04N·m2E.0.8N·m,0.2N·m2F.100N·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 a 下降到原来的60%B . T 下降到原来的60%C . E a 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 。
1A . 保持二次侧电流I2 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 。
●填空1、电枢磁动势对主磁动势的影响称为直流电机的电枢反应。
2、直流电机中同时交链励磁绕组和电枢绕组的磁通是主磁通;只交链_励磁绕组__的是主磁极漏磁通。
3、直流电机的电刷位于几何中性线上时的电枢反应特点为使气隙磁场发生畸变_和_____对主磁场起去磁作用___________。
4、直流电机的电力拖动系统运动方程式描述了___系统的运动状态,系统的运动状态取决于做哟在原动机转轴上的各种转矩__________。
5、他励直流电动机的起动,一般有三点要求:1、_____要有足够大的启动转矩____________;2、___启动电流要限制在一定的范围内_____________3、____起动设备要简单可靠_____________。
6、变压器通过线圈间的__电磁感应作用______作用,可以把____一种电压等级的交流电能____________转换成____另一种电压等级的交流电能____________。
7、对三相变压器而言,额定容量是指__铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率,对三相变压器而言,额定容量指三相容量之和__________。
8、转差率直接反映了转子__转子转速的快慢__________或电动机___负载的大小_。
9、笼型异步电动机的起动方法有两种:____直接起动__和__降压起动。
10、三相绕线转子异步电动机的起动中所用到的频敏变阻器,它的__等效电阻Rm ________是随___频率f2_______的变化而自动变化的。
11、对于单相异步电动机,为获得起动转矩,通常在定子上安装_起动绕组_。
12、同步电机主要用作___发电机_______,也可用作___电动机_______和____调相机。
13、直流电机的电枢绕组根据连接规律的不同,可分为__单叠绕组______、__单波绕组______、__复叠绕组______、___混合绕组______及__复波绕组______。
一、填空题:1、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向___相反____,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向___相同____。
(相反、相同、一样)2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态,当__Ea<U________时为电动机状态,当__Ea>U_________时为发电机状态。
(E a〈 U; E a 〉U;E a=U )3、三相对称绕组的构成原则是各相绕组的结构相同,__阻抗______相等; 空间位置对称,互差__120_____电角度。
(电抗、阻抗;120、60)4、变压器带负载运行时,若负载增大时,其铁损耗将__不变_____,铜损耗将___增加____(忽略漏阻抗的影响)。
(减小;不变;增加)5、一个三相对称交流绕组,2p=2,通入f=50Hz的三相对称交流电流,其合成磁通势为__圆形旋转_____磁通势,其旋转频率为______Hz 。
(圆形旋转、椭圆形旋转;50、60)6、三相异步电动机根据转子结构不同,可分为____笼型______________和__绕线型_____________两类。
(凸极型、隐极型、笼型、绕线型)7、三相异步电动机电源电压一定时,当负载转矩增加,则转速_减小______,定子电流___增加____。
(减小;增加;不变)8、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行,若电源电压下降,则电动机的转速___减小____,定子电流_增大______。
(增大;减小;不变)9、三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时,为了保证过载能力和主磁通不变,则U1应随f1按___正比例____规律调节;当进行星形一三角形降压起动时,起动电流和起动转矩各降为直接起动时的___1/3____倍(正比例、反比例;三分之一、二分之一)10、一个脉振磁通势可以分解为:两个幅值和_转速______相同,而__转向_____相反的旋转磁通势。
(转速、转向)11、变压器是利用___电磁感应_________原理,将某一数值交流电压或电流转为另一数值的交流电压或电流(同频率),两个绕组之间没有任何“电的联系”,是一种依靠_____磁____的联系进行电能传递的静止电器。
