电机拖动第1章磁路-公式-归纳

电机与拖动基础考点总结

考点总结 第四章 e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】 第五章 一、直流电机的励磁方式： I I I f I I f1图5-15直流电机的励磁方式 a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式 a) b) c) d) 按励磁绕组的供电方式不同，直流电机分4种： ○ 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 二、基础公式 1. 额定功率N P N P （N T 为额定输出转矩，N n 为额定转速） 直流发电机中，N P 是指输出的电功率的额定值： N N N I U P ?= 2. 电枢电动势a E 直流电机的电动势：n C E e a ?Φ?=（单位 V ） e C 为电动势常数 a Z n C P e 60?= （P n —磁极对数，Z —电枢总有效边数，a —支路对数） 3. 电磁转矩e T 直流电机的电磁转矩：a T e I C T ?Φ?= （单位m N ?） T C 为转矩常数

a Z n C P T ??= π2 （P n —磁极对数，Z —电枢总有效边数，a —支路对数） 4. 常数关系式 由于 55.9260 ≈=π e T C C 故 e T C C ?=55.9 三、直流电机 (一) 分类：直流电动机和直流发电机。 直流电动机：直流电能→→机械能 直流发电机：机械能→→直流电能 (二) 直流电动机(考点：他励直流电动机【如下图】) I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路 a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路 a) b) 1. 电压方程： 励磁回路：f f f I R U = 电枢回路：a a a a I R E U += (特点：a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势) 其中 Φn C E e a = 2. 转矩方程：0L e T T T += 3. 功率方程： ○ 1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P (注意：一般题目没有给出励磁信息，那么输入电功率=电枢回路输入电功率) 电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ? 励磁回路输入的电功率：2f f f f f I R I U P == 电枢回路输入的电功率： ()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ?+=+=+== (2a a Cua I R p =?——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率) 且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI a Z n ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==? == 即ωe a a T I E =

电机与拖动课后习题第一章标准答案

1.1.1 某铁心的截面积A=10cm 2，当铁心中的H=5A/cm ，Φ=0.001Wb,且可认为磁通在铁心内均匀分布，求铁心的磁感应强度B 和磁导率μ。 m H m H H B T T A B /002.0/105111010001 .024 =?===?=Φ= -μ 1.2.1求下述两种情况下的铸钢中的磁场强度和磁导率：（1）B=0.5T; （2）B=1.3T ，并比较饱和与不饱和两种情况谁的μ大。 （1）B=0.5T ：由磁化曲线查得H=4A/cm ， m H m H H B /00125.0/1045 .02 =?== μ （2）B=1.3T ：由磁化曲线查得H=16A/cm ， m H m H H B /0008125.0/10 163.12=?== μ 由于B=0.5T 时，磁路未饱和，B=1.3T 时，磁路已经饱和。所以磁路不饱和时μ大。 1.2.2 已知硅钢（含硅4%）的H=4A/cm ，铸铁的H=9A/cm 。求它们的B 和μ，并比较谁的导磁能力强。 （1）H=4A/cm 时，由磁化曲线查得B=1.1T ，且磁路已经饱和。 m H m H H B /00275.0/1041.12 =?== μ （2）H=9A/cm 时，由磁化曲线查得B=0.2T ，且磁路未饱和。

m H m H H B /000222.0/1092.02 =?== μ 所以硅钢的磁导率强。 1.3.1在图1.01所示恒定磁通磁路中，铁心的平均长度l =100cm ，铁心各处的截面积均为A=10cm 2，空气隙长度l 0=1cm 。当磁路中的磁通为0.0012Wb 时，铁心中磁场强度为6A/m 。试求铁心和空气隙部分的磁阻、磁位差和线圈的磁通势。 A A U U F A A l B l H U A A l H U H H A l R H H A l R H m H H B T T A B m mc m c mc m c c c mc c c c 10150)9550600(955010110 42 .160010061096.710 10104101105.010 10102.010100m /102.0/1062.12.110100012.0027 00 000c 1 614 720000 1 614 222 -2 4=+=+==???= = ==?==?=????==?=????==?=?===?=Φ=-------------πμπμμμ 图1.01

