電機(jī)拖動(dòng)重點(diǎn)整理歸納

1、第二章一、負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性：負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性是指生產(chǎn)機(jī)械工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系即：n=f(TL)_恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，其大小與轉(zhuǎn)速n無關(guān),恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載分反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性:恒值負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tf總是與轉(zhuǎn)速nf的方向相反，即作用方向是阻礙運(yùn)動(dòng)的方向。當(dāng)正轉(zhuǎn)時(shí)nf為正， Tf與nf方向相反，應(yīng)為正，即在第一象限,當(dāng)反轉(zhuǎn)時(shí)nf為負(fù)， Tf與nf方向相反，應(yīng)為負(fù)，即在第三象限；當(dāng)轉(zhuǎn)速nf=0時(shí)外加轉(zhuǎn)矩不足以使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 特點(diǎn):Tf的方向與nf的方向無關(guān)。 Tf具有固定不變的方向。例如：起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，不論是提升重物還是

2、下放重物，重力的作用總是方向朝下的，即重力產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩方向固定。當(dāng)nf0時(shí)， Tf0，是阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩;當(dāng)nf 0，是幫助運(yùn)動(dòng)的拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。故轉(zhuǎn)矩特性在第一和第四象限。恒功率負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性特點(diǎn)：當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，負(fù)載功率基本不變。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件：動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，即 n不變，T=TL第三章直流電機(jī)的用途：把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿碾姍C(jī)為直流發(fā)電機(jī)；把直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的電機(jī)是直流發(fā)電機(jī)。直流發(fā)電機(jī)用來作為直流電動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁直流電源。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理：線圈不由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；電刷接直流電源；直流電源通過靜止的電刷與隨電樞轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器的滑動(dòng)接觸把直流電源轉(zhuǎn)換成電樞中的交流

3、電，保證電樞轉(zhuǎn)矩的方向不變，電樞保持逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。直流發(fā)電機(jī)的工作原理:用兩個(gè)相對(duì)放置的導(dǎo)電片(換向片)代替交流發(fā)電機(jī)的兩個(gè)滑環(huán)，電刷接觸的換向片始終是相同一側(cè)的線圈邊，所以N極一側(cè)的電刷得到的電壓始終是（+），S極一側(cè)的電刷得到的電壓始終是（-） 。直流電機(jī)的可逆性：一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，只是外界條件不同而已。如果用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞恒速旋轉(zhuǎn)，就可以從電刷端引出直流電動(dòng)勢(shì)而作為直流電源對(duì)負(fù)載供電；如果在電刷端外加直流電壓，則電動(dòng)機(jī)就可以帶動(dòng)軸上的機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)，從而把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。這種同一臺(tái)電機(jī)能作電動(dòng)機(jī)或作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的原理，在電機(jī)理論中稱為可逆原理。主要

4、結(jié)構(gòu)： 直流電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成。定子的作用是產(chǎn)生主磁場(chǎng)和在機(jī)械上支撐電機(jī)，它主要由主磁極、機(jī)座、電刷、端蓋和軸承組成。主極的用是在定轉(zhuǎn)子之間的氣隙中建立磁場(chǎng),使電樞繞組在此磁場(chǎng)的作用下感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 大多數(shù)直流電機(jī)的主磁極都是由直流電流來勵(lì)磁的，主磁極上還裝有勵(lì)磁線圈。只有小直流電機(jī)的主磁極才用永磁磁鐵，這叫永磁直流電機(jī).電刷裝置:電刷的作用是把轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組與靜止的外電路相連接，并與換向器相配合，起到整流或逆變器的作用。換向極：換向極又稱附加極或間極,其作用是用以改善換向。換向極裝在相鄰兩主極之間，它也是由鐵心和繞組構(gòu)成。直流電機(jī)轉(zhuǎn)子部分：電樞鐵心、電樞繞組、換向器、風(fēng)