电机与拖动复习资料一、、填空题(每空1分,共30分)1.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向(相反),因此电磁转矩为(阻力)转矩;直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向(相同),因此电磁转矩为(动力)转矩。
2.接触器主要由(电磁机构)、(触点系统)、(灭弧装臵)等三大部分组成。
3.空气阻尼式时间继电器主要由(电磁机构)、(触点系统)和(延时机构)三部份组成。
若要将通电延时型改成断电延时型,只需将(电磁机构翻转180度)。
4、用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的(1/3),所以对降低(起动电流)很有效。
但启动转矩也只有直接用△接法启动时(1/3),因此只适用于空载或轻载启动。
5.反接制动时,当电机转速接近于(0)时,应及时(切断电源),防止电机(反转)。
6、伺服电动机为了防止(反转)现象的发生,采用(增大转子电阻)的方法。
7、步进电动机是一种把(电脉冲)信号转换成(角位移或线位移)信号的控制电机。
8.分磁环的作用是使(产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力),以消除(衔铁的振动和噪声)现象;三相交流电磁机构是否需要分磁环(不需要)。
9.单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是(脉动磁场),可分解为(正向旋转磁场)和(反向旋转磁场)两部分。
10.熔断器又叫保险丝,用于电路的(短路)保护,使用时应(串)接在电路中。
二、判断题(每小题1分,共10分)。
(某)1.一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。
(某)2.三相笼型异步电动机的电气控制线路,如果使用热继电器作过载保护,就不必再装设熔断器作短路保护。
(某)3.交流电动机由于通入的是交流电,因此它的转速也是不断变化的,而直流电动机则其转速是恒定不变的。
(某)4.转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数,当电动机转速越快时,则对应的转差率也就越大。
(某)5.三相异步电动机不管其转速如何改变,定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。
直流调速系统1 下图为单闭环转速控制系统。
(1)图中V是晶闸管整流器;(2)图中Ld是平波电抗器,它的作用是抑制电流脉动和保证最小续流电流;(3)图中采用的是 PI即比例积分调节器,它的主要作用是保证动静态性能满足系统要求;(4)此系统主电路由三相交流电供电;(5)此系统具有转速(速度)负反馈环节;(6)改变转速,应调节_RP1_电位器;(7)整定额定转速1500转/分,对应8V,应调节_____RP2______电位器;(8)系统的输出量(或被控制量)是_转速__。
2、晶闸管—电动机系统中,抑制电流脉动可采取的措施是:增加整流电路相数、采用多重化技术、设置平波电抗器。
3、调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面,具体为调速、稳速、加减速。
4、直流调速系统的主要形式是晶闸管-电动机调速系统,简称为V-M系统。
5、数字测速方法有T、M及M/T三种,其中M 适应于高速;T适应于低速;M/T具有M 和T的优点。
选择题1、转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是(B)A、PIDB、PIC、PD、PD2、静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,则静差率(A)A、越小B、越大C、不变D、不确定3、下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是(D)A、降电压调速B、串级调速C、变极调速D、变压变频调速4、可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速的是(B)A、比例控制B、积分控制C、微分控制D、比例微分控制5、控制系统能够正常运行的首要条件是(B)A、抗扰性B、稳定性C、快速性D、准确性6、在定性的分析闭环系统性能时,截止频率ωc越低,则系统的稳定精度(A)A、越高B、越低C、不变D、不确定7、常用的数字滤波方法不包括(D)A、算术平均值滤波B、中值滤波C、中值平均滤波D、几何平均值滤波8、转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是(A)A、ACRB、AVRC、ASRD、ATR9、双闭环直流调速系统的起动过程中不包括(D)A、转速调节阶段B、电流上升阶段C、恒流升速阶段D、电流下降阶段11、下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是(D)A、饱和非线性控制B、转速超调C、准时间最优控制D、饱和线性控制12、下列交流异步电动机的调速方法中,应用最广的是(C)A、降电压调速B、变极对数调速C、变压变频调速D、转子串电阻调速13、SPWM技术中,调制波是频率和期望波相同的(A)A、正弦波B、方波C、等腰三角波D、锯齿波14、下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是(B)A、高阶B、低阶C、非线性D、强耦合15、在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是(A)A、故障保护B、PWM生成C、电流调节D、转速调节16、比例微分的英文缩写是(B)A、PIB、PDC、VRD、PID17、调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准(C)A、平均速度B、最高速C、最低速D、任意速度18、下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是(D)A、降电压调速B、串级调速C、变极调速D、变压变频调速19、在定性的分析闭环系统性能时,截止频率ωc越高,则系统的稳定精度(A)A、越高B、越低C、不变D、不确定20、采用旋转编码器的数字测速方法不包括(D)A、M法B、T法C、M/T法D、F法21、转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是(C)A、ACRB、AVRC、ASRD、ATR22、下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中,错误的是(B)A、只用比例放大器的反馈控制系统,其被调量仍是有静差的B、反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动C、反馈控制系统的作用是:抵抗扰动、服从给定D、系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度23、笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速,下列哪种方式控制性能最好A 、恒控制B 、恒控制C 、恒控制D 、恒控制24、SPWM 技术中,载波是频率比期望波高得多的(C)A 、正弦波B 、方波C 、等腰三角波D 、锯齿波25、下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是(B)A 、高阶B 、线性C 、非线性D 、强耦合26、在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中,工作程序正确的是(C)A 、显示故障原因并报警——分析判断故障——封锁PWM 输出——系统复位B 、显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——分析判断故障——系统复位C 、封锁PWM 输出——分析判断故障——显示故障原因并报警——系统复位D 、分析判断故障——显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——系统复位27、正弦波脉宽调制的英文缩写是(C)A 、PIDB 、PWMC 、SPWMD 、PD28、转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A 、B 、C 、D 、 29、采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于(A)A 、无静差调速系统B 、有静差调速系统C 、双闭环调速系统D 、交流调速系统30、异步电动机数学模型的组成不包括(D)A 、电压方程B 、磁链方程C 、转矩方程D 、外部扰动31、直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时(A )。
1.运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成,交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。
