电机拖动公式(非常重要)剖析
- 格式:doc
- 大小:565.00 KB
- 文档页数:19
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。
电机计算公式推导引言电机是指能够将电能转变为机械能的装置,是现代工业中不可或缺的关键设备之一。
为了能够准确地设计和选择电机,我们需要了解电机的工作原理和计算方法。
本文将推导电机计算公式,帮助读者更好地理解电机的运行和参数计算。
电机基本原理电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律,即当导体在磁场中运动时,会产生感应电动势。
利用这个原理,通过电流在导线中流动产生的磁场和外部磁场的相互作用,电机可以实现转动。
电机计算公式推导转矩公式推导电机的输出转矩可以通过如下公式计算:\[T = K \cdot I \cdot B \cdot l\]其中:- \(T\) 表示转矩;- \(K\) 表示转矩系数;- \(I\) 表示电流;- \(B\) 表示磁场强度;- \(l\) 表示导线长度。
转矩系数 \(K\) 可以通过实验测量得到。
若已知电流 \(I\)、磁场强度 \(B\) 和导线长度 \(l\),即可计算出电机的转矩。
功率公式推导电机的输出功率可以通过如下公式计算:\[P = T \cdot \omega\]其中:- \(P\) 表示功率;- \(T\) 表示转矩;- \(\omega\) 表示角速度。
转矩 \(T\) 和角速度 \(\omega\) 可以通过电机的实测数据得到。
由此,可以计算出电机的输出功率。
效率公式推导电机的效率可以通过如下公式计算:\[\eta = \frac{P_{\text{输出}}}{P_{\text{输入}}}\]其中:- \(\eta\) 表示效率;- \(P_{\text{输出}}\) 表示输出功率;- \(P_{\text{输入}}\) 表示输入功率。
根据前述功率公式推导的结果,可以计算出电机的输入功率和输出功率,并计算出电机的效率。
结论电机计算公式的推导为电机的设计和选择提供了理论基础。
通过计算公式,我们可以准确地计算出电机的转矩、功率和效率,从而为实际工程项目中的电机应用提供参考。
电机公式详解范文电机公式是用来描述电机运行特性的数学表达式。
电机公式一般包括电机功率、电机转矩、电机速度、电机电压和电机电流等参数之间的关系。
它是电机设计、控制和性能分析的重要工具。
下面详细介绍几个常见的电机公式:1.电机功率公式:电机功率是指电机在单位时间内所做的功。
根据物理定律,电机功率可以用电压、电流和功率因素来计算。
功率公式如下:功率(P)= 电压(U)× 电流(I)× 功率因素(cosθ)其中,功率因素表示电压和电流之间的相位差,数值范围为0到12.电机转矩公式:电机转矩是指电机产生的力矩。
电机转矩公式为:转矩(T)=功率(P)/角速度(ω)其中,转矩的单位是牛顿·米(N·m),角速度的单位是弧度/秒(rad/s)。
3.闵氏方程:闵氏方程是描述电机电流与电压之间关系的公式。
根据基尔霍夫定律,电机电流与电压之间的关系满足欧姆定律。
闵氏方程如下:I=U/Z其中,I表示电机电流,U表示电机电压,Z表示电机的阻抗,单位为欧姆(Ω)。
4.电机速度公式:电机速度指的是电机转动的角度随时间的变化率。
电机速度公式为:速度(ω)=(2π×频率(f))/极对数(p)其中,频率是指电源的频率,单位为赫兹(Hz),极对数是指电机的极数。
5.电机转矩与电流之间的关系:电机转矩和电流之间存在一定的线性关系。
电机转矩与电流之间的关系公式为:转矩(T)=K×电流(I)其中,K为电机的转矩常数,单位为牛顿·米/安培(N·m/A)。
以上公式只是电机公式中的一小部分,电机公式还包括电机效率、电机功耗、电机启动特性等方面的公式。
在实际应用中,根据具体问题的不同,可能会有不同的电机公式适用。
因此,在使用电机公式时应根据实际情况进行选择和应用。
第1篇一、实验背景电机拖动实验是电气工程及其自动化专业的重要实验课程之一,旨在通过实验让学生了解和掌握电机的基本原理、结构、性能以及拖动系统的运行规律。