5、扇、轉(zhuǎn)軸和軸承等單疊繞組1)每個(gè)極下的元件組成一條支路,并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a等于極對(duì)數(shù)p:a=p2)正負(fù)電刷間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，被電刷短路的元件里感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)最小。3）電刷桿數(shù)等于極數(shù)。電樞電動(dòng)勢(shì)（公式）：電樞電動(dòng)勢(shì)是指直流電機(jī)正、負(fù)電刷之間感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，也是電樞繞組每個(gè)支路里的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電磁轉(zhuǎn)矩（公式）P47內(nèi)容（勵(lì)磁磁通勢(shì)和電樞反應(yīng)磁通勢(shì)）=直流發(fā)電機(jī):電樞電動(dòng)勢(shì)輸出電動(dòng)勢(shì)(與電樞電流同方向)電磁轉(zhuǎn)矩制動(dòng)(與轉(zhuǎn)速方向相反)直流電動(dòng)機(jī):電樞電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)(與電樞電流反方向）電磁轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)(與轉(zhuǎn)速方向相同)。PM（電磁功率）既是機(jī)械性質(zhì)又是電性質(zhì)的功率，反映了機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的實(shí)質(zhì).他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)

6、械特性是指電動(dòng)機(jī)加上一定的電壓U和一定的勵(lì)磁電流If ，并在電樞回路中串入電阻R，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性是一條斜直線，跨越三個(gè)象限，特性較硬。機(jī)械特性只表征電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系，是電動(dòng)機(jī)本身的能力，至于電動(dòng)機(jī)具體運(yùn)行狀態(tài)，還要看拖動(dòng)什么樣的負(fù)載。固有機(jī)械特性是電動(dòng)機(jī)最重要的特性，在此基礎(chǔ)上，很容易得到電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性。人為機(jī)械特性：1.電樞回路串電阻的人為機(jī)械特性：n0不變，R增大，n增大，特性變軟，一組放射形直線2.改變電樞電壓的人為機(jī)械特性：1）斜率不變，各條特性互相平行，T 一定時(shí)，n不變， ；2）n0與U成正比。3. 減小氣隙磁通量的人為

7、機(jī)械特性：越小，n0越高，越大，機(jī)械特性變軟，T一定時(shí)，n也變大。 第四章除微型電機(jī)外，一般直流電動(dòng)機(jī)不允許直接啟動(dòng)。起動(dòng)條件：滿磁通起動(dòng)；IS(22.5)IN；TS(1.11.2)TN 啟動(dòng)方式：1電樞回路串電阻啟動(dòng)；啟動(dòng)電流為is=un/(ra+r)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL已知，根據(jù)啟動(dòng)條件的要求確定R的大小目標(biāo): (并且)保證電磁轉(zhuǎn)矩持續(xù)較大及電流持續(xù)較??；電樞回路串電阻起動(dòng)：一般采用多級(jí)電阻分級(jí)起動(dòng)，起動(dòng)過程中起動(dòng)電阻逐步切除。2降電壓?jiǎn)?dòng)。 降低電源電壓U，啟動(dòng)電流為is=u/ra，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL已知，根據(jù)啟動(dòng)條件要求，可以確定U的大小；逐漸升高電壓U，直至最后升高到UN（為了保持啟動(dòng)過程中電磁轉(zhuǎn)

8、矩一直較大及電樞電流一直較?。?.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速：調(diào)速的性能指標(biāo)是決定電動(dòng)機(jī)選擇哪一種調(diào)速方法的依據(jù)，主要的性能指標(biāo)有四個(gè)方面：調(diào)速方式、調(diào)速范圍與靜差率、調(diào)速的平滑性、調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性。改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比改變工作機(jī)構(gòu)的速度，稱為機(jī)械調(diào)速。人為改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)（如電壓、勵(lì)磁電流或電樞回路電阻），使同一負(fù)載得到不同轉(zhuǎn)速，稱為電氣調(diào)速。直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：（1）電樞串電阻調(diào)速只能在額定轉(zhuǎn)速（基速）以下調(diào)速，一般稱為由基速向下調(diào)速。特點(diǎn)： 機(jī)械特性變軟，受負(fù)載波動(dòng)影響大； 在空載或輕載時(shí)，調(diào)速范圍小 有級(jí)調(diào)速； 損耗大，電動(dòng)機(jī)效率低它應(yīng)用于對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合（2）降低電源電壓調(diào)速 特點(diǎn)

