转差率

转差率

而实际上,对于异步电动机,其旋转磁场的速度n0与转子速度n是有差别的,s=(n0-n)n0,称为转差率.其中,n0=60f/p,p为电机极对数,f为供电频率,则可得转子转速n=60f*(1-s)/p

言：

对于异步机，电机学没有象直流机那样利用理想空载转速和转速降来表达转速，转速的刻化是借助同步转速n1和转差率S。然而作为电动机的一种，异步机转速事实上同样是由理想空载转速n0和转速降Δn 构成，这是由电动机机械特性的普遍规律所决定的，也是电动机转速的普遍表达形式。

异步机的同步转速是主磁场的变化速度并非机械运动，不能简单地认定为理想空载转速；转差率是实际转速与同步转速的关系式，与理想空载转速无关，更不能把转差率等同于转速降。于是深入分析异步机理想空载转速、转速降及其与同步转速、转差率的关系，进而找出调速转速的规律是十分重要的。

也许是受上述问题的影响，目前交流调速理论多认为异步机调速的出路在于改变同步转速，对于改变转差率调速则不以为然，理由是只有前者才能获得高效率、高性能的调速。例如文献3提出：―变频调速方法与变转差调速方法有本质不同，从高速到低速都可以保持有限的转差率，因而变频调速具有高效率、宽范围和高精度的调速性能。可以认为，变频调速是交流电动机的一种比较合理和理想的调速方法‖。然而深入的研究和实践却表明：异步机调速效率和性能并不决定于同步转速和转差率，高效率调速的唯一特征是改变理想空载转速，同步转速不是理想空载转速的唯一决定量。变转差率调速方案中也同样有改变理想空载转速的高效率调速。本文为此提出讨论意见，希望引起有关各界的关注。

1、异步机转速公式的质疑

公式是客观规律的数学表达形式，它只能产生于已有的定律、公式，而不能产生于人为的定义。

经典电机学的异步机转速公式是这样建立的。

首先定义转差率S

令S=(n1-n)/n1 （1）

式中：n1为同步转速

n 为电机转速

显然，式1是定义式而非公式

由式1，经代数变换得

n = n1·（1-S）（2）

可见式2仍然是定义式，它只不过是式1的另外一种表达形式。

又，由于

n1=60f1/p （3）这是公式，将式3代入定义式2，于是

n=60f1/p·(1-S) （4）

我们注意到，式4与式2没有本质变化，尽管式3是公式，但它仅仅起到参数变换作用，并没有改变式1、2的定义式性质。因此，我们认为的转速公式4只不过是人为的定义式，在没有经过公式化论证之前，是不能称其为公式的。

2、电机转速的通用公式

异步机转速公式应该严格遵循相关的定理和公式推导得出。作为电动机的一种，异步机转速必然遵循电机转速的普遍规律。

根据动力学，电动机的转速可普遍表为

Ω=PM/M （5）

式中：Ω 电动机角速度

PM ——机械功率

M ——电磁转矩

按电机能量转换守恒，调速状态下电动机的转子（或电枢）功率方程为PM=ΣPem-Σ△P2 (6)

式中：ΣPem——净电磁功率

Σ△P2 净损耗功率

因此电机转速为

Ω=ΣPem/M-Σ△P2/M

=Ωok-ΔΩ (7)

其中：Ω=ΣPem/M 称为调速理想空载转速

ΔΩ=Σ△P2/M 称为转速降

可见，电机转速均可表达为理想空载转速与转速降差值。其中，理想空载转速决定于转子（或电枢）的净电磁功率，转速降则决定于净损耗功率。电机调速有改变理想空载转速和转速降两种方法，异步机的同步转速与电机转速没有直接、必然的联系。

3、理想空载转速与净电磁功率

理想空载转速的含义是：假定在无损耗的理想状态下，电机的全部电磁功率都转化为机械功率所能获得的速度。由于这种假设只有在理想空载条件下才能实现，故称理想空载转速。

在转矩平衡条件下，理想空载转速取决于转子（或电枢）的净电磁功率并与其成正比，考虑到调速的普遍情况，净电磁功率应为

P2=ΣPem

=Pem±Pes （8）式中Pem为电磁感应输送的电磁功率，Pes为转子控制调速的电传导附加功率。当Pes由外部馈入转子时符号取正，它将使转子净电磁功率增大，实现超同步调速。而当Pes自转子馈出，则符号取负，它使转子净电磁功率减小，调速为低同步。

