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电机与拖动总复习

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第一章 电力拖动系统的动力学基础 1运动方程式的一般形式

2运动方程的物理意义 1）当Te = TL 时， dn/dt = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若Te ＞TL 时， dn/dt ＞0，系统处于加速状态； 3）若Te ＜TL 时， dn/dt ＜0，系统处于减速状态。 也就是一旦 dn/dt ≠ TL，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。 3多轴旋转系统等效为单轴旋转系统的方法 （1）静态转矩的折算 根据功率不变原则，应有折算前后工作机构的传递功率相等 （2）转动惯量和飞轮矩的折算 等效原则是：折算前后系统的动能不变 4 电力拖动系统稳定运行的条件 系统在平衡点稳定运行时应有 0LeTT （1-31）

0ddt

n

平衡状态仅仅是系统稳定的必要条件

tnGDTTLedd3752

n O T

nA

TL

图1-13 电力拖动系统不稳定运行

121'A稳定运行的充分必要条件是 



0dddd0LeLenTn

T

TT

例、设某单轴电力拖动系统的飞轮矩为2GD，作用在轴上的电磁转矩T、负载转矩ZT及转速n的实际方向如图所示。分别列出以下几种情况系统的运动方程式，并判断系统是运行于加速、减速还是匀速运动状态？ nTTZnTTZnTTZnTTZ

（1）ZT>T （2）T>ZT （3）T=ZT （4）T=ZT 答： (1)电动状态；工作在第l象限。 (2)制动状态；工作在第2象限。 (3)反电势状态；工作在第4象限。 (4)反向电动状态；工作在第3象限。

第二章 直流电机 一、直流电动机的工作原理 二、直流电机的结构 三、直流电机的铭牌数据 四、直流电机的电枢绕组 原则上，电压低，电流大的直流电机采用叠绕组；电流小，电压高的直流电机采用波绕组。 五、直流电机的励磁方式 六、直流电机的磁场 七、直流电机负载时的磁场及电枢反应 电机负载时，会有电枢反应。电枢反应作用如下： （1）使气隙磁场分布发生畸变； （2）使物理中性线偏离几何中性线； （3）起去磁作用。 八、直流电机的运行原理 1、直流电机的基本方程式 电动势平衡方程式 若电机稳态运行，对于电动机 若电机稳态运行，对于发电机 第三章 直流电动机的电力拖动 第一节 他励直流电动机的机械特性

aaaRIEUaaaRIEU

eaTRCUn2N 电枢串联电阻时的人为机械特性 改变电压时的人为机械特性 减弱电动机磁通时的人为机械特性

根据电机的铭牌数据估算机械特性

eeaeTCCRRCUn2NT

Ω

NN



eeaeTCCRCUn2NTN



eeaeTCCRCUn2NTN



0nnaR

emTSaRR

图3-2 电枢串电阻人为特性

0nnNU

emT1UNUU1

01n

图3-3 降电压人为特性

Nn

0nemTkT

01n1

1kTN12

2kT

02n

图3-4 减弱磁通的人为特性 )(212NNNaaPIUIR 根据铭牌数据求电动机的固有机械特性，可按如下的次序进行： （1）估算EaN或实测Ra； （2）计算 （3）求n0； （4）计算TN； 在坐标纸上标出（n0，0），（nN,TN）两点，过此两点联成直线，即为该直流电动机的固有机械特性。 第二节 他励直流电动机的起动 他励直流电动机起动电阻的计算 降压启动 第三节 他励直流电动机的制动 能耗制动；反接制动:（1）电压反接制动，（2）电动势反接制动;

回馈（再生发电）制动 四、他励直流电动机的各种运行状态分析

第四节 他励直流电动机的调速 1. 调速范围 ；2．静差率（或称相对稳定性） ；3．平滑性 （平滑系数）

二、电枢串电阻调速 三、 改变电枢电源电压调速 四、弱磁调速

第四章 变压器 第一节 变压器的基本工作原理与结构 一、变压器的基本工作原理 二、变压器的分类 三、变压器的结构 四、变压器的额定值

第二节 变压器的空载运行

E1和E2的相量表达式 m212m111 4.44 j 4.44 jΦNfEΦNfE 二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图及等效电路

