第二章 电动机

b.起动控制：控制逆变角，使在起动开始的瞬间，Ud与Uβ的差值能产生 足够大的 Id ，以满足所需的电磁转矩，但又不超过允许的电流值，这样电动 机就可在一定的动态转矩下加速起动。
随着转速的增高，相应地增大角以减小值 Uβ ，从而维持加速过程中动态 转矩基本恒定 。
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（2）调速
a.调速原理：通过改 变角的大小调节电动机 的转速。
由于电机在 低于同步转速 下工作，故称 为次同步转速 的电动运行。
sn
0 n1
~
P1 Pm
(1-s)Pm
CU
sPm
10
次同步速度电动运行状态
sPm
Te
12
不断加大+Eadd， s n
就可提高电机的转 速。当接近额定转
1
2n1
SP
速时，如继续加大
+Eadd，电机将加
P
速到s<0的新的稳
Pm
态下工作，即电机
转子电流 I2 的增大，会引起交流电动机
拖动转矩的增大，设原来电机拖动转矩与负载 相等，处于平衡状态，串入附加电势引起电 动机升速，在升速的过程中，随着速度增加， 转差率S减小，分子中sE2减小，电流也减小， 使拖动转矩减小后再次与负载平衡，降速过程 最后会在某一个较高的速度下重新稳定运行。
* 这种向上调速的情况称为高于同步速的串级调速。（超同步串调） 9
一.串级调速的原理 二.串级调速的基本运行状态及功率关系 三.附加电动势的实现 四.次同步串级调速主电路
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一. 串级调速的原理
转子串电阻调速方法有什么缺点？
我们知道，对于绕线转子异步电动机，可以在其 转子回路串入电阻来减小电流，增大转差率，从而改 变转速。这种方法就是转子串电阻调速方法。

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。

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[任务5.1]键盘接口设计
• 5.1.3矩阵式键盘的硬件电路结构及工作原理
• 矩阵式键盘又称行列式键盘，往往用于按键个数较多的场合，矩阵式 键盘的按键位于行、列的交叉点上，每条水平线和垂直线在交叉处不 直接连通，而是通过一个按键加以连接。如图5- 3所示。
• 5.1.4矩阵式键盘的软件结构
[任务5.1]键盘接口设计
• 5.1.1独立式按键的硬件电路结构及工作原理
• 在单片机控制系统中，如果需要按键个数较少或功能要求较为简单 时，可采用独立式按键结构。独立式按键的电路如图5-1所示。
• 5. 1 .2独立式按键的软件结构
• 对于这种独立式按键电路程序可以采用循环查询的方法。独立式按键 处理流程图如图5-2所示。
的。单相异步电动机一般均采用鼠笼式转子。转子主要由转子铁芯、 轴和转子绕组等组成。转子铁芯由硅钢片叠成，转子硅钢片的外圆上 冲有嵌放绕组的槽。轴经滚花后压入转子铁芯。转子铁芯多采用斜槽 结构，槽内经铸铝加工而形成铸铝条，在伸出铁芯两端的槽口处，用 两个端环把所有铸铝条都短接起来，形成鼠笼式转子。铸铝条和端环 通称为转子绕组。整个转子由上、下端盖的轴承定位。 • (2)转子绕组用于切割定子磁场的磁力线，在闭合回路的铸铝条(即导 体)中产生感应电动势和感应电流，感应电流所产生的磁场和定子磁 场相互作用，在导体上将会产生电磁转矩，从而带动转子启动旋转。
• (1)判断键盘中有无键按下 • 将全部行线置低电平，列线置高电平，然后检测列线的状态，只要有
一列的电平为低，则说明有键按下，如列线全部为高电平，则说明没 有键被按下。
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[任务5.1]键盘接口设计
• (1)判断键盘中有无键按下 • (2)去除键的机械抖动 • (3)如有键被按下，则寻找闭合键所在位置，求出其键代码 • (4)程序清单

（一）发电机的电势平衡式
M1 n
M M0
• 发电机——Ea、Ia同向
•
Ea=IaRa+U
（1）
2. 电动机——Ea、Ia反向
转子导体在磁场中受力产生转矩， 转子旋转，产生电势Ea，与电枢 电流Ia反向，故又称反电势。
U=IaRa+ Ea
（2）
•29
（二）功率平衡式
（三）转矩平衡式
将式（1）两端同乘Ia，得：
实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。 线圈分布在电枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律连 接起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S 极交替旋转多对。
➢电枢电势 Ea=Ceφn ➢工作原理动画演示
•21
2. 直流电机结构及工作原理
四、直流电动机的工作原理
I 导体ab处于N极下方时
（一）转速特性——U不变时，n=f(Ia)
U=Ea+IaRa， Ea=Ceφn ▪转速特性
n U IaRa
Ce
a) 并励——If=U/Rf，→ If 、φ为常数
nC U eIC aeR a C1C2Ia
n
b) 串励——If=Ia，→φ=kIa
n U IaRa UIaRa
Ce
CekIa
C1 1
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一、直流电机概述
•直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电机 既可作为发电机使用，也可作为电动机使用。
• 直流电机的用途
• 直流电机的优缺点
✓作电源用：发电机 ✓作动力用：电动机 ✓信号的传递：:测速发电 机，伺服电动机
✓ 直流电动机的调速范围宽广，调 速特性平滑。
✓直流电动机过载能力较强，起动 和制动转矩较大。 ✓ 存在换向器