在本次实验中,我深入了解了直流电动机和异步电动机的工作原理,掌握了电机的启动、调速、制动等操作方法,提高了自己的动手能力和实际操作技能。
二、实验过程1. 实验准备在实验开始前,我认真阅读了实验指导书,了解了实验目的、原理、步骤及注意事项。
同时,我还提前准备了实验所需的器材,如直流电动机、异步电动机、电源、万用表、转速表等。
2. 实验操作(1)直流电动机实验首先,我连接了直流电动机的电路,包括电源、开关、电刷、电枢等。
在实验过程中,我观察了电动机的启动、转速、转矩等参数,并记录了实验数据。
接着,我进行了调速实验,通过改变电枢电压和串接电阻,实现了电动机的转速调节。
最后,我进行了制动实验,观察了电动机的制动效果。
(2)异步电动机实验在异步电动机实验中,我首先连接了电动机的电路,包括电源、启动器、控制电路等。
然后,我进行了电动机的启动实验,观察了电动机的启动过程和启动转矩。
接着,我进行了电动机的调速实验,通过改变电源频率和电动机的极数,实现了电动机的转速调节。
最后,我进行了电动机的制动实验,观察了电动机的制动效果。
3. 实验数据整理与分析在实验过程中,我记录了电动机的启动时间、转速、转矩等数据,并进行了整理和分析。
通过对比实验数据,我发现:(1)直流电动机的转速与电枢电压成正比,转矩与电枢电压的平方成正比。
(2)异步电动机的转速与电源频率成正比,转矩与电源频率的平方成正比。
(3)电动机的制动效果与制动电阻和制动方式有关。
三、实验心得1. 理论与实践相结合通过本次实验,我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在实验过程中,我不仅巩固了电机的基本理论知识,还提高了自己的动手能力,学会了如何将理论知识应用于实际操作。
2. 培养严谨的实验态度实验过程中,我严格遵守实验规程,认真观察实验现象,仔细记录实验数据。
电机公式
电机功率:P=1.732×U×I×cosφ电机转矩:T=9549×P/n;电机转速:n=60f/p,p为电机极对数,例如四级电机的p=2;注:当频率达50Hz时,电机到达额外功率,再添加频率,其功率时不会再增的,会坚持额外功率。
电机转矩在50Hz以下时,是与频率成正比改动的;当频率f到达50Hz时,电机到达最大输出功率,即额外功率;假设频率f在50Hz今后再持续添加,则输出转矩与频率成反比改动,由于它的输出功率便是那么大了,你还要持续添加频率f,那么套入上面的核算式剖析,转矩则显着会减小。
转速的状况和频率是一样的,由于电源电压不变,其频率的改动直接反响的成果便是转速的同比改动,频率增,转速也增,它减另一个也减。
对于电压剖析起来有点费事,你先看这几个公式。
电机的定子电压:U=E+I×R(I为电流,R为电子电阻,E为感应电势);而:E=k×f×X(k:常数,f:频率,X:磁通);对异步电机来说:T=K×I×X(K:常数,I:电流,X:磁通);则很简略看出频率f的改动,也伴跟着E的改动,则定子的电压也应当是改动的,实践上常用的变频器调速办法也便是这么的,频率改动时,变频器输出电压,也便是加在定子两头的电压也是随之改动的,是成正比的,这便是恒V/f比变频办法。
这三个式子也可用于前面的剖析,可得出一样成果。
当然,假设电源频率不变,电机转
矩肯定是正比于电压的,可是必定是在电机到达额外输出转矩前。
电机拖动计算实例一、机组起动过程中电机水泵的配合图1—1为电动机与水泵起动过程力矩配合曲线,M机为电机转矩,M阻为机组的阻力矩,包含水泵水力矩M泵、轴承和填料密封等产生摩擦力矩M阻及机组损耗力矩M损等。
从图中可看到,机组起动过程中必须满足以下条件:●电动机起动转矩M1大于机组起动瞬间阻力矩M阻;●起动过程中,M机大于M阻,即M机曲线应在M阻曲线之上;●电动机的临界转矩和牵入力矩都须大于机组的阻力矩,即使M机曲线和M阻曲线的交点A在牵入同步以后,若M′阻曲线与M机曲线交于A′,当转速达到临界转差s k时,阻力矩大于最大力矩M k,电动机无法完成起动。