电机拖动与控制考试试卷A卷(供参考)

编号D171 适用专业（层次）：自动化（通用）使用学期：通用 山东科技大学200 —200 学年第学期 《电机拖动与控制》考试试卷（A卷）班级姓名学号 一、填空题（每空1分，共20分） 1.变压器空载试验测得的功率近似等于（）损耗。 2.变压器阻抗电压指的是（ )的比值的百分数。 3.三相异步电动机的转子电流频率与转子的转速大小有关，转速越高则转子电流频率越 （），不转时转子频率等于（）。 4.三相异步电动机工作状态与转差率有关，电动状态下转差率在（）范围内； 反接制动状态下转差率在（）范围内。 5.三相异步电动机的临界转差率与转子电阻的关系是（）。 6.三相异步电动机的转速与频率及磁极数有关：频率越高则转速越（）；磁极 数越多则转速越（）。 7.单相异步电动机的机械特性的特点是：转速为零时电磁转矩（），转速为正值时 电磁转矩（）。 8.三相同步电动机的起动方法有（）。 9.直流电动机在（）状态下，电磁转矩与转速方向相反；在 （）状态下，电枢中电动势与电流方向相同。 10.直流他励电动机若电磁转矩和主磁通不变，在不同转速下的电枢电流（）。 11.直流电动机换向器的作用是（）。 12.电动机的过载保护与短路保护区别是（）。 13.所谓零电压保护的含义是（）。 14.电动机的正反转控制设置互锁的作用是（）。 15.中间继电器的用途是（）。 二、选择题（每题1分，共10分） 1、一台电动机有两个电刷和两个集电环，则可能是：（） Ａ、他励直流电动机Ｂ、三相同步电动机Ｃ、绕线转子异步电动机 2、单相异步电动机起动方法有：（） Ａ、电容分相起动Ｂ、频敏变阻器起动Ｃ、转子串电阻起动 3、直流电动机抑制换向火花的措施有：（）

电机与拖动基础知识重点

电机与拖动基础知识重点

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电机与拖动基础总复习 试题类型 一、填空题（每题1分，共20分） 二、判断题（每题1分，共10分） 三、单项选择题（每题2分，共20分） 四、简答题（两题，共15分） 五、计算题（三题，共35分） 电力拖动系统动力学基础 1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。 2．电力拖动运动方程的实用形式为 由电动机的电磁转矩T e 与生产机械的负载转矩T L 的关系： 1）当T e = T L 时， d n /d t = 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T e ＞T L 时， d n /d t ＞0，系统处于加速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /d t ＜0，系统处于减速状态。 也就是一旦 d n /d t ≠ 0 ，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．生产机械的负载转矩特性： t n GD T T d d 3752L e = -

直流电机原理 1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。 3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。 4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a 等于极对数n p 。 5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。 6 直流电机的励磁方式： dn dT dn dT L e

电机拖动与控制章节习题及答案(大学期末复习资料)

习题与思考题 第二章机电传动系统的动力学基础 2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。 拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。 2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。 T M-T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速，T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 2.3 试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） T M T T M=T L T M< T L T M-T L>0说明系统处于加速。 T M-T L<0 说明系统处于减速

T M T L T M T L T M> T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为 什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据 折算前后动能不变的原则？ 因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的 额定转速。这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如 减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。所以为了列出系统运 动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分 的质量这算到一根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω 2

