2019年10月電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題選23文檔

1、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題選電力拖動(dòng)（1）5-1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)：PN= 1.75千瓦,UN=110伏,IN=20.1安,nN=1450轉(zhuǎn)/分，試計(jì)算：（1）固有特性曲線，并用坐標(biāo)紙畫出；（2）50%額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速；（3）轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分時(shí)的電樞電流值。5-2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)同上，試計(jì)算磁通為80%額定值、電樞電壓為50%UN時(shí)的人為特性，并用坐標(biāo)紙畫出。5-3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)：PN= 10千瓦;UN=220伏;IN=53.7安,nN=3000轉(zhuǎn)/分；試計(jì)算：（1）固有特性；（2）當(dāng)電樞電路總電阻為50% RN（）時(shí)的人為特性；RN=UN/IN（3）當(dāng)電樞電路總電阻為150%

2、 RN時(shí)的人為特性；（4）當(dāng)電樞電路端電壓U=50% UN時(shí)的人為特性；第2頁(yè)5) 當(dāng)磁通為80%額定值時(shí)的人為特性。并作出其機(jī)械特性圖。5-4一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)如下：PN=21千瓦,UN=220伏,IN= 112安,nN=950轉(zhuǎn)/分(1) 若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.8TN時(shí)，求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；(2)若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.8TN時(shí)，在電樞電路中串聯(lián)30%RN附加電阻， 求電阻接入瞬間和轉(zhuǎn)入新的穩(wěn)態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)速、 電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩；(3) 若將電樞電壓降低至額定電壓的20%，磁通為額定磁通的70%， 求額定負(fù)載時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。5-5直流電動(dòng)機(jī)有下列數(shù)據(jù)：UN=220伏,IN=40安,nN= 1000轉(zhuǎn)/分，電樞電路總

3、電阻Ra=0.5歐，當(dāng)電壓降到180伏，負(fù)載為額定負(fù)載 時(shí)，求：(1)電機(jī)接成他勵(lì)時(shí)(勵(lì)磁電流不變)的轉(zhuǎn)速和電樞電流；(2)電機(jī)接成并勵(lì)時(shí)(勵(lì)磁電流隨電壓正比變化)的轉(zhuǎn)速和電樞電流 (設(shè)鐵心不飽和) 。5-6他勵(lì)電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)：PN=2.5千瓦，UN=220伏，IN=12.5安，nN=1500轉(zhuǎn)/分，Ra=0.8歐。（1） 運(yùn)行中在n=1200轉(zhuǎn)/分時(shí)使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入能耗制動(dòng)停車，問保證起 始制動(dòng)電流為2IN時(shí)，電樞應(yīng)串入多大電阻？如電樞不接入制動(dòng) 電阻，則制動(dòng)電流為多大？第3頁(yè)（2） 若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能轉(zhuǎn)矩，要求在T2=0.9TN時(shí)保證電機(jī)以120轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速能耗制動(dòng)穩(wěn)速下放重物，問所需制動(dòng)電阻為多

4、大？（3） 繪出上述兩種情況的機(jī)械特性。5-7有一他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN=13千瓦，UN=110伏，IN=137安，nN=680轉(zhuǎn)/分，Ra=0.08歐?，F(xiàn)在將該電機(jī)用在起重裝置上下放重物，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.3TN，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)于回饋制動(dòng)狀態(tài)。求（1）在固有特性上下放重物時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。（2） 負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)與1.2nN的轉(zhuǎn)速下，求電樞電路串入的 電阻。并畫出相應(yīng)的機(jī)械特性。（3）如要求從1.2nN的下降轉(zhuǎn)速開始提升載荷，提升轉(zhuǎn)速要求達(dá)到0.5nN，則電樞電路需要接入多大電阻，并畫出相應(yīng)的機(jī)械特性。題解5-8題（5-1）中的電動(dòng)機(jī)用于起吊和下放重物的起重機(jī)。（1） 當(dāng)額定負(fù)載時(shí)，電樞電路串有50%R

5、N（）或150%RNRN=UN/IN時(shí)的電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為多少？各處于何種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)？（2） 在快速下放重物時(shí)， 如采用電樞加反向額定電壓， 當(dāng)負(fù)載為30%額定負(fù)載，計(jì)算電動(dòng)機(jī)的下放轉(zhuǎn)速；此時(shí)電動(dòng)機(jī)在何種狀態(tài)下運(yùn) 行？第4頁(yè)（3） 當(dāng)負(fù)載為額定負(fù)載時(shí)， 如電樞無外加電壓， 電樞并聯(lián)電阻0.5RN， 電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為多少？電動(dòng)機(jī)處于何種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)？題解5-9他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為：PN=29千瓦，UN=440伏，IN=76.2安，nN=1050轉(zhuǎn)/分，Ra=0.068 RN。（1） 電動(dòng)機(jī)在回饋制動(dòng)下工作，設(shè)Ia=60安，電樞電路不串電阻，求 電機(jī)的轉(zhuǎn)速；（2） 電動(dòng)機(jī) 在能耗制動(dòng)下工作，轉(zhuǎn)速n=

6、500轉(zhuǎn)/分，電樞電流為額 定值，求電樞電路內(nèi)串接電阻值和電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩；（3） 電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)下工作，轉(zhuǎn)速n=-600轉(zhuǎn)/分，電 樞電流Ia=50安，求電樞電路內(nèi)的串接電阻、電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩、 電網(wǎng)供給的功率、從軸上輸入的功率、在電樞電路內(nèi)的電阻上消 耗功率。題解5-10一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下：PN=29千瓦，UN=440伏，IN=76安，nN= 1000轉(zhuǎn)/分，Ra=0.065RN,若忽略空載損耗，采用調(diào)壓 及調(diào)磁的方法進(jìn)行調(diào)速，要求最低理想空載轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分，最高理 想空載轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，求出在額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速，并比較最高轉(zhuǎn)速機(jī)械特性和最低轉(zhuǎn)速機(jī)械

