第六章三相异步电动机的电力拖动
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电力拖动知识点总结电力拖动是一种利用电动机作为传动装置的动力传动方式,广泛应用于工业生产中的各个领域,如工厂生产线的输送设备、机械加工设备、自动化装配线和物流输送系统等。
电力拖动系统具有高效、稳定、可靠的特点,能满足现代工业对动力传动的需求。
本文将对电力拖动的基本原理、主要组成部分、常见故障及维护保养等方面进行详细的介绍和总结。
一、基本原理电力拖动系统的基本原理是利用电动机产生的电能转换为机械能,驱动各种传动装置完成工作。
其中,电能通过电源系统供给电动机,经过电动机内部的电磁场作用,产生旋转力矩驱动负载进行工作。
电力拖动系统的基本原理主要包括电源系统、电动机、传动装置和控制系统等几个方面。
1. 电源系统电力拖动系统的电源系统一般采用交流电源或直流电源,根据实际需要进行选择。
在工业生产中,交流电源应用更为广泛,其特点是输送距离远、输出功率大、电源稳定性好,适合长距离输电和大功率负载。
而直流电源系统功率较小,通常用于小功率负载或特殊工况的应用。
2. 电动机电力拖动系统的核心部件是电动机,其主要作用是将电能转换为机械能,驱动负载进行工作。
根据实际需要,电动机可分为交流电动机和直流电动机两种类型。
交流电动机通常采用同步电动机或异步电动机,具有结构简单、维护方便、功率范围广等特点;而直流电动机具有速度调节范围广、起动力矩大、转速稳定等优点,在某些特殊场合得到广泛应用。
3. 传动装置传动装置是电力拖动系统的关键组成部分,用于将电动机产生的旋转力矩传递给负载进行工作。
常见的传动装置包括联轴器、减速机、齿轮传动、带传动等,其选择应根据实际工况及传动比、传动效率等因素进行综合考虑,以确保系统的工作效率和可靠性。
4. 控制系统电力拖动系统的控制系统用于对电动机进行启停、速度调节、方向控制等操作。
常见的控制方式包括手动控制、自动控制和远程控制等,可根据实际需要选择。
现代工业生产中,自动化程度越来越高,电力拖动系统的控制系统也逐渐向着智能化、网络化方向发展,以满足高效、精密的工业生产需求。
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。
( )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。
第六章三相异步电动机的电力拖动§6-1 三相异步电动机的机械特性机械特性是指电动机转速n与转矩T之间的关系,一般用曲线表示。
欲求机械特性,先求T与n的数学关系式,称为机械特性表达式。
有三种表达式:一。
三相异步电动机机械特性的三种表达式(一)物理表达式此式清楚表明了T和、cos之间的关系,虽然、cos与n密切有关,但不能清楚反映T与n的关系。
(二)参数表达式电磁转矩由异步电动机的近似等效电路,得代入T的公式,即得参数表达式考虑到n=(1-s)n0,,即可由此式绘出异步电动机的机械特性曲线n=f(T),如图6-1所示。
机械特性的参数表达式为二次方程,电磁转矩必有最大值,称为最大转矩T m。
将表达式对s求导,并令,可求出产生最大转矩T m时的转差率S m图6-1机械特性曲线S m称为临界转差率。
代入T的公式则可得T m的公式式中正号对应于电动机状态,负号适用于发电机状态。
一般,故可得近似公式可见:(1)当电动机参数和电源频率不变时,T m ,而S m与U X无关;(2)当电源电压和频率不变时,S m和T m近似与(X1+)成反比;(3)增大转子回路电阻,只能使S m相应增大,而T m保持不变。
最大转矩T m与额定转矩T N之比称为过载倍数,也称过载能力,用K T表示:一般异步电动机K T=1.8~3.0。
对于起重冶金机械用的电动机,可达3.5。
异步电动机起动时,n=0,s=1,代入参数表达式,可得起动转矩的公式由此式可知,对绕线式异步电动机,转子回路串接适当大小的附加电阻,能加大起动转矩T st,从而改善起动性能。
对于鼠笼式电动机,不能用转子串电阻的方法改善起动转矩,在设计电动机时就要根据不同负载的起动要求来考虑起动转矩的大小。
起动转矩T st与额定转矩T N之比,称为起动转矩倍数K st:K st=一般电动机K st=1.0~2.0,对于起重冶金机械用的电动机为2.8~4.0。
(三)实用表达式参数表达式在理论分析时很有用,但定、转子参数在产品目录中找不到,使用起来不方便。
第二部份 直流电动机的电力拖动一、填空题: 一、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下,_______和_______的关系。
(U=UN 、φ=ΦN ,电枢回路不串电阻;n ;Tem二、直流电动机的起动方式有____ ___。
(降压起动、电枢回路串电阻起动)3、若是不串联制动电阻,反接制动刹时的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。
(2)4、当电动机的转速超过_______时,出现回馈制动。
(理想空载转速)五、拖动恒转转负载进行调速时,应采_______调速方式,而拖动恒功率负载时应采用_______调速方式。
(降压或电枢回路串电阻;弱磁)一、直流电动机的人为特性都比固有特性软。
( )(F )二、直流电动机串多级电阻起动。
在起动进程中,每切除一级起动电阻,电枢电流都将突变。
( ) (T )3、提升位能负载时的工作点在第一象限内,而下放位能负载时的工作点在第四象限内。
( ) (T )4、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。
( ) (F )五、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。