9、： 基速向下調(diào)速； 機(jī)械特性的硬度不變，速度穩(wěn)定性好； 可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速； 損耗小，電動(dòng)機(jī)效率高。（3）弱磁調(diào)速（基速向上調(diào)）特點(diǎn)：a基速向上調(diào)速 b 可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；c 損耗小，電動(dòng)機(jī)效率高。通常與降低電源電壓調(diào)速配合使用，可以得到較寬的調(diào)速范圍，能較好地滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。-優(yōu)點(diǎn)：在功率較小的勵(lì)磁電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制方便，能量損耗小，調(diào)速的平滑性較高。缺由于電動(dòng)機(jī)nmax不可能太高，主要受電動(dòng)機(jī)機(jī)械強(qiáng)度及換向的限制。另外，電機(jī)體積及耗材增多，不經(jīng)濟(jì) 電動(dòng)機(jī)允許輸出轉(zhuǎn)矩不變的調(diào)速方法稱恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。電樞串電阻調(diào)速和降低電源電壓調(diào)速都屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在保持電樞電流接近或等于額定值條件下，調(diào)速過程中

10、電動(dòng)機(jī)允許輸出功率不變的調(diào)速方法稱為恒功率調(diào)速。弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。最好的配合方式為：恒功率負(fù)載，采用恒功率的調(diào)速方法(弱磁調(diào)速)；恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速方法(變電壓或變串入電阻調(diào)速)。這樣匹配，使電機(jī)在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)容量能充分利用，且 Ia=IN 不變，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速轉(zhuǎn)矩與負(fù)載一致時(shí)，電機(jī)容量能充分利用。調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩 調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，靜差率 或稱轉(zhuǎn)速變化率，是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。注意：靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。(1) n0一定，硬度越大，靜差率越小，穩(wěn)定性越好；（2）硬度一定，n0越大，

11、靜差率越小。調(diào)速的平滑性a無級(jí)調(diào)速的平滑性最好；b有級(jí)調(diào)速的平滑性用平滑系數(shù)表示：相臨兩極轉(zhuǎn)速中，高一級(jí)轉(zhuǎn)速與低一級(jí)轉(zhuǎn)速之比。調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性主要考慮調(diào)速設(shè)備的初投資、調(diào)速時(shí)電能的損耗、運(yùn)行時(shí)的維修費(fèi)用4.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的 電動(dòng)與制動(dòng)運(yùn)行他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)各種類型的負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若改變其電源電壓、磁通及電樞回路所串電阻，工作點(diǎn) 就會(huì)分布在四個(gè)象限 之內(nèi)。在 n-T 二維坐標(biāo)系中，若 T 與 n 同方向（同正同負(fù)），則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)。若 T與 n反方向，則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)運(yùn)行：當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在第和第 象限時(shí)，電機(jī)分別工作在 正向和反向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在第和第象限時(shí)，電機(jī)處于制

12、動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。在電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)距是拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 能耗制動(dòng)：倒拉反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)回饋制動(dòng) 功率流向負(fù)載機(jī)械能電樞繞組電能電樞回路總電阻熱能反接制動(dòng)1電樞電壓反向的反接制動(dòng)迅速停機(jī)回饋制動(dòng)(發(fā)電狀態(tài))特點(diǎn)：nn0，因而 EUa，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),降低電源電壓調(diào)速：增強(qiáng)磁通調(diào)速第六章6.2.1電樞繞組:三相單層集中整距繞組：每一相只有一個(gè)整距線圈，定子上每個(gè)槽里只有一個(gè)線圈邊。這種繞組除了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的波形不理想外，電樞表面的空間也沒有充分利用，不如采用分布繞組好 三相單層分布繞組：基波電動(dòng)勢(shì)星形相量圖 最多可以并聯(lián)的支路有p個(gè)當(dāng)電機(jī)每相的總線圈數(shù)一定時(shí)，如用一路串聯(lián)，