图1—1 电动机与水泵起动过程力矩配合曲线故电机拖动计算须计算电机的起动转矩、额定转矩、最大转矩、牵入转矩和对应点的机组阻力矩。
以下对同异步机组进行计算:二、电机起动过程中各转矩查《异步电机的型式试验报告》的试验数据,异步电机的起动转矩为137334Nm,额定转矩为192230Nm,过载能力(最大转矩/额定转矩)为2.45,则最大转矩为2.45倍额定转矩为470963 Nm。
牵入转矩通过以下计算:牵入转矩与起动转矩、最大转矩及临界转差率有以下关系式2-1式2-2由式2-1求得异步电机临界转差率S k 为0.14904。
由式2-2得式2-3由式2-3得牵入转矩为284030Nm 。
查《同步电动机技术参数(设计值)》的试验数据(无型式试验报告),同步电机的起动转矩为146084Nm ,额定转矩为191000Nm ,标称牵入转矩为215934Nm 。
通过查《同步电动机的启动特性曲线(设计值)》其过载能力(最大转矩/额定转矩)为1.65,则最大转矩为1.65倍额定转矩为315050 Nm 。
同样由式2-1求得同步电机临界转差率S k 为0.24483。
三、 机组起动过程阻力矩计算水泵机组起动过程中的阻力矩M 阻,包含水泵水力矩M 泵、轴承和填料密封等产生摩擦力矩M 阻及机组损耗力矩M 损等。
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Rm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NiHL1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化,磁畴相互摩擦而消耗的能量。
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PN(kW)2、额定电压UN(V)3、额定电流IN(A)4、额定转速nN(r/min)5、额定励磁电压UfN(V)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。
电机原理及拖动绪论电机是一种将电能转化为机械能的设备,它利用电流在磁场中产生力,实现物体的运动。
电机的原理主要有电磁感应原理和洛伦兹力原理。
下面将详细介绍电机的原理以及拖动的绪论。
电机的原理之一是电磁感应原理。
根据法拉第电磁感应定律,当导体通过磁场时,导体内会产生感应电动势,从而产生感应电流。
在电机中,通过将电流通入线圈,产生的磁场与外部磁场相互作用,导致线圈受到力的作用。
这种力称为洛伦兹力,根据洛伦兹力定律,线圈受到的力与线圈电流和磁场强度之间的关系是F = I*l*B*sinθ,其中F是线圈受到的力,I是线圈的电流,l是线圈的长度,B是磁场强度,θ是磁场和线圈之间的夹角。
根据这个原理,电机利用磁场和电流之间的相互作用,转化为机械功,实现物体的运动。
电机的原理之二是洛伦兹力原理。
洛伦兹力是指导体内的电子在磁场中受到的力。
当导体通过磁场时,导体内的自由电子会受到磁场力的作用,由于自由电子能够在导体中自由移动,所以导体会受到整体的电流和洛伦兹力的作用。
根据洛伦兹力定律,导体受到的力与导体电流、磁场强度以及导体的形状和位置等有关。
当导体通过磁场时,洛伦兹力会导致导体发生变形或者产生旋转,实现物体的运动。
在实际应用中,电动机常被用于驱动各种机械设备,使之产生旋转运动。
在电机的拖动过程中,需要考虑以下几个方面的问题。
首先是电机的高效运行。
电机在拖动过程中需要将电能转化为机械能,所以需要保证电机的高效运行。
为了提高电机的功率因数和效率,可以通过提高电机的设计和制造水平,减少电机的损耗和能量消耗。
其次是电机的运行稳定性。
电机在拖动过程中需要保持稳定运行,不受外界因素的干扰。
为了提高电机的运行稳定性,可以采用合适的控制方法和保护装置,对电机进行监测和调整,及时发现和解决电机运行中的问题。
再次是电机的控制性能。
电机在拖动过程中需要根据需要调整运行状态,控制电机的转矩和速度。
为了提高电机的控制性能,可以采用先进的控制系统和控制算法,实现电机的精确控制和调整。