2.V-M系统:晶闸管整流器—电动机调速系统;SPVWM:电压空间矢量PWM控制3.直流PWM调速系统:脉宽调整变换器—直流电动机调速系统;脉宽调制变换器的作用是:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电动机转速4.泵升电压:当系统工作在逆变状态时,会对滤波电路中滤波电容进行充电,使电容两端电压升高5.静特性:表示闭环系统电动机转速与负载电流(转矩)间的稳态关系6.有静差调速系统:在比例控制调速系统中,存在扰动引起的稳态误差;7.无静差调速系统:对于积分控制和比例积分控制系统,由阶跃扰动引起的稳态误差为0;8.电流截止负反馈:当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流,而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
9.准时间最优控制:在设备物理上的允许条件下,实现最短时间的控制;10.双闭环调速系统:在电流、转速反馈控制系统中,从闭环结构上看,由电流环在里面构成的内环和由转速环在外面构成的外环,两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统;11.可逆调速系统:可以实现电机正反转,具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统;12.环流的定义:采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统,如果两组装置的整流电压同时出现,便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流,称作环流(1)静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流,其中又有两类:直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。
瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零,但因电压波形不同,瞬时电压差仍会产生脉动的环流,称作瞬时脉动环流。
(2)动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。
一、填空题1.电磁系统主要由( 衔铁 ) ( 铁心 ) ( 线圈 ) ( 反作用弹簧 )四部分组成。
2.三相异步电动机电动运行时从电源吸收的功率〔大于〕〔填“大于” 或“小于”〕从转轴上输出的功率。
3.切割磁力线是三相异步电动机产生转子〔感应电流 〕和电磁转矩的必要条件。
4.三相异步电动机转子绕组的形式有两种,一种是( 鼠笼 )型绕组,另一种是 ( 绕线 )型绕组。
5.空气阻尼式时间继电器主要由〔电磁机构〕 、〔触电系统〕和〔延时机构〕三部份组成。
假设要将通电延时型改成断电延时型,只需将〔电磁机构翻转180°〕6.反接制动时,使旋转磁场反向转动与电动机的转动方向〔相反〕。
7.三相异步电动机是利用定子绕组中三相交流电产生的〔旋转磁场〕与转子绕组内的〔转子电流的有功分量〕相互作用而旋转的。
8.当旋转磁场具有P 对磁极时,旋转磁场的转速为〔160f p 〕。
9.转速差与同步转速的比值称为〔 转差率 〕。
10.异步电动机中的定子绕组相当于变压器的〔 一次绕组 〕。
11.当Tem >TL 时,Δn/Δt >0 ,电力拖动系统处于〔 加速状态 〕状态; 当Tem <TL 时,Δn/Δt <0 ,电力拖动系统处于〔 减速状态 〕状态。
12.凡用于交、直流电压为1200V 及以下的电路中,起通断保护,控制作用的电器叫〔 低压电器 〕。
13.步进电动机用电脉冲进行控制,并将电脉冲信号转换成相应的〔 角 〕位移或〔 直线〕位移的执行器。
14.在三相异步电动机的定子中布置有相隔〔 120°〕电角度的对称三相绕组。
15. 直流电动机有两种常用起动方法〔 电枢回路串电阻起动〕〔降压起动〕。
16.交流测速发电机的输出电压和频率与转速关系为:交流测速发电机的输出电压U 2与〔 转速n 〕成正比,输出频率f 2等于〔励磁电源频率f 1〕;转向改变时,输出电压的相位变化〔 180°〕电角度。
17.电磁式电器的电磁机构主要由( 衔铁 )、( 铁心 )、线圈、反作用弹簧等几部分组成,其作用是将电磁能转换成( 机械能 ) 。
第四章 异步电机(一)——三相异步电动机的基本原理1.三相异步电动机的工作原理及运行状态异步电动机是一种单边励磁电机,其功率因数总是滞后的。
三相异步电动机是由定子绕组产生旋转磁场,并在转子绕组中感应产生电动势,转子绕组中电流与气隙磁场作用产生电磁转矩而使电动机工作。
旋转磁场同步速n s 与转子转速n 之间有转差存在,是三相异步电动机工作的必要条件。
s 是异步电动机的重要参数,转差率定义:ss n n n s -=。
(s 与运行状态关系可参见第十章)2.定子绕组:定子三相绕组在空间互差120o 电角度,星形或三角形接法。
了解电角度与机械角度,掌握绕组参数m 、Q 1、y 1及k q 、k y 、k w 等定义,掌握极距τ,每极每相槽数q ,槽距角α计算公式。