电机及拖动 (许晓峰 着) 高等教育出版社习题答案

第一章 直流电动机 1.6 答：电枢绕组为单叠绕组时，运行时去掉一个或相邻两个电刷，并联支路数减少一半， 电枢电流将减少一半。 电枢绕组为单波绕组时，并联支路数不受影响，电枢电流不变，但每个电刷通过的电流将增大，致使换向困难 1.7 答：感应电动势（参见图1.3）。 电刷两端得到总的感应电动 势为零。 1.8 答：由Tem=CT ΦIa 知：对于已制造好的直流电机，其电磁转矩与电枢电流和气隙磁 通的乘积成正比。可用左手定则判断电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向。对于直流发电机而言，电磁转矩为制动转矩，与转子转向相反；而对于直流电动机而言，电磁转矩为驱动性质，与转子转向相同。 1.14 答：并励直流发电机正转时能自励，反转时则不能自励。如果把并励绕组两头对调， 且电枢反转，此时能自励。 1.15 答：换向元件里合成电动势∑e 为零时, 换 向元件里的换向电流随时间线性变化， 这种换向称为直线换向。直线换向时不产生火花。 换向过程中换向元件里的合成电动势大于零，使换向电流变化延缓，不再是线性的，出现了电流延迟现象，这时的换向称为延迟换向。延迟换向时电刷下产生电火花。 1.16 解：额定电流： 额 定负载时 的 输 入 功 率 ： 1.17 解：额定负载时的输入功率： k W k W N N P P 48.2083 .0171 === η kW kW N N P P 76.1185.0101 === ηA A U P I N N N 48.4323010103 =?= = 图1.3 题1.7图

额定电流： 1.18 解：（1）绕组节距计算 （2）绕组展开图如图1.4所示（采用右行短距绕组） （3 1.19解：（1）绕组节距计算 4 5992 1 1911 2 =-=-==-=-= = y y y y p K y k 541 41921=+=±= εp Z y 1 = y =a 4 151 54 2 42221 2 1 =-=-=== =-=±=y y p Z y y y y k ε图1.4 题1.18图

电机与拖动第五章自测题答案

（一）填空题： 1. 当s在0～1范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为驱动转矩，电动势的性质为反电动势；在 -∞～0范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩，电动势的性质为电源电动势。 2. 三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。 3. 一台六极三相异步电动机接于50H z的三相对称电源，其s=，则此时转子 转速为950r/min，定子旋转磁动势相对于转子的转速为50r/min，定子旋转磁动势相对于转子旋转磁动势的转速为0r/min。 4. 一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50H z的对称交流电流，其合成磁动 势为圆形旋转磁动势，该磁动势的转速为3000r/min。 5. 一个脉动磁动势可以分解为两个幅值和转速相同而转向相反的旋转磁动势。 6. 为消除交流绕组的五次谐波电动势，若用短距绕组，其节距y应选为4/5τ，此时基波短距系数为。 7. 三相异步电动机等效电路中的附加电阻为是模 拟总机械功率的等值电阻。 8. 三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在 （二）判断题： 1. 不管异步电动机转子是旋转还是静止，定子旋转磁动势和转子旋转磁动势之间都是相对静止的。（√） 2. 三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗。（√） 3. 改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。（√） 4. 通常，三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。（√） 5. 三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定 子电流的频率相同。（√） （三）选择题： 1. 若在三相对称绕组中通入i u=I m sinωt，i v=I m sin(ωt+120o)， i w=I m sin(ωt-120o)的三相电流，当ωt=210o时，其三相基波合成磁动势的幅值位于： （③） ① u相绕组轴线上；② v相绕组轴线上； ③ w相绕组轴线上；④在三相绕组轴线之外的某一位置。 2. 三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因是：（③） ①异步电动机是旋转的；②异步电动机的损耗大； ③异步电动机有气隙；④异步电动机有漏抗。 3. 三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于：（①）

电机拖动与控制-教案

章节名称 （课题） 绪论 教学目标1.了解电机及电力拖动技术的发展； 2.明确课程的性质、课程所涵盖的内容、学完本课程后所达到的要求。 教学内容 与 学时分配 内容学时 1.电机拖动与控制在国民经济中的作用 2.电机及电力拖动发展概况 1 3.电机的分类及电力拖动系统的组成 4.本课程的性质、任务和学习方法 1 重点本课程的性质、任务、特点和分析方法难点本课程的分析方法 教学过程设计1.观一些有关电机的录像 2.讲解电机所拖动的作用 3.让同学们自己讨论，在自己的头脑中电机是怎样发展过来的 4.简单介绍电机的分类、电力拖到系统的组成 5.重点讲解本课程的性质、任务，还有我们用什么方法才能比较快地掌握它 6.布置预习下一节课的内容 教学手段板书和多媒体、视频录像相结合的教学方法作业 教研室 主任 （签字）

