電機(jī)與拖動基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料

1、電機(jī)復(fù)習(xí)實驗項目：直流并勵電動機(jī)的起動直流發(fā)電機(jī)的工作特性單相變壓器三相變壓器的連接組和不對稱短路三相鼠籠式異步電動機(jī)的工作特性和起動三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性基本公示：， CT =9.55Ce （直流電機(jī)）, ，電機(jī)拖動復(fù)習(xí)題： 直流電機(jī)（重點：直流他勵和并勵電機(jī)拖動計算）2-2 在直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)中，電磁轉(zhuǎn)矩和電樞旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系有何不同？電樞電勢和電樞電流方向的關(guān)系有何不同？怎樣判別直流電機(jī)是運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是運(yùn)行于電動機(jī)狀態(tài)？2-2提示：直流發(fā)電機(jī)：電磁轉(zhuǎn)矩和電樞旋轉(zhuǎn)方向相反，電樞感應(yīng)電動勢和電樞電流方向相同；直流電動機(jī)：電磁轉(zhuǎn)矩和電樞旋轉(zhuǎn)方向相同，電樞感應(yīng)電動勢和電樞電流方向相反

2、；運(yùn)行時直流電機(jī)的感應(yīng)電動勢大于電樞端電壓為發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)；感應(yīng)電動勢小于電樞端電壓為電動運(yùn)行狀態(tài)2-3 一臺Z2 直流電動機(jī)，其額定功率PN160千瓦；額定電壓UN220伏，額定效率N = 90 % , 額定轉(zhuǎn)速nN =1500轉(zhuǎn)/分，求該電動機(jī)的額定電流？ 2-3提示：直流電動機(jī)：PN=UN·IN·N2-4 一臺Z2 直流發(fā)電機(jī)，其額定功率PN145千瓦；額定電壓UN 230伏，額定轉(zhuǎn)速nN =1450轉(zhuǎn)/分，求該發(fā)電機(jī)的額定電流？ 2-4提示：直流發(fā)電機(jī)：PN=UN·IN 2-5 何謂電樞反應(yīng)？電樞反應(yīng)對氣隙磁場有什么影響？公式TaCN N Ia 中的N應(yīng)是什

3、么磁通。2-5提示：直流電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時的主磁場由勵磁磁勢與電樞磁勢共同建立，電樞磁勢的存在使主磁場不同于電機(jī)的空載磁場，這種影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)對氣隙磁場影響有二：首先使氣隙磁場發(fā)生畸變，其次存在去磁效應(yīng)。N 應(yīng)該是每極合成磁通。問答題：2-7 并勵直流電動機(jī)的起動電流決定于什么？正常工作時電樞電流又決定于什么？ 2-7提示：并勵直流電動機(jī)的起動電流IQ=UN/Ra(Ra電樞回路總電阻)；正常工作時電樞電流決定于實際負(fù)載。2-8 試驗時如果分別要改變并勵、串勵、復(fù)勵直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，應(yīng)怎么辦？ 2-8提示：對于直流電動機(jī)的電樞電流或勵磁電流方向，兩者只能改變其一。2-9 并勵直流電動機(jī)在

4、運(yùn)行時若勵磁繞阻斷線，會出現(xiàn)什么后果？ 2-9提示：這時電動機(jī)的磁通僅為剩磁?？蛰d時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速急速上升；負(fù)載時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速降至零且電樞電流急速上升。分析依據(jù)：機(jī)械特性方程式的一般表達(dá)式為 空載時：負(fù)載時：電磁轉(zhuǎn)矩小，無法拖動負(fù)載；，因而,此時電樞電流很大；2-10 一臺并勵直流電動機(jī)，PN= 96千瓦，UN440伏，IN255安，IfN5安，nN500 轉(zhuǎn)/分，電樞回路總電阻Ra0.078 歐。試求： （1）電動機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩； （2）在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩；（3）當(dāng)Ia0 時電機(jī)的轉(zhuǎn)速； （4）在總制動轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞中串入一電阻0.1 歐而達(dá)穩(wěn)定時的轉(zhuǎn)速。2-10提示： （1）

5、電動機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩TN=9.55PN/nN （2）Tem=CT NIa求得：Ia=IN-IfN；CeN=(UN-IaRa)/nN ,在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩Tem=CT NIa=9.55CeNIa （說明：電樞的感應(yīng)電勢，解題的關(guān)鍵在于利用這兩公式計算出Cen； 無rf已知條件，則忽略接觸電壓的影響，電樞回路總電阻已經(jīng)包含其影響。） 圖330 他勵直流電動機(jī)等效電路及參考方向圖中：（電動機(jī)慣例標(biāo)注參考方向，且計及接觸電阻影響）（3）當(dāng)Ia0 時電機(jī)轉(zhuǎn)速為：n0=UN/Cen （即空載狀態(tài)）（4）在總制動轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞中串入一電阻RW=0.1W而達(dá)穩(wěn)定時的轉(zhuǎn)速為：n=(UN-IaRa-

6、IaRW)/Cen2-14 他勵直流電動機(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，Ra = 0.57歐。試計算： （1） 固有特性曲線方程； （2） 50%額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)速； （3） 轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分時的電樞電流值。 2-14提示：（1）固有特性曲線T-n：（空載點和額定運(yùn)行點決定特性曲線）CeN =(UN INRa)/nN = 0.068 （）CTN = 9.55CeN = 0.649n0 = UN/ CeN = 1618轉(zhuǎn)/分 （）TN = CTNIN = 13牛·米由圖可知其固有的特性方程為：n = n0 - R T /(C

7、eCTN2) = 1618 12.9T ， 或 n = n0 - RaIa/(CeN) = 1618 8.38Ia提示：（, ，）（2）T =50% TN 因T= CTNIa，Ia = 50% IN = 50% 20.1 = 10.05安則 n = 1618 8.38 10.05 = 1538.8轉(zhuǎn)/分（由機(jī)械特性計算）（3） n = 1500轉(zhuǎn)/分時 1500 = 1618- 8.38 IaIa = (1618 1500)/8.38 =14.1 安 （由機(jī)械特性計算） 例45 一臺他勵直流電動機(jī)額定數(shù)據(jù)如下: ， ，, ， 用這臺電動機(jī)來拖動升起機(jī)構(gòu)。求: (1) 在額定負(fù)載下進(jìn)行能耗制動，