13、則每相基波電動(dòng)勢(shì)要比并聯(lián)時(shí)大，而電流比并聯(lián)時(shí)的總電流小6.2.2 三相雙層繞組是指定子上每個(gè)槽里能放兩個(gè)圈邊，每個(gè)圈邊為一層。一個(gè)線圈有兩個(gè)圈邊，電機(jī)線圈的總數(shù)等于定子的槽總數(shù)。雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)是線圈能夠任意短距，對(duì)改善電動(dòng)勢(shì)波形有好處 6.2.3 繞組的諧波電動(dòng)勢(shì)-實(shí)際的電機(jī)氣隙里磁密的分布不完全都是基波，尚有諧波，如三次、五次、七次等奇數(shù)次諧波。所謂三次、五次、七次諧波磁密，即在一對(duì)磁極極距中有三、五、七個(gè)波長(zhǎng)的正弦形磁密波。這些諧波也要在各槽里的導(dǎo)體中感應(yīng)出各次諧波電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)繞組采用了短距、分布以及三相連接時(shí)，可以使各次諧波電動(dòng)勢(shì)大大被消弱，甚至使某次諧波電動(dòng)勢(shì)為零。當(dāng)然，短距、分布也能降

14、低基波電動(dòng)勢(shì)，只要設(shè)計(jì)合理，讓基波電動(dòng)勢(shì)消弱的少，而大大消弱諧波電動(dòng)勢(shì)就可以了。三相星接和角接，在三相線電動(dòng)勢(shì)中不會(huì)有三次諧波及三的倍數(shù)次諧波電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)。這是由于三相三次諧波以及三的倍數(shù)次諧波電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間相位上同相所造成的。 6.3磁通勢(shì)介紹： 在電機(jī)里，不管什么樣的繞組，當(dāng)流過電流時(shí)，都要產(chǎn)生磁通勢(shì)。所謂磁通勢(shì)，指的是繞組里的全電流，或安培數(shù)。交流電機(jī)電樞繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)與直流電機(jī)相比，要復(fù)雜一些。分析磁通勢(shì)的大小及波形等問題，應(yīng)從兩大方面來考慮：1繞組在定子空間所在的位置；2再考慮該繞組流過的電流，在時(shí)間上又是如何變化的。 交流繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)，既是空間的函數(shù)，又是時(shí)間的函數(shù)。整距線圈 磁

15、通勢(shì)從定子到轉(zhuǎn)子的方向作為正方向。線圈電流：i=根號(hào)2icoswt ,磁通勢(shì)的大小是由電流的大小決定的，當(dāng)電流按正弦規(guī)律變化時(shí)，磁通勢(shì)的大小也隨之按正弦規(guī)律變化，稱為脈振波。磁通勢(shì)交變的頻率與電流的頻率一樣。最大幅值：1/2根號(hào)2INy該磁通勢(shì)的極數(shù)為一對(duì)，與電機(jī)的極數(shù)對(duì)數(shù)相等。四極電機(jī)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)：該磁通勢(shì)的極數(shù)為兩對(duì)，與電機(jī)的極數(shù)對(duì)數(shù)相等2、磁通勢(shì)展開：空間矩形波可用傅氏基數(shù)展成無窮多個(gè)正弦波。因此，空間矩形分布的脈振磁通勢(shì)，可以展開成無窮多個(gè)空間正弦分布的磁通勢(shì)，每個(gè)正弦分布的磁通勢(shì)同時(shí)都隨時(shí)間正弦變化基波及其諧波磁通勢(shì)的特點(diǎn)：1）基波及其諧波磁通勢(shì)的最大值Fyv=1/vFy1,2）

16、基波及其諧波磁通勢(shì)的極對(duì)數(shù):基波磁通勢(shì)的極對(duì)數(shù)與電機(jī)的極對(duì)數(shù)一樣多，三次諧波的極對(duì)數(shù)是基波的三倍，五次諧波磁通勢(shì)的極對(duì)數(shù)是基波的五倍，等等。3）基波及其諧波磁通勢(shì)幅值隨時(shí)間變化的關(guān)系:當(dāng)電流隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化時(shí)，不論是基波磁通勢(shì)或諧波磁通勢(shì)，它們的幅值都是隨時(shí)間按電流的變化規(guī)律而變化，即在時(shí)間上，都為脈振波。由前面的分析，可以得到:1一個(gè)脈振波可以分解為兩個(gè)波長(zhǎng)與諧振波完全一樣，分別朝相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)波，旋轉(zhuǎn)波的幅值是原諧振波最大振幅的一半；2當(dāng)脈振波振幅為最大值時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)波正好重疊在一起。一個(gè)在空間按余弦分布的磁通勢(shì)波，可以用一個(gè)空間矢量來表示，讓矢量的長(zhǎng)短等于該磁通勢(shì)的幅值，矢量的位