7、特性的靜差率。題解第5頁(yè)5-11某一生產(chǎn)機(jī)械采用他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)作其拖動(dòng)電機(jī)，該電機(jī)用弱磁 調(diào)速，其數(shù)據(jù)為PN=18.5千瓦，UN=220伏，IN=103安，nN=500轉(zhuǎn)/分，最高轉(zhuǎn)速nmax=1500轉(zhuǎn)/分，Ra=0.18歐。（1） 若電機(jī)帶動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（Tz=TN），當(dāng)減弱磁通，求 電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和電樞電流。能否長(zhǎng)期運(yùn)行？為什么？（2） 若電機(jī)恒功率負(fù)載（PZ=PN），求時(shí)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。此時(shí)能否長(zhǎng)期運(yùn)行？為什么？題解5-12一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=10千瓦，UN=220伏，IN=53安，nN=1100轉(zhuǎn)/分，Ra=0.328歐，用可控硅整流器供電。 電源內(nèi)阻為0.1歐，求：（1）

8、在額定負(fù)載下， 達(dá)到1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速時(shí)， 電源電壓應(yīng)調(diào)至多大？(2)如果電源電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)，起動(dòng)時(shí)最大電流限制在2IN，問起動(dòng)開始允許加上的端電壓為多少？題解電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題選，電力拖動(dòng)(2)第6頁(yè)6-1三相異步電動(dòng)機(jī)，PN= 100千瓦,nN=725轉(zhuǎn)/分，KT=2.8 , E2N=304伏，I2N=206安。(1)試?yán)L制固有機(jī)械特性。(2)設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz=0.8TN,求轉(zhuǎn)速n=0.3n0時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中的附加電 阻？6-2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)其技術(shù)數(shù)據(jù)為PN=75千瓦，nN=720轉(zhuǎn)/分,IIN=148安，nN=90.5% , cos忙0.85,KT=2.4,E2N=213伏，I2N=

9、220安。(1)用實(shí)用表達(dá)式繪制電動(dòng)機(jī)的固有特性。(2)用該電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)位能負(fù)載，如下放負(fù)載時(shí)要求轉(zhuǎn)速n=300轉(zhuǎn)/分，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TZ=TN時(shí)轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串接多大電阻？(3)電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，為了停車采用反接制動(dòng)，如要求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩在起始時(shí)為2TN，求轉(zhuǎn)子每相串接的電阻值。（4）用工程計(jì)算法計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)的下列參數(shù)：TN, Tm, k, r2, r1, sm,x1,x2,x2,Io及xo等6-3一橋式起重機(jī)主鉤電動(dòng)機(jī)為繞線式異步電動(dòng)機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)為：PN=22千瓦，nN=723轉(zhuǎn)/分，E2=197伏，I2N=70.5安，KT=3，作用 到電動(dòng)機(jī)軸上的位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩，Tz=100牛米，求：第7頁(yè)（1）

10、在固有特性上提升負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？（2） 在固有特性上利用回饋制動(dòng)穩(wěn)定下降負(fù)載時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是多 少？（3） 如果要使電動(dòng)機(jī)以800轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速回饋制動(dòng)下降負(fù)載，則轉(zhuǎn)子 內(nèi)應(yīng)接入多大的附加電阻？6-4習(xí)題6-3之電機(jī)， 重物作用到電動(dòng)機(jī)軸上的位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz=100牛米。求：（1） 電動(dòng)機(jī)以758轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下降重物，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入多大的附 加電阻？（接線不改變）（2） 當(dāng)轉(zhuǎn)子每相中接入附加電阻Rf=119r2,重物下降時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是 多少？（3）當(dāng)轉(zhuǎn)子每相接入附加電阻Rf=49r2,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為多少？重物上升第8頁(yè)還是下降?6-5習(xí)題6-3之電機(jī)，原在向上提升重物Tz=100牛米，

11、現(xiàn)采用電源相序反接的反接制動(dòng)，反接制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不超過2TN，試求：(1)反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子應(yīng)串多大的附加電阻？(2)在Tz=100牛米的位能負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)一直串入這么大的附加電阻最終電機(jī)將運(yùn)轉(zhuǎn)在什么狀態(tài)？電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為多少？6-6一臺(tái)三相四級(jí)線繞式異步電動(dòng)機(jī)，PN=40千瓦，nN=1470轉(zhuǎn)/分,2=0.08歐，KT=2.6，帶動(dòng)位能性負(fù)載。(考慮機(jī)械特性為直線)(1)將該電機(jī)用來提升重物，要求起動(dòng)初瞬具有2TN的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn) 子每相應(yīng)串入多大電阻？(2)若起動(dòng)電阻不切除，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.8TN時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為多少？ 若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變(仍為0.8TN)，要求電機(jī)進(jìn)入倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)， 此時(shí)轉(zhuǎn)子總電阻至少

12、應(yīng)大于什么數(shù)值？(3)負(fù)載轉(zhuǎn)矩仍為0.8TN，電機(jī)在固有特性上利用回饋制動(dòng)下放重物時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為多少?電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題選第9頁(yè)交流電動(dòng)機(jī)(1)3-1一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)PN=60千瓦，nN=577轉(zhuǎn)/分，cosN=0.77,n=88.5 %,試求在額定線電壓為380伏時(shí)的額定電流。3-2八極異步電動(dòng)機(jī)電源頻率f=50赫，額定轉(zhuǎn)差率SN=0.04，試求:(1)額定轉(zhuǎn)速；(2)在額定工作時(shí)，將電源相序改變，求反接瞬時(shí)的轉(zhuǎn)差率。3-3一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明了f=50赫，額定轉(zhuǎn)速nN=960轉(zhuǎn)/分，該電動(dòng)機(jī)的極數(shù)是多少？3-4異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子鐵芯如用非磁性材料制成，會(huì)出現(xiàn)什么后 果？3-5

13、如果將繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組短接， 而把轉(zhuǎn)子繞組聯(lián) 接于電壓為轉(zhuǎn)子額定電壓， 頻率為50赫的對(duì)稱三相交流電源會(huì)發(fā)生什 么現(xiàn)象？3-6異步電動(dòng)機(jī)中的空氣隙為什么必須做得很??？3-7電勢(shì)的頻率與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)及轉(zhuǎn)速有什么關(guān)系？在異步電機(jī)中， 為什么旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子繞組的感應(yīng)電勢(shì)的頻率總是等于電網(wǎng)頻率？3-8有一個(gè)三相同心式繞組，極數(shù)2p=4，定子槽數(shù) 乙=36，支路數(shù)a=1，畫出繞組展開圖。并計(jì)算繞組系數(shù)。3-9有一個(gè)三相雙層迭繞組，極數(shù)2p=6，定子槽數(shù) 乙=36，節(jié)距y1第 9 頁(yè)第11頁(yè)=5/6T支路數(shù)a=2，試畫出繞組展開圖3-10試比較單相交流繞組、三相交流繞組所產(chǎn)生的磁勢(shì)有何