由式8决定的理想空载转速为

Ωok=(Pem±Pes)/M （9）公式9表明，电机调速时的理想空载转速可以通过Pem和Pes的控制是到改变。

式9可以写成

Ωok=Pem/M±Pes/M

=Ω0 ±Ωk （10）其中Ω0为Pem单独作用下的理想空载转速，ΩK为Pes引起的附加理想空载转速，如果不考虑ΩK的符号

Ωk=Ω0 –Ωok

=(Ω0 –Ωok)/ Ω0·Ω0

= Sk·Ω0 （11）

其中

Sk= (Ω0 –Ωok)/ Ω0

= (n0-n)/n0 （12）

称为电转差率，于是有

Ωok=（1±SK）Ω0

及nok=（1±SK）n0 （13）对于自然运行的理想空载转速Ω0，按电机学有

Ω0 =Pem/M （14）

且

Pem=m2E2I2COSΦ2 （15）

M=CMΦmI2COSΦ2 （16）

可得

Ω0=2πf1/p

折算成每分钟转速

n0= 60/2π·Ω0

= 60f1/p （19）

说明自然运行状态下的异步机理想空载转速与同步转速相等，将式18代入式12，异步机调速的理想空载转速为

nok=(1±SK)·60f1/p （20）

4、转速降与静差率

调速状态的转速降为

ΔΩ=Ωok-Ω

或Δn= nok -n

= (nok –n)/ nok ·nok

= jnok (21)

式中j= (nok –n)/ nok 称为静差率，该式表明，转速降与静差率成正比，可以证明，净损耗功率亦正比于静差率，即

ΣΔP2=jΣPem （22）故净损耗功率亦称静差功率。

同样亦可证明，

Pes=SKPem

（23）

附加电功率故亦称电转差功率。

回顾电机学中的转差功率，由

S= (n1-n)/n1

及PS=SPem

可得PS=Pem-PM

转差功率系指电磁功率与机械功率的差值。对于转差功率的成份属性，表达式没有加以区分，这样就混淆了电功率和损耗功率对电机转速的不同作用。显然，电转差功率影响的是理想空载转速，而静差功率影响的是转速降，前者调速效率

高属节能型，后者使调速效率降低属耗能型，而且调速的机械特性也完全不同，前者为改变理想空载转速点的平行曲线族，后者为理想空载转速点不变的汇交曲线族。可见笼统地用转差率和转差功率是无法准确评价调速性能的。例如异步机转子串电阻和串级调速，两者均使转差率改变，但调速效率和特性却明显不同。

5、结论

①异步机转速公式由式20、21可表达为

n=nok(1-j)

=60f1/p·(1±SK)·(1-j) （24）

②凡是高效率的调速，必然是通过净电磁功率改变理想空载转速，同步转速改变与否与调速效率没有必然联系。

③转差率应区分为电转差率和静差率，前者影响理想空载转速，后者影响转速降，改变电转差率的调速是高效率的，而增大静差率的调速是低效率的。

④电机调速的实质在于功率控制，任何调速方法都必然通过对电机轴功率的控制才能实现转速调节。

变转差率调速

9.1.3 变转差率调速 1. 定子调压调速 由异步电动机电磁转矩和机械特性方程可知，异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比。因此，改变异步电动机的定子电压也就是改变电动机的转矩和机械特性，从而实现调速，这是一种比较简单的方法。尤其是晶闸管技术的发展，以及晶闸管“交流开关”元件的广泛运用。 （1）交流调压电路 图9.4（a）所示为单相交流反并联电路，图9.4（b）所示为采用双向晶闸管的交流调压电路，图9.4（c）所示为其带电阻性负载时的电压电流波形图。由图可知，当电源电压为正半周时，在控制角为α的时刻触发VS1使之导通，电压过零时，VS1自行关断。负半周时，在同一控制角α下触发VS2，如此不断重复，负载上便得到正负对称的交流电压。改变晶闸管控制角α的大小就可以改变交流电压的大小。对于电阻性负载其电流波形与电压波形同相的。 晶闸管交流调压的触发电路在原理上与晶闸管整流所用的触发电路是相同的，只是要使每周期输出的两个脉冲彼此没有公共点且要有良好的绝缘。 若晶闸管调压电路带电感性负载，其电流波形由于电感上的电流不能突变而有滞后现象，其波形如图9.4（d）所示。 图9.4 晶闸管交流调压电路 由于电感性负载中的电流的波形滞后于电压的波形，因此，当电压过零变为负的时候电流经过一个延迟角才能降到零，从而晶闸管也要经过一个延迟角才能关断。延迟角的大小与控制角α、负载功率因数角φ都有关系，这一点与单相整流电路带电感性负载十分相似。 将三对反并联的晶闸管分别接至三相负载即构成了一个典型的三相交流调压电路。负载可以是Y形连接，也可以是三角形连接，Y形连接的三相异步电机负载交流调压调速电路9.4（e）所示。 （2）异步电动机的调压特性 一般而言，异步电动机在轻载时，即使外加电压变化很大，转速变化也很小。而在重载时，若降低供电电压，则转速下降，同时最大转矩也迅速下降，可能会出现过载甚至停转现象，从而引起电动机过热甚至烧坏。因此，了解异步电动机调压时的机械特性，对于了解如何改变供电电压来实现均匀调速是十分有益的。