17、置就在該磁通勢(shì)波正幅值所在的位置。6.4三相合成基波旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的特點(diǎn)：1.幅值不變,為圓形旋轉(zhuǎn)磁通F1=3根號(hào)2NI(kdp1)/(pi*p),2)轉(zhuǎn)向：磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)向?yàn)殡娏鞯南嘈?，從領(lǐng)先相到滯后相旋轉(zhuǎn)3)轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速n=60f/p;w=pi*pn/304)瞬間位置 當(dāng)某相的電流值達(dá)到最大值時(shí)，合成磁通勢(shì)正好位于該軸線處三相三次諧波磁通勢(shì)互相抵消，同理可以知道三的倍數(shù)次諧波的合成磁通勢(shì)也是零。采用分布和短距繞組可以大大的降低五次和七次諧波等高次諧波，因此三相繞組可以忽略諧波，只認(rèn)為基波磁通勢(shì)是主要的。（此后再提到基波磁通勢(shì)是下標(biāo)的數(shù)字1都去掉）第七章 7.1 異

18、步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)各種機(jī)械負(fù)載異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子繞組接到交流電源上，轉(zhuǎn)子繞組自身短路，由于電磁感應(yīng)的關(guān)系，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)、電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以，異步電機(jī)又叫感應(yīng)電機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可以分為：繞線式和鼠籠式 異步電動(dòng)機(jī)的定子： (1) 定子鐵心(2) 定子繞組(3) 機(jī)座：(4) 端蓋：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子：1.轉(zhuǎn)子鐵心 2.轉(zhuǎn)子繞組繞線式(轉(zhuǎn)子與定子繞組相似，為對(duì)稱三相繞組，一般星形聯(lián)結(jié)三出線端分別接到轉(zhuǎn)軸上三個(gè)滑環(huán)上，通過電刷引出電流。其特點(diǎn)是可以通過滑環(huán)電刷在轉(zhuǎn)子回路接入附加電阻)、鼠籠式轉(zhuǎn)子 3.轉(zhuǎn)軸支撐轉(zhuǎn)子鐵心的作用 3

19、. 氣隙：定、轉(zhuǎn)子間空氣隙按定子相數(shù)分：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)；兩相異步電動(dòng)機(jī)；三相異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：繞線式異步電動(dòng)機(jī)；鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)、雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)、深槽式異步電動(dòng)機(jī)）按有無換向器分：無換向器異步電動(dòng)機(jī)；換向器異步電動(dòng)機(jī)7.1.5 異步電動(dòng)機(jī)的工作原理: 利用感應(yīng)原理進(jìn)行工作，因此也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作條件：1空間有旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng) ； 2.轉(zhuǎn)子與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即nn1 ； 3.轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或轉(zhuǎn)子三相繞組短路7.4 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系1三相異步電動(dòng)機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，nn1；2當(dāng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 T=作用于轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n為某一確定值；3可以

20、用轉(zhuǎn)差率 s 衡量 n 與 n1 之間的差距。4轉(zhuǎn)子各電量的大小均與轉(zhuǎn)差率 s 有關(guān)，因此分析三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)各量的大小，首先要定義轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率（轉(zhuǎn)差或滑差）：其大小可以反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速7.4.2定、轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)及磁通勢(shì)關(guān)系 三相對(duì)稱電流I1產(chǎn)生的氣隙空間旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)F1 ：a幅值：b轉(zhuǎn)向：從領(lǐng)先相繞組軸線到落后相繞組軸線c轉(zhuǎn)速：相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為60f/pd瞬間位置：當(dāng)I達(dá)正最大值時(shí)，轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)F1應(yīng)在相繞組軸線處。合成磁通勢(shì)（異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁磁通勢(shì)）a幅值：i0.b轉(zhuǎn)向：從領(lǐng)先相繞組軸線到落后相繞組軸線c轉(zhuǎn)速：相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為n1,d當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速