8、欲使制動電流等于，電樞回路中應(yīng)串接多大制動電阻? (2) 在額定負(fù)載下進(jìn)行能耗制動，如果電樞直接短接，制動電流應(yīng)為多大? (3) 當(dāng)電動機(jī)軸上帶有一半額定負(fù)載時，要求在能耗制動中以的穩(wěn)定低速下放重物，求電樞回路中應(yīng)串接多大制動電阻? 解: (1) 根據(jù)直流電機(jī)電壓方程，額定負(fù)載時，電動機(jī)的電勢 能耗制動時，電樞電路中應(yīng)串入的制動電阻 (2) 如果電樞直接短接，即，則制動電流 此電流約為額定電流的6倍，由此可見能耗制動時，不許直接將電樞短接，必須接入一定數(shù)值的制動電阻。(3) 求穩(wěn)定能耗制動運(yùn)行時的制動電阻 因負(fù)載為額定負(fù)載的一半，則穩(wěn)定運(yùn)行時的電樞電流為，把已知條件代入直流電機(jī)能耗制動時的電勢

9、方程式，得 變壓器1. 變壓器一次線圈若接在直流電源上，二次線圈會有穩(wěn)定直流電壓嗎？為什么？答：不會。因為接直流電源，穩(wěn)定的直流電流在鐵心中產(chǎn)生恒定不變的磁通，其變化率為零，不會在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。2. 變壓器二次額定電壓的含義是什么？答：二次額定電壓U2N是指變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時的端電壓。3. 變壓器空載運(yùn)行時，原線圈加額定電壓，這時原線圈電阻r1很小，為什么空載電流I0不大？如將它接在同電壓（仍為額定值）的直流電源上，會如何？答： 因為存在感應(yīng)電動勢E1, 根據(jù)電動勢方程： 可知，盡管很小，但由于勵磁阻抗很大，所以不大.如果接直流電源，由于磁通恒定不變，繞組中不感應(yīng)電動

10、勢，即，因此電壓全部降在電阻上，即有 ，因為很小，所以電流很大。4. 試?yán)L出變壓器“T”形等效電路，說明各參數(shù)的意義。答：“T”形等效電路： r1 x1r2 x2 rmxm r1 ，x1一次側(cè)繞組電阻，漏抗r2, x2 二次側(cè)繞組電阻，漏抗折算到一次側(cè)的值rm , x m勵磁電阻，勵磁電抗5變壓器空載電流很小，為什么空載合閘時會很大（即出現(xiàn)激磁涌流）？ 答：空載合閘時磁通出現(xiàn)瞬變過程。由于暫態(tài)分量的存在，使鐵心磁通大約可達(dá)穩(wěn)態(tài)磁通的2倍。于是磁路過于飽和，根據(jù)磁化曲線的飽和特性，此時的激磁電流將達(dá)正常穩(wěn)態(tài)空載電流的數(shù)十至近百倍，稱為勵磁涌流。3-4三相變壓器有哪些標(biāo)準(zhǔn)組別，并用位形圖判別之。答

11、： 標(biāo)準(zhǔn)組別有Y，yn0，YN, y0, Y，y0，Y，d11， YN ，d11 標(biāo)準(zhǔn)組別接線及位形圖分別為：見圖示但是： 無論是Y，yn0、YN, y0還是 Y，y0，位形圖都有是一樣的無論是Y，d11還是 YN ，d11，位形圖也是一樣的。···ABC···abcY，yn0 YN,y0 Y,y0······ABCabcO···ABC···abc0接線： 位形圖BA aCcbY,d11 YN,d11·&#

12、183;·ABC···abcBAaCcb···ABC···abcO 接線： 位形圖3-9 Y/接線的三相變壓器，三次諧波電動勢能在中形成環(huán)流，而基波電動勢不能在中形成環(huán)流，為什么？答：三次諧波電動勢大小相等，相位互差360o，即相位相同，因此在d中能夠形成環(huán)流。 而基波電動勢大小相等，相位互差1200，任一瞬間三相電動勢代數(shù)和恒等于0，因而不能在d中形成環(huán)流。三相異步電動機(jī)機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式 （83）曲線，如圖81所示。圖81 三相異步電動機(jī)的曲線 （86）臨界轉(zhuǎn)差率僅與電動機(jī)的參數(shù)有關(guān)，與轉(zhuǎn)

13、子回路的電阻成正比，因此改變轉(zhuǎn)子回路電阻，可以改變產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率。當(dāng)繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入電阻時，將變大，當(dāng)時，起動轉(zhuǎn)矩，達(dá)到最大。最大電磁轉(zhuǎn)矩為: （87）異步電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，與電源頻率成反比，但與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)子回略串電阻時，雖然變大，但保持不變。過載能力可以用轉(zhuǎn)矩過載系數(shù)表示，即 （88）穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域: 異步電動機(jī)的機(jī)械特性分為以下兩個區(qū)域。(a)轉(zhuǎn)差率區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)差率比較小， （89）與 近似成直線關(guān)系，該區(qū)域是異步電動機(jī)的穩(wěn)定區(qū)域，一般情況下異步電機(jī)要求運(yùn)行在這一區(qū)域。只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)就可以在該區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。(