14、區(qū)別，與直流繞組磁勢(shì)又有何區(qū)別？3-11一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子繞組上加三相 額定電壓，會(huì)產(chǎn)生什么后果？3-12拆換異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組時(shí)，若把每相的匝數(shù)減少，當(dāng)定子繞 組加額定電壓時(shí)氣隙中每極磁通及磁密數(shù)值將怎樣變化？3-13一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)接于電網(wǎng)工作時(shí)，其每相感應(yīng)電勢(shì)為350伏，定子繞組的每相串聯(lián)匝數(shù)N1=312匝，繞組系數(shù)kw1=0.96，試問 每相磁通為多大？交流電動(dòng)機(jī)（2）4-1異步電動(dòng)機(jī)為什么又稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)？4-2異步電動(dòng)機(jī)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁勢(shì)對(duì)定子 的轉(zhuǎn)速是否變化？為什么？4-3說明異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載增加時(shí)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子各物理量的變

15、 化過程怎樣？4-4與同容量的變壓器相比較， 異步電動(dòng)機(jī)的空載電流大， 還是變壓 器的空載電流大？為什么？電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題選第12頁(yè)4-5在分析異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子邊要進(jìn)行哪些折算？為什么要進(jìn)行這 些折算？折算的條件是什么？4-6異步電動(dòng)機(jī)的等值電路與變壓器的等值電路有無差別？異步電動(dòng)機(jī)的等值電路中的 代表什么？能不能不用電阻而用電感和(1-s)r2/s電容代替，為什么？4-7異步電動(dòng)機(jī)的等值電路中的Zm反映什么物理量？Zm是否是一個(gè)變量？在額定電壓下電動(dòng)機(jī)由空載到滿載，Zm的大小是否變化？如果 是變化的，是怎樣變化？4-8電磁功率與轉(zhuǎn)差率的乘積叫轉(zhuǎn)差功率，這部分功率消耗到哪里去 了？增大這部

16、分消耗，異步電動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)什現(xiàn)象？4-9異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降過多，會(huì)產(chǎn)生什么后果？4-10一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)銘牌上寫明，額定電壓UN=380/220伏，定子繞 組接法Y/。試問：(1) 如果使用時(shí)，將定子繞組接成，接于380伏的三相電源上，能否帶負(fù)載或空載運(yùn)行？會(huì)產(chǎn)生什么后果，為什么？第13頁(yè)（2） 如果將定子繞組接成Y形，使用時(shí)，接于220伏三相電源上， 能否帶負(fù)載或空載運(yùn)行？為什么？4-11如果電源電壓下降10%，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、 定子電流、 定子 功率因數(shù)有什么影響？4-12一臺(tái)三相異步機(jī)， 六極，50周。當(dāng)定子加額定電壓轉(zhuǎn)子繞組開路 時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組每相感應(yīng)電勢(shì)E2=

17、110伏。問當(dāng)電機(jī)工作于額定轉(zhuǎn)速nN=980轉(zhuǎn)/分時(shí)： （1） 電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)還是電磁制動(dòng)狀態(tài)？（2） 額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子電勢(shì)E2s=?（忽略定子漏阻抗壓降影響）。（3） 如果轉(zhuǎn)子被卡住時(shí)，參數(shù)為r2=0.1歐，x2=0.5歐，試求額定運(yùn) 行時(shí)的I2=?4-13一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的輸入功率為8.6千瓦，定子銅耗為425瓦， 鐵耗為210瓦，轉(zhuǎn)差率s=0.034，試計(jì)算電動(dòng)機(jī)的電磁功率，轉(zhuǎn)子銅 耗及機(jī)械功率。4-14一臺(tái)JO2-52-6異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380伏，頻率50赫，額定容量7.5千瓦，額定轉(zhuǎn)速962轉(zhuǎn)/分，定子繞組為 接法。額定負(fù)載 時(shí)cos趴=0.827，定子銅耗470瓦、鐵

18、耗234瓦，機(jī)械損耗45瓦， 附加損耗80瓦。計(jì)算在額定負(fù)載時(shí)(1)轉(zhuǎn)差率;(2)轉(zhuǎn)子電流的頻率；(3)轉(zhuǎn)子銅耗；(4)效率；(5)定子電流。4-15有一臺(tái)JQ2-L三相四極籠型異步電動(dòng)機(jī)， 已知其額定數(shù)據(jù)和每相 參數(shù)為：PN=17千瓦,UN=380伏(接法)ri=0.715歐，xi= 1.74歐,r=0.416歐,x=3.03歐，rm=6.2歐,xm=75歐；電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損 耗為139瓦；額定負(fù)載時(shí)的附加損耗為320瓦；試求額定負(fù)載時(shí)電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)差率、定子電流、定子功率因數(shù)、電動(dòng)機(jī)的電磁功率、輸出轉(zhuǎn)矩 和額定效率。4-16有一臺(tái)50赫的三相異步電動(dòng)機(jī)，銘牌上列出PN= 10千瓦,2p=4,U

19、N=380伏，IN= 19.8安，Y接法，n=0.5歐?？蛰d試驗(yàn)：U1=380伏時(shí),110=5.4安,p10=425瓦,p滬仃0瓦。短路試驗(yàn)：U1k(伏，線)2001601208040l1k（安）362718.110.54p1k(瓦)3680208092029040第 13 頁(yè)第15頁(yè)試求：(1)Xm、Xi、x、r(設(shè)xi=x);(2) 電動(dòng)機(jī)的cos趴、nN。第一章 變壓器本章主要研究變壓器的工作原理、運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)測(cè)定方法、運(yùn)行特性；三相變壓器 的聯(lián)接組別。并簡(jiǎn)要介紹三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行、自耦變壓器及交流互感器。變壓器是利用電磁感應(yīng)原理而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的電磁元件。在交流電路里，將某一電壓等

