串激电机原理

第一章 单相串激电动机的运转原理

本章通过对单相串激电动机的运转原理、交直流两用的基本概念、高速运转及软特性和调速电路等方面的叙述，比较全面的阐明单相串激电动机的运转原理。

1-1运转原理及交直流两用的基本概念

单相串激电动机的结构虽与直流电动机相同，但可交直流两用。在交流电源供电时，产生旋转力矩的原理，仍可用直流电动机的运转原理来解释，因此本节先介绍直流电动机的运转原理，然后再文章说明能够交直流两用的基本概念。

当导体中通有电流时，在异体周围产生磁场，其磁力线的方向取决于电流方向（右手定则）。

如将通电的导体放入一磁场中，这一磁场与通电导体所产生的磁场相互作用，将使此导体受到一个作用力F，并因此而产生运动，导体会从磁力线密的地方向磁力线稀的地方移动。而磁力线的稀密，则由二个磁场的磁力线方向来决定，磁场磁力线的方向是从N极走向S 极，而通电导体产生的磁力线走向用左手定则，二个磁场的磁力线方向一致则密，方向相反则稀。

当将由二个互相相对的导体组成的线圈放入磁场时，线圈的二个边也受到了作用力，此二力方向相反，形成了力矩，如图1所示。

图1

当线圈在磁场中转动时，相应的二个线圈边，从一个磁极下转到另一个磁极下时，此时由于磁场极性有了改变，将使导体受到的作用力的方向改变，也就是转矩的方向改变，从而使线圈向反方向转动，于是线圈只能绕中心轴来回摆动，而不能连续旋转。当线圈的中的二个线圈边转到另一磁极下时，如能使线圈中的电流，也改变电流方向，则极性改变，电流也改变方向，结果使转矩方向保持不变，线圈就能连续旋转。

换向器与电刷的作用，就是使线圈从一个极转到另一个磁极下时，相应的改变线圈中电流的方向。这也可理解为：在各个磁极下的线圈中的电流，始终保持着各自一定的电流方向。因此，从另一个磁极下转过来的线圈，就要改变线圈中电流的原来的方向。

但实际上换向过程是非常复杂的，尤其是高转速电机，要在极短的时间中，使线圈的电流改变方向，这必然带来一系列的电磁问题。同时换向器和电刷又是一对磨擦付，所以还有机械上的问题，这都对电机的设计和制造带来了很多特殊要求。

以上就是直流电动机的基本运转原理，下面逐步说明单相串激电动机能交直流两用的基本概念。

直流电机的定子磁场除某些小功率电机由永久磁铁（硬磁材料）产生外，大多由缠绕在定子铁芯（软磁材料）上的激磁线圈通入激磁电流后产生的。而单相串激电动机则必须采用激磁方式。激磁的磁极极性决定于电流方向和线圈的缠绕方向，此二者中任一方向改变，就

可改变磁极极性。由于激磁线圈与电枢线圈联接方式的不同，可有并激和串激二种激磁方式。这二种激磁方式的直流电动机，在交流电源供电时，都能产生旋转转矩，因为激磁绕组与电枢绕组都接在同一电源上，当交流电的正负波在突变时，由激磁电流产生的磁场与通入电枢绕组的电流都同时改变极性和方向，由于二者都变，因而绕组线圈所受到的作用力，仍然保持同一方向，也即转矩方向不变，所以仍能向一个方向持续旋转。

但如进一步考虑到在交流电源供电时电流和磁通的相位关系以及交流阻抗的影响后，串激方式和并激方式所产生的转矩大小是不相同的，串激的大，并激的小，因此实际上，只有串激方式才能在交流电源下使用。其原因详述于下。

转矩M的大小，决定于磁通Φ与电枢电流I的乘积。在交流供电时，要分析实际转矩的大小，还要分析Φ与I间的相角差大小。

在串激激磁方式时，产生磁通的激磁电流（定子电流）与电枢电流是同一电流，所以不存在这二个电流间有相角差的问题。而激磁电流与磁通之间的相角差本来就很小，在分析问题时，可予忽略，因而可以认为，磁通与电枢电流之间也不存在相角差。于是，磁通大时，电枢电流也大，二者乘积也大，磁通在负值时，电枢电流也是负值，二者乘积仍然是正值，此说明其转矩没有改变方向。以上分析结果，正如图2（a）所示，Φ与I 的乘积M很大。图中假定磁通Φ与电流I都是正弦波。

(a)(b)

图2 在交流电源供电时，串激电动机及并激电动机的电枢电流I、磁通φ和转矩M的曲线 在并激激磁方式时，并激绕组与电枢绕组是并联的，都直接接在电源上。由于并激绕组直接接电源，所受的电压高，绕组的圈数必然很多，绕组的电感也就很大，这使激磁电流滞后于电源电压的相角接近90°。电枢绕组虽也直接接在电源上，但电枢绕组的圈数不多，因为电机有转矩输出，有旋转电势去平衡电源电压，所以电枢电流滞后电源电压的相角比较小，这样就造成磁通φ与电枢电流I之间有了较大的相角差Ψ，如图2（b）所示。当磁通φ在最大值时，电流I却接近为0，因此二者的乘积仍然很小，甚至在每一周期中，会有一小段时间，φ与I的方向相反，其乘积是负值，此说明是反转矩。总之，在并激激磁方式下，在交流电源供电时，电机产生的转矩很小。

通过上述的分析介绍，可看出单相串激电动机实际上是按直流电动机的原理运行的，由于采用了串激方式，因此能在交流电源下使用。实际上，单相串激电动机主要也是使用于交流电源的。因此单相串激电动机的定子都采用叠片结构，而不是整块的软铁，以减少涡流损耗。又考虑电机的功率都不大，但要求结构简单，因此都只用一对磁极，并且不装帮助换向的换向极，电枢绕组采用最简便的叠绕组，电刷只用一对，放在与磁极中心表成90°的几何中心线上。

