电机及电力拖动第13章测速发电机

A、增大励磁电流
B、减小励磁电流
C、保持励磁电流不变 D、使励磁电流为零
答案： C
2.2.2 反接制动
*电压反接制动 电压反接制动时接线如图所示。
开关S投向“电动”侧时，电枢接正极
电压，电机处于电动状态。进行制动时，开
关投向“制动”侧，电枢回路串入制动电R阻B 后，接上极性相反的电源电压，电枢回路内
定义：当 U 、U N I f时，I fN n f(I a )
由方程式可得
n
UN CeΦ
Ra CeΦ
Ia
Tn
Tem
n
T2
T0
0
Ia
)。 A、n=(U-IaRa)/Ceφ B、n=(U+IaRa)/Ceφ C、n=Ceφ/(U-IaRa) D、n=Ceφ/(U+IaRa) 答案： A
第二章直流电动机的电力拖动
电机及拖动
绪论 第一章 直流电机 第二章 直流电动机的电力拖动 第三章 三相异步电动机 第四章 三相异步电动机的电力拖动
为什么要学电机？
请同学们就电机的相关应用举例。
绪论
电机是利用电磁感应原理工作的机械。 电机常用的分类是按功能分，有发电机、电动机、变压器和 控制电机四大类；
归纳如下：
电机
变压器 直流电机
把电刷A、B接到直流电源 力形成逆时针方向的电磁转矩。
上，电刷A接正极，电刷B接负 当电磁转矩大于阻转矩时，电机
极。此时电枢线圈中将电流流过。转子逆时针方向旋转。
当电枢旋转到右图所示位置时
原N极性下导体ab转到S极下， 受力方向从左向右，原S 极下 导体cd转到N极下，受力方向 从右向左。该电磁力形成逆时 针方向的电磁转矩。线圈在该 电磁力形成的电磁转矩作用下 继续逆时针方向旋转。

教学大纲1.课程性质本课程是机电一体化技术、电气自动化技术专业的一门重要的专业主干课。

2.教学目的及教学任务主要任务是使学生掌握“适度、够用”的电机理论和电力拖动的有关基础知识，掌握各类电机工作原理，了解其结构特点和基本特性，了解直流电动机、三相异步电动机、变压器、同步电机、控制电机的运行特性和分析方法，掌握各类电机的机械特性以及起动、制动和调速的基本技能。

该课程是集理论教学、实践教学与应用为一体的专业主干课程，它不仅为学生实训和毕业设计奠定理论和实践基础，而且为机电一体化技术、电气自动化技术专业学生考高级电工资格证书、职业能力培养做准备。

3.教学目标学生学完本课程后，应达到以下要求：3.1知识目标1）熟悉常用的直流电动机、变压器、三相异步电动机的基本结构，掌握它们的工作原理和基本理论；2）掌握直流电动机、三相异步电动机的机械特性及各种运转状态的基本理论；3）掌握直流电动机、三相异步电动机起动、制动、调速和反转的电力拖动基本原理和有关计算方法；具有选择电力拖动方案所需的基础知识；4)了解单相异步电动机、三相同步电动机及几种常用控制电机的特点、用途和工作原理。

3.2能力目标1）直流电动机的拆装；2）直流电机故障分析与维护；3）直流他励电动机的机械特性测试；4）直流他励电动机的起动、停止线路的安装；5）变压器的安装与试验；6）变压器的运行特性与参数测试；7）三相异步电动机的拆装、检修与测试；8）三相异步电动机定子绕组重绕；9）三相异步电动机的工作特性；10）三相异步电动机的效率测量；11）三相异步电动机的温升测量；12）三相异步电机运行故障及维修；13）三相异步电机基本检测方法；14）三相异步电动机的机械特性测试；15）同步电动机调相运行特性；16）几种常用的控制电动机的选择；17）电力拖动系统中电动机的选择；3.3素质目标1）培养学生勤于思考，认真做事的良好作风；2）培养学生分析问题，解决问题的能力；3）培养学生电机与电力拖动系统的基本的实验方法与技能；4）培养学生的沟通能力及团队协作精神；5）培养学生勇于创新，敬业爱业的工作作风；6）培养学生的质量意识，安全意识。