电机与电气控制技术第3章

第3章三相异步电动机习题答案 1.三相异步电动机的旋转磁场是如何产生的？ 答：对称的三相绕组中通入对称的三相交流电形成圆形旋转磁场。 2. 三相异步电动机的旋转磁场的转速、转向由什么决定？工频下2、4、6极异步电动机的同步转速是多少？ 答：旋转磁场的转向决定于通入定子绕组中的三相交流电的相序，旋转磁场总是由电流超前相转向电流滞后相。 旋转磁场的转速称为同步转速n1(r/min)，它与电网的频率f1(Hz)及电动机的磁极对数p 有关： 3.若三相异步电动机的转子开路，定子绕组接通三相电源后，能产生旋转磁场吗？电动机会转动吗？为什么？ 答：能产生旋转磁场。电动机不会旋转。因为转子开路，不会产生感应电流，没有电动力的作用，转子不会转。 4.什么是异步电动机的转差率？异步电动机在额定运行时，转差率一般是多少？ 答：同步转速n1与电动机转速n之差（n1-n）与同步转速n1的比值称为转差率s。 转差率的值很小，在0.01~0.06之间，即异步电动机的额定转速很接近同步转速。 5.一台三相异步电动机f N=50Hz，n N=960r/min，求该电动机的极对数p和额定转差率s N。 答： 6.一台四极三相异步电动机，s N=0.03，求它的额定转速。 答： 7.简述三相异步电动机的结构，三相异步电动机的转子有几种类型？ 答：三相笼型异步电动机主要由定子、转子和气隙三大部分组成。转子绕组有笼型和绕线式两种。 8.一台三相异步电动机，额定功率P N=55kW，电网频率为50Hz，额定电压U N=380V，

额定效率ηN=0.79，额定功率因数cosφN=0.89，额定转速n N=570r/min，试求：（1）同步转速n1；（2）极对数p；（3）额定电流I N；（4）额定转差率s N。 答： 9.已知一台三相交流电动机，Z=24，2p=2，试画出三相单层同心式绕组展开图。 答： 10.什么是电角度、60°相带、极相组？ 答：电角度=p×机械角度。 每个磁极下的每相绕组（即q个槽）所占的电角度为相带。因为每个磁极占的电角度为180°，被三相绕组均分，则相带为180°/3=60°，即在一个磁极下一相绕组占60°电角度，称为60°相带。 极相组（线圈组）：将一个相带内的q个线圈串联起来就构成一个极相组，又称为线圈组。 11.判断电动机绕组的出线端有哪几种常用的方法？