1-2高速运转原理及软特性

一般的交流电动机，如三相或单相异步电动机、同步电动机，都是按照交流电动机的旋转磁场理论来运行的，电动机的转速就是旋转磁场的转速，又称同步转速，异步电动机因有转差，电机实际转速略低于同步转速。同步转速由下式决定：

n=60f/p （r/min）

式中f—电源频率（Hz）p—极对数

可见这类电机转速决定于电源频率f，当f为50Hz时，最高转速为3000r/min，此时极对数p为1。

单相串激电动机，虽也在交流电源下运行，但如前所述，是按直流电机原理运行的，其转速与电源频率无关，可直接按电磁感应定律推导出转速公式。

按电磁感应定律，当长度为l的单根导体，放在磁密为B的磁场中，接上电势为e的电源后，将使导体受到作用力F而以速度v运动，如图3所示，并符合以下关系式：

F

图3 通电导体在磁场中

作为一台直流电动机的电枢转子，则具有N根导体，而不是单根导体，而且接成a对并联支路，而加上的电势则为E（称为旋转电势），因而可从上式转化成以下的通用式：

E=Bl×N/2a×v

如以旋转转速来表示速度，因 v=лDn/60

微特电机试卷.doc

一.选择 1.少进电动机静态转矩与失调角的关系称为矩角特性，在0 =±90时有最人静转矩，他是步进电机的主要性能指标之一。提高的数值是.?（ C ） （A）增高电压（B）增大电流（C）增加通电相数 2.交流异步伺服电动机相对于普通的异少电动机，异步伺服电动机具柯：（B ） （A）电流、电压较高（B）较人的转子电阻（C）功率比普通电机人 3.多台A整角接收机并联起来使用可以将M—转角信号传输到几个不的地点，但必须限制并联台数，否则就会：（A ） （A）降低系统精度（B）多消耗电能（C）发送带不起來 4.H流电动机采用降低电源电压的方法起动，目的是：（B） （A）为了使启动过程平稳（B）为丫减小起动电流（C）为了起动转矩 二.填空 1.直流伺服电动机冇（磁极控制）和（电枢控制）两种控制方式，其中以（电枢控制）应川较多。 2.根椐转子结构特点，交流同步伺服电动机可分为（永磁忒）（磁肌式）和（磁滞式） 三种。 3.在电机转子体积、电枢电流、电流密度和气隙磁通密度相同的条件下，电枢直径增人1倍，电磁转矩也增大（1 ）倍。 4.表征异步测速发电机性能的主要技术指标奋（线性误差）（相位误差）和（剩余误差）。 5.测速发电机在自动控制系统屮是一个非常重要的原件，它可作为（测兒元件）（校正元件）（阻尼元件）、解算元件和角加速度信号元件等。 6.反应式步进电动机的工作原理是建立在磁力线力图通过磁阻最小的路径，产生（反应转矩）來驱动转子转动。 7.fi整角机必须成对或成组使用，主令轴上装得是（A整角发送机），从动轴上装的是（fi 整角接收机）。 8.旋转变压器在结构上与绕线式异步电动机相似，定、转子均为（隐级结构），并分别放置两ffl （正交绕组）。 9.无刷直流电动机使用（功率电了开关）及（位置传感器）代替传统直流电动机的（电刷）和（换向器）。 10.丌关磁阻电机的基木控制方法是（电流斩波控制）和（角位置控制）。前者适用于（低速）运行，后者适用于（高速）运行。 三.判断 1.与直流伺服电动机相比，交流异步伺服电动机的机械特性和调节特性都是非线性的。（X ） 2.异步伺服电动机当控制电压发生变化吋，电机转速也发生相应变化，因而达到控制转速的目的。（V） 3.采用双叫控制时，即控制电压和励磁电压人小相等、相位差90°电角度，电机不能丁.作在圆形旋转磁场下。（X ） 4./十:使用异步测速发单机时，电机的工作转速不应超过规定的转速范围。（V ） 5.测速发电机的输入电压的人小与转速成正比，同时K频率与转速也成正比。（X） 6.步进电动机输出的角位移S与脉冲数成正比，转速与脉冲的频率成正比，转向取决于控制线路中得通电顺序。（V ） 7.单相串励电动机的功率因数低，一般在0.9以下。（X） 8.无刷直流电动机通过改变电源电压实现无极调速，改变电枢绕飢导通相序川*以改变电机

《微特电机及其控制》(电机本体部分)课程重点内容

绪论1．微特电机的分类。 2．微特电机新的发展趋势。

第二章伺服电动机与伺服系统1．从结构上，直流伺服电动机的分类。 分为两大类，传统型直流伺服电动机，低惯量型直流伺服电动机。 传统型直流伺服电动机其结构与普通直流电动机基本相同，只是功率和容量小 得多，它可以再分为电磁式和永磁式两种；

低惯量型直流伺服电动机可分为空心杯电枢直流伺服电动机，盘式电枢直流伺服电动机，无槽电枢直流伺服电动机2．直流伺服电机的静态特性 1．机械特性：给出机械特性n=f(T e)的方程，绘制机械特性的曲线。 机械特性： 控制电压恒定时，电机转速随电磁转矩的变化关系n=f (Te) 2．调节特性：给出调节特性n=f(U a)的方程，绘制调节特性的曲线，结合调节特性曲线，掌握失灵区的 概念。 调节特性 负载转矩恒定时，转速随控制电压变化n=f (Ua)