22010110101101σ11jEUZIERIXIERIEEU 第三节 变压器的负载运行 一、负载运行时的物理情况

1二、负载运行时的基本方程式1、磁动势平衡方程式0)(221012211NINIININI

102211NININI

L102021201IIkIIINNII

为负载电流分量kII/21L由于变压器空载电流0I很小，为方便分析问题，常忽略不计可近似为：k

II21

221101INININ162、电动势平衡方程式和漏电抗。分别为一次和二次绕组的漏阻抗、电阻121212

ZZRRXX、、、、和

fZIE01

111111111jUEIRIXEIZ

222222222jUEIRIXEIZ1212//EENNk

第四节 变压器的等效电路及相量图

第五节 变压器的参数测定 一、空载试验 24ff11f10jjXRXRZZZ

20020FefIPIpR010fI

UZZ

2f2ffRZX

201U

Uk

由于空载电流I0很小，绕组损耗I02R很小，所以认为变压器空载时的输入功率P0完全用来平衡变压器的铁心损耗，即P0≈ΔpFe由等效电路可知，变压器空载时的总阻抗

由于电力变压器中，一般Rf>>R1，Xf>>X1，因此Z0≈Zf，则有：

励磁电抗电压比

励磁电阻励磁阻抗

25二、负载试验（又称短路试验）通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。

高压侧加电压，低压侧短路；由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损。Psh≈Δp

Cu

1NshshshshIUI

UZ短路阻抗

短路电阻

21Nsh2shCushIPIpR

短路电抗2sh2

shshRZX

shCsh755.234755.234RR

shCsh7522875228RR



铜线变压器铝线变压器

第六节 三相变压器 32Y y0 联结组Yd11 联结组 需要满足下列三个条件： （1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等； （2）并联运行的各台变压器的联结组号必须相同； （3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值要相等。

二、互感器 电压互感器在工作时不允许二次侧短路？电流互感器在工作时不允许二次侧开路？ 答：由于电压互感器二次侧所接的电压表或者功率表等仪表，内阻很大，所以实际上电压互感器工作时相当于一太降压变压器的空载运行，此时二次侧短路，会产生很大的短路电流，烧坏变压器绕组，所以不允许二次侧短路。 电流互感器正常工作时，二次侧相当于短路，二次侧电流所产生的磁动势近似与一次侧磁动势大小相等，方向相反，所以建立铁芯中主磁通的合成磁动势和励磁电流很小。但是如果二次侧开路，则一次侧电流全部为励磁电流，在铁芯中产生的磁通会很大，铁芯过饱和，铁损耗增大，互感器发热。而且二次绕组匝数很多，将会感应出危险的高电压，危机操作人员安全。

第五章三相异步电动机的基本原理 第一节 三相异步电动机的工作原理及结构 一、三相异步电动机的工作原理与运行状态 （－）基本工作原理 (二）旋转磁场的产生 （三）三相异步电动机的工作原理 （四）三相异步电动机的转速与运行状态 表5.1 三相异步电动机的转速与运行状态 0