( ) (T )三、选择题 一、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了:(2)(1)旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积,它没有任何物理意见;(2)系统机械惯性的大小,它是一个整体物理量;(3)系统储能的大小,但它不是一个整体物理量。
二、他励直流电动机的人为特性与固有特性相较,其理想空载转速和斜率均发生了转变,那么这条人为特性必然是:(3)(1)串电阻的人为特性;(2)降压的人为特性;(3)弱磁的人为特性。
3、直流电动机采用降低电源电压的方式起动,其目的是:(2)(1)为了使起动进程平稳;(2)为了减小起动电流;(3)为了减小起动转矩。
4、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:(2)(1)能耗制动状态;(2)反接制动状态;(3)回馈制动状态。
直流电机1、直流电机的静止部分称为定子,它的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置、等部分组成。
转动部分称为转子,它的作用是产生电磁转矩和感应电动势,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
2、单叠和单波绕组,极对数均为p时,并联支路数分别为2p 、 2 。
3、直流电机电枢绕组有叠绕组和波绕组两种基本联接方式,一般来说对电流大、电压较低的直流电机,电枢绕组应采用叠绕组。
4、直流电机的电枢反应的定义是通常把电枢磁动势对空载气隙磁通密度分布的影响称为电枢反应,当电刷在几何中性线时,对于电动机来讲,产生气隙磁场畸变性质的电枢反应,其结果使前极端磁场增强和后极端磁场减弱,物理中性线(逆着)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。
电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势,也就是电枢绕组一条并联支路的感应电动势。
6、直流电机的电磁转矩是由电枢电流和磁场共同作用产生的。
直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相同。
7、直流电机电枢绕组中一个元件经过电刷短路从一条支路转到另一条支路里时,电流的方向改变的过程称为换向。
改善换向的方法一般有装换向极和选择合适的电刷两种方法。
8、直流电机的励磁方式有并励、他励、串励和复励。
9、并励直流发电机自励建压的条件是电机磁路中要有剩磁、励磁绕组并联到电枢两端的极性正确、励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻。
10、直流电动机的工作特性是指电动机在端电压U=U N、励磁电流I=I N、电枢回路不串电阻的条件下,电动机的转速n、电磁转矩T、效率与电枢电流I a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 U=E a+R a I a时为电动机状态,当 U=E a-R a I a时为发电机状态。
12、直流电机的转向是由电枢电流方向和磁场方向确定的,改变转向的方法有改变电枢电流方向和改变励磁方向两种。
《电机与拖动》试题库第一部分直流电机一、填空题:1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。
(主磁路存在剩磁;并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确,使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同;励磁回路的总电阻必须小于临界电阻)2、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.(E a〈U;E a>U)3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式,若要产生大电流,绕组常采用_______绕组。
(叠绕组;波绕组;叠)4、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_______。
(相反;相同)5、单迭和单波绕组,极对数均为p时,并联支路数分别是_______,_______。
(2p;2)6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。
(每极气隙磁通量;电枢电流)7、直流电机电枢反应的定义是_______,当电刷在几何中线时,电动机产生_______性质的电枢反应,其结果使_______和_______,物理中性线朝_______方向偏移。
(电枢磁动势对励磁磁动势的作用;交磁;气隙磁场产生畸变;对主磁场起附加去磁作用)二、判断题1、一台并励直流发电机,正转能自励,若反转也能自励。
( )(F)2、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。
()(T)3、一台并励直流电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。
(F)4、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.( )(F)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)(1)电枢绕组;(2)励磁绕组;(3)电枢绕组和励磁绕组2、直流发电机电刷在几何中线上,如果磁路不饱和,这时电械反应是( )(3)(1)去磁;(2)助磁;(3)不去磁也不助磁。