异步机调速的转速公式及转差率

异步机调速的转速公式及转差率 引言： 对于异步机，电机学没有象直流机那样利用理想空载转速和转速降来表达转速，转速的刻化是借助同步转速n1和转差率S。然而作为电动 机的一种，异步机转速事实上同样是由理想空载转速n0和转速降Δn 构 成，这是由电动机机械特性的普遍规律所决定的，也是电动机转速的普 遍表达形式。 异步机的同步转速是主磁场的变化速度并非机械运动，不能简单地认定 为理想空载转速；转差率是实际转速与同步转速的关系式，与理想空载 转速无关，更不能把转差率等同于转速降。于是深入分析异步机理想空 载转速、转速降及其与同步转速、转差率的关系，进而找出调速转速的 规律是十分重要的。 也许是受上述问题的影响，目前交流调速理论多认为异步机调速的出路在于改变同步转速，对于改变转差率调速则不以为然，理由是只有 前者才能获得高效率、高性能的调速。例如文献3提出：“变频调速方 法与变转差调速方法有本质不同，从高速到低速都可以保持有限的转差 率，因而变频调速具有高效率、宽范围和高精度的调速性能。可以认为，变频调速是交流电动机的一种比较合理和理想的调速方法”。然而深入 的研究和实践却表明：异步机调速效率和性能并不决定于同步转速和转 差率，高效率调速的唯一特征是改变理想空载转速，同步转速不是理想 空载转速的唯一决定量。变转差率调速方案中也同样有改变理想空载转 速的高效率调速。本文为此提出讨论意见，希望引起有关各界的关注。 1、异步机转速公式的质疑 公式是客观规律的数学表达形式，它只能产生于已有的定律、公式，而不能产生于人为的定义。 经典电机学的异步机转速公式是这样建立的。 首先定义转差率 S 令 S=(n1-n)/n1（1） 式中： n1为同步转速 n 为电机转速 显然，式1是定义式而非公式 由式1，经代数变换得

机电传动与控制

1、 交流异步流电动机的由（定子），（转子）部分组成。 2、 直流他励电动机有（调压），（转子串电阻），（调励磁电压）调速方法。 3、 直流电动机的励磁方式有（他励），（并励）,(串励),(复励)。 4、 同步电动机与异步电动机在结构上相同处为（转子），不同处为（转子）。 5、 三相异步电动机在启动瞬间的转差率为（1）。 6、 同步电动机一般是按（异步）方式启动，（同步）方式运行的。 7、 异步电动机同步转速和实际转速差与同步转速之比叫（转差率）。 8、 直流它励电动机减弱磁通过度时电动机会出现（飞车）现象。 9、 直流他励电动机的制动方式有（能耗制动），（反接制动），（再生发电制动），（倒拉反接制动）。 10、 三相异步电动机的调速方式有（改变电压），（改变电源频率），（改变极对数），（改变转差率）。 11、直流电动机机械特性的一般表达式（T C C R C U n m e a e 2 φφ-=）。 12、晶闸管的三个极分别叫（阴极、阳极、控制极）以符号（ A 、G 、K ）分别表示。 13、晶闸管承受正偏到触发导通位置所对应的电角度叫（电控角）。 14、晶闸管导通的条件是（正向偏置，控制极加正向脉冲）、晶闸管关断的条件是（反向偏置或正向电压降低到某值）。 有一台并励直流电动机，其电器性能参数为：P N =20kw,U N =220V,I N =107A,N N =3000r/min,电枢回路总电阻R a =0.067Ω,励磁回路电阻R f =155Ω,求： （1） 额定负载时，电枢电势为多少？ （2） 固有特性方程式； （3） 设轴上负载转矩为0.9T N 时，电动机在固有机械特性上的转速？ （1） （2） （3）

关于异步电机转差率以及转速公式的商榷

关于异步电机转差率和转速公式的商榷 屈维谦 （未经作者许可，请勿转载、引用） 2012-6-1 关键词 转差率 转速 因果逻辑 理想转速 同步转速 定义式 公式 转子无源 摘要 转差率1 1n n n s -=是人为的定义式，而且，按照数学和因果逻辑，只能转速决定转差率，相反的转差率决定转速是不成立的。电机学的异步电机转速式)1(601s p f n -=是由转差率的定义式变换导出，不仅违背了数学和因果的逻辑，而且定义式也不可能成为公式。 分析表明，在通常的转子无源条件下，转子损耗率δ是产生转差率s 的根源，转差率则是转子损耗率的转速表达。转差率可以由转子功率平衡方程式推导而表达为公式，且有s n n n P P P em M em =-=-=1 1δ，转速的计算公式则为)1(601δ-=p f n ，虽然该式与定义式)1(601s p f n -= “巧合”，但二者却有本质的区别。 异步电机转速计算公式的意义在于转速数值的计算，并未虑及电机的运行正常与否。指导异步电机调速的应为转速的物理公式，本文对此作了简单介绍。 绪言 在电机学中，转差率s 是异步电机极为重要的变量，异步电机的工作原理、运行状态基本是围绕转差率进行分析，而且异步电机的主要性能和参数无不和转差率密切相关。然而，转差率的作用如此之大，却只是一个人为定义产生的数学变量，而不是客观存在的物理量，其中的道理不免令人困惑费解。 重要的问题是，以转差率s 作为异步电机运行标志以及由s 的定义式衍生的异步电机转速表达式并不和实际完全相符，例如，按照电机学的异步电机理论： 当s>0 或 n