14、b) 轉(zhuǎn)差率區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)差率， （810）與 近似成反比關(guān)系，在該區(qū)域為異步電動機(jī)的不穩(wěn)定區(qū)域。但水泵、風(fēng)機(jī)類負(fù)載可以在此區(qū)域穩(wěn)定運(yùn)行。三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性實用公式: （814）從產(chǎn)品目錄中查得的、，可得， （815） （817）當(dāng)三相異步電動機(jī)在額定負(fù)載范圍內(nèi)運(yùn)行時，它的轉(zhuǎn)差率小于額定轉(zhuǎn)差率( )，機(jī)械特性實用公式可以簡化為： （818） 使三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性呈直線變化關(guān)系。異步電機(jī)不在額定工作點上運(yùn)行，機(jī)械特性實用公式照樣可以計算。將任一已知點的和代入式(814)機(jī)械特性實用公式， , ,Y系列異步電機(jī)是普通用途的小型鼠籠全封閉、自冷式三相異步電動機(jī)。用于金屬切削機(jī)床、通用

15、機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。絕緣等級指電機(jī)主絕緣所使用的絕緣材料的耐熱等級。例如Y系列小型異步電動機(jī)采用B級絕緣材料，其最高允許工作溫度為130。異步電動機(jī)定子繞組接法：指額定電壓下電動機(jī)規(guī)定的接線方式。國標(biāo)規(guī)定：Y系列異步電動機(jī)，其額定功率3及以下者采用Y接法，4及以上者采用接法，以便可選用Y方式啟動。 異步電動機(jī)工作方式：指電動機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行所允許的持續(xù)時間。分“連續(xù)”（S1）、“短時”（S2）、“斷續(xù)”（S3）三種，后兩種方式指電動機(jī)只能短時、間歇地工作。 異步電動機(jī)防護(hù)等級：指為滿足環(huán)境要求電動機(jī)采取的外殼防護(hù)型式，通常有開啟式(IP11)、防護(hù)式(IP22)，和封閉式(IP44)等三

16、類。三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間的大小用轉(zhuǎn)差率來描述， ，轉(zhuǎn)差率又稱滑差，它是描述異步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個基本量。電機(jī)空載時，額定負(fù)載時，所以異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是接近旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的。三相異步電機(jī)主磁通是定、轉(zhuǎn)子繞組共同交鏈的磁通，磁路由定、轉(zhuǎn)子鐵心、氣隙組成。主磁通從定子開始，經(jīng)過氣隙到達(dá)轉(zhuǎn)子，再經(jīng)過氣隙回到定子，形成閉合磁路。主磁通是定、轉(zhuǎn)子間進(jìn)行能量交換的載體，其磁路磁導(dǎo)受鐵心飽和程度的影響。變壓器中不存在機(jī)械損耗，也基本上不存在氣隙，所以同變壓器相比，異步電動機(jī)的空載電流在額定電流中所占的比例大得多，例如在小型異步電動機(jī)中可達(dá)60的額定電流，比變壓器的210要高的多。歸算后的異

17、步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子電路有相同的頻率，相同的相數(shù)，相同的有效匝數(shù)，并且，與變壓器類似，定、轉(zhuǎn)子兩個電路可以聯(lián)接起來成為一個等效電路，稱為T形等效電路，如圖720所示。圖720 異步電機(jī)T形等效電路異步電動機(jī)運(yùn)行時、和之間的定量關(guān)系為 （743）從式（743）可見，當(dāng)電磁功率一定時，轉(zhuǎn)差率越小，轉(zhuǎn)子回路銅耗越小，總機(jī)械功率越大。電機(jī)運(yùn)行時，若大，效率一定不高。另外，當(dāng)異步電機(jī)處于電磁制動狀態(tài)時，即轉(zhuǎn)子銅耗大于電磁功率，故由定子傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率都消耗于轉(zhuǎn)子銅耗還不夠，還應(yīng)從軸上輸入機(jī)械功率去補(bǔ)償。這里再次說明，異步電機(jī)處于電磁制動狀態(tài)時，從電源和轉(zhuǎn)軸兩方面輸入功率，而消耗于轉(zhuǎn)子電阻上。1.Y系列異步

18、電機(jī)是普通用途的小型鼠籠全封閉、自冷式三相異步電動機(jī)。2.絕緣等級指電機(jī)主絕緣所使用的絕緣材料的耐熱等級。3.異步電機(jī)T形等效電路：圖720 異步電機(jī)T形等效電路4. 異步電動機(jī)運(yùn)行時、和之間的定量關(guān)系為： 當(dāng)電磁功率一定時，轉(zhuǎn)差率越小，轉(zhuǎn)子回路銅耗越小，總機(jī)械功率越大。電機(jī)運(yùn)行時，若大，效率一定不高。5. 交流電機(jī)三相合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢的空間位置、轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速各與哪些因素有關(guān)？這些因素中哪些是由構(gòu)造決定的，哪些是由運(yùn)行條件決定的？答：空間位置：沿氣隙圓周旋轉(zhuǎn)。當(dāng)三相合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)至哪相繞組軸線上，那相電流就最大，繞組由構(gòu)造決定，電流由運(yùn)行條件決定。轉(zhuǎn)速： ，轉(zhuǎn)速與電流頻率f及磁極

19、對數(shù)p 有關(guān)，p由構(gòu)造決定，f由運(yùn)行條件決定。轉(zhuǎn)向： 與電流相序有關(guān)（與電流相序一致），由運(yùn)行條件決定。6. 怎樣改變?nèi)喈惒诫妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)向？答：改變相序即可改變?nèi)喈惒诫妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)向。7. 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率，在什么情況下轉(zhuǎn)差率為正，什么情況為負(fù)，什么情況下轉(zhuǎn)差率小于1或大于1？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率的不同來區(qū)別各種不同運(yùn)行狀態(tài)？ 答：當(dāng)n< n1時，轉(zhuǎn)差率為正（s>0），n> n1時轉(zhuǎn)差率為負(fù)（s<0）；當(dāng)n1>n>0時，轉(zhuǎn)差率s<1；當(dāng)0>n>時，轉(zhuǎn)差率s>1;當(dāng)+>s>1 時為電磁制動運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)1>s>0時為電動