21、n旋轉(zhuǎn)時(shí)，定轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)同步旋轉(zhuǎn)，只是磁通勢(shì)的大小及相互之間的相位有所不同。對(duì)應(yīng)的電流為勵(lì)磁電流，約為2050%額定值。7.4.4 轉(zhuǎn)子繞組的頻率折合頻率折合將轉(zhuǎn)子繞組中各電量頻率折合為定子頻率。原則：保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)F2大小、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速不變。由于：轉(zhuǎn)子磁通勢(shì) F2與定子磁通勢(shì) F1同步旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)速 n無關(guān)，即與轉(zhuǎn)子電量頻率f2無關(guān)。只需保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)F2的大小不變，即需要保證轉(zhuǎn)子繞組電流有效值保持不變，其頻率可以任意設(shè)定。所以，在保證轉(zhuǎn)子電流有效值I2不變的情況下，可以將轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子直接等效為靜止的轉(zhuǎn)子，即頻率f2變?yōu)閒1。(在頻率變換的過程中，轉(zhuǎn)子電流有效值保持不變，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)角

22、2也沒有發(fā)生變化。)7.4.5異步電動(dòng)機(jī)的等效電路用可調(diào)電阻與電機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)，將轉(zhuǎn)動(dòng)的異步電動(dòng)機(jī)等效成為靜止的電路。7.5三相異步電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩(看書)7.6三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在定子電壓、頻率和參數(shù)固定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)速 n（或轉(zhuǎn)差率 s ）之間的函數(shù)關(guān)系。異步電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載時(shí)，等值電路中的勵(lì)磁阻抗支路可以移到前面或者不作任何改變。7.6.1固有機(jī)械特性（三種狀態(tài)）：三相異步電動(dòng)機(jī)在定子電壓、頻率均為額定值不變，定、轉(zhuǎn)子回路不串入任何電路元件條件下的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性。（書上的圖）過載能力(最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù))：最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值。7.6.2 人為機(jī)械特

23、性1. 降低定子端電壓的人為機(jī)械特性2. 定子回路串接三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性 3. 定子回路串接三相對(duì)稱電抗的人為機(jī)械特性4. 轉(zhuǎn)子回路串入三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性第八章8.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)直接加額定電壓，定子回路不串任何電器元件時(shí)的起動(dòng)。三相異步電機(jī)的起動(dòng)要滿足生產(chǎn)機(jī)械對(duì)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的要求(起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大)，以保證生產(chǎn)機(jī)械的正常起動(dòng)。縮小起動(dòng)時(shí)間、起動(dòng)電流要小，以減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊。下面兩種情況不能直接啟動(dòng)：變壓器與 電機(jī)容量之比不足夠大；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能滿足要求。綜上所述，三相異步電機(jī)直接起動(dòng)的情況只適應(yīng)于供電變壓器容量較大，電動(dòng)機(jī)容量小于7.

24、5kw的小容量鼠籠式異步電機(jī)。對(duì)于大容量鼠籠式異步電機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)可采用如下方法：（1）降低定子電壓；（2）加大定子端電阻或電抗；（3）對(duì)于繞線式異步電機(jī)還可以采用加大轉(zhuǎn)子端電阻或電抗的方法。對(duì)于鼠籠式異步電機(jī)，可以結(jié)構(gòu)上采取措施，如增大轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻，改進(jìn)轉(zhuǎn)子槽形。直接起動(dòng)時(shí)的影響：（1）起動(dòng)電流較大，可達(dá)額定電流的47 倍，甚至達(dá)到812倍。（2）過大的起動(dòng)電流造成電機(jī)過熱，影響電動(dòng)機(jī)的壽命。（3）過大的起動(dòng)電流使電動(dòng)機(jī)受到電動(dòng)力的沖擊，繞組變形可能造成短路而燒毀電動(dòng)機(jī)。（4）過大的起動(dòng)電流會(huì)使電網(wǎng)線路電壓降增大，對(duì)同一線路中的其他電器設(shè)備造成影響。 直接起動(dòng)即全壓起動(dòng)。 全壓起動(dòng)條