伺服电机控制原理

伺服电机原理 一、交流伺服电动机 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个就是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个就是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。 交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象与快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大与转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种就是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种就是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0、 2-0、3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子、空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。 交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子 静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相 反时,伺服电动机将反转。 交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点: 1、起动转矩大 由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。它可使临界转差率S0＞1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。 2、运行范围较广 3、无自转现象 正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1－S1、T2－S2曲线)以及合成转矩特性(T －S曲线)。 交流伺服电动机的输出功率一般就是0、1-100W。当电源频率为50Hz,电压有36V、110V、220、380V;当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种。 交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性就是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于0、5-100W的小功率控制系统。 二、交流伺服电动机原理 伺服电机内部的转子就是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值 与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 伺服电动机在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。就是一种补助马达间接变速装置。又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流与交流伺服电动机两大类,其主要特点就是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。 作用:伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确。 直流伺服电机分为有刷与无刷电机。 有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维 护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业与民用场合。

转差率

转差率 而实际上,对于异步电动机,其旋转磁场的速度n0与转子速度n是有差别的,s=(n0-n)n0,称为转差率.其中,n0=60f/p,p为电机极对数,f为供电频率,则可得转子转速n=60f*(1-s)/p 言： 对于异步机，电机学没有象直流机那样利用理想空载转速和转速降来表达转速，转速的刻化是借助同步转速n1和转差率S。然而作为电动机的一种，异步机转速事实上同样是由理想空载转速n0和转速降Δn 构成，这是由电动机机械特性的普遍规律所决定的，也是电动机转速的普遍表达形式。异步机的同步转速是主磁场的变化速度并非机械运动，不能简单地认定为理想空载转速；转差率是实际转速与同步转速的关系式，与理想空载转速无关，更不能把转差率等同于转速降。于是深入分析异步机理想空载转速、转速降及其与同步转速、转差率的关系，进而找出调速转速的规律是十分重要的。 也许是受上述问题的影响，目前交流调速理论多认为异步机调速的出路在于改变同步转速，对于改变转差率调速则不以为然，理由是只有前者才能获得高效率、高性能的调速。例如文献3提出：“变频调速方法与变转差调速方法有本质不同，从高速到低速都可以保持有限的转差率，因而变频调速具有高效率、宽范围和高精度的调速性能。可以认为，变频调速是交

流电动机的一种比较合理和理想的调速方法”。然而深入的研究和实践却表明：异步机调速效率和性能并不决定于同步转速和转差率，高效率调速的唯一特征是改变理想空载转速，同步转速不是理想空载转速的唯一决定量。变转差率调速方案中也同样有改变理想空载转速的高效率调速。本文为此提出讨论意见，希望引起有关各界的关注。 1、异步机转速公式的质疑 公式是客观规律的数学表达形式，它只能产生于已有的定律、公式，而不能产生于人为的定义。 经典电机学的异步机转速公式是这样建立的。 首先定义转差率S 令S=(n1-n)/n1 （1） 式中：n1为同步转速 n 为电机转速 显然，式1是定义式而非公式 由式1，经代数变换得 n = n1·（1-S）（2） 可见式2仍然是定义式，它只不过是式1的另外一种表达形式。 又，由于 n1=60f1/p （3） 这是公式，将式3代入定义式2，于是 n=60f1/p·(1-S) （4） 我们注意到，式4与式2没有本质变化，尽管式3是公式，但它仅仅起到

机电传动与控制在线作业三 满分答案

第三次在线作业 单选题 (共20道题) 1.（ 2.5分）步进电动机的主要性能指标不包含。 A、步距角 B、启动转矩 C、最大静转矩 D、空载启动频率 我的答案：B 此题得分：2.5分 2.（2.5分）决定电动机容量的主要因素是_________。 A、电动机的过载能力 B、电动机的启动能力 C、电动机的允许最高工作温度 D、电动机的运行效率 我的答案：A 此题得分：2.5分 3.（2.5分）下列电器哪一种不是自动电器 A、组合开关 B、直流接触器 C、继电器 D、热继电器 我的答案：A 此题得分：2.5分 4.（2.5分）接触器的常态是指 A、线圈未通电情况 B、线圈带电情况 C、触头断开时 D、触头动作 我的答案：A 此题得分：2.5分 5.（2.5分）电压继电器的线圈与电流继电器的线圈相比，特点是。 A、电压继电器的线圈与被测电路串联 B、电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻小 C、电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻大 D、电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻大 我的答案：C 此题得分：2.5分 6.（2.5分）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作