20、級(jí)的電能轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一電壓等級(jí)的電能。變壓器有電路問題，也有磁路問題。它通過磁場(chǎng)的耦合關(guān)系將其原、副繞組電路之間聯(lián) 系起來。 因此， 在變壓器中存在著電勢(shì)平衡和磁勢(shì)平衡兩種基本電磁關(guān)系。變壓器的工作原理就是以這兩種基本關(guān)系為基礎(chǔ)來進(jìn)行分析的。變壓器有空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行兩種運(yùn)行狀態(tài)。 在對(duì)兩種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上， 導(dǎo)出了變壓器的基本方程式、等值電路和相量圖。這是描述變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系的三種方法。變壓器的電壓變化率 AU 表征了負(fù)載運(yùn)行時(shí)副邊電壓的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。而效率 n 則表示了變壓器運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)性。三相變壓器在對(duì)稱負(fù)載下運(yùn)行時(shí)， 可用單相變壓器的基本方程式、 相量圖、 等值

21、電路等， 對(duì)其一相進(jìn)行分析， 但要特別注意其聯(lián)接組別。 聯(lián)接組別表示了變壓器原、 副邊線電勢(shì)的相位關(guān) 系，是個(gè)很實(shí)用的問題。三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足變比相同、阻抗電壓標(biāo)幺值相同和聯(lián)接組別相同等三個(gè) 條件，否則并聯(lián)運(yùn)行中的變壓器就要損壞。自耦變壓器和交流互感器的基本工作原理與雙繞組變壓器相同。自耦變壓器除電磁感應(yīng)傳遞能量外， 還有從原邊直接傳導(dǎo)的方式傳遞能量， 因此在相同容量下， 比雙繞組變壓器節(jié)省材料， 效率也高。交流互感器實(shí)質(zhì)上是變比很大的雙繞組變壓器， 對(duì)高壓或大電流進(jìn)行測(cè)量的一次元件。第二章 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)凡是由電動(dòng)機(jī)將電能變?yōu)闄C(jī)械能拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，并完成一定工藝要求的系統(tǒng)，都稱

22、為 電力拖動(dòng)系統(tǒng)。生產(chǎn)實(shí)踐中的電力拖動(dòng)系統(tǒng)有很多種，雖然所用電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械都可以有所不同，但是它們都是一個(gè)動(dòng)力學(xué)整體，因而可以用運(yùn)動(dòng)方程式來研究。任何一個(gè)復(fù)雜的多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)可以等效成簡(jiǎn)單的單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)。所謂“等效”，第16頁(yè)是保持折算前后兩個(gè)系統(tǒng)傳送的功率及儲(chǔ)存的動(dòng)能相同。 按此原則將負(fù)載轉(zhuǎn)矩和飛輪矩向電動(dòng)機(jī) 軸進(jìn)行折算。因此在運(yùn)動(dòng)方程式中， M Mfz代表折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩；GDGD2代表折算到電動(dòng)機(jī)軸上的系統(tǒng)等效飛輪矩。運(yùn)動(dòng)方程式表征了電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律，是研究電力拖動(dòng)系統(tǒng)各種運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)實(shí)踐中設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)，是個(gè)很重要的公式。第三章

23、 直流電機(jī)原理直流電機(jī)的工作原理建立在電磁感應(yīng)定律和電磁力定律的基礎(chǔ)上。在不同的外部條件 下，電機(jī)中能量轉(zhuǎn)換的方向是可逆的。 如果從軸上輸入機(jī)械能， 電樞繞組中感應(yīng)電勢(shì)大于端電壓， 即 E Es U U 時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)；如果從電樞輸入電能，電樞繞組中感應(yīng)電勢(shì)小于端電壓即 巳 vU U 時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，從軸上輸岀機(jī)械能。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)可分為定子、轉(zhuǎn)子兩大部分。定子主要用來建立磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子主要通過電 樞繞組傳遞電磁功率。 從電樞繞組的元件中分析， 雖然感應(yīng)電勢(shì)和元件中流過的電流都是交變的， 但經(jīng)過換向器和電刷的機(jī)械整流作用， 使電刷和電刷接通的外電路上， 電勢(shì)、 電壓和電流都變換

24、 為直流。電樞繞組在能量轉(zhuǎn)換中起重要作用。按照聯(lián)接規(guī)律不同，最基本的形式有單疊和單波繞 組。單疊繞組是將上層邊位于同一磁極下的元件先串聯(lián)成一條支路，不同磁極下的支路再并聯(lián)， 故并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)，即2a=2p2a=2p； 單波繞組是將上層邊位于同極性磁極下的元件串聯(lián)成一條支路由于 N N、S S 只有兩種，故并聯(lián)支路數(shù)2a=22a=2o直流電動(dòng)機(jī)能量變換是依靠氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行的。負(fù)載時(shí)氣隙磁場(chǎng)由勵(lì)磁繞組和電樞繞組的磁勢(shì)共同產(chǎn)生。電樞磁勢(shì)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。當(dāng)電刷位于幾何中線時(shí)，只有交軸電樞反應(yīng)。交軸電樞反應(yīng)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生歧變，對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，其磁場(chǎng)的物理中性線逆轉(zhuǎn)向偏離幾何中線。在磁路飽

25、和時(shí)，交軸電樞反應(yīng)具有去磁效應(yīng)，使每極磁通量減少。直流電極的能量變換可用電磁功率來表征，EdEds=M=MDo 應(yīng)注意到，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電勢(shì)是反電勢(shì)，其方向與電樞電流方向相反。 而電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是拖動(dòng)力矩， 電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向 一致。直流電動(dòng)機(jī)的工作特性與勵(lì)磁方式有密切關(guān)系。他、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是掌握 的重點(diǎn)內(nèi)容，其特點(diǎn)是：當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化很小，電磁轉(zhuǎn)矩基本上正比于電樞電流。串勵(lì) 直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化較大。電磁轉(zhuǎn)矩近似與電樞電流的平方成比例，因此串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩較大。在使用時(shí)注意不準(zhǔn)空載或輕載工作，以避免轉(zhuǎn)速過高。 復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性介于二者之