0

nnSn

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电机与拖动期末复习范围教学文案

电机与拖动期末复习范围教学文案

电机与拖动期末复习范围教学文案电机与拖动期末复习范围电机与拖动复习提纲一、填空判断题1、确定感应电势的方向用什么定则？确定电磁力的方向用什么定则, 确定电流产生磁通的方向用什么定则？2、直流电机的运行状态有哪几种？各是什么条件？3、直流电机的励磁方式分为哪几种？4、在直流电机中，电磁转矩是由什么与什么相互作用而产生的电磁力所形成的？5、一直流电动机拖动一台他励直流发电机，当电动机的外电压，励磁电流不变时，增加发电机的负载，则电动机的电枢电流Ia将怎样变化？转速n将怎样变化？（增加，减少或不变）6、既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为什么磁通，仅和一侧绕组交链的磁通为什么磁通？7、旋转磁场是在三相对称绕组中通以什么而产生的？8、三相单层绕组在每一个槽内只安放一个线圈边，所以三相绕组的总线圈数等于槽数的多少？9、三相感应电机转速为，定子旋转磁场的转速为，当时为什么运行状态；当时为什么运行状态；当与反向时为什么运行状态？10、一台三相八极异步电动机的电网频率50HZ，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为多少？当转差率为0.04时，转子的转速为多少？11、三相异步电动机，如使起动转矩到达最大，此时应该怎样？转子总电阻值约为多少？12、直流电机电枢绕组元件流过的电流是什么电流，流过电刷的电流是什么电流？（直流、交流）13、直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。

将机械能转换为电能的是什么，将电能转换为机械能的是什么。

直流电机的损耗可分为：由各类摩擦引起的机械损耗、涡流损耗之和的铁耗、励磁回路铜耗、附加损耗和另外哪两种损耗？14、凡是由电动机拖动生产机械，并完成一定工艺要求的系统，都称为什么？15、他励直流电动机制动方式有哪三种？16、他励直流电动机三种调速方法中属于恒转矩调速的方法有哪两种，恒功率调速方法有哪种？17、每个磁极沿定子铁心内圆所占的范围称为什么？18、三相双层绕组在每个槽内要安放两个不同线圈的线圈边，所以三相绕组的总线圈数与槽数的关系为怎样的？19、一台三相八极异步电动机的电网频率50HZ，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为多少；当转差率为0.04时，转子的转速为多少。

《电机与拖动》复习提纲

《电机与拖动》复习提纲

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。

电机与拖动复习笔记

电机与拖动复习笔记

第0章 绪论：1、电机：利用电磁感应原理实现能量转换的机械2、电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源。

第1章 直流电机1.2绕组1、单叠绕组：ε±=p Z y 21，即][pZy 21=（向下取整）；1=k y ，k y y y -=12。

p 为磁极对数，Z 为槽数，1y 为第一节距（同一个元件的两个边跨过的距离），k y 为换向器节距。

画图步骤：1）计算1y ；2）根据Z 的数目画线（等间距），线的数目和Z 相同。

（Z=16，1y =4）（实线、虚线都画）3）根据1y 的值连接绕组，即编号为1的实线，需要跟编号为5（1+1y ）的虚线相连。

4）将编号为1的实线连接到编号为1换向片（位置自己定，换向片宽度和实线间宽度一样），（换向器编号和实线编号一致），将编号为5的虚线连接到编号为2的换向片。

5）平移将其他的画出来6）画磁极，磁极宽度约为PZ270.倍的实线间宽度，极性交替放在线中，磁极平移距离为PZ2倍的实线宽度；在磁极中心下方画出电刷（N 极下为+，S 极下为—） 单叠绕组特点：1）并联支路对数等于磁极对数，即p a =；2）电刷数等于主磁极数，电刷间电动势等于并联支路电动势，电刷位置应使支路感应电动势最大（即电刷位置对准磁极中心）；3）电枢绕组闭合回路中，感应电动势之和为0，内部无换流4）正负电刷引出的电枢电流a I 为各支路电流之和，a a ai I 2=。

a 为支路对数 5）元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上，即1=k y 。

2、单波绕组：ε±=p Z y 21，即][p Z y 21=（向下取整）；pK y k 1±=（向下取整），12y y y k -=。

画图与单叠类似。

特点：1）并联支路数=2，与磁极对数无关，即1=a 。

2）电刷数等于主磁极数，电刷间电动势等于并联支路电动势，电刷位置应使支路感应电动势最大（即电刷位置对准磁极中心）；（理论上电刷用2个就够了，但为了可靠换向，采用全额电刷）3）正负电刷引出的电枢电流a I 为各支路电流之和，a a i I 2=。

电机与拖动基础知识要点复习题

电机与拖动基础知识要点复习题

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R m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1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗 NiHL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P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(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。