20、機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)0>s>-時為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。8. 異步電動機(jī)等效電路中的附加電阻的物理意義是什么？ 答：異步電動機(jī)等效電路中的附加電阻實為代表機(jī)械負(fù)載的一個虛擬電阻，用轉(zhuǎn)子電流在該電阻所消耗的功率來等效代替總機(jī)械功率。9. 異步電動機(jī)在起動和空載運(yùn)行時，為什么時候功率因數(shù)很低？當(dāng)滿載運(yùn)行時，功率因數(shù)會提高？答： 起動時：s=1，轉(zhuǎn)子漏抗x2s=sx2最大，故轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos2較小，因而功率因數(shù)就小。 空載時，I1=I0，供空載損耗有功分量很小，主要用來勵磁，屬感性無功性質(zhì)，因而就??； 滿載時，轉(zhuǎn)子電流的有功分量增大(增大)，定子有功分量電流就增大，因而就大。10.異步電動機(jī)軸機(jī)械

21、負(fù)載增加時，定、轉(zhuǎn)子各物理量怎樣變化？答：當(dāng)機(jī)械負(fù)載（即負(fù)載轉(zhuǎn)矩）增加時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n勢必下降，轉(zhuǎn)差率增大。轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢()及電流I2隨之增大，因而轉(zhuǎn)子磁動勢F2增大。根據(jù)磁動勢平衡關(guān)系，定子負(fù)載分量磁動勢F1相應(yīng)增大，而勵磁磁動勢F0基本不變；定子電流I1隨之增大，電動機(jī)的輸入功率就隨之增加。11. 繞線式異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)子回路中串電阻起動時，為什么既能降低起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩？答：繞線式異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)子回路串電阻增加了轉(zhuǎn)子回路阻抗，由式 可見，起動電流隨所串電阻r2st增大而減小，同時提高轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)cos2，增大了轉(zhuǎn)子電流的有功分量，從而增大了起動轉(zhuǎn)矩。12. 深槽和雙鼠籠異

22、步電動機(jī)在額定電壓下起動，起動電流較小而起動轉(zhuǎn)矩較大，為什么？答：電動機(jī)在起動時，n=0，s=1，轉(zhuǎn)子繞組電動勢頻率最高（f2=sf1），此時趨表效應(yīng)最強(qiáng)烈，使槽電流分布趨于槽口（雙鼠籠轉(zhuǎn)子趨于上籠），相當(dāng)于槽導(dǎo)體有效截面減小，轉(zhuǎn)子電阻增大（雙鼠籠轉(zhuǎn)子，上籠本身截面積又小，電阻大），既限制了起動電流，又增大了起動電阻。13. 雙鼠籠異步電動機(jī)兩籠之間為什么一定要有縫隙？深槽式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子槽為什么要做得深而窄？答： 磁通總是以磁阻小的路徑閉合，雙鼠籠電動機(jī)兩籠間的縫隙主要是迫使上籠漏磁通路徑也交鏈于下籠（因縫隙的磁阻大），這樣交鏈于下籠的漏磁通比上籠多，下籠就有較大的漏抗，使趨表效應(yīng)更為明顯。

23、深槽式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，槽越深，交鏈槽底部的漏磁通就越多，這些漏磁通所經(jīng)過的截面積就越大，磁阻越小，漏抗就越大。另外槽窄，漏磁通經(jīng)過槽內(nèi)部分的長度越短，磁阻越小，故漏抗也越大，因此槽深而窄的結(jié)果，均增加槽底部分漏抗，使趨表效應(yīng)更為明顯。5-9 一臺三相異步電動機(jī)，PN=4.5千瓦，Y/接線，380/220伏，轉(zhuǎn)/分，試求：1 接成Y形或形時的定子額定電流；2 同步轉(zhuǎn)速及定子磁極對數(shù)P；3 帶額定負(fù)載時轉(zhuǎn)差率；解： (1)Y接時： UN=380V 接時： UN=220V (2)磁極對數(shù) 取p=2同步轉(zhuǎn)速(3) 額定轉(zhuǎn)差率 5-10一臺八極異步電動機(jī)，電源頻率f=50赫，額定轉(zhuǎn)差率=0.04，試求：

24、額定轉(zhuǎn)速；解： (1) 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 例82 一臺三相繞線式異步電動機(jī)，已知額定功率，額定電壓，額定頻率，額定轉(zhuǎn)速，過載倍數(shù)。求電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率時的電磁轉(zhuǎn)矩及拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 解： 根據(jù)額定轉(zhuǎn)速的大小可以判斷出旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。則額定轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)矩 當(dāng)時的電磁轉(zhuǎn)矩 設(shè)電磁轉(zhuǎn)矩為的轉(zhuǎn)差率，由實用公式得代入數(shù)據(jù)得 （由于定、轉(zhuǎn)子回路阻抗沒變，所以不變）上式是一個二次方程，解得，。根據(jù)曲線可知，當(dāng)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于額定轉(zhuǎn)矩時，對應(yīng)轉(zhuǎn)差率也應(yīng)小于。所以不合題意舍去。電機(jī)轉(zhuǎn)速為 例101 一臺三相繞線式異步電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)是，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要求電動機(jī)運(yùn)行在。計算：（1）若采用

25、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速，求每相應(yīng)串的電阻值；解：（1）轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速額定轉(zhuǎn)差率 臨界轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子每相電阻 在時運(yùn)行在固有特性上的轉(zhuǎn)差率：利用實用轉(zhuǎn)矩公式 有解得 （不合題意）在，運(yùn)行與轉(zhuǎn)子回路串電阻的特性上，且時的轉(zhuǎn)差率為：轉(zhuǎn)子回路應(yīng)串電阻 ；同步電機(jī)10-1 同步發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)出交流電的？答： 同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上繞有勵磁繞組，通以直流電勵磁，產(chǎn)生磁場，并由原動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，使定子三相對稱繞組不斷切割轉(zhuǎn)子磁場而感應(yīng)出三相交流電動勢。 11-3保持轉(zhuǎn)子激磁電流不變，定子電流I=IN，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定，試根據(jù)電樞反應(yīng)概念，比較：（1）空載；（2）帶電阻負(fù)載；（3）帶電感負(fù)載；（4）帶電容負(fù)載時發(fā)電機(jī)端