26、間。換向是指繞組元件從一條支路經(jīng)過電刷轉(zhuǎn)入另一條支路時(shí)，元件中電流方向改變的過程。按換向的電磁理論分析，直線換向不會(huì)產(chǎn)生火花，延遲換向有可能岀現(xiàn)火花，造成換向不良。 為此，直流電動(dòng)機(jī)一般都裝設(shè)換向極，借以使換向元件在換向區(qū)感應(yīng)電勢(shì)抵消元件的電抗電勢(shì)和電 樞反應(yīng)電勢(shì)，力求實(shí)現(xiàn)直線換向。第四章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的 n=fn=f （M M 關(guān)系稱為其機(jī)械特性。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式為第17頁(yè)當(dāng) u=Uu=U、二e、R=RR=R 時(shí)，為固有機(jī)械特性。分別改變 U U、R R、可以得到人為特性。因?yàn)樗麆?lì) 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械是一條直線，所以可用點(diǎn)繪方法計(jì)算和繪制其機(jī)械特性。在一個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)

27、中，當(dāng) M=MM=M，且滿足 dM/dndM/dn v dMdMfz/dn/dn 時(shí)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。在直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，因?yàn)橥饧与妷喝考釉陔姌须娮鑂 Rs上， R Rs又很小，致使起動(dòng)電流很大，一般不允許直接起動(dòng)。 為了限制過大的起動(dòng)電流， 多采用電樞回路串電阻起動(dòng)和降壓起動(dòng)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有四種，即反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、到拉反轉(zhuǎn)和回饋制動(dòng)。本 章從制動(dòng)狀態(tài)如何實(shí)現(xiàn)、制動(dòng)特性、制動(dòng)過程、能量關(guān)系、特點(diǎn)和應(yīng)用等方面對(duì)各種制動(dòng)方法進(jìn)行了研究。在負(fù)載恒定不變時(shí)， 人為地改變電動(dòng)機(jī)的外加電壓U U、電樞回路外串電阻 甩、主磁通 ,都可以得到不同的運(yùn)行速度， 叫轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 它和由于負(fù)載波動(dòng)引

28、起的轉(zhuǎn)速變化是不同的。 可以用 調(diào)速的基本指標(biāo)分析各種調(diào)速方法的調(diào)速性能。串電阻調(diào)速的調(diào)速性能不佳； 調(diào)壓調(diào)速具有良好的調(diào)速性能；弱磁調(diào)速的調(diào)速性能較好，經(jīng)常與調(diào)壓調(diào)速配合使用。本章除研究他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的靜特性外，還研究了電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)特性。在動(dòng)態(tài)特性 中，重點(diǎn)研究的是只考慮機(jī)械慣性的機(jī)械過渡過程。從動(dòng)、靜態(tài)特性的關(guān)系中我們看到，只要從靜特性上找到過渡過程的起始點(diǎn)、穩(wěn)態(tài)點(diǎn)、終了點(diǎn)的坐標(biāo)，代入n=fn=f （t t ）、M=fM=f （t t ）的一般公式中，即可研究起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速等任何一個(gè)機(jī)械過渡過程。第五章 交流電機(jī)電樞繞組的感應(yīng)電勢(shì)和磁勢(shì)交流電機(jī)定子的三相繞組（即電樞繞組）、旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)（

29、即三相基波合成磁勢(shì)）及三相 感應(yīng)電勢(shì)， 這三個(gè)問題構(gòu)成了分析交流電機(jī)的基礎(chǔ)。 在學(xué)習(xí)交流電機(jī)時(shí)， 首先牢固地掌握這些基 礎(chǔ)內(nèi)容是必要的。本章先由圖解法入手， 明確交流電機(jī)氣隙空間存在的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的基本特點(diǎn)，對(duì)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)這一抽象的電磁現(xiàn)象建立起形象的概念。由此得出的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的幾個(gè)特點(diǎn)，如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、 旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的大小及其瞬時(shí)位置等， 在學(xué)習(xí)了三相繞組的構(gòu)成原理之后， 進(jìn)一步從理論上得到了證明和 補(bǔ)充。定子繞組是交流電機(jī)的主要電路， 它是交流電機(jī)能量轉(zhuǎn)換的樞紐。 學(xué)習(xí)交流繞組的目的， 在于理解定子電路的組成及內(nèi)在的電磁聯(lián)系，以便進(jìn)一步理解旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的形成， 三相感應(yīng)電勢(shì)的產(chǎn)生，以及怎樣使磁勢(shì)在空間、電勢(shì)隨

30、時(shí)間按正弦規(guī)律變化。在多種形式的交流繞組中，我們只 以三相迭繞組為例敘述了三相繞組的構(gòu)成和聯(lián)接方法。不論哪種形式的交流繞組， 它們的構(gòu)成原理都是一樣的，即根據(jù)產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的要求，如要求一定的極對(duì)數(shù)、一定的相序，要求在 空間對(duì)稱（互差 120120電角度），并按磁密正弦波分布等來嵌放三相繞組。在認(rèn)識(shí)了旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的存在及三相繞組的構(gòu)成以后，討論感應(yīng)電勢(shì)就容易了。因?yàn)橐粋€(gè)線 圈的感應(yīng)電勢(shì)是形成一相繞組電勢(shì)的基礎(chǔ)， 而一個(gè)線圈的電勢(shì)的產(chǎn)生與變壓器的感應(yīng)電勢(shì)有類似 之處，所不同的是交流電機(jī)的線圈排列有短距、分布的特點(diǎn)。在考慮了短距系數(shù)、分布系數(shù)后， 繞組的電勢(shì)則是線圈電勢(shì)按繞組結(jié)構(gòu)的串并聯(lián)布置的求和

31、問題。本章所介紹的內(nèi)容，都是交流電機(jī)的共同性的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)進(jìn)一步了解交流電機(jī)內(nèi)部的 電磁耦合過程有重要意義。為此，應(yīng)明了分析步驟及以下要點(diǎn)：第18頁(yè)1.1. 電樞繞組的感應(yīng)電勢(shì)1 1 ）整距線圈基波電勢(shì)有效值E Ex=4.44fW=4.44fWxm2 2）短距線圈基波電勢(shì)有效值E Ey=4.44fW=4.44fWxk kym3 3 ）一組整距線圈基波電勢(shì)有效值E Eq=4.44fW=4.44fWxqkqkqm4 4 ） 一相繞組基波電勢(shì)有效值E=4.44fWkE=4.44fWk2 m。式中 WkWk 是一相繞組串聯(lián)匝數(shù)及基波繞組系數(shù)，二者乘積也稱為有效匝數(shù)。交流電機(jī)的三相繞組可以聯(lián)接成星形或三