章节名称（课题）第1章直流电机 1.1 直流电机的结构和工作原理 教学目标1.了解直流电机的用途； 2.掌握直流发电机和直流电动机基本工作原理与结构； 教学内容 与 学时分配 内容学时 1.直流电机的工作原理 1 2.直流电机的结构 1 重点直流电机的工作原理，和定、转了结构难点直流机的电枢绕组 教学过程设计1.观看直流电机制造过程录像片 2.简单介绍直流电机的用途 3.讲解直流电机的物理模型 4.讲解直流发电机的工作原理 5.简单介绍直流电机的结构 问题:A.定子主要包括那些部分? B.转子主要包括那些部分? 6.总结本节课的内容，提出要求 7.布置预习下一节 教学手段板书和多媒体、实物相结合的教学方法作业1---1、2、4、 教研室 主任 （签字）

章节名称（课题）第1章直流电机 1.2直流电机的磁场 教学目标1.掌握直流电动机的励磁方式 2.掌握电枢反应和换向 教学内容 与 学时分配 内容学时 1.直流电机原励磁方式 2.直流电机的电枢反应 1 3.直流电机的换向 1 重点直流电机的电枢反应难点直流机的磁场 教学过程设计1.回忆一下中学是学过的有关电磁方面的知识 2.讲解直流电机的励磁方式 3.讲解直流电机的空载磁场 4.讲解直流电机的电枢反应 5.直流电机的换向过程，影响换向的电磁原因和改善换向的方法 6.总结本节课的内容，提出要求 7.布置预习下一节 教学手段板书和多媒体、视频录像相结合的教学方法作业1---7、 教研室 主任 （签字）

电机与拖动第一章课件.

第1章直流电机 要点提示： 1.直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。 2.直流电机由两大部分组成：定子和转子。 3.掌握直流电机的工作原理。 4.掌握直流电动机的工作特性：转速特性、转矩特性、效率特性 5.掌握直流电机定子绕组的励磁方式有：他励、并励、串励、复励。 6.理解电枢绕组中一个元件经过电刷从一个支路转换到另一个支路的过程称为 换向。 7.直流电机的感应电动势：电枢绕组中的感应电动势，即正负电刷之间的感应电 动势。 1.1 直流电机的基本工作原理与结构 电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。按工作电源种类可分为直流电机和交流电机。直流电机按能量转换的方向可分为直流电动机和直流发电机。 在电机发展的历史上，直流电机的发明较早，它的电源是电池，后来才出现了交流电机。直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力，比较容易控制。常用于调速要求较高的生产机械上，如轧钢机，矿井提升设备，大型起重机，电力机车，挖掘机械和纺织机械等；同时直流发电机可用来作为直流电机以及交流电机的励磁直流电源。 直流电机的换向问题，限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。随着近年来电力电子技术的发展，在很多领域内，直流电机有逐步被交流电机取代的趋势。但在某些要求调速范围大、调速性高、精密度好、控制性能优异的场合，直流电机的应用目前仍占有较大的比重。 1.1.1 直流电机的结构 任何电机都包括三大部分：定子、转子和气隙。同一般类型电机一样，直流电动机和直流发电机在主要结构上基本相同，都由定子、转子和气隙三部分组成。如图1.1.1所示。

直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、换向极、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 1.定子 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置和端盖等组成，其剖面结构如图1.1.2所示其主要作用是产生主磁场和作为电机的机械支架。 1）主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由铁心和励磁绕组两部分组成，通过螺钉固定。如图1.1.3所示为减小涡流损耗，主磁极铁心通常用1～1. 5mm 厚的钢板冲片叠压铆紧而成，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极 靴。极靴的作用是使气隙磁场分布比理想，同时极靴对励磁绕 组也起支撑作用。 励磁绕组是用来产生主磁通的，用绝缘铜线绕制而成。当 给励磁绕组通入直流电时，各主磁极均产生一定极性，相邻两 主磁极的极性是N 、S 交替出现的。 2）换向极 两相邻主磁极之间的小磁极称为换向极，又称 为附加极或间极，其作用是改善直流机的换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。换向极由换向极铁心和向极绕组组成，换向极的铁心比主磁极的简单，一般用整块钢板制成，在其上放置换向绕组。换向极的数目与主磁极数相等。如图1.1.4所示。 3)机座 图1.1.1 直流电机装配结构图 图1.1.2 直流电机纵向剖视图 图1.1.3主磁极的结构 1—主磁极 2—励磁绕组 3—机座