25、件：1）異步電動(dòng)機(jī)功率低于7.5KW 。28.2 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)1.定子串接電抗器或電阻起動(dòng)2. 星形三角形(Y)降壓起動(dòng)方法：起動(dòng)時(shí)定子繞組接成Y形，運(yùn)行時(shí)定子繞組則接成形，其接線圖如圖示。對(duì)于運(yùn)行時(shí)定子繞組為Y形的籠型異步電動(dòng)機(jī)則不能用Y起動(dòng)方法，適用于正常運(yùn)行時(shí)接成D的電機(jī)，是普通機(jī)床上常用的起動(dòng)方法。Y起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流與直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流三分之一 3. 自耦變壓器(起動(dòng)補(bǔ)償器)起動(dòng) 方法：自耦變壓器也稱起動(dòng)補(bǔ)償器。起動(dòng)時(shí)電源接自耦變壓器原邊，副邊接電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)結(jié)束后電源直接加到電動(dòng)機(jī)上。采用自耦變壓器降壓起動(dòng)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都降K2倍。自耦變壓器一般有23組抽頭，其

26、電壓可以分別為原邊電壓U1的80%、65%或55%、64%、73%。該種方法對(duì)定子繞組采用Y形或形接法的電機(jī)都可以使用，缺點(diǎn)是設(shè)備體積大，投資較貴軟起動(dòng)方法 采用電子軟起動(dòng)來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)：（1）限流或恒流起動(dòng)（2）斜坡電壓軟起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)。（4）轉(zhuǎn)矩加脈沖突變控制（5）電壓控制8.3高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)1. 轉(zhuǎn)子電阻值較大的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子電阻大，則直接啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩大，最大轉(zhuǎn)矩也大，但同時(shí)額定轉(zhuǎn)差率較大，運(yùn)行段機(jī)械特性較軟(高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī))。2. 深槽式鼠籠異步電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子槽型深而窄，其深度與寬度之比約為10-20.運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條有電流通過，底部漏磁通比槽口的多

27、，所底部漏電抗大，槽口部分漏電抗小。當(dāng)頻率較高時(shí)交流電流集中到導(dǎo)條槽口容易出現(xiàn)集膚效應(yīng)或趨表效應(yīng)-剛啟動(dòng)時(shí)，集膚效應(yīng)使導(dǎo)條內(nèi)電流比較集中在槽口，相當(dāng)于減少了導(dǎo)條的有效截面積，使轉(zhuǎn)子電阻增大。隨著轉(zhuǎn)速n的升高，集膚效應(yīng)逐漸減弱，轉(zhuǎn)子電阻逐漸減少，直到正常運(yùn)行，轉(zhuǎn)子電阻自動(dòng)變回到正常運(yùn)行值。正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率很小，轉(zhuǎn)子頻率也很低，轉(zhuǎn)子漏抗很小，因此在電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子電流主要有電阻決定。這樣，轉(zhuǎn)子電流在導(dǎo)條內(nèi)的分布均勻，集膚效應(yīng)不明顯。3. 雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī) 雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)比普通異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子漏電抗大，功率因數(shù)稍低，效率差不多。其轉(zhuǎn)子上裝有兩套并聯(lián)的鼠籠。外籠：起動(dòng)籠，電阻大黃銅或 鋁青銅 內(nèi)

28、籠：運(yùn)行籠，電阻小紫銅 起動(dòng)時(shí)：f2=f1，內(nèi)籠漏抗大，電流集中在上籠Ist小，Tst大 運(yùn)行時(shí)：f2=13Hz，漏抗遠(yuǎn)比電阻小，電流大部分從電阻較小的下籠流過。 轉(zhuǎn)子漏抗大，cosj和過載能力小，制造相對(duì)工藝復(fù)雜。用于對(duì)Tst要求高的場(chǎng)合。8.4繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 轉(zhuǎn)子回路中可以外串三相對(duì)稱電阻，以增大電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)結(jié)束后可以切除外串電阻，電動(dòng)機(jī)的效率不受影響。它可用在重載和頻繁啟動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械上。1轉(zhuǎn)子回路串接頻敏電阻器起動(dòng) 對(duì)于單純限制啟動(dòng)電流、增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的繞線式異步電機(jī)，可采用轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)。頻敏變阻器是由三相鐵芯線圈組成，每一相的等效電路與變壓器空載運(yùn)行的等效電