32、角形。三相繞組是對(duì)稱繞組，三相基波感應(yīng)電 勢(shì)是對(duì)稱電勢(shì)。三相對(duì)稱基波感應(yīng)電勢(shì)是指每相基波電勢(shì)有效值相等、時(shí)間相位互差120120電角度的三相電勢(shì)。2.2. 電樞繞組的磁勢(shì)1 1 ）三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流產(chǎn)生的合成基波磁勢(shì)是旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，磁勢(shì)的表達(dá)式是式中 a為以 A A 相繞組磁勢(shì)軸線處為原點(diǎn)計(jì)算的電角度。2 2 ）基波旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的幅值式中 F Fm1一相繞組基波磁勢(shì)的幅值。3 3） 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速4 4） 轉(zhuǎn)向三相合成基波旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的轉(zhuǎn)向取決于通入三相電流的相序。由電流相位超前的一相繞組向電流相位滯后的一相繞組旋轉(zhuǎn)。5 5 ）旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)幅值的瞬時(shí)位置旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)矢量總是和

33、電流達(dá)到最大值的那一相繞組的磁勢(shì)正方向重合。 即三相繞組中哪一相電流為最大值時(shí)， 三相合成磁勢(shì)的幅值也就出現(xiàn)在該相繞組 的磁勢(shì)正方向上。3.3. 單相繞組脈動(dòng)磁勢(shì)的分解單相脈動(dòng)磁勢(shì)的軸線在空間的位置不動(dòng)，磁勢(shì)的大小根據(jù)繞組中的正弦電流的變化作周 期性的脈動(dòng)。若只討論基波磁勢(shì)，則空間正弦分布、時(shí)間正弦脈動(dòng)的單相磁勢(shì)， 可以分解為兩個(gè) 轉(zhuǎn)向相反、大小各為脈動(dòng)磁勢(shì)幅值二分之一的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。關(guān)于電勢(shì)和磁勢(shì)中的高次諧波問題，不要求作深入分析。可以從物理概念上一般了解改 善電勢(shì)和磁勢(shì)波形的措施，從而明確短距、分布系數(shù)的意義及短距分布繞組的優(yōu)點(diǎn)。第六章 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)的基本電磁轉(zhuǎn)矩是由氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁

34、場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁極相互吸引產(chǎn)生的。 因此， 其轉(zhuǎn)速與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速相同，即第19頁(yè)當(dāng)電網(wǎng)頻率不變時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載的改變而變化。同步電動(dòng)機(jī)屬于雙邊勵(lì)磁結(jié)構(gòu)電機(jī)，類似于直流電動(dòng)機(jī)，存在著電樞反應(yīng)。這就是說電 樞磁勢(shì)對(duì)主磁極磁場(chǎng)的大小和分布產(chǎn)生一定的影響。 例如， 當(dāng)電樞電流與定子相電壓的相位關(guān)系 是同相、I Il超前 U Ui相位 9090角、I Il滯后 U U1相位 9090角時(shí)，電樞反應(yīng)的性質(zhì)分別是交磁、去磁、 助磁。凸極同步電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)，以直軸和交軸電抗來描述。 對(duì)于隱極同步電動(dòng)機(jī)， 由于氣隙 基本均勻，則可用同步電抗來描述。同步電動(dòng)機(jī)的定子相電壓與定子電阻壓降、定子漏抗壓

35、降以及定子電樞反應(yīng)電抗壓降和 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)在定子繞組中的感應(yīng)電勢(shì)相平衡，據(jù)此可作出同步電動(dòng)機(jī)的相量圖。同步電動(dòng)機(jī)具有絕對(duì)硬的機(jī)械特性。由于轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載大小而變化，所以用矩角特性來 描述其機(jī)械性能。 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電網(wǎng)電壓成正比。 同步電動(dòng)機(jī)在沖擊負(fù)載下運(yùn)行時(shí)， 一般 可采用增強(qiáng)勵(lì)磁來提高過載能力。同步電動(dòng)機(jī)能夠在功率因數(shù)為 1 1 的條件下運(yùn)行，無需從電網(wǎng)吸取滯后的無功功率；更可 貴的是，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流增加，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，可從電網(wǎng)取得超前的無功電流，因而具有補(bǔ)償無功功率的作用。第七章 異步電動(dòng)機(jī)本章首先介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、額定值、工作原理、轉(zhuǎn)差率等內(nèi)容，這 是了解異步電

36、動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)。三相異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子之間是通過氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)耦合的。因此， 電磁耦合關(guān)系是深入理解異步電動(dòng)機(jī)工作的重要內(nèi)容。異步電動(dòng)機(jī)的電磁分析是本章的重點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)，轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組中 感應(yīng)電勢(shì)的有效值不變， 但其相位與轉(zhuǎn)子在空間的位置有關(guān)； 異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)， 若負(fù)載轉(zhuǎn) 距增加，則轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子電勢(shì)、電流增大。轉(zhuǎn)子電路的電參量如E E2S、| |2s、X X2S是與轉(zhuǎn)差率 s s有關(guān)的變量， 應(yīng)很好地理解這一特點(diǎn)。 轉(zhuǎn)子三相對(duì)稱電流也建立轉(zhuǎn)子磁勢(shì)， 雖然轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)于 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨負(fù)載大小改變，但它對(duì)定子的轉(zhuǎn)速是不變的，也是同步轉(zhuǎn)速。定、 轉(zhuǎn)子磁勢(shì)在空間同速、同向旋轉(zhuǎn)，才能

37、夠?qū)烧哌M(jìn)行磁勢(shì)合成。此時(shí)氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，由定、轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) 共同建立。正常運(yùn)行時(shí)，由于定子繞組中漏阻抗壓降較小， 當(dāng)電源電壓不變時(shí)， 可認(rèn)為氣隙旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)的每極磁通量基本不變，也就是說，氣隙磁場(chǎng)的大小只取決于電源電壓。 這樣， 負(fù)載轉(zhuǎn)距增 大，轉(zhuǎn)子電流的大小及時(shí)間相位隨之變化， 轉(zhuǎn)子磁勢(shì)矢量在空間的大小及方位也發(fā)生變化。 為保 持氣隙磁場(chǎng)主磁通量基本不變，定子繞組中電流的負(fù)載分量相應(yīng)增大，以補(bǔ)償轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的影響。 電動(dòng)機(jī)能自行調(diào)整輸入功率適應(yīng)輸出功率的變化。就基本電磁關(guān)系而言，異步電動(dòng)機(jī)與變壓器十分相似。因此，可以采用分析變壓器的方 法來分析異步電動(dòng)機(jī)。即將磁勢(shì)、電勢(shì)平衡方程式加以綜合，