3.单相磁动势:单相绕组产生的磁动势是幅值随时间变化的脉振磁动势,空间分布为矩形波且位置固定,可由傅氏级数分解为一个基波和一系列奇次谐波。
其即是空间函数,又是时间函数。
4.三相绕组磁动势:三相对称绕组中通入三相对称的正弦交流电流后,产生的三相基波合成磁动势为旋转磁动势,转速为同步速n s =60f 1/p ,转速与频率f 1成正比,与极对数P 成反比。
转向决定于定子电流相序,基波幅值F Φ1=1.35NK W1I/p ,且为各单相脉振磁动势幅值的1.5倍。
5.削弱磁动势中谐波分量的方法:磁动势中除含基波分量外还含有一系列奇次谐波,三相对称绕组的合成磁动势中三次及三次倍数的谐波分量等于零(空间位置重合,时间上互差120 o ,相量和为零)。
绕组采用分布、短矩是削弱谐波分量的有效措施。
6. 交流异步电动机定子绕组相电势:Eφ1 =4.44f 1N k W1Φ1。
第五章 异步电机(二)——三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机异步电动机和变压器十分相似,其定子相当于变压器原边绕组,其转子相当于变压器副边绕组。
但本质上的区别是:异步电动机磁动势是三相合成旋转磁动势,变压器磁动势是脉振磁动势。
1.三相异步电动机的负载运行:三相异步电动机负载运行时转子绕组电流频率是f 2=sf 1,并产生一个旋转磁动势F 2,转子磁动势F 2与定子磁动势F 1在空间相对静止,仍有磁动势平衡关系。
2.三相异步电动机的等效电路:频率归算:用静止的等效转子去替代实际转动的转子,绕组归算同变压器一样。
折算的条件是指:定、转子间的电磁效应不变,能量关系不变。
有功、无功的功率和损耗均不变。
转子电流2I '在虚拟的附加电阻2R ss 1'-上的功率就是电动机产生的机械功率。
3.三相异步电动机的功率和转矩计算:掌握三相异步电动机中各种功率、转矩的名称、定义及相互关系,掌握各种功率、铜耗、转矩的计算公式。
如P 1、P 2、P em 、p cu2、p mec 及T 、sP em 、η等。
4.单相异步电动机交流电机一相绕组通电产生脉振磁势,单相脉振磁动势可以分解为两个幅值相等、转速相同、转向相反的旋转磁动势,单相异步电动机的固有特性是不能自行起动但起动后能运转,故其起动是关键问题。
自行起动的必要条件:定子具有空间不同位置的两套绕组,两相绕组通入不同相位的交流电流。
掌握单相分相式异步电动机改变旋转方向的方法。
掌握三相异步电动机单相运行(或缺相运行)情况。
第六章 同步电机同步电动机转速n=n s ,与负载大小无关。
定子绕组结构与异步电动机相同,转子有隐极式、凸极式。
同步电动机属于双边励磁,负载时气隙磁场会有明显变化,并有电枢反应问题。
同步电动机的功角特性和V 形曲线应用:三相同步电动机在励磁电流不变时,输出有功功率变化会引起功率角变化,并引起电磁功率P m 变化。
P m =f(θ)称为功角特性。
对隐极式同步电动机, P m 只有基本分量。
对凸极式同步电动机,P m 有附加分量,在无励磁时也可输出功率、转矩。
理解功角特性中各物理量定义与相互关系。
同步电动机的V 形曲线I=f(I f )是指输出功率P 2不变时,改变励磁电流I f ,则定子电流I 变化而其中有功分量不变,只是改变了其中的无功分量,从而改变其功率因数。
减小I f (欠励)时为感性负载,向电网输出容性无功功率,cosφ为滞后性;增大I f (过励)时为容性负载,而过励时,向电网输出感性无功功率cosφ为超前性。
第七章 控制电机控制电机主要是完成对控制信号的转换和传输。
对其基本要求是运行可靠、精度高和响应迅速等。
1.伺服电动机:伺服电动机有交流、直流两种,在控制系统中作为执行元件,它将电压信号转换成转矩和转速去驱动控制对象。
对伺服电动机的要求是:可控性好,无自转现象;稳定性高,灵敏度高,响应快。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机相同。
但控制电压为零时必须停转(不得有自转现象)。
消除自转的方法是增大转子回路的电阻R 2,使1X X R s 212m ≥'+'=。
2.测速发电机:测速发电机的作用是将转速信号转换成电压信号。
测速发电机有交流、直流两种,测速发电机可认为是伺服电动机的逆运行,对它的要求是:输出电压与转速成严格线性关系;输出电动势斜率要大,即转速变化所引起的电动势变化要大。
第十章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态1.三相异步电动机机械特性的三种表达式(1) 物理表达式 22m TJ cos I C T ϕ''Φ=(2) 参数表达式 22122122s 1)X X ()s /R R ()s /R (U m T '++'+'Ω=φ 最大转矩为T m ,最大转矩时的转差率(临界转差率)为 s m 。