电机拖动与控制网络试题及答案

电机拖动与控制试卷 一、简答题（共40分） 1、（15分）试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。 答:降压起动、电枢串联起动变阻器起动；降压启动的优点是：启动电流小，启动过程平滑，能量消耗少，因而在直流电力拖动系统中得到广泛应用 2、（15分）请简要介绍直流电机的各种励磁方式。 答:直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励 磁磁通势而建立主磁场的问题。不同励磁方式的直流电机有 着不同的特性，一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励 式、串励式和复励式。 3、（10分）为什么说交流异步测速发电机是交流侍服电动机的一种逆运行方式？ 答：在交流侍服电动机中，由控制绕组输入的是电压信号，通过电动机变成了转速信号在轴上输出，在交流异步测速发电机中，由外力拖动转轴转动，输入的是转速信号，通过测速发电机，输出与转速成正比的电压信号。所以就信号的转换而言，两者互为可逆运行方式，和一般发电机和电动机的能量转换是一样的，是符合可逆原理的。 二、计算题（共60分） 1、（15分）一台直流电动机改成直流发电机时，是否需要将换向极绕组重新安装？为

什么？ 答:不需改接。因为改向级绕组是与电枢回路串联的，如由电 动机改成发电机运行时，此时如转速ｎ方向不变，则电枢电流反向，而换向极所产生的磁势也反向，仍可抵消在几何中线性处的电枢反应磁势；如转速方向改变，则电流方向不变，换向极产生的作用仍然正确。 2、（15分）某台直流电动机的额定数据为：P N =10kW,U N =220V, n N =1500r/min,ηN =88.6%, 试求该电动机额定运行时的输入功率P 1及额定电流I N 。 答: 该电动机额定运行时的输入功率P 1= P N /ηN =10kw/0.886 =11.29 kW I N = P 1/U N =11290w/220v=51.3A 3、（15分）有一台三相变压器，额定容量S N =50kVA , 高压侧额定电压U 1N =10kV , 低 压侧额定电压U 2N =400V , 高低压绕组都接成星形，试求高低压侧的额定电流I 1N 和I 2N 。 解:由S N =sqrt(3) U 1N I 1N 代入数值解得I 1N =2.89A 由S N =sqrt(3) U 2N I 2N 代入数值解得I 2N =72.17A 4、（15分）某台直流发电机为单叠绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb ，电枢总导线为152 根，转速为1200 r/min ，求电机的空载电动势。若改为单波绕组，其他条件不变，问空载电动势为210V 时，电机的转速是多少？ 解：根据公式：E=C e Φn 可知，必须先求Φ， 又由C e Φ=PN /2πa 得： ?=??==Φ35.22 60152260a PN C e 则空载电动势为：