38、經(jīng)過頻率折算、繞組折算，建立異 步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電路模型， 這就是等值電路方法。 應(yīng)深刻理解等值電路的導(dǎo)出可以說是上述電磁 耦合過程的概括和總結(jié)。 因此， 等值電路法是分析異步電動(dòng)機(jī)的有效手段。 其中參數(shù)可以通過試 驗(yàn)測(cè)定。等值電路較全面地反映了異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電勢(shì)、電流、磁勢(shì)、功率的相互關(guān)系，所以， 工程上常用它來計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行特性。本章還介紹了異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機(jī)理及表達(dá)式。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)來說，定、轉(zhuǎn)子 磁勢(shì)在空間同速、同向旋轉(zhuǎn)，才可能產(chǎn)生穩(wěn)定的平均電磁轉(zhuǎn)矩。 這是機(jī)電能量變換得以實(shí)現(xiàn)的必 要條件。工作特性反映了異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率時(shí)的使用性能。從工作特性可知，異 步電

39、動(dòng)機(jī)負(fù)載變化對(duì)轉(zhuǎn)速的影響并不大。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，需從電源吸收無功功率用以勵(lì)磁， 因此，它的功率因數(shù)總是滯后的第20頁(yè)第八章 三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)本章從三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性分析出發(fā)，研究異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)，解決它 的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速三大問題。三相異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)用公式既可用來繪制機(jī)械特性，又可用來計(jì)算各種運(yùn)行狀態(tài)下轉(zhuǎn)子 回路串入的電阻值，因此極為有用。固有機(jī)械特性，應(yīng)掌握其上的幾個(gè)特殊點(diǎn)和特性工作段的特點(diǎn)。降低定子電壓，轉(zhuǎn)子回 路串入三相對(duì)稱電阻， 定子回路串三相對(duì)稱電抗或串三相對(duì)稱電阻， 都可以得到人為特性。 其中 前兩種人為特性實(shí)用價(jià)值最大，應(yīng)重點(diǎn)掌握。三相異步電動(dòng)機(jī)的固有起動(dòng)特

40、性表明，它的起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，即起動(dòng)電流倍數(shù) KI=IIQ/II大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) K=WMK=WMe不大。而生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，供 電電網(wǎng)又希望起動(dòng)電流小。因此，客觀需要與三相異步電動(dòng)機(jī)的固有起動(dòng)特性間存在著矛盾。 除 小容量異步電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)能直接起動(dòng)外， 為解決這個(gè)矛盾， 必須設(shè)法減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn) 矩。為此，小容量異步電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)，應(yīng)用特殊型式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。不論是深槽式異步電 動(dòng)機(jī)還是雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)， 都是利用“趨表效應(yīng)”增大起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子有效電阻以限制起動(dòng)電 流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。大、中容量的鼠籠異步電動(dòng)機(jī)可以采用降壓起動(dòng)方法限制起動(dòng)電流，但起動(dòng) 轉(zhuǎn)

41、矩也相應(yīng)地減小， 所以只適用于輕載起動(dòng)。 如果要求重載起動(dòng)，必須采用繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 串電阻或串頻敏變阻器的起動(dòng)方法。 這樣既可以減小起動(dòng)電流， 又可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 應(yīng)該掌握各種起動(dòng)方法的特點(diǎn)， 能根據(jù)已知條件靈活選用起動(dòng)方法， 會(huì)計(jì)算轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)時(shí)， 轉(zhuǎn)子每級(jí) 串入的電阻值。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)有反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行及回饋制動(dòng)。其共同特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 M M 與轉(zhuǎn)速 n n 反方向，電動(dòng)機(jī)都在發(fā)電， 將機(jī)械能變?yōu)殡娔埽?但電能的去 向不同，s s 的范圍也不同。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率s s 是決定異步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的重要參量。異步電機(jī)不論在正向電動(dòng)狀態(tài)還是反向電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行

42、時(shí)，s s 值總在 1 1 和 0 0 之間變化，即 1 1 s s 0 0。此時(shí)電機(jī)從電源吸收電功率， 向負(fù)載輸送機(jī)械功率。 當(dāng)異步電機(jī)運(yùn)行于正向回饋制動(dòng)狀態(tài)或反向回饋制 動(dòng)狀態(tài)時(shí)，均由于 In n 丨|no|，所以 s s v 0 0。此時(shí)轉(zhuǎn)矩 M M 與轉(zhuǎn)速 n n 反方向，屬于制動(dòng)性質(zhì)。異 步機(jī)從軸上輸入機(jī)械功率，經(jīng)定子向電源回饋電功率，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。在反接制動(dòng)過程中， 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向旋轉(zhuǎn)，理想空載轉(zhuǎn)速 n no為負(fù)，則 s s 1 1;倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，由于位能負(fù)載倒拉，使 電機(jī)逆旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)， s s 1 1。在以上兩種狀態(tài)下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向均相反，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 異步電機(jī)一方

43、面從軸上輸入機(jī)械功率， 轉(zhuǎn)換為電功率； 一方面從電源輸入電功率， 二者均變?yōu)閾p 耗功率?？偫ㄉ鲜?，異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)與 s s 的關(guān)系可分為s s 1 1n n0v 0 0， n n 0 0 反接制動(dòng)過程s s 1 1n n00 0， n nv 0 0 倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行1 1 s s 0 00 0 v n nv n n0電動(dòng)狀態(tài)。s s v 0 0n n n n0回饋制動(dòng)狀態(tài)能耗制動(dòng)時(shí)，其相對(duì)轉(zhuǎn)速 S Sn在 0 0 和 1 1 之間。 另外，各種制動(dòng)狀態(tài)的能量關(guān)系不同，應(yīng)用場(chǎng)合也不同。制動(dòng)電阻計(jì)算的依據(jù)是：在相同的轉(zhuǎn)矩下，轉(zhuǎn)于每相總電阻和轉(zhuǎn)差率s s 的比值不變。從這點(diǎn)出發(fā)，可以計(jì)算出各種運(yùn)行狀