A、导通状态 B、关断状态 C、饱和状态 D、不定 我的答案：B 此题得分：2.5分 7.（2.5分）一台四极三相异步电动机，额定转速1470r/min，电源频率50Hz，同步转速是 A、1470 B、30 C、1500 D、50 我的答案：C 此题得分：2.5分 8.（2.5分）将直流电能转换为交流电能馈送给交流电网的变流器是。 A、有源逆变器 B、AC/DC变换器 C、DC/AC变换器 D、无源逆变器 我的答案：A 此题得分：2.5分 9.（2.5分）晶闸管串联时，为达到静态均压，可在晶闸管两端并联相同的。 A、电阻 B、电容 C、电感 D、阻容元件 我的答案：A 此题得分：2.5分 10.（2.5分）采用交流接触器、按钮等构成的鼠笼式异步电动机直接启动控制电路，在合上电源开关后，电动机启动、停止控制都正常，但转向反了，原因是。 A、接触器线圈反相 B、控制回路自锁触头有问题 C、引入电动机的电源相序错误 D、电动机接法不符合铭牌 我的答案：C 此题得分：2.5分 11.（2.5分）在鼠笼式异步电动机反接制动过程中，当电动机转速降至很低时，应立即切断电源，防止。 A、损坏电机 B、电动机反转 C、电动机堵转 D、电机失控 我的答案：B 此题得分：2.5分

电力拖动自动控制系统运动控制系统(阮毅陈伯时)课后参考答案(仅供参考)

第五章 思考题 5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？ 答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0

三相异步电动机转差率与电机性能的关系

三相异步电动机转差率与电机性能的关系 三相异步电动机转差率与电机性能有什么关系?在不同频率下运行转差率稳定吗？有多大变化？ 1、异步电机，又叫感应电机，是因为转子的电流是由于转差而感应得来的； 2、如果转子与旋转磁场同步，转子就没有电流，就像变压器空载一样； 3、异步电机带上负载时，负载的阻力矩是转子转速下降，而产生转差，转子就会感应出电流，就会有电磁转矩，拖动负载转动； 4、负载越重，转子的速度下降，转差增大，转子电流就增大，转矩就增大，所以电机就有能力拖动更重的负载转动； 5、当负载增大时，转子的转速要下降，但是下降一点儿，转矩就有很大的变化； 6、在我们看来负载虽然增大很多，但是速度却降低很少，大家叫它机械硬特性； 7、就是说异步电机的负载有多重，电机就能有多大的转矩拖动它，而转速我们却感觉好像没有下降一样，所以又称异步电机为恒速电机； 8、所以异步电机是机械特性非常好的电机，其特性不亚于他励直流电机； 9、这就是异步电机的自个儿的本事，不是电源控制的结果！ 10、所以有这样好的机械特性，关键因素就是异步电机的转差与转矩成正比关系，转矩是转差的几千倍、几万倍；

11、异步电机的电磁转矩来源于转差，转差是异步电机转矩的根本！ 12、在任何频率下，只要电机磁场恒定，同样的转差，会产生同样大小的转矩； 13、所以说好的变频器，变频、变压不改变异步电机的机械特性，或者说能保持异步电机在工频时的机械特性不变； 1、电机工频运行时，用转差率的概念； 2、现在用变频器，频率不断变化，同步转速不断变化，同样的转差有不同的转差率； 3、如果还要用转差率来说明电机的特性，就出现问题，举例说：1）电机工频运行时，额定转差率是3%，额定转差是45转，额定转矩是Te； 2）电机变频启动时，设定起动频率是1.5hz，额定转差是45转，启动转矩是额定转矩Te，转差率为1； 3）如果用额定转差45转来描述电机的特性，两种情况下，转差都是额定转差45转，转矩都是额顶转矩Te； 4）但是用转差率一个是3%、一个是1，无法反映电机的机械特性； 4、在变频运行的状态下，认为电机工作在机械特性的稳定区，必须用转差来描述电机的机械特性，而不用转差率来描述； 5、因为转差决定了电机的电流、转矩，而转差率因为频率的变化、同步转速的变化，同样的转差率有不同的转差、不同的转矩、不同的电流；