起动转矩为 22122122s 1st )X X ()R R (R U m T '++'+'Ω=φ (起动时n=0,s=1,如要求m st T T =则1s m =) (3) 实用表达式及解(求解异步电机问题(T 、s\、s m )的主要计算公式)ss s s T 2T m m m += 解得:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±=1T T T T s s 2m m m 或 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛±=1T T T T s s 2m m m 而s n )s 1(n -=,机械特性n=f(T)就隐含在以上这些公式之中。
其它有关公式:N T m T K T = N N N n P 9550T = sN sN n n n s -= )1K K (s s 2T T N m -+=---固有临界转差率 其中,K T 为转矩过载倍数,P N 和n N 分别为额定功率和额定转速。
2.固有机械特性及人为机械特性(应能画出各种情况下的机械特性示意图)当在三相异步电动机定子绕组上连接额定频率、额定电压的交流电源,而转子回路不串接附加的电阻或者电感时,得到的机械特性称为电动机的固有机械特性。
从电磁转矩的参数表达式可以看出,影响电磁转矩了大小的量除了转差率s 外,还有U x 、R 2、R l 、X 1、X 2等,如果将其中一个量改变,就可以得到不同的机械特性。
即为电动机的人为机械特性。
人为特性简要分析:当电源频率不变时,同步转速n s 不变,于是同步速点(T=0,n=n s 点)是不变的,观察T m 、s m 、T st (即起动点、最大转矩点)的变化情况,就可以知道机械特性的变化了。
(1)降低定子相电压U x 这时T m 和T st 均减小(与U 2成正比),而s m 不变。
在T 不变时电压下降,将使转速下降s 增大,则转子电流I 2增大,定子电流I 1也将增大。
负载较大时不能长期运行。
(2)转子回路串接三相对称电阻 这时T m 不变,s m 和转子总电阻R 2成正比,T st 一般是增大的。
当转子串接的电阻使s m =1时,则起动转矩达到最大值T st =T m ,再增大转子电阻T st 反而会减小。
负载不变时增大转子电阻后,转速n 下降,输出功率P 2减小。
3.三相异步电动机的各种运行状态 熟悉各种运行状态及各种人为机械特性的特性图。
(1) 电动运行状态:电磁转矩T 及n 同向(与n s 也同向),电机在0<n<n s (0<s <l )内运行。
T 是驱动性的。
机械特性在第Ⅰ象限(正向电动状态)或Ⅲ象限((反向电动状态)。
(2) 制动运行状态:电磁转矩T 与n 反向。
机械特性在第Ⅱ象限与第Ⅳ象限内。
T 是制动性的。
1) 回馈制动:在n s <n <+∞(0>s >-∞)内运行(n s 与n 同向)。
转矩T 是制动性的、转子电势sE 2、机械功率P 2以及输入功率P 1均为负,定子绕组将电能反馈给电网,实际上工作在异步发电运行状态。
2) 反接制动:在转速反向的反接制动时(特性在Ⅳ象限),n s >0而n <0,s >1;而在定子两相反接的反接制动时(特性在Ⅱ象限,无稳态),n s <0而n >0,s >1。
如采用反接制动运行使电机减速,对反抗性负载,电机不能自动停止而是进入反向电动稳态运行。
对位能性负载,电机进入回馈制动状态。
3) 能耗制动。
定子绕组应通入直流电流。
对反抗性负载,电机能自动停止运行。
4.三相异步电动机的机械特性应用物理表达式用以分析异步电动机在各种运转状态下的物理过程较为方便,因为与左手定则配合,可用以分析转矩T 与磁通Ф及转子电流的有功分量I 2cos φ2间的方向与数量关系。
参数表达式能直接反映异步电动机的转矩与一些参数间的关系。
由参数表达式可导出T m ,s m 及T st 等的表达式。
掌握实用表达式并用于电力拖动计算。
一般是:①根据电动机额定数据计算出s N 、s m 或v m (固有机械特性)。
②按已知条件计算人为机械特性的s 或m s '(v ’m ),③用实用表达式和已知条件计算人为机械特性的m s '(v ’m )或s 。
④用)s 1(n n s -=计算转速n 或根据下式计算应串联到绕线转子中的附加电阻R Ω。
22m m R R R s s Ω+=' 写成另一形式即为 2mm R )1s s (R -'=Ω 当然也可用实用表达式求特性的其他参数,如T 、T m 等。
显然,按已知条件先求得s N 、s m 或v m 后即可解决这一问题。
注意1:有些已知条件是隐含的。
如“起动”时则己知n=0,两相反接则已知n s 为负,转子串电阻则已知T m 不变,调压则己知n s 不变等。
注意2:在不同运转状态下转差率s 的大小与正负符号。
当然,同时也必须注意到其他三个参数(即T 、s m 、T m )的大小及正负符号。
可根据工作点所在象限来判断。
临界转差率s ’m (v ’m )或转差率s x (v x )的取舍:实用表达式求解s’m (v’m )或s x (v x )的值有两个,需作取舍: 对稳态运行点(工作点在特性直线段上), 或 。