1第二章 折算后二次绕组电流、电压、电动势 22'IIk 22'UkU 22'EkE
折算后二次绕组 22000XZR 222'XkX 2'LLZkZ 低压空载试验 励磁阻抗模100UZI 励磁电阻 0020PRI 励磁电抗22000XZR
高压短路试验 cuSPP 22757575SssZRX 21ssPRI 22sssXZR 铜线绕组75234.575234.5ssRR 铝线绕组7522875228ssRR 22757575SssZRX 电压调整率1221(cossin)*100%NRssNIVRXU 效率2220NNSssPP
产生最大效率的条件:20SpP即FeCuPP 产生最大效率时的负载系数0maxspp 理想运行条件 (1)两台变压器的功率比 11:::IIILILIISISIISSIIZZ (2) ::IIININIISSSS ::LILIININIIIIII (3)总负载和总负载功率 LLILIIII IIISSS 第三章
同步转速:1060fnp 转差率:00nnsn 电磁转矩的大小:22cosTmTCI
槽距角:.360pz 极距:2zp 每极每相槽数:2zqpm 额定功率因素:3NNNNPUI 定子电路的电动势平衡方程式 11111()UERjXIEZI 每相绕组中的感应电动势E1在数值上为 11114.44wmEkNf
忽略R1和X1,11114.44mwUkNf 22sNEsE 21Nfsf 绕组折算:折算后的转子相电流'22iIIk 111222wiwmkNkmkN 折算后的转子电动势为 '22eEkE 1122wiwkNkkN 折算后的阻抗为 '22zZkZ '22zRkR '22zXkX 21112222wzwmkNkmkN 三相异步电动机的输出功率 11111cosPmUI 电磁功率 ''2''2''22121221221eRsPmImRImRIss 输出功率 2mmeadPPPP 机械功率:1mePsP 1mePsP 空载损耗: 2mmeadPPPP 电动机的效率 21PP
三相异步电动机的电磁转矩 000609.559.552eeemPPPPTnnn 空载转矩 000609.552PPTnn 输出转矩 222609.552PPTnn 20TTT T2等于负载转矩2()1MMMTTssTT 第四章 电磁转矩的物理公式 22cosTmTCI 2224.442wTpmkNC
参数公式 22122122()TspRUTKfRsX 222211()2wTwkNmKkN
实用公式2MMMTTssss 最大电磁转矩时的转差率22MRsX(临界转差率)
最大转差率为21122MTMTNpUTKTfX 由实用公式可得如下2()1MMMTTssTT 当T=TN时可得 21MTMTMss 起动转矩倍数sSTNTT 起动电流倍数 21(1)NSTNTRRsT 无极起动变阻器的最大值为 21(1)NSTNTRRsT 其中 2223NNNsURI 有极起动:启动转矩和切换转矩1(0.8~0.9)MTT 2(1.1~1.2)LTT
起动转矩比 121NmNTTTsT 起动级数m 1lglgNNTsTm 各级电阻12()iiiSTRR (调速) 调速范围:22'IIk 静差率:00*100%fnnn 第七章 直流电动机中,NP是指输出的机械功率的额定值:22260NNNNPTTn(2NT为额定输出转矩,Nn为额定转速) 直流发电机中,NP是指输出的电功率的额定值:NNNPUI
直流电机的电磁转矩:TaTCI (单位:Nm) 2TpNC 直流电机的电动势:EECn (单位:V) 460EpNC 260ETCC
9.55TECC
直流电动机的运行分析: 一、他励电动机:
1、 励磁电流:fffUIR 2、aaaUIRE 电枢电流:aaaUEIR 根据电磁转矩公式,aI还应满足:aTTIC 3、过载能力:maxaMCaNII (一般取1.5~2.0) 4、转速:aaaEEUIREnCC 二、幷励电动机
1、afIII fffUIR 2、afUUU aaaUIRE 三、串励电动机
1、faUUU 2、afIII