26、電壓的大??？為保持端電壓為額定值，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？答：（1）空載時，端電壓為空載電動勢，即UN=E0；（2）和（3）情況下，電樞反應(yīng)有直軸去磁作用，端電壓將下降，低于空載電動勢，但帶純感性負(fù)載（參看上題等效電路），內(nèi)功率因數(shù)角=900，而帶純電阻負(fù)載時的更接近00（見上題），故純感性負(fù)載時的電樞反應(yīng)直軸去磁作用更強(qiáng)，端電壓下降得更多；也可由電路的電動勢方程： 分析， 由相量圖可見，發(fā)電機(jī)帶上 >00的負(fù)載后，由于電機(jī)本身阻抗壓降的影響，使得端電壓下降。（4）種情況由于負(fù)載的容抗大于發(fā)電機(jī)的同步電抗，使內(nèi)功率因數(shù)角<00, 接近-900，所以電樞反應(yīng)的性質(zhì)為直軸助磁，使端電壓上升，即U&

27、gt;E0；綜上所述，電壓從大到小的順序為：U4>U1>U2>U3。欲保持端電壓為額定值，當(dāng)U> UN時，應(yīng)減小勵磁電流；當(dāng)U< UN時，應(yīng)增加勵磁電流。121 試述三相同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列的條件？為什么要滿足這些條件？怎樣檢驗是否滿足？答： 條件是：（1）待并發(fā)電機(jī)的電壓Ug與電網(wǎng)電壓Uc大小相等； （2）待并發(fā)電機(jī)的電壓相位與電網(wǎng)電壓相位相同； （3）待并發(fā)電機(jī)的頻率fg與電網(wǎng)頻率fc相等； (4) 待并發(fā)電機(jī)電壓相序與電網(wǎng)電壓相序一致；12-4 與無限大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)，如何調(diào)節(jié)有功功率，試用功角特性分析說明？ 答：改變原動機(jī)的輸出功率或轉(zhuǎn)矩，以改變

28、功率角的大小。pem0P1amP1aP2P2見圖示：在0am區(qū)域內(nèi)，改變P1或T1，即可改變功率角的大小，調(diào)節(jié)有功功率P2. （1） 原工作于a點，此時P1=P2Pem（忽略p），功角為；（2）當(dāng)增大原動機(jī)轉(zhuǎn)矩T1，即增大輸入功率至P1，由于輸出功率瞬時未變，出現(xiàn)功率差額P=P1-P1,在相應(yīng)于功率差額P的剩余轉(zhuǎn)矩作用下，轉(zhuǎn)子加速，使功角由增至，這時輸出功率P2也相應(yīng)增大，直至與輸入功率達(dá)到新的平衡（P2=P1），于是電機(jī)就穩(wěn)定運(yùn)行在新的工作點a點。pem0P1amabb12-5用功角特性說明與無限大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定概念？答：忽略電機(jī)的各種損耗。在b 點，當(dāng)受到某些原因，使功

29、角增大，則，功角繼續(xù)增大，發(fā)電機(jī)功率越小，電磁轉(zhuǎn)矩越小，運(yùn)行點離b點越來越遠(yuǎn)，最后發(fā)電機(jī)失步。同理，當(dāng)某原因使功角減小時，運(yùn)行點也不能回到b點。所以在b 點運(yùn)行時，電機(jī)不具有靜態(tài)穩(wěn)定性。在a 點，當(dāng)受到某些原因，使功角增大，則，功角減小 ，發(fā)電機(jī)功率越小，電磁轉(zhuǎn)矩越小，電機(jī)能重新回到a運(yùn)行點.同理，當(dāng)某原因使功角減小時，運(yùn)行點也能回到a點。所以在a 點運(yùn)行時，電機(jī)具有靜態(tài)穩(wěn)定性。127 與無限大容量電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)如何調(diào)節(jié)無功功率？試用相量圖分析說明？答：調(diào)節(jié)勵磁電流即可調(diào)節(jié)無功功率的大小。電機(jī)輸出的無功功率（以隱極機(jī)為例）為：，aa在相量圖上可用E0cosU來表示，即aU段，當(dāng)增加勵

30、磁電流時空載電動勢E0增大，由于調(diào)節(jié)勵磁電流時有功功率不變化，E0相量的頂點只能向上移動，達(dá)至點E0，此時表示無功功率的線段部分變?yōu)閍U段，說明調(diào)節(jié)勵磁電流即可改變無功功率的輸出。12-8什么是U形曲線？什么時候是正常激磁、過激磁和欠激磁？一般情況下發(fā)電機(jī)在什么狀態(tài)下運(yùn)行？答： U形曲線：與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)，在輸出有功功率不變的情況下，改變勵磁電流If ，測出相應(yīng)的定子電流I，得到的關(guān)系曲線If(If) 因形狀象字母“U”，故稱為U形曲線。正常勵磁： =1的狀態(tài) 對應(yīng)勵磁電流為If ；過勵磁： 滯后狀態(tài) 對應(yīng)勵磁電流If>If ；欠勵磁： 超前狀態(tài)。對應(yīng)勵磁電流If<

31、If 。由于電網(wǎng)功率因數(shù)一般為滯后狀態(tài)，并且發(fā)電機(jī)過勵狀態(tài)下運(yùn)行時，靜態(tài)穩(wěn)定性好，故發(fā)電機(jī)一般處于過勵磁運(yùn)行狀態(tài)。3-11 根據(jù)題圖3-2的接線圖，確定其聯(lián)結(jié)組別。 1） 2） 3） 題圖 3-2解： 1） 2） 3)電機(jī)與拖動知識復(fù)習(xí)直流電機(jī)直流電動機(jī)的額定值為：，電樞電動勢直流電機(jī)的電樞電勢指電機(jī)正、負(fù)電刷間的電動勢。 (322)式中，為每極磁通，單位為；為電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為；為電勢常數(shù)，對于制成的直流電機(jī)，為定值，故為常數(shù)，所以直流電機(jī)的感應(yīng)電動勢與磁通和轉(zhuǎn)速之積成正比。電磁轉(zhuǎn)矩 （326）式中，為常數(shù)，稱為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。對于制成的直流電機(jī)，為定值，故為常數(shù)，所以直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與磁通和電樞