电机转速n变化而变化的关系曲
线 U f (n)，称为输出特性，如图9.8
1—RL较小；2—RL较大
所 的
示
U
。
f
负(n)载斜率电越阻大RL，的测值速越发大电时机的，
图9.8
直流测速发电机的输出特性
旋转，电枢导体切割主磁通
而在其中生成感应电动势E。 电动势E的极性决定于测速发 电机的转向，电动势E的大小 与转速成正比，即
E Ce n
测速发电机空载时，其 输出电压U为
图9.7 直流测速发电机原理图
U E Ce n
基本工作原理（续1）
测速发电机负载时，电枢绕组
中因流过电枢电流I而在电枢绕组电
1．基本结构
异步测速发电机是自动
控制系统中应用较多的一种 交流测速发电机，它的结构 与交流伺服电动机相似，如 图9.4所示。它主要由定子、 转子组成，根据转子结构的 不同分为笼式转子和空心杯 转子两种。空心杯转子的应 用较多，它由电阻率较大、 温度系数较小的非磁性材料 制成，以使测速发电机的输 出特性线性度好、精度高。 杯壁通常只有0.2mm～0.3mm 的厚度，转子较轻以使测速 发电机的转动惯性较小。
（9-2）
有由此看出，当励磁电压Uf及频率f恒定时
E2 q Iq Eq n
（9-3）
即E2与n成正比关系。可见，异步测速 发电机可以将其转速值一一对应地转换成
输线出U2电 压f (n值) 称。为输输出出电特压性U2，与如转图速9的.6关所系示曲。 实际上，由于存在漏阻抗、负载变化等问
题，直轴磁通 d 是变化的，输出电压与转 速不是严格的正比关系，输出特性呈现非
定测速，给发电励电压机U磁f恒的绕定气组的隙N1单中加相便频交会率流生f 电成恒， 一个频率为f、方向为励磁绕 组的脉N1振轴磁线动方势向及（相即应d轴的方脉向振磁）

U2∝Φ1·n∝U1·n 上式表明，当励磁绕组加上电源电压 U1，测速发电机以转速 n 转动时，它的输出绕 组就产生输出电压 U2，U2 的大小与转速 n 成正比。当转动方向改变时，U2 的相位也改变 180°。如果转子不动，输出电压为零，这样就把转速信号转换成电压信号。 实际上交流测速发电机没有像上面所讲的那样理想，而存在着一定的线性误差，主 要由于Φ1 并非常数。因为励磁绕组与转子杯间的关系相当于变压器原、副绕组间的关 系，所以Φ1 是由励磁电流和转子电流共同产生的。而转子电动势和转子电流与转速有 关，因此当转速变化时，励磁电流 I1（还有励磁绕组的阻抗压降）和磁通Φ1 都将发生 变化。这样，就破坏了输出电压 U2 与转速 n 之间的线性关系。 二、直流测速发电机 主要介绍他励式直流测速发电机。其结构和直流伺服电动机一样，它的接线图如图 3 所示。
图 3 他励测速发电机接线图 直流测速发电机的主要特性也是输出电压正比转速。直流测速发电机的基本公式之 一是：
E＝TE·Φ·n 上式表明直流测速发电机的电动势 E 是正比于磁通Φ与转速 n 的乘积的。在他励测 速发电机中，如果保持励磁电压 U1 为定值，而磁通Φ也是常数；因此，E 正比于 n。 直流测速发电机的输出电压（即电枢电压）为：
常用电机与控制—测速发电机
在自动控制系统中，测速发电机一般用来测量和调节转速，或将它的输出电压反馈 到电子放大器的输入端以稳定转速。
测速发电机按电流种类可分为直流和交流两种。下面分别介绍交流测速发电机和直 流测速发电机的工作原理。
一、交流测速发电机 交流测速发电机分同步式和异步式两种，现以异步式发电机为例，介绍其工作原理。 它的定子上装有两个绕组，一个作励磁用，称为励磁绕组 1，另一个输出电压，称为输 出绕组 2；两个绕组的轴线互相垂直，在空间上相隔 90°，其原理如图 1 所示。它的转 子一般为杯形转子，通常是由铝合金制成的空心薄壁圆筒。此外，为了减少磁器的磁阻， 在空心杯形转子内放置有固定的内定子。在分析时，杯形转子可视作由无数并联的导体 条组成，和鼠笼转子一样。