3、转速2afEETRREnTCCC 直流电动机的功率(以幷励直流电动机为例)
输入功率:1PUI部分变成铜损耗,余下的部分由电动率转换成机械功率(电磁功率) 铜损耗:22CuaaffPRIRI 电磁功率:1eCuPPP eaPEIT 电磁功率不能全部输出,需扣除空载损耗0P(包括铁损耗FeP,机械损耗meP,附加损耗adP) 输出功率:20ePPP 0FemeadPPPP 直流电动机的总损耗alP为:12alCuFemeadPPPPPPP
直流电动机的效率:12100%PP 直流电动机的转矩:20TTT(稳定时2LTT) 260ePTn 22260PTn 00260PTn
220PPP
第八章 8.1 他励直流电动机的机械特性
0n是电动机的理想空载转速0aEUnC 是机械特性的斜率2aETRCC
n是转速差 0nnn 机械特性的硬度为1
8.2 他励直流电动机的的起动 有级起动起动电阻的计算
(1)选择起动电流1I和切换电流2I 1(1.5~2.0)aNII 2(1.1~1.2)aNII
(2)求出起切电流(转矩)比 12II
(3)确定起动级数m lglgamaRRm 1aNamURI(amR为m级起动时的电枢起动总电阻) (4)重新计算,校验2I是否在规定范围内 1amaNmmaaRURRI (5)求各级起动电阻 1()iiSTiaRR 8.3 他励直流电动机的调速
一,改变电枢电阻调速 2arETRRnTCC 0nnn 调速电阻2rETanRCCRT
二.改变电枢电压调速 2aETRnTCC 0nnn 8.4 他励直流电动机的制动 一.能耗制动
1.能耗制动过程——迅速停机 制动电阻 maxbbaaERRI
2,能耗制动运行——下放重物 制动电阻 2bETaLnRCCRT 2abLETRRnTCC 二.反接制动 1.电压反向反接制动——迅速停机 制动电阻maxabbaaUERRI 2.电动势反向反接制动——下放重物 制动电阻()TbaEaLCRUCnRT 2abaNL
ETE
RRUnTCCC
二.回馈制动 反向回馈制动——下放重物 制动电阻()TbEaaLCRCnURT
2abaNL
ETE
RRUnTCCC
电机与拖动基础复习提纲 常用基础理论部分: 1.铁磁物质的特性:高导磁、饱和特性、磁滞特性、铁心损耗。 直流电机部分: 1.直流电机的工作原理(如何实现正反转、电枢电流如何换向的,发电与电动的原理)。
2.直流电机的结构:定子、转子,励磁方式、电枢的绕组方式。 定子部分:(1)主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极的铁心和励磁组 部分组成 (2)换向极 两相邻主磁极之间的小磁极称为换向极,其作用是减小电机运动时电刷与换向器之间可能的火花。换向极由换向极铁心和换向绕组组成,整个换向极也用螺钉固定于机座上。 (3)机座 (4)电刷装置 转子部分:(1)电枢铁心 (2)电枢绕组 (3)换向器 (4)转轴 励磁方式: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 电枢的绕组方式:单叠绕组:a=p 单波绕组:a=1 3.直流电机的铭牌数据及其含义,电动机额定功率与发电机额定功率之间的区别,额定功率与额定电压和电流之间的关系。 (1)额定功率,是电机在额定运行状态时所提供的输出功率。对电动机而言,是指轴上的输出的机械功率;对发电机而言,是指线端输出的电功率,单位为千瓦。 (2)额定电压Un,是电机的电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压,单位为伏。 (3)额定电流In,是电机在额定运行状态时电枢绕组允许流过的最大电流,单位为安。 (4)额定转速Nn,是电机在额定运行状态时的旋转速度,单位为转/分。 额定功率与额定电压和额定电流的关系为 直流电动机 P=UIη 直流发电机 P=UI 4.直流电机(电动机和发电机)的感应电动势、电磁转矩、电压平衡方程式、转矩平衡方程式、直流电机的功率流程图。及相关的数量关系。(以例题、作业题为复习重点)