异步电机转差率

三相异步电动机转差率与电机性能有什么关系?在不同频率下运行转差率稳定吗？有多大变化？ 1、异步电机，又叫感应电机，是因为转子的电流是由于转差而感应得来的； 2、如果转子与旋转磁场同步，转子就没有电流，就像变压器空载一样； 3、异步电机带上负载时，负载的阻力矩是转子转速下降，而产生转差，转子就会感应出电流，就会有电磁转矩，拖动负载转动； 4、负载越重，转子的速度下降，转差增大，转子电流就增大，转矩就增大，所以电机就有能力拖动更重的负载转动； 5、当负载增大时，转子的转速要下降，但是下降一点儿，转矩就有很大的变化； 6、在我们看来负载虽然增大很多，但是速度却降低很少，大家叫它机械硬特性；

7、就是说异步电机的负载有多重，电机就能有多大的转矩拖动它，而转速我们却感觉好像没有下降一样，所以又称异步电机为恒速电机； 8、所以异步电机是机械特性非常好的电机，其特性不亚于他励直流电机； 9、这就是异步电机的自个儿的本事，不是电源控制的结果！ 10、所以有这样好的机械特性，关键因素就是异步电机的转差与转矩成正比关系，转矩是转差的几千倍、几万倍； 11、异步电机的电磁转矩来源于转差，转差是异步电机转矩的根本！ 12、在任何频率下，只要电机磁场恒定，同样的转差，会产生同样大小的转矩； 13、所以说好的变频器，变频、变压不改变异步电机的机械特性，或者说能保持异步电机在工频时的机械特性不变； 1、电机工频运行时，用转差率的概念； 2、现在用变频器，频率不断变化，同步转速不断变化，同样的转差有不同的转差率； 3、如果还要用转差率来说明电机的特性，就出现问题，举例说： 1）电机工频运行时，额定转差率是3%，额定转差是45转，额定转矩是Te； 2）电机变频启动时，设定起动频率是1.5hz，额定转差是45转，启动转矩是额定转矩Te，转差率为1； 3）如果用额定转差45转来描述电机的特性，两种情况下，转差都是额定转差45转，转矩都是额顶转矩Te； 4）但是用转差率一个是3%、一个是1，无法反映电机的机械特性； 4、在变频运行的状态下，认为电机工作在机械特性的稳定区，必须用转差来描述电机的机械特性，而不用转差率来描述； 5、因为转差决定了电机的电流、转矩，而转差率因为频率的变化、同步转速的变化，同样的转差率有不同的转差、不同的转矩、不同的电流； 6、所以最适合描述异步电机机械特性曲线的是电机的实际转速n或者是电机的转差△n，而不是转差率； 7、在电机学中，讨论异步电机机械特性曲线时，用转差率的好处是使得不同极对数P的电机，具有相同的特性曲线： 1）例如纵轴表示转差率时，不论电机是2极、4极、6极……，具有相同的坐标0～1；

机电传动与控制

《机电传动与控制》第01章在线测试 《机电传动与控制》第01章在线测试 剩余时间： 55:24 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、机电传动系统处于动态时，系统中必然存在一个动态转矩Td ，当Td ＞0时，表示系统处于B A 、匀速运行状态 B 、加速运行状态 C 、减速运行状态 D 、静止状态 2、用拖动转矩Tm 、制动转矩TL 和动态转矩Td 表示的转矩平衡方程式可以写为A A 、Tm －TL ＝ Td B 、Tm+ TL ＝ Td C 、Td －TL ＝ Tm D 、Td +Tm ＝ TL 3、生产机械的机械特性中，因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用所产生的负载转矩属于D A 、直线型转矩 B 、通风机型转矩 C 、位能转矩 D 、反抗转矩 4、下面对机电传动系统稳定运行的描述正确全面的是C A 、系统以某一速度运行运行 B 、系统静止或以某一个速度稳定运行 C 、系统能以一定速度匀速运转，且系统受某种外部干扰 作用而使运行速度稍有变化时，保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行状态。 D 、系统处于静止状态 5、下列关于机电传动系统中的负载转矩TL 的描述正确的是B A 、假定电动机某一转动方向为正，负载转矩TL 与转速n 的方向一致时为正向 B 、假定电动机某一转动方向为正，负载转矩TL 与转速n 的方向相反时为正向 C 、若TL 与n 符号相反，则表示TL 的作用方向与n 相同，TL 为制动转矩 D 、若TL 与n 符号相同，则表示TL 的作用方向与n 相反， TL 为拖动转矩 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、典型的机械负载特性类型有下来哪几种ABCD A 、恒转矩型机械特性 B 、离心式通风机型机械特性 C 、直线型机械特性 D 、恒功率型机械特性 2、在多轴传动系统中，依据动能守恒原则进行折算的参量是ABCD A 、负载转矩 B 、转动惯量 C 、飞轮转矩 D 、动态转矩 3、下来描述中的机械负载特性属于恒转矩型的为AB A 、机床加工过程中切削力所产生的负载转矩 B 、卷扬机起吊重物时所产生的负载转矩