3．直流伺服电机的动态特性 1．机电时间常数的计算公式，影响因素及相应的减小机电时间常数的方法。 机电时间常数与转动惯量成正比； 与电机的每极气隙磁通的平方成反比，为了减小电机机械时间常数，应增加每极气隙磁通； 与电枢电阻Ra的大小成正比，为减小时间常数，应尽可能减小电枢电阻，当伺服电动机用于自动控制系统，并由放大器供给控制电压时，应计入放大器的内阻 Ri，Ra+Ri；

直流伺服电动机的机电时间常数一般<30ms，低惯量直流伺服电机的时间常数<10ms。 4．交流异步伺服电动机 1．不同转子电阻对机械特性的影响，分析为什么异步伺服电动机的转子电阻较普通异步电动机大。 增大转子电阻的三个好处： 1. 可以增大调速范围 由电机学原理知，异步电机 的稳定运行区仅在： 0

电动机常见故障分析与维修

直流电动机常见故障分析与维修 1.引言 电动机在人们的工农业生产中发挥着巨大的作用，给人们的生活带来了极大的便利。直流电动机虽然结构较复杂，使用与维护较麻烦，价格较贵,但是由于其具有调速性能好，起动转矩大等优点, 本文分析了电动机的结构、工作原理以及在工作中的常见故障，并给出了一些日常维护的方法。 2.直流电动机的原理、结构与拆装 2.1直流电动机的工作原理 当把直流电动机的电刷A、B接到直流电源上时，从图2.1可以看出,电刷A是正电位，Ｂ是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体ｃｄ中的电流是从ｃ流向d。前面已经说过，载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此，ａｂ和cd两导体都要受到电磁力Fde的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断,aｂ边受力的方向是向左,而cｄ边则是向右。由于磁场是均匀的,导体中流过的又是相同的电流,所以，ab边和cｄ边所受电磁力的大小相等。这样,线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时,线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半州之后,虽然aｂ与cｄ的位置调换了，aｂ边转到S极范围内,ｃｄ边转到N极范围内,但是，由于换向片和电刷的作用，转到Ｎ极下的cd边中电流方向也变了，是从d流向ｃ,在S极下的ab边中的电流则是从ｂ流向a。因此，电磁力Fｄc的方向仍然不变,线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见，分别处在Ｎ、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此,线圈两个边的受力方向也不变,这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了,通过齿轮或皮带等机构的传动，便可以带动其它工作机械。 图2．1 从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时(也就是导体经过中性面后),导体中电流的方向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这

吸油烟机电动机基本原理教学文案

吸油烟机电动机基本 原理

精品资料 吸油烟机电动机基本原理一、吸油烟机核心技术是什么？ 人最重要的部位是心脏、大脑，汽车的心脏是发动机。所以吸油烟机的核心是电机，电机质量决定吸油烟机质量。开关则是吸油烟机的大脑（中枢神经）。 二、吸油烟机结构： 定子—纯铜线电机、铜包铝线电机、铝线电机 转子-铸铝转子 轴承-双滚珠、单滚珠、含油（粉沫） 机壳-铝机壳、铁机壳 定子铁芯-硅钢片、叠厚（18、20、24、26、28、30、32） 保护装置-可复式温控器、一次性温控器。 三、影响吸油烟机电机质量的主要因素 1、电机温升-国家标准90K，内控温升75K以内。与风轮、风柜、风道有关。 2、漆包线质量：必须经过匝间绝缘试验。不经过匝间绝缘试验的电机，容易出现短路、无力现象。 3、轴承质量-目前日本NSK、NTN质量最好。国内轴承已经成熟，目前使用的是国内轴承。含油（粉沫）轴承寿命短。 4、平衡问题会影响噪音——转子平衡、定子平衡、轴承室平衡、轴承质量等。 5、吸油烟机功率是否越大越好？ 烟机的输入功率和排风量并没有任何直接的关联。真正最直接影响排风量是电机本身的输出功率，输出功率越大，相对来说电机的力度越大，转速越快。而烟机标注的输入功率并不等同于就是电机的实际输出功率。这是因为国际规定：吸油烟机电机功率不能大于标称值的120%，而没有规定不能小于多少，例如一个100W的电机标上280W也是合格的。这就是一些厂家钻了空子，故意标大功率，以至于消费者误以为其烟机功率大、性能好，误导消费者。所以，不能仅仅依照产品的表示你功率来判断产品性能。同时要参考产品标识的风量、风压参数。因此目前市场上的烟机功率标注也比较混乱。 所以说，决定吸油烟机的吸力使由电机本身的功率决定的，而不是由标注功率决定的。 四、吸油烟机电动机 1、15年专业生产经验。 2、核心技术由邦太掌握。 3、纯铜线、双滚珠轴承电机。 五、对外宣传： 吸油烟机好品质用“芯”制造-纯铜线绕组电机、日本NSK轴承、自动保护装置。专业制造、质量更有保障、寿命更长。 六、吸油烟机电机故障及处理方法 常见故障现象排除方法 电源接通后，按下运转档位，电机不转 1.插座坏，无电源。检查插座。 2.开关坏，或线路接触不良，检查开关及电气连接部位。 3.电机烧坏，更换电机 4.保险丝断 5.检查电容是否损坏 6温控器损坏。 电源接通后，按下运转档位，运转不正常，或电机不转，但有异常嗡嗡声 1、风轮安装不好，与相邻零件有摩擦，校正风轮。 2、电机轴上传动销轴脱落，重新装好销轴，校正风轮。 3、电容连接不良或电容已损坏，检查电容器或更换电容。 4、风轮受损变形。 5、轴承损坏更换轴承、更换风轮。 噪声过大 1、风轮固定螺丝松动，要安装。 2、风轮平衡度差。 3、电机轴承松动磨损，更换轴承。 4、修后风轮未装到位。 5、机体锣钉松动。 6、机体固定不牢固。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2