32、電流成正比。對比和可知，。直流電機(jī)的運(yùn)行原理 直流電機(jī)的可逆原理從原理上講，不論是交流電機(jī)，還是直流電機(jī)，都可以在一種條件下，作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽欢诹硪环N條件下，作為電動機(jī)運(yùn)行，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。這個原理叫作電機(jī)的可逆原理。一、直流電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行以他勵直流電機(jī)為例來說明這個原理。一臺他勵直流電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，直流電機(jī)端電壓保持不變，其原理如圖328所示。圖中所標(biāo)方向為直流發(fā)電機(jī)各電量的實際方向。圖328 他勵直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理由圖328可見，在發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行時，電樞感應(yīng)電動勢必須大于電源電壓，即。電樞電流為正，即電流由電機(jī)流向電網(wǎng)，電功率為正，表示電機(jī)向電網(wǎng)輸出電功率。此

33、時，拖動轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速同方向，表示由原動機(jī)輸入機(jī)械功率。電磁功率為正，機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成了電功率。這時，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，是制動轉(zhuǎn)矩。二、直流電機(jī)作電動機(jī)運(yùn)行一臺他勵直流電機(jī)作電動機(jī)運(yùn)行，直流電機(jī)端電壓保持不變，直流電機(jī)中各電量按電動機(jī)定向，其原理如圖329所示。圖329 他勵直流電動機(jī)運(yùn)行原理直流電機(jī)作電動機(jī)運(yùn)行時，感應(yīng)電動勢小于電源電壓，即。電樞電流為正值，電流由電源流向電機(jī)，電功率為正，表示向電動機(jī)輸入電功率。由于電磁功率為正，表示由電磁功率轉(zhuǎn)變成了機(jī)械功率。這時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，是制動轉(zhuǎn)矩?？偨Y(jié)：比較圖328和329可見，發(fā)電機(jī)慣例和電動機(jī)慣例的定向只有電流方向不同。在電機(jī)拖

34、動中，常常只用電動機(jī)慣例描述直流電機(jī)。因此，根據(jù)電動機(jī)慣例定向時，直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)可以如下判斷： 當(dāng)， 與方向不同，即符號相反（或為負(fù)），與不同方向，是發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)， 與方向相同，即符號相同，與同方向，是電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。直流電機(jī)的基本方程 一、直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電壓平衡方程直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)是指電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均保持不變的一種運(yùn)行狀態(tài)。首先應(yīng)確定各物理量的參考方向。1直流電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓平衡方程式他勵直流電動機(jī)按電動機(jī)慣例確定參考方向的原理如圖330所示。圖330 他勵直流電動機(jī)等效電路及參考方向圖330中，為端電壓；為電樞電流；為勵磁電流；為電樞電動勢，隨轉(zhuǎn)速改變；為電樞電阻；為勵

35、磁電阻；為勵磁電壓；為電刷接觸電壓降，對于石墨電刷，對于金屬石墨電刷。電動機(jī)中電動勢與電流方向相反，稱為反電勢。根據(jù)圖330中的參考方向，可列出他勵直流電動機(jī)的電壓平衡方程式為 （327）勵磁電流產(chǎn)生主磁場，電樞電流與主磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)直流電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速中有部分參數(shù)隨時間發(fā)生變化時，電機(jī)處與暫態(tài)（即過渡過程），其電壓方程為 式中，為電樞回路的總電感。2直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓平衡方程式他勵直流發(fā)電機(jī)按發(fā)電機(jī)慣例確定參考方向的原理如圖331所示。圖331 他勵直流發(fā)電機(jī)等效電路及參考方向直流發(fā)電機(jī)由原動機(jī)帶動電樞旋轉(zhuǎn)，電樞繞組感應(yīng)電動勢，當(dāng)直流發(fā)電機(jī)接負(fù)載后，有電流

36、流向負(fù)載，電樞電流方向與電動勢方向相同，對應(yīng)電樞回路的電壓平衡方程為 (328) 其暫態(tài)方程為 二、功率平衡方程式1電磁功率直流電機(jī)的電磁功率為電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子角速度的乘積，即 ，他反映直流電機(jī)經(jīng)過氣隙傳遞的功率。在直流電機(jī)中可以用電機(jī)感應(yīng)電勢和電樞電流來表示，即 （329） 式（329）表示了直流電機(jī)電磁功率的電氣和機(jī)械兩種表達(dá)式。他描述了直流電機(jī)氣隙傳遞功率的情況。對于直流電動機(jī)，通過氣隙將電氣電磁功率轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功率，對于直流發(fā)電機(jī)，則通過氣隙將機(jī)械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姎夤β?。所以，無論是發(fā)電機(jī)還是電動機(jī)，電磁功率均指能量轉(zhuǎn)換過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能或者電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能所相對應(yīng)的那部分功率。 2電動機(jī)

37、的功率平衡方程式 下面分別討論三種電氣制動的物理過程、特性及制動電阻的計算等問題。 一、能耗制動能耗制動是把正在做電動運(yùn)行的他勵直流電動機(jī)的電樞從電網(wǎng)上切除，并接到一個外加的制動電阻上構(gòu)成閉合回路。圖414為他勵直流電動機(jī)能耗制動的電路原理圖。 （a） (b) 圖414 他勵直流電動機(jī)能耗制動的電路原理圖（a）能耗制動的電路原理圖；(b) 發(fā)電機(jī)運(yùn)行時的參考方向能耗制動時根據(jù)電勢平衡方程可得： (417) (418)式中，電樞電流為負(fù)值，其方向與電動狀態(tài)時的正方向相反。由于磁通保持不變，因此，電磁轉(zhuǎn)矩反向，與轉(zhuǎn)速方向相反，反抗由于慣性而繼續(xù)維持的運(yùn)動、起制動作用，使系統(tǒng)較快地減速。在制動過程中