机电传动与控制期末考试及答案

机电传动与控制期末考试及答案 一：选择题：（从下列各题备选答案中选出正确答案） 1、关于交流电动机调速方法不确的有： ( D ) A ：变频调速； B ：改变磁通调速； C ：改变转差率调速； D ：定子串电阻调速。 2、如图所示，判断哪组是正确的。 ( A ) （a ）L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T < A ：图（a ）M T 为正，是拖动转矩，加速状态 B ：图（b ）M T =L T ，匀速状态 C ：图（c ）M T 为正，L T 为负，减速状态 3、延时闭合的动合触点是： ( B ) A B C D

4、三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 B 。 A ：减少； B ：增加； C ：等于零。 5、三相鼠笼异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩 A 。 A ：相同； B ：大； C ：小。 6、如下图所示，曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。试问：电动机能否在A 点稳定运行？ ( A ) A ：能； B ：不能； C ：不能确定 8三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。 ( B ) A 反接制动；B 反馈制动； C 能耗制动。 9、有一台三相异步电动机，正常运行时为?接法，在额定电压下启动，其N st T T 2.1=，若采用?-Y 换接启动，试问当负载转矩 N L T T %35=，电动机能否启动？A A ：能； B ：不能； C ：不能确定 10．．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成： ( B ) A 正比; B 反比。 11、集中控制台一般放在离机床较远的地方，可以在控制台也可以在机床现场进行操作，实现的控制是： （ B ）

转差率控制的异步电动机调速系统的设计

转差率控制的异步电动机调速系统的设计来源：湘潭电机集团有限公司 https://www.wendangku.net/doc/f52606349.html,/ 1 引言 交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，交流电机变频调速已经逐步取代直流电机调速，并经历了采用电压频率协调控制、转差频率控制、矢量控制以及直接转矩控制的发展过程。其中，转差频率控制技术的采用，使变频调速系统在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又比矢量控制方法简便，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点，广泛应用于异步电机的矢量控制调速系统中。鉴于以上优点，本文对转差频率控制的异步电机矢量控制调速系统进行了研究分析和仿真。使用MATLAB中的仿真工具箱SIMULINK 为基于转差矢量控制的异步电动机变频调速系统建立了仿真模型,并给出了仿真结果。 2 转差频率矢量控制的基本概念 矢量控制的思想是以转子磁场为定向，通过转子磁场定向的旋转坐标变换实现励磁和转矩的解耦，从而可以达到和直流电机一样的控制效果。转子磁场定向有两种方法：①通过设置观测器估计转子磁场空间角；②通过对转差角频率和转子角频率积分得到转子磁链的空间位置。第二种方法即转差矢量控制的依据。转差矢量控制不必检测磁通，简单易行，受到人们的普遍重视并得到广泛应用【1】。 转差频率矢量控制不需要进行复杂的磁通检测和繁琐的坐标变换，只要在转子磁链大小不变的前提下，通过检测定子电流和转子角速度，经过数学模型的运算就可以间接的磁场定向控制。要提高调速系统的动态性能，主要依靠控制转速的变化率，显然，通过控制转差角频率就能达到控制的目的。转差频率矢量

变频器对电动机的四种控制方式

变频器对电动机的四种控制方式 一、U/f恒定控制 U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比，称为U/f控制。恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。由于恒U/f 变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性图可知，设定值为定子频率也就是理想空载转速，而电动机的实际转速由转差率所决定，所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制，故无法准确控制电动机的实际转速。 二、转差频率控制 转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。根据异步电动机稳定数学模型可知，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。 转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。 三、矢量控制

矢量控制，也称磁场定向控制。它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。通过三相-二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流; It1相当于直流电动机的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。矢量控制方法的出现，使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。但是，矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的话题。 四、直接转矩控制 1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制理论，该技术在很大程度上解决了矢量控制的不足，它不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。转矩控制的优越性在于:转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好;所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。