破壁机的原理结构

破壁料理机[1-3]、研磨机等产品功能，完全达到、冰激凌机、料理机榨汁 机、破壁料理机豆浆机集合了，释放植物生化素的机器。细胞壁一机多用功能，可以瞬间击破食物 编辑简介[1-3]是在传统榨汁机、原汁机、料理机的基础上发展起来的，属最新破壁料理机45000（现磨豆浆、五谷粉等于一体。由于超高转速第四代果汁机，集打果汁、冰沙、分以上）能瞬间击破疏果的细胞壁，有效地萃取植物生化素，从而获得破壁/转而最新一代的果汁机在则养生首选家电产品。料理机的美名，是现代居家保健、还，、沙冰是集加热和搅拌于一体的更多功能的破壁料理机，不仅可以做蔬果汁、药材汤、粥品等。采用低转速破壁，增强扭力的技术。鱼汤豆浆、可以加热做打出的蔬和分解的缺点，而且效果更佳，不仅避免了蔬果高速击打营养容易氧化[果汁如丝般细腻。发展历史编辑21930第一代果汁机：榨汁机是一种可以将蔬果快速榨成果蔬汁的机器。它早在）发明Dr. Norman Walker 年由诺蔓·沃克博士（通过离心力从汁渣混合物中分离出果,工作原理：是采用电机带动旋刀高速旋转汁，是单螺旋设计。疏果浪费多，，出汁率低大约只有50%主要特点：转速每分钟约5000-20000转，果汁易变色，口感差，零部件多，清洗麻烦。其主要工作目的都是将第二代果汁机：原汁机是在榨汁机的基础上发展起来的，水果变成果汁，以提高口感和方便饮用。工作原理：低转速螺旋榨压方式，汁渣分离的形式结构，是双螺旋设计以上，分离式结75%主要特点：每分钟60转，低速榨汁，原汁机的出汁率可达构，渣汁分离，连续提取，出汁质量高，零部件多，清洗麻烦。冰沙料理机是在全食物全营养理念发展而来的集打果汁、豆浆、第三代果汁机：等于一体的机型从采用容杯和主机分式设计，通过高速旋转刀片将容杯的疏果打碎，工作原理：而释放蕴涵在疏果中的水分。专业文档供参考，如有帮助请下载。． 叶锋利刀片，打出疏果汁口感不够转、4主要特点：转速每分钟约20000-40000 50-65%，清洗简单。细腻，破壁率约在继承了料理机的设第四代果汁机：破壁料理机是在料理机的基础上发展而来的，计结构以及主要功能，由于转速更高，打出的豆浆、疏果汁更细腻、口感。高速旋转刀采用镭射六叶翘尾刀片设计，采用容杯和主机分式架构、工作原理：度循环瞬间击打，萃取疏果植物生化素。片产生了强大的食物涡流，可以360叶带锯齿刀片，打出疏果汁很细腻口6主要特点：转速每分钟在45000转以上，，清洗简单。感很好，破壁率约在80-95%增加热型的破壁料理机是在料理机和豆浆机基础上发展而来的，第五代果汁机：可做出比以往更多的在搅拌的基础上搭配不同的智能加热程序，加了加热功能，营养料理。使得采用增强扭力的技术即大大增强每次转动的力度，工作原理：低转速破壁，打出来的效果比高速打出来的更佳。底盘较重，刀片较大，三维设计的钝刀，700w-1200w主要特点：功率，可加热， 90%-96%。扭力高，转速低，破壁率在产品结构编辑3线路板、主机中包含有交流串激电机、控制面板、破壁料理机由主机和容杯组成。高温安全保护装置、外壳及通风装置等；容杯含有

微特电机作业

微特电机论文 题目：步进电机 课程：微特电机 专业：电气工程及其自动化 班级：电气 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期： 2013/4/21

步进电机 杜中华 摘要步进电机是一种纯粹的数字控制电动机，又称为阶跃电机或脉冲电机。是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机，也可以看作是在一定频率范围内转速与控制脉冲频率同步的同步电动机。它能将输入电脉冲信号转换成机械的运动量加以输出。每一个主令脉冲都可以使步进电机的转轴前进一个步距角，并依靠它特有的定位转矩将转轴准确地锁定在空间位置上，在实际工程中有着广泛的应用，文章主要探讨了步进电动机原理、驱动电路的特点及其在各个领域的应用。 1.步进电动机的种类 目前常用的有三种步进电动机： (1)反应式步进电动机(VR)。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步 距角小；但动态性能差。 (2)永磁式步进电动机(PM)。永磁式步进电动机出力大，动态性能好；但步 距角大。 (3)混合式步进电动机(HB)。混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进 电动机两者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。它有时也称作永磁感应子式步进电动机。 2.步进电机的系统结构

3.步进电动机的工作原理 图1 三相反应式步进电动机的结构示意图 1——定子2——转子3——定子绕组{{分页}} 图1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60o。各磁极上套有线圈，按图1连成A、B、C三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为θE=360o/40=9o，而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图1，那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3o。因此，B、C极下的磁阻比A磁极下的磁阻大。若给B相通电，B相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越B相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩（磁阻转矩）的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3o；此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对B相绕组通电，而改为C相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3o。依次类推，当三相绕组按A→B→C→A顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3o的规律步进式转动起来。若改变通电顺序，按A →C→B→A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3o的规