38、，電動機(jī)把拖動系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)變成電能并消耗在電樞回路的電阻上，因此稱為能耗起制動。 能耗制動時的特點是: ，能耗制動機(jī)械特性方程式為 (419)由式( 419)可見，為正時，為負(fù)，時，所以能耗制動時的機(jī)械特性曲線是一條過坐標(biāo)原點的直線，如圖415所示。 圖415 能耗制動時的機(jī)械特性曲線 二、反接制動過程 反接制動就是將正向運(yùn)行的他勵直流電動機(jī)的電源電壓突然反接，同時電樞回路串入制動電阻來實現(xiàn)，如圖416所示。 圖416 他勵直流電動機(jī)的反接制動電路反接制動的電路特點是:，。由此可得反接制動時他勵直流電機(jī)的機(jī)械特性方程式為 (423)可畫出機(jī)械特性曲線，如圖417中所示，是一條通過點,位于象限、

39、的直線。(圖4-17中應(yīng)該是BCDE)圖417 電樞電壓反接的機(jī)械特性電勢方程和電樞電流為 (421) (422) 從電壓反接制動的機(jī)械特性可看出，在整個電壓反向制動過程中，制動轉(zhuǎn)矩都比較大，因此制動效果好。從能量關(guān)系看，在反接制動過程中，電動機(jī)一方面從電網(wǎng)吸取電能，另一方面將系統(tǒng)的動能或位能轉(zhuǎn)換成電能，這些電能全部消耗在電樞回路的總電阻上，很不經(jīng)濟(jì)。 反接制動適用于快速停車或要求快速正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。三、倒拉反轉(zhuǎn)制動運(yùn)行這種制動運(yùn)行一般發(fā)生在起重機(jī)下放重物的情況，如圖418所示的控制電路。圖418 他勵直流電動機(jī)的倒拉反轉(zhuǎn)制動電路圖電動機(jī)提升重物時，接觸器常開觸點閉合，電動機(jī)運(yùn)行在固有機(jī)械

40、特性的點(電動狀態(tài))，如圖4-19所示。圖419 他勵直流電動機(jī)速度反向的機(jī)械特性下放重物時，將接觸器常開觸點打開，此時電樞回路內(nèi)串入了較大電阻； 重物在下放的過程中，隨著電機(jī)反向加速，增大，與也相應(yīng)增大，直至點，電動機(jī)在點以此速度勻速下放重物。 倒拉反轉(zhuǎn)制動的特點是:，其機(jī)械特性方程式為 (426) 倒拉反轉(zhuǎn)制動運(yùn)行時，由于電樞回路串入了大電阻，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速會變?yōu)樨?fù)值，所以倒拉反轉(zhuǎn)制動運(yùn)行的機(jī)械特性在第IV象限段。電動機(jī)要進(jìn)入倒拉反轉(zhuǎn)制動狀態(tài)必須滿足兩個條件:一是負(fù)載一定為位能性負(fù)載；二是電樞回路必須串入大電阻。四、回饋制動 他勵直流電動機(jī)在電動狀態(tài)下運(yùn)行時，由于電源電壓大于電樞電勢，電樞電

41、流從電源流向電樞，電流與磁場作用產(chǎn)生拖動轉(zhuǎn)矩，電源向電動機(jī)輸入的電功率；回饋制動是指，當(dāng)電源電壓小于電樞電勢，迫使改變方向，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變方向成為制動轉(zhuǎn)矩，此時由于與方向相反，從電樞流向電源。， 電動機(jī)向電源回饋電功率，所以把這種制動稱為回饋制動。也就是說，回饋制動就是電動機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 電力拖動系統(tǒng)的過渡過程 在過渡過程中，轉(zhuǎn)速的變化將導(dǎo)致電動勢的變化，根據(jù)電壓方程，電動勢的變化將引起電流的變化，而電流的變化又將引起電磁轉(zhuǎn)矩的變化。因此，在電力拖動系統(tǒng)的過渡過程中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流、電磁轉(zhuǎn)矩等均隨時間而變化。 電力拖動系統(tǒng)中，既存在電磁慣性，又存在機(jī)械慣性，電磁慣性體現(xiàn)為電路中的

42、電感，使電流不能突變；機(jī)械慣性體現(xiàn)為系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)動慣量，使系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不能突變。對一般的電力拖動系統(tǒng)，與機(jī)械慣性相比，電磁慣性對過渡過程的影響相對較小。 研究過渡過程的目的，在于弄清過渡過程中轉(zhuǎn)速、電流、電磁轉(zhuǎn)矩等隨時間變化的規(guī)律，弄清這些變化規(guī)律受哪些因素制約或支配，進(jìn)而有針對性地采取措施，使拖動系統(tǒng)的過渡過程能在一定程度上得以控制。 下面以他勵直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載串電阻降壓調(diào)速的過渡過程為例，分析過渡過程的一般規(guī)律。他勵直流電動機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速的特性曲線，如圖424所示。 圖424 電樞串接電阻調(diào)速拖動系統(tǒng)的運(yùn)行可分為兩種情形：一種是穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，即，轉(zhuǎn)速保持恒定；一種是過渡過程，轉(zhuǎn)速隨時

43、間而變化。過渡過程是指系統(tǒng)從一種穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)向另一種穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變時所經(jīng)歷的過程。起動、調(diào)速、制動等均需經(jīng)歷過渡過程。如果用、表示過渡過程的初始值，、表示過渡過程結(jié)束時的穩(wěn)態(tài)值，過渡過程的一般性表達(dá)式 （432）由上式可知，決定過渡過程變化規(guī)律的三要素是：初始值、穩(wěn)態(tài)值、機(jī)電時間常數(shù)。 4.4 直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)的控制方法 隨著直流電動機(jī)各種控制策略地不斷完善，實現(xiàn)手段不斷地改進(jìn)，諸如微處理器技術(shù)、電力電子以及微電子技術(shù)等的采用，使生產(chǎn)機(jī)械自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性降低，而相應(yīng)的電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性卻在大幅度提高。最終結(jié)果是，電力拖動系統(tǒng)的性能不斷提高，所加工的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率大幅度提高，而生產(chǎn)機(jī)械本身的