电机拖动重点整理归纳

第二章 一、负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系即：n=f(T L )___恒转矩负载特性恒转矩负载是指负载转矩为常数，其大小与转速n无关,恒转矩负载分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。反 抗性恒转矩负载特性:恒值负载转矩T f 总是与转速n f 的方向相反，即作用方向是 阻碍运动的方向。当正转时n f 为正， T f 与n f 方向相反，应为正，即在第一象限, 当反转时n f 为负， T f 与n f 方向相反，应为负，即在第三象限；当转速n f =0时外 加转矩不足以使系统运动。位能性恒转矩负载特性特点:T f 的方向与n f 的方向无 关。 T f 具有固定不变的方向。例如：起重机的提升机构，不论是提升重物还是下放重物，重力的作用总是方向朝下的，即重力产生的负载转矩方向固定。当 n f >0时， T f >0，是阻碍运动的制动性转矩;当n f <0时， T f >0，是帮助运动的拖 动性转矩。故转矩特性在第一和第四象限。 恒功率负载转矩特性特点：当转速n变化时，负载功率基本不变。 电力拖动系统的稳定运行的必要条件：动转矩为零，即 n不变，T=T L 第三章 直流电机的用途：把机械能转变为直流电能的电机为直流发电机；把直流电能转变为机械能的电机是直流发电机。直流发电机用来作为直流电动机和交流发电机的励磁直流电源。直流电动机的工作原理：线圈不由原动机拖动；电刷接直流电源；直流电源通过静止的电刷与随电枢转动的换向器的滑动接触把直流电源转换成电枢中的交流电，保证电枢转矩的方向不变，电枢保持逆时针旋转。直流发电机的工作原理:用两个相对放置的导电片(换向片)代替交流发电机的两个滑环，电刷接触的换向片始终是相同一侧的线圈边，所以N极一侧的电刷得到的电压始终是（+），S极一侧的电刷得到的电压始终是（-）。 直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。 主要结构：直流电机由定子、转子两大部分构成。定子的作用是产生主磁场和在机械上支撑电机，它主要由主磁极、机座、电刷、端盖和轴承组成。主极的用是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩。大多数直流电机的主磁极都是由直流电流来励磁的，主磁极上还装有励磁线圈。只有小直流电机的主磁极才用永磁磁铁，这叫永磁直流电机.电刷装置:电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。直流电机转子部分：电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承等 单叠绕组1)每个极下的元件组成一条支路,并联支路对数a等于极对数p:a=p2)正负电刷间感应电动势最大，被电刷短路的元件里感应的电动势最小。3）电刷杆数等于极数。 电枢电动势（公式）：电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间感应的电动势，也是电枢绕组每个支路里的感应电动势。电磁转矩（公式）P47容（励磁磁通势和电枢反应磁通势）==直流发电机:电枢电动势—输出电动势(与电枢电流同方向)

第五章电机与拖动基础课后习题答案全解 第二版 徐建华

第五章 5 . 1 什么是直流伺服电机的电枢控制方式?什么是磁场控制方式? 答: 将直流伺服电机的电枢绕组接控制电压,励磁绕组接恒定电压的控制方式称为电枢控 制方式;将励磁绕组接控制电压, 电枢绕组接恒定电压的控制方式称为磁场控制方式。 5 . 2 为什么直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式? 答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时, 控制电压加在电枢绕组上, 励磁绕组接恒定电压, 控制精度高,线性度好; 采用磁场控制方式时, 电枢绕组接恒定电压, 控制电压加在励磁绕组 上,由于磁路的非线性, 控制精度较差,性能较差,所以直流伺服电机常采用电枢控制方式而不 采用磁场控制方式 5 . 3 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压是多少?与负载大小有什么关系? 答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压 0C U = T C RT ,与负载大小成正比。 5 . 4 常有哪些控制方式可以对交流伺服电机的转速进行控制? 答: 或通过改变控制电压的幅值,或改变控制电压的相位,或同时改变控制电压的幅值和相 位,都可以对交流伺服电机的转速进行控制,所以常有幅值控制、相位控制和幅值—相位控制 等三种控制方式对交流伺服电机的转速进行控制。 5 . 5 何谓交流伺服电机的自转现象?怎样消除自转现象?直流伺服电机有自转现象吗? 答: 转动中的交流伺服电机在控制电压为零时继续转动而不停止转动的现象,称为交流伺 服电机的自转现象。增加交流伺服电机的转子电阻可以消除自转现象。直流伺服电机没有自