微特电机答案全解

2-2 若直流伺服电动机的励磁电压下降，对电动机的机械特性和调节特性会有哪些影响？ 励磁电压下降则电枢电压减小，又由于机械特性是线性的，所以将导致理想空载转速降低，电磁转矩减小；调节特性是指：电机负载转矩恒定时，电机转速值控制电压变化的关系，所以励磁电压下降将导致电机转速n下降 2-3 交流异步伺服电动机的两相绕组匝数不同时，若外施两相对称电压，电机气隙中能否得到圆形旋转磁场？如果得到圆形旋转磁场，两相绕组的外施电压要满足什么条件？ 不能；即控制电压和励磁电压大小相等相位差90°电角度 2-4 两相交流伺服电动机在控制信号消失后会产生自转现象，如果转子电阻足够大，则电动机转子在脉振磁场作用下的合成电磁转矩始终为制动转矩，可以消除自转现象，并且可以扩大其稳定运行范围。不过若转子电阻过大，会降低启动转矩，影响其快速性。 2-7

3-2 直流测速发电机带负载工作，其输出特性在什么条件下是线性特征？产生误差的原因和改进的方法是什么？答：测速发电机输出电压和转速的关系称为输出特征性即Ua=f(u) 当不考虑电枢反应，且认为Φ、Ra 和Rl都能保持为常数，斜率C=LRRaKe+1也是常数，输出特性便有线性关系。原因：1.电枢反应的影响：（1）对电磁式直流测速发电机，在定子磁极上安装补偿绕组Wc。（2）在设计电机时，选择较小的线负荷和较大的空气隙。（3）在使用时，转速不应超过

最大线性工作转速，所以负载电阻不应小于最小负载电阻。 2.电刷接触电阻的影响，为了减小电刷接触电压的影响，缩小不灵敏区，在直流测速发电机中，常常采用导电性能好的黄铜-石墨电刷或含银金属电刷。实际使用时，选用较大的负载电阻和适当的转子转速。 3.电刷位置的影响 4.温度的影响：1设计电机时，磁路比较饱和，使励磁电流的变化所引起磁通的变化较小2在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流；对测试精度要求比较高的场合，可在励磁回路中串联具有负温度系数的热敏电阻并联网络3励磁回路由恒流源供电 5.纹波的影响：增加每条支路中串联的元件数，可以减小纹波；电枢采用斜槽结构 3-3 为什么直流测速发电机在使用时转速不宜超过规定的最高转速?而负载电阻不能小于规定值? 答：因为电枢反应和延迟换向的去磁效应使线性误差随着转速的增高或负载电阻的减少而增大。因此，在使用时必须注意发电机的转速不能超过规定的最高转速，负载电阻不能小于规定的最小电阻值。 3-4． 若直流测速发电机的电刷没有放在几何中性线的位置上，试问此时电机正、反转时的输出特性是否—样?为什么? 答：当直流测速发电机带负载运行时，若电刷没有严格地位于几何中性线上，会造成测速发电机正反转时输出电压不对称，即在相同的转速下，测速发电机正反

风电机的基本原理以及基本组成结构Word版

风电机的基本原理和部件组成如下： 大部分小功率风电机具有恒定转速（定速定桨），叶片尖端的转速为64米/秒，在叶轮轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。但是，随着大功率风电机的研发并投入使用，风电机的转速不再恒定（变速变桨），叶片尖端的转速也随着叶轮转速的变化和叶片长度的不同而变化。所以站长推荐对不同类型的风电机单独查看其技术数据。（请参考产品信息） 风电机结构 一般风电机结构图（双馈机型） （1.轮毂 2.齿轮箱 3.机舱罩 4.联轴器 5.电控系统 6.发电机 7.冷却器 8.泵站 9.偏航驱动 10.偏航制动 11.偏航轴承 12.底座 13.弹性底座 14.叶片） 机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱前端是风电机叶轮，即叶片、轮毂和轴。 叶片：捉获风，并将风力传送到轮毂。在600千瓦级别的风电机上，每个叶片的长度大约为20米；而在5兆瓦级别的风电机上，叶片长度可以达到60米。叶片的设计很类似飞机的机翼，制造材料却大不相同，多采用纤维而不是轻型合金。大部分叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择，但这种叶片对大型风电机是不经济的。除此之外，已经有厂家用竹子做叶片，实际运行情况还有待试验。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在叶片市场出现，尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题，目前只用在小型风电机上。。实际上，叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓，通常是专门为风电机设计的。为叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面，诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计，即使在表面有污垢时，叶片也可以运转良好。

大工《微特电机及其控制》课程考试模拟试卷B答案

机密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2011年2月份《微特电机及其控制》课程考试模拟试卷答案 考试形式：闭卷试卷类型：B 一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1、逆变器 2、小 3、电流 4、功率变换器 5、低 6、30 7、混合式8、电流9、中间转子结构 10、非接触式 二、名词解释题（本大题共6小题，每小题4分，共24分） 1、APC控制——即角度位置控制模式，在SR电机高速运行时，通过调节开通角θon和关断角θoff的大小来 控制SR电机。 2、T法测速——通过测出相邻两个转子位置脉冲信号的时间间隔来计算转速的一种测速方法。 3、步进电动机的角度细分控制——又称为微步距控制，是步进电动机开环控制的新技术之一。所谓细分 控制就是把步进电机的步距角减小，把原来的一步再细分成若干步，这样，步进电机的 运动近似地变为匀速运动，并能使它在任何位置停步。 4、压电执行器——即超声波电动机，它利用压电材料的逆压电效应(即电致伸缩效应)，把电能转换为弹性 体的超声振动，并通过摩擦传动的方式转换成运动体的回转或直线运动。 5、动子——直线感应电机的运动部分，对应旋转感应电机的转子。 6、PID调节器——即比例、积分、微分调节器，是调速系统中转速环与电流环最常用的调节器。 三、简答题（本大题共4小题，每小题6分，共24分） 1、答：对于最常见的两相导通星形三相六状态工作方式，除了换相的瞬间之外，在任意时刻，电机总有一相绕组处于断电状态。当断电相绕组的反电动势过零点之后，再经过30?电角度，就是该相的换相点。因此，只要检测到各相绕组反电动势的过零点，就可确定电机的转子位置和下次换流的时间。 评分要点：1）检测反电动势过零点3分 2）经过30?电角度是换相点3分 2、答：行波型超声波电动机也是由定子(振动体)和转子(移动体)两部分组成，其定子由弹性体和压电陶瓷(PZT)构成；其转子为一个金属板。定子和转子在压力作用下紧密接触，为了减少定、转子之间相对运动产生的磨损，通常在二者之间(转子上)加一层摩擦材料。3分 它利用压电材料的逆压电效应(即电致伸缩效应)，把电能转换为弹性体的超声振动，并通过摩擦传动