44、體積卻在不斷減小。目前這已成為電力拖動系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。一般把具有速度調(diào)節(jié)功能的電力拖動系統(tǒng)簡稱為調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)所采用電動機(jī)的類型不同，調(diào)速系統(tǒng)又可分為直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)。 對于一般調(diào)速系統(tǒng)，主要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評價系統(tǒng)的優(yōu)劣，系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)有三項：(1) 調(diào)速范圍；(2) 靜差率；(3) 調(diào)速的平滑性。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)是：投資與運(yùn)行成本。小結(jié) 根據(jù)他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性方程式，分別改變, 和，可以得到相應(yīng)的人為機(jī)械特性。 他勵直流電動機(jī)起動有降壓法和電樞回路串電阻分級起動法。降壓起動可通過晶閘管整流的閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)。串電阻分級起動的基本思想是:開始起動時，在電樞回路串入較大電阻，以限制電

45、流，隨著升高，增大，需逐段切除所串電阻，使起動過程中既保持較大值，又不超過允許值。 他勵直流電動機(jī)可采用電樞回路串電阻、降壓、弱磁等方法進(jìn)行調(diào)速。電樞回路串電阻調(diào)速設(shè)備簡單，但效率低，低速時速度穩(wěn)定性差；降壓調(diào)速性能較好，但設(shè)備總投資較大；弱磁調(diào)速較易實現(xiàn)，但調(diào)速范圍較小。 他勵直流電動機(jī)還有能耗制功、回饋制動、倒拉反轉(zhuǎn)制動和反接制動等運(yùn)行方式，其共同特點是與方向相反。能耗能動、反接制動可用于快速停車；能耗制動、倒拉反轉(zhuǎn)制動運(yùn)行、回饋制動均可用于恒速下放重物?；仞佒苿訒r電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 忽略電磁慣性時，在直流拖動系統(tǒng)的過渡過程中，、均按指數(shù)規(guī)律變化。決定過渡過

46、程的三要素是初始值，穩(wěn)態(tài)值和機(jī)電時間常數(shù)。初始值、穩(wěn)態(tài)值都是代數(shù)量，可正可負(fù)，起始值按轉(zhuǎn)速不能突變的原則確定，穩(wěn)態(tài)值由機(jī)械特性與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的交點決定。 直流電動機(jī)三個最常用的轉(zhuǎn)速控制方法是：控制勵磁電流，電樞電路串聯(lián)的電阻， 電樞端電壓的調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)矩控制方法是直接控制電樞電流。第五章 變壓器當(dāng)交流電壓加到一次繞組上，交流電流便流入一次繞組，一次繞組在鐵心中產(chǎn)生交變主磁通，主磁通被限制在鐵心所提供的磁路之中，并沿磁路閉合，磁通同時交鏈了一次繞組和二次繞組，并在一、二次繞組中引起感應(yīng)電動勢和，其電路連接與磁路原理如圖52所示。 圖52 單相雙繞組變壓器的電路與磁路根據(jù)電磁感應(yīng)定律和右手螺旋定則，

47、規(guī)定感應(yīng)電動勢和交變主磁通的正方向時有：一次側(cè)感應(yīng)電勢為 ，二次側(cè)感應(yīng)電勢為 ，式中：N1和N2分別為一、二次繞組匝數(shù)。各電量參考方向如圖52所示。若二次繞組與負(fù)載接通，則電動勢在二次側(cè)閉合電路內(nèi)引起電流，在負(fù)載上的壓降即是變壓器二次側(cè)端電壓。這樣，電源送入一次側(cè)的電能，通過一、二次繞組磁耦合的聯(lián)系，使負(fù)載上獲得了電能。當(dāng)然，二次側(cè)是另一種等級的電壓和電流。從而實現(xiàn)了能量的傳輸。顯然，一、二次感應(yīng)電動勢、之比等于一、二次繞組匝數(shù)N1、N2之比，即： 為了表示變壓器的這種特性，引入變壓器變比K的概念。K的大小可由下式計算 由于，變壓器一、二次感應(yīng)電動勢、與一、二次電壓、的大小非常接近，因此?？梢?/p>

48、，當(dāng)電源電壓確定時，若改變匝數(shù)比，則可以獲得不同數(shù)值的二次側(cè)電壓，以達(dá)到變壓的目的。 例51 有一臺三相雙繞組電力變壓器，額定容量，額定電壓，試求一次、二次繞組的額定電流。解： 變壓器空載運(yùn)行原理如圖510所示，變壓器空載運(yùn)行時相當(dāng)一個鐵心電感線圈，交流電源電壓在一次繞組中產(chǎn)生交流電流，稱為一次側(cè)空載電流，也稱勵磁電流。它流過一次繞組產(chǎn)生的磁動勢為，這一磁動勢將產(chǎn)生變壓器的空載磁通，由于變壓器實際磁路的原因，空載磁通要分成兩個不同的磁路閉合，使鐵心中的磁通分成了兩部分。一部分為沿鐵心閉合主磁通，另一部分沿變壓器油箱壁和變壓器油（或空氣）閉合的漏磁通。由于漏磁通所閉合的漏磁路主要是非鐵磁介質(zhì)，其磁阻比鐵磁介質(zhì)大得多，所以一般情況下只是的百分之幾。二次繞組靠主磁通感應(yīng)電勢的，變壓器的能量也只能靠主磁通來傳遞。從電路方面看：在一次側(cè)，鐵心磁通和在一次繞組中感應(yīng)的電勢為 （51）