转现象。 5 . 6 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,什么条件下电机气隙磁动势为圆形旋转磁 动势? 答: 当控制电压C U 与励磁电压f U 大小相等、相位差为090时, 幅值控制和相位控制的交 流伺服电机,其气隙磁动势为圆形旋转磁动势。 5 . 7 为什么交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式? 答: 幅值-相位控制方式只需要电容器和电位器,不需要复杂的移相装置, 控制设备简单;而 幅值控制方式或者相位控制方式都需要移相装置,所以交流伺服电机常采用幅值-相位控制 方式。 5 . 8 为什么直流测速发电机的转速不宜超过规定的最高转速?为什么所接负载电阻不 宜低于规定值? 答: 直流测速发电机的转速愈高,感应电动势就愈大,当负载不变时,电枢电流也愈大, 电枢 反应的去磁作用就愈强,输出的端电压下降愈多,误差愈大。负载电阻愈小, 电枢电流也就 愈大, 电枢反应的去磁作用就愈强, 误差愈大。所以直流测速发电机的转速不宜超过规定

电力拖动自动控制基础知识点总结

根据直流电机转速方程 n — 转速（r/min ）； U — 电枢电压（V ） I — 电枢电流（A ）； R — 电枢回路总电阻（ Ω ）； Φ — 励磁磁通（Wb ）；Ke — 由电机结构决定的电动势常数。 三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压 U ； （2）减弱励磁磁通 Φ；（3）改变电枢回路电阻 R 。 第1章 闭环控制的直流调速系统 1、常用的可控直流电源有以下三种 ? 旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电 压。 ? 静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。 ? 直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用 电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。 2、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ，从而调节电动机的转速 n 。 这样的调速系统简称G-M 系统，国际上通称Ward-Leonard 系统。 3、晶闸管-电动机调速系统（简称V-M 系统，又称静止的Ward-Leonard 系统）， 4、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation ）。 PWM 系统的优点 （1）主电路线路简单，需用的功率器件少； （2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小； （3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右； （4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； （5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； （6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 5、晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数 在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。 传递函数近似成一阶惯性环节。 Φ-=e K IR U n s T K s W s s s 1)(+≈

电机与拖动第一章习题答案

第一章 1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速 N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η= A U P I N N N N 83.131862 .022010253=??==η （2） KW P P N N N 29862 .025 1== =η 1 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速 N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123=?== （2）KW P P N N N 37.14835 .012 1== =η 1 . 3 一台直流电机,已知极对数p= 2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。

解：（1）第一节距 54 2 42221=-=±= εp Z y ,为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少? 解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为 a E =29?10=290V ; 每一条支路的电阻为 Ω=?=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω=== 45.14 8 .54R R a 当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向 器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为 V E a 5801058=?= 每一条支路的电阻为 Ω=?=6.112.058R 电刷间的电阻为 Ω===8.52 6 .112R R a 1 . 5 已知一台直流电机的极对数p= 2 ,元件数S= Z = K=21 ,元件的匝数c N =10 ,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1 . 42 × 2 10-Wb,转速n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少? 解：单波绕组并联支路对数a=1, 电枢总导体数420102122=??==C SN N 电枢电动势 V n a pN E a 8.198********.11 604202602=?????=Φ=- 1 . 6 一台直流电机,极数 2 p=6 ,电枢绕组总的导体数N=400 ,电枢电流a I =10 A ,气隙每极磁通Φ=0 . 21 Wb 。试求采用单叠绕组时电机的电磁转矩为多大?如把绕组改为单波绕组,

电机与拖动第五章 习题解答

第五章 变压器 5-10 解：（1）变压器的电压比为 '1L 2 L 6008.668 N R k N R == == 回路电流 ' 0L 1200.1(A)600600 E I R R ===++ 负载上获得的功率 2' 2L L 0.16006(W)P I R ==?= 信号源的输出功率 2' 20L ()0.1(600600)12(W)P I R R =+=?+= 效率 L 6 100%100%50%12 P P η= ?=?= （2）如果负载直接接至信号源，回路电流为 0L 120 0.197(A)6008 E I R R ==≈++ 负载上获得的功率 22L L 0.19780.31(W)P I R ==?= 信号源的输出功率 220L ()0.197(6008)23.6(W)P I R R =+=?+≈ 效率 L 0.31 100%100% 1. 31%23.6 P P η= ?=?≈ 5-11 有一台单相变压器，已知1 2.19R =Ω，115.4X =Ω，20.15R =Ω，20.964X =Ω， f 1250R =Ω，f 12600X =Ω，1876N =匝，2260N =匝，26000V U =，2180A I =，2cos 0.8 ?=（滞后），试用T 型等效电路和简化等效电路求1U 和1I 。 解：电压比12876 3.37260N k N ==≈ （1）T 型等效电路如下图所示