《电机变压器原理与维修》课程教学大纲

《电机变压器原理与维修》课程教学大纲（适用于电气自动化控制设备安装与维修专业，初中起点3年制中级工） 一、课程性质与任务 1.课程性质 本课程是电气自动化设备安装与维修专业的专业课。主要内容包括：变压器、交流异步电动机、直流电机、同步电机与特种电机的结构、原理、主要特性及使用维护知识。 2.课程任务 本课程的任务是对电工类学生进行电机、变压器基础知识教学，初步掌握其结构、原理、特性和一般使用维护方法。 二、参考学时 每周4个学时，12个自然周，共48个学时。 三、课程目标 1.知识目标 （1）掌握变压器的结构工作原理。（2）变压器的连接与运行。（3）掌握常用变压器、交流异步电动机、直流电动机的结构、工作原理、主要特性和使用维护的知识。（4）了解同步电机与特种电机的结构、原理、主要性能和用途。（5）培养学生对电机、变压器进行一般检测和一般故障分析的能力。 2.技能目标 (1)掌握常用变压器、交流异步电动机、直流电动机的结构、工作原理、主要特性和使用维护的知识。 (2)了解同步电机与特种电机的结构、原理、主要性能和用途。 (3)培养学生对电机、变压器进行一般检测和一般故障分析的能力。 (4)了解与本课程有关的新工艺、新技术，初步具有查阅电机、变压器有关资料和手册的能力。 3.职业素养目标 使学生获得电动机及其应用的基本知识，掌握以电动机与变压器基本原理、分析方法。使学生具有举一反三的能力，提高其实践操作能力。让学生能将所学的专业理论运用到生产实际中去，熟悉常用电动机绕制、拆卸、仪器仪表的使用，电机与变压器一般常见故障的检查和排除方法，培养安全生产、文明生产的意识和良好的职业道德。 四、课程内容和要求 表1 课程内容和要求

风力发电原理

▲1-3 风能具有哪些特点？ （1）风能蕴藏量大、分布广。（2）风能是可再生能源。（3）风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。(4)风能的能量密度低。（5）不同地区风能差异大。（6）风能具有不稳定性。 ▲1- 风力发电技术的发展状况 当前风电技术和设备的发展主要呈现大型化、变速运行、变桨距、无齿轮箱等特点。 (1)水平轴风电机组技术成为主流。（2）风电机组单机容量持续增大。（3）变桨距技术得到普遍应用。（4）变速恒频技术得到快速推广。（5）直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。（6）大型风电机组关键部件的性能日益提高。（7）智能化控制技术广泛应用。（8）叶片技术不断进步。（9）适应恶劣气候环境的风电机组得到重视。（10）低电压穿越技术得到应用。 （11）海上风电技术成为重要发展方向。（12）标准与规范逐步完善。 ▲2-8 为什么国际上通行的计算平均的时间间隔都取在10min至2h范围？ 由范德豪芬的平均风速功率谱曲线可知，在10min至2h范围的平均风速功率谱低而平坦，平均风速基本上是稳定值，可以忽略湍流的影响。 ▲2-9 什么是风速廓线？ 在大气边界层中，由于空气运动受地面植被、建筑物等得影响，风速随距地面的高度增加而发生明显的变化，这种变化规律成为风剪切或风速廓线。▲2-11 什么是风向玫瑰图？ 风向玫瑰图常用来表示某一风向一年或一个月出现的频率。 ▲2-15 风在静止叶片上的空气动力是如何形成的？ 由于叶片上方和下方的气流速度不同（上方速度大于下方速度），因此叶片上、下方所受的压力也不同（下方压力大于上方压力），总得合力F即为叶片在流动空气所受到的空气动力。 ▲2- 风的测量设备？ 风向：风向标、光电管、码盘。风速：皮托管、热线风速仪、风杯、螺旋叶片。 ▲2- 风能资源评估及风电场选址 评估参数：平均风速、主要风向分布、风功率密度、年风能可利用小时。宏观选址：（1）风能质量好（2）风向基本稳定（3）风速变化小（4）尽量避开灾难性天气频发地区（5）发电机组高度范围内风速的垂直变化小。（6）地形条件好。（7）地址情况能满足塔架基础、房屋建筑施工的要求，远离强地震带等。（8）对环境的不利影响小。（9）尽可能接近电网并考虑并网可能产生的影响。（10）交通方便。微观选址：（1）考虑地形的影响（2）考虑机组的排列方式。 ▲4-7 什么是并网风力发电机变速恒频运行方式？哪些类型的发电机？ 在不同风速下，为了实现最大风能捕获，提高风电机组的效率，发电机的转速必须随着风速的变化不断进行调整，处于变速欲行状态，其发出的频率需通过一定的恒频控制技术来满足电网要求。双馈异步交流发电机，永磁低速交流发电机 ▲4-8 双馈异步发电机的基本工作原理。 (公式)n2为转自中通入频率为f2的三项对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转自本身的旋转速度（r\min），改变f2,即可改变n2。设n1为对应于电网频率50Hz时发电机的同步转速，而n为发电机转自本身的旋转速度，只要n+n2=n1，则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率f1不变。由转差率公式s=。。。可得f2=sf1。所以只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率的电流，双馈异步发电机可实现变速恒频运行的目的。 双馈型异步发电机实行交流励磁，励磁电流的可调量为其幅值、频率和相位。调节频率，可保证发电机转速变化时发出电能频率的稳定；调节幅值，可调节发出的无功功率；改变转子励磁电流的相位，调节了发电机的功率角。在一定工况下，转子也向电网馈送能量。 ▲4-9 叙述双馈异步发电机的功率流向。 （1）亚同步状态当n