44、態(tài)下轉(zhuǎn)子回路串入的電阻值。本章介紹降壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、變極調(diào)速、變頻調(diào)速、滑差電機(jī)調(diào)速， 分析了各種調(diào)速方式的原理、特性和特點(diǎn)。其中串級(jí)調(diào)速是在轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種較新的調(diào)速方法，是在轉(zhuǎn)子 回路中不串電阻，而串入電勢(shì)，將轉(zhuǎn)差功率利用起來，因此調(diào)速效率高、經(jīng)濟(jì)性好。變額調(diào)速的 調(diào)速性能優(yōu)異，可以與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，是最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。在異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例中，介紹了鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)在輥道和提升機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用，以及 繞線異步電動(dòng)機(jī)在提升機(jī)構(gòu)上的第21頁(yè)應(yīng)用。第九章 電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇本章在概述了正確選擇電動(dòng)機(jī)的目的、 選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容和電機(jī)絕緣材料的等級(jí)

45、之后， 在研究電動(dòng)機(jī)發(fā)熱和冷卻理論的基礎(chǔ)上，介紹了電動(dòng)機(jī)容量選擇的一般方法。電動(dòng)機(jī)作為能量轉(zhuǎn)換的裝置，在能量轉(zhuǎn)換過程中必然有損耗，并轉(zhuǎn)化為熱能。其中一部 分被電機(jī)吸收提高了電機(jī)本身的溫度， 另一部分散到周圍介質(zhì)中去。 根據(jù)能量守恒原理， 電機(jī)產(chǎn) 生的熱量 QdtQdt、電機(jī)吸收的熱量 CdrCdr 和散到周圍介質(zhì)中的熱量 ATdtdt 之間的關(guān)系是熱平衡方程 式Qdt=CdQdt=Cdt +A+At dtdt從熱平衡方程式推導(dǎo)岀電機(jī)在發(fā)熱和冷卻過程中，電動(dòng)機(jī)溫升 T隨時(shí)間 t t 變化的方程式T =f=f（ t t ）。在發(fā)熱和冷卻過程中，T隨時(shí)間都按指數(shù)曲線變化。為了便于電動(dòng)機(jī)的系列生產(chǎn)和用

46、戶的選擇使用，按發(fā)熱觀點(diǎn)將電動(dòng)機(jī)工作方式分為連續(xù) 工作制、短時(shí)工作制和重復(fù)短時(shí)工作制。電機(jī)的工作制不同，選擇電機(jī)容量的方法也不同。這里重點(diǎn)介紹了連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的容量選擇方法。電動(dòng)機(jī)容量選擇的基本步驟是：根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載圖，預(yù)選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。作岀電動(dòng)機(jī) 的負(fù)載圖，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)熱和過載校驗(yàn)。對(duì)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)再進(jìn)行起動(dòng)能力的校驗(yàn)。第十章 微控電機(jī)本章介紹了在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中常用的幾種微控電機(jī)，說明了它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原 理、性能及誤差分析。其中以單相異步電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)和測(cè)速發(fā)電機(jī)為重點(diǎn)。1 1單相異步電功機(jī)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，與一般小型三相異步電動(dòng)機(jī)相似。但定子鐵心上只有兩 相繞

47、組，一個(gè)是工作繞組 （主繞組 ） 、一個(gè)是起動(dòng)繞組 （副繞組 ）。兩者軸線在空間互差 9090電角 度。轉(zhuǎn)子是鼠籠式。單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，是建立在脈動(dòng)磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、 轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的理論基礎(chǔ)之上的。 單相電動(dòng)機(jī)定子一相繞組通電時(shí)， 不能自行起動(dòng)， 但一 經(jīng)推動(dòng)后，卻可繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。為了解決起動(dòng)問題，可在定子上嵌放另一套繞組，采用電阻分相和電容分相的辦法， 使起動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生兩個(gè)大小相等的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)， 從而使轉(zhuǎn)子按較強(qiáng)的一個(gè)磁勢(shì)形成的 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向隨之運(yùn)行。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)，極身上的短路環(huán)就是副繞組。它能將主磁極極掌下的氣隙磁通 分為空間上有位置差、 時(shí)間上有不同相位

48、的兩部分磁通。 磁通的移行方向是由未被短路環(huán)包圍的 部分向著短路環(huán)包圍的部分， 故轉(zhuǎn)動(dòng)方向也沿著這一方向不能改變。 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的缺 點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，功率因數(shù)及效率較低。2 2伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)個(gè)作執(zhí)行元件，轉(zhuǎn)速的大小及方向都受控制電壓信號(hào)控制。 伺服電動(dòng)機(jī)分為直流、交流兩大第22頁(yè)類。直流伺服電動(dòng)機(jī)在電樞控制時(shí)具有良好的機(jī)械特柱和調(diào)節(jié)特性。機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，始動(dòng) 電壓低。其缺點(diǎn)是由于有電刷和換向器，造成摩擦阻轉(zhuǎn)矩較大，有火花干擾及維護(hù)不便。交流伺服電動(dòng)機(jī)是兩相繞組的交流電動(dòng)機(jī)，為了消除只有勵(lì)磁繞組接入電源時(shí)的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，其轉(zhuǎn)子電阻要相當(dāng)大，使電動(dòng)機(jī)單相繞組通電時(shí)的機(jī)械特性在轉(zhuǎn)差率由0 01 1 的范圍內(nèi)岀現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩，一旦控制信號(hào)失，電動(dòng)機(jī)能立即停轉(zhuǎn)。為了滿足以上要求，其臨界轉(zhuǎn)差率s sm約為 3 34 4,并按 S Sm值確定轉(zhuǎn)子電阻參數(shù)。交流伺服電動(dòng)機(jī)可采用三種控制方式，即幅值控制、相位控制、輻相控制。實(shí)用中，以 后者最為普遍。 交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性線形度比直流電動(dòng)機(jī)的要差。 共特性常以 轉(zhuǎn)速與基速 （以勵(lì)磁繞組頻率對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速為基速 ）的相對(duì)值表示。 實(shí)測(cè)表明，在轉(zhuǎn)速相對(duì)值 （ 標(biāo) 么值） 較小