' 2222 3.370.15 1.70(Ω)R k R ==?≈ '2222 3.370.96410.95(Ω)X k X ==?≈ 以2U 为参考向量，设260000V U =∠，则218036.87A I =∠- ' 2 2 3.3760000)202200(V)U kU ==?∠=∠ . 2' 218036.8753.4136.87(A ) k 3.37 I I ∠-= =≈∠- ''''22220f f ()20220053.4136.87(1.710.95) 1.6396.89(A)+125012600 U I R jX j I R jX j --+-∠-∠-+= =≈∠+ ' 1021.6396.8953.4136.8754.1737.5854.17142.42 (A )I I I =-= ∠-∠-≈-∠-=∠ '' 111122221110f f (j )(j )(j )(j ) 54.1737.58(2.19j15.4) 1.6396.89(1250j12600)21243.66 2.77(V) U I R X U I R X I R X I R X =+--+= +++=-∠-?++∠?+≈-∠‘’ （2）简化等效电路如下图所示，将相关参数折算到高压侧来计算 ' sh 12 2.19 1.70 3.89()R R R =+=+=Ω ' sh 1215.410.9526.35()X X X =+=+=Ω sh sh sh j 3.89j26.3526.6481.6()Z R X =+=+=∠?Ω 以'2U 为参考向量，设' 2 6000 3.370202200(V)U =?∠?=∠? ' 2218036.8753.41-36.87(A)3.37 I I k ∠-? = =≈∠? ' 12 53.41-36.8753.41143.13(A)I I =-=-∠?=∠? ' 121sh 202200(-53.41-36.8726.6481.6)-20220-1422.8444.7221254.59 2.7(V) U U I Z =-+=-∠?+∠??∠?=∠?=-∠?

电机拖动与控制考试试卷卷

编号: D 1 7 2适用专业（层次）：自动化（通用）使用学期：通用 山东科技大学200 —200学年第学期 《电机拖动与控制》考试试卷（B卷）班级__________________ 姓名 __________________ 学号 _______________ 、简答题（共20 分） 1、直流电动机换相器的作用是什么？ 2、直流电动机在电动和制动状态下，电磁转矩与转速方向关系有何不同? 3、为什么直流他励电动机一般不允许直接起动？ 4、继电器与接触器的主要区别是什么？ 5、什么是零压保护？ 6、交流电动机旋转磁场的转速是哪些因素决定的？ 7、三相异步电动机的起动方法有哪几种？ 8、三相异步电动机的最大电磁转矩与什么因素有关？ 9、在异步电动机的电动和制动状态下转差率的取值的范围分别是多少？ 10、什么是电动机的稳态稳升？ 、选择题（共10分） 1、一台电动机有三个电刷和三个集电环, 则可能是：（) A、他励直流电动机E、三相同步电动机C、绕线转子异步电动机 2、三相同步电动机起动方法有：（) A、电容分相起动E、频敏变阻器起动C、异步起动 3、直流电动机改善换相的方法有：（) A、安装补偿绕组E、安装阻尼绕组C、安装换相极 4、常用于过载保护的电器有：（) A、热继电器E、电压继电器C、时间继电器 5、异步电动机额定转差率为0 .04，额定运行时其转子频率为：( ) A、50H z E、2H z C、都不对 6、三相笼型异步电动机可以采用下列方法起动。（) A、转子串电阻E、转子串频敏变阻C、自耦变压器降压 7、交流伺服电动机克服自转的措施是：( ) A、采用空心杯转子E、增大转子电阻C、控制绕组串电容 8、控制式自整角机的接受机输岀信号为: ( ) A、转角E、电压 C 转速 9、电动机的额定功率是在标准环境温度即摄式（）下测岀的

电机及拖动基础知识要点复习

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 Ni HL

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)