串激电机基本原理

概述: 串励电动机作为电机家族的一员,它以自身的诸多特点而普遍应用于家用电器及电动工具中.随着家用电器的普遍应用,它的前景越来越广大. 1.1串励电动机的定义: 定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联,既可通直流又可通交流电,具有换向器换向的电动机. 1.2串励电动机的基本结构: 串励电动机主要是由定子,转子,前、后端盖(罩)及散热风叶组成.定子由定子铁芯和套在极靴上的绕组组成,其作用是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩;转子由转子铁芯,轴,电枢绕组及换向器组成,其作用是保证并产生连续的电磁力矩,通过转轴带动负载做功,将电能转化为机械能; 前后罩起支撑电枢,将定、转子连结固定成一体的作用. 其中转轴,前、后罩要有足够的强度,以防电枢与罩发生共振现象,引起振动和危险.一般前、后罩内有滚动或滑动轴承. 1.3串励电动机的特点: 1.3.1它对于外接电源有广泛的适应性: 不论是交流电还是直流电;不论是60Hz还是50 Hz;不论12V、24VDC还是110V、220V、240V ;总之它可设计成适应任一外接电源的电机. 1.3.2它的转速高,调速范围广: 它的转速范围为3000~40000RPM,在同一电机上采用多个抽头可得到较宽的调速范围.家用电器正需要这种高转速、宽调速范围的电机. 因感应电机达不到高转速(不大于3000 RPM).例如吸尘器,它需要高转速在容器内外形成负压,以产生吸力. 1.3.3启动力矩大,体积小: 当负载力矩增大时, 串励电动机能调整自身的转速和电流,以增大自身的力矩. 1.4串励电动机的设计特点: 串励电动机一般依据客户对电气性能要求及外部结构的需要而设计.一个设计优良的串励电动机,不仅达到客户对电气性能及外部尺寸的要求,还要在绝缘、结构、安全、成本等方面上 优化,既使电机能通过相关的实验考核,符合Array相间的标准,又节省材料和工时. 二、串励电动机基本工作原理 2.1基本原理: 如左图一,它是串励电动机的基本工作 原理图.电流流经上部定子线圈,产生一定方 向的磁场;然后经碳刷进入换向器(铜头),再 在转子绕组中分成上、下并联支路流过,导流 的转子线圈在外部磁场作用下产生力,从而

讲课-微特电机知识点

1 简述特种电机的特点及发展趋势。 特点：工作原理、励磁方式、技术性能以及结构上有较大特点，且种类繁多、功能多样化，种类繁多，功能多样化，而且不断产生功能特性，性能优越的新颖电机。 发展趋势：机电一体化、智能化、大功率化、小型化、微型化、励磁材料永磁化、高功能化。 2 电机中常用的永磁材料有哪几类，各有何特点？ ①铝镍钴永磁材料：温度系数小，剩余磁场强度较高，但矫顽力很低；退磁曲线呈非线性；使用前要进行 稳磁处理。 ②铁氧体永磁材料：价格低廉，制造工艺简单，质量较轻；温度系数较大，剩磁密度不高，矫顽力较大； 退磁曲线大部分接近直线；不能进行电加工。 ③稀土永磁材料：高剩磁密度，高矫顽力，高磁能积；稀土钴永磁价格昂贵，温度系数小，退磁曲线基本 上是一条直线；钕铁硼永磁价格较便宜，温度系数较大，容易腐蚀，在高温下使用时 退磁曲线的下半部分要产生弯曲。 3.永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处？两者相比，永磁直流电动机有什么优点？ 相似之处：在电枢结构上基本相同。 不同之处：在定子侧永磁直流电动机为永磁体，而电励磁直流电动机为电励磁磁极。 优点：永磁电动机没有励磁绕组铜耗，因此相对而言效率更高；永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。 4.永磁材料的性能对永磁直流电动机磁极结构和永磁体尺寸有什么影响？ 永磁材料的性能对磁极的结构形式和尺寸有决定性影响。由于永磁材料的性能差异很大，为达到某一要求，所选用不同材料的磁极的结构形式和尺寸不相同。 铁氧体在性能上具有Br小、Hc相对高的特点，所以常做成扁而粗的瓦片形或圆筒形的磁极结构； 铝镍钴永磁具有Br高、Hc低的特点，一般做成细而长的弧形或端面式的磁极结构； 稀土永磁的Br、Hc及（BH）max都很高，适宜做成磁极面积和磁化长度都很小的结构。 5.永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点？原因何在？ 有极靴磁极结构既可起聚磁作用，提高气隙磁通密度，还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形；负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合，对永磁磁极的影响较小。缺点是漏磁系数大，负载时的气隙磁场的畸变较大。