29、路一致。2、轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng) 為使整個(gè)啟動(dòng)過程中盡量保持較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩采用逐級(jí)切除轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻的分級(jí)啟動(dòng)。8.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在拖動(dòng)各種不同負(fù)載的條件下，若改變異步電動(dòng)機(jī)電源電壓的大小、相序及頻率，或者改變繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路所串電阻等參數(shù)，三相異步電動(dòng)機(jī)就會(huì)運(yùn)行在四個(gè)象限的各種不同狀態(tài)。-若電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向一致時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)；若電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向相反時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)狀態(tài)中，根據(jù)T與n的不同情況，又分為回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、倒拉制動(dòng)及能耗制動(dòng)等。一. 電動(dòng)運(yùn)行當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)在第一象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)為正向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)

30、電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)在第三象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)為反向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。二三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 在下述情況運(yùn)行時(shí)，則屬于電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中(例如起重機(jī)下放重物時(shí)，運(yùn)輸工具在下坡運(yùn)行時(shí))，使設(shè)備保持一定的運(yùn)行速度；在機(jī)械設(shè)備需要減速或停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)減速和停止的情況下，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行屬于制動(dòng)狀態(tài)。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有下列兩類：機(jī)械制動(dòng)是利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)從電源切斷后能迅速停轉(zhuǎn)。它的結(jié)構(gòu)有好幾種形式，應(yīng)用較普遍的是電磁抱閘，它主要用于起重機(jī)械上吊重物時(shí)，使重物迅速而又準(zhǔn)確地停留在某一位置上。 電氣制動(dòng)是使異步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)的

31、旋轉(zhuǎn)方向相反。電氣制動(dòng)通?？煞譃槟芎闹苿?dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng) (再生制動(dòng)) 等3類。 1能耗制動(dòng)當(dāng)定子繞組通入直流電源時(shí)，在電動(dòng)機(jī)中將產(chǎn)生一個(gè)恒定磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子因機(jī)械慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割恒定磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，轉(zhuǎn)子電流和恒定磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，根據(jù)右手定則可以判電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)n=0時(shí)，T=0，制動(dòng)過程結(jié)束。這種方法是將轉(zhuǎn)子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，所以稱能耗制動(dòng)基本原理 方法：將運(yùn)行著的異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組從三相交流電源上斷開后，立即接到直流電源上，對(duì)于采用能耗制動(dòng)的異步電動(dòng)機(jī)，既

32、要求有較大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又要求定、轉(zhuǎn)子回路中電流不能太大使繞組過熱。能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)較平穩(wěn)。缺點(diǎn)是需要一套專門的直流電源供制動(dòng)用。 2反接制動(dòng)分為電源反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)兩種。方法：改變電動(dòng)機(jī)定子繞組與電源的聯(lián)接相序，電源的相序改變，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)立即反轉(zhuǎn)，而使轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢(shì)、電流和電磁轉(zhuǎn)矩都改變方向，因機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向未變，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，此稱電源反接制動(dòng)。四、倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行 方法：當(dāng)繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載時(shí)，在其轉(zhuǎn)子回路串入很大的電阻。在其轉(zhuǎn)子回路串入的大電阻超過某一數(shù)值時(shí)，電機(jī)還要反轉(zhuǎn)，運(yùn)行于第四象限。它的轉(zhuǎn)差率s1，電磁功率PM0，機(jī)械功率Pm0，但是，倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)負(fù)載向電機(jī)送入機(jī)械功率是靠著負(fù)載儲(chǔ)存的位能的減少。這種運(yùn)行狀態(tài)與直流電機(jī)倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行的情況一致，也是位能性負(fù)載到