微特电机及其发展趋势

微特电机及其发展趋势 AP1008331谢志恒 1.引言 微特电机是指原理、结构、性能、作用等与常规电机不同，并且体积和输出功率都很小的电机。一般地，微特电机的外径不大于130m m，功率在数百毫瓦和数百瓦之间。在军事、民用的各种现代化装备及其控制系统中得到广泛的应用，如火炮控制、导弹制导、飞机自动驾驶、数控机床、无梭织机控制、工业缝纫机控制、遥测遥控、音像设备、自动化仪表及计算机外围设备等，都大量使用了各种微特电机[ 1 ]。 如今，在实际应用中，微特电机已由过去简单的起动控制、提供动力的目的，发展到对其速度、位置、转矩等的精确控制，特别是工业自动化、办公自动化和家庭自动化方面，几乎都采用了电机技术、微电子技术和电力电子技术等相结合的机电一体化产品。电子化是微特电机发展的一个必然趋势。 2.微特电机的应用领域 现代的微特电机技术综合了电机、计算机、控制理论、新材料等多项高新技术，正从军事、工业走向日常生活。因此，微特电机技术的发展要与支柱产业和高新产业的发展需求相适应。 微特电机主要应用于以下几个方面： 2 . 1 家电用微特电机 为了不断满足用户要求和适应信息时代的需求,实现节能化、舒适化、网络化、智能化，甚至网络家电(信息家电) ,家电的更新换代周期很快,对为其配套的电机提出了高效率、低噪声、低振动、低价格、可调速和智能化的要求。家用电器用的微特电机占微特电机总量的8 %：包括空调机、洗衣机、电冰箱、微波炉、电风扇、吸尘器、脱排水机等。全世界每年需求量在4 . 5～5 亿台(套) ,此类电机功率不大,但是种类繁多。 家电用微特电机的发展趋势有： ①永磁无刷电动机将逐步替代单相异步电动机； ②进行优化设计、提高产品的质量和效率； ③采用新结构、新工艺,提高生产效率。 2 . 2 信息处理设备用微特电机 信息处理设备用微特电机占29 %：包括信息输入、存储、处理、输出、传导等环节，其中也包括通信设备。全世界每年需要1 5 亿台(套)，主要有永磁直流电机、无刷直流电机、步进电机、微型同步电机等。微型计算机(P C 机) 年产量2 0 0 0 年约1 亿台,2 0 0 5 年预计 2 亿台,为其配套的关键部件微电机需求量大,要求越来越高。这类电机绝大部分是精密永磁无刷电动机和精密步进电机。 它们的特点和发展方向是： (1)高投资类产品 这类电机对转速的稳定度和转轴的跳动度要求非常之高,所以这类电机是先进制造技术和新兴电力电子技术结合的高技术、高投资类产品,国际上一般集中在大公司开发和生产。 (2) 小型化、片状化 为了满足信息产品小型化和随身携带的需求,对其配套电机提出了小型化,片状化的要求。 (3) 高速化 随着计算机外设存储密度的不断提高，要求为其配套的电机转速应在8000r/min之上。 2 . 3 汽车用微特电机[ 2 ] 汽车用微特电机占13 %，包括起动发电机、刮水器电机、空调及冷却风扇用的电机、电动速度表电机及摇窗电机、门锁电机等。2000 年世界汽车产量约5400 万辆,平均每辆汽车需用15 台电机,则全球需要8 . 1亿台。

微特电机课程设计

电机控制课程设计报告书 题 目 基于89C52单片机的 步进电机的正反转调速控制 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 组 长 姓 名 学 号 同 组 学 生 设 计 地 点 工科楼C 设 计 学 时 指 导 教 师 金陵科技学院教务处制 成绩

一、 设计任务和要求 电机控制课程设计是考察学生利用所学过的电机控制专业知识，进行综合 的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接，能够使学生对电气与自动化的 专业知识进行综合应用，培养学生的创新能力和团队协作能力，提高学生的动 手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书，并参加综合实践答辩，为 后期的毕业设计做好准备。 本次设计考核的能力主要有： 1) 专业知识应用能力，包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电 气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅 助设计、计算机办公软件等课程，还包括本专业的拓展性课程如变频器、 组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。 2) 项目设计与运作能力，团队协作能力，技术文档撰写能力，PPT 汇报与 口头表达能力。 3) 电气与自动化系统的设计与实际应用能力。 要求完成的工作量包括： 1) 制作实际成品，并现场演示效果。 2) 学生结合课题进行PPT 演讲与答辩。 3) 学生上交课题要求的各类设计技术文档。 二、 设计思路 系统总体框图： 图2-1 系统结构框图 按键电路 电机驱动 电源 STC89C52 单片机 步进电机 LED 指示灯

本步进电机控制系统，按照系统设计功能的要求，确定系统由4个模块组成：主控制器、电机驱动模块、LED指示灯电路、键盘电路。供电电源采用3接1.5V干电池给传感器，单片机供电。键盘电路用来控制单片机发出信号给电机驱动模块ULN2003驱动电机工作。LED指示灯电路显示电机的转速等级。 三、系统硬件设计 3.1 步进电机 3.1.1 步进电机概述 步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，它实际上是一种单相或多相同步电动机。单相步进电动机有单路电脉冲驱动，输出功率一般很小，其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多相方波脉冲驱动，用途很广。 使用多相步进电动机，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功率放大后分别送入步进电动机各相绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器，电动机各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度（称为步距角）。 正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。 3.1.2 步进电机的特性 步进电机转动使用的是脉冲信号，而脉冲是数字信号，这恰是计算机所擅长处理的数据类型。从20世纪80年代开始开发出了专用的IC驱动电路，今天，在打印机、磁盘器等的OA装置的位置控制中，步进电机都是不可缺少的组成部分之一。总体上说，步进电机有如下优点： 1．不需要反馈，控制简单。 2．与微机的连接、速度控制（启停和反转）及驱动电路的设计比较简单。 3．没有角累积误差。 4．停止时也可保持转距。 5．没有转向器等机械部分，不需要保养，故造价较低。 6．即使没有传感器，也能精确定位。