電力拖動(dòng)期末復(fù)習(xí)

電力拖動(dòng)期末復(fù)習(xí)

第一章變壓器

1.變壓器是一種靜止的電器，它利用電磁感應(yīng)原理將一種等級(jí)電壓和電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另

一種等級(jí)的電壓和電流的交流電能。

2.變比為5的變壓器屬于降壓變壓器。

3.變壓器的額定容量指的是視在功率，三相變壓器的額定電壓指的是線電壓，其一次側(cè)額定電流用額定電

q

壓和額定容量表示為/="^-

lv出加

4.變壓器各參數(shù)的參考方向標(biāo)注

＞電源電壓K——習(xí)慣取由首端，指向尾端X

＞空載電流^/o一習(xí)慣取參考正方向與電壓力一致

＞磁通S力L習(xí)慣取參考正方向與電流正方向符合“右手螺旋”

定則

，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、A利——習(xí)慣做參考正方向與磁通正方向符合

“右手螺旋”定則

＞二次電流Z——參考正方向與磁通正方向符合“右手螺旋”定則

＞二次開路電壓Uo—習(xí)慣取參考正方向與力的正方向一致

5變壓器的主磁通在一次和二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是傳遞能量的媒介,

漏磁通只產(chǎn)生壓降，不能進(jìn)行能量傳遞.

6.變壓器的平衡方程

》一次繞組的電壓方程式：4=-9一51+吞4

?如果輸入電壓按照正弦規(guī)律變化，則電勢(shì)平衡方程：

口=%%-邑-邑。=-邑+

+jXlai0=~EX+iozl

A漏阻抗：

Z,=Z]+jXXa

X在空載情況下，漏阻抗可以忽略，則：（jf—E=—J4.44工M（t）泡

A在忽略漏磁通的情況卜，外加電壓僅由鎮(zhèn)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來平衡，兩者

大小相等，方向相反，也稱感成電動(dòng)勢(shì)為反電動(dòng)勢(shì)。

＞二次繞組的電壓方程式：

A電壓方程

e2=E2tnsin（6?z-y）

＞最大值

E2m=①

＞有效值g=4.44八%①旭

＞相量形式：A=一，4.44工乂金用

A平衡方程

U2=E2

7.變壓器的控制電流由勵(lì)磁電流和鐵損電流組成，其中勵(lì)磁電流屬于無功分量，鐵損電流屬于有功分量。

8.變壓器空載等效電路和相量圖

3=5+1乙

9.變壓器的負(fù)載運(yùn)行

10.由此可知，變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次繞組電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)是產(chǎn)生主磁通的激磁分量，另一個(gè)

是抵消二次電流建立的磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主磁通影響的負(fù)載分量，即供給二次負(fù)載功率的一次繞組電流的負(fù)載分

量。

iILN,+i2N2=0

11.負(fù)載運(yùn)行基本方程式

E工=KE2、=EJ?

功耗不變：

I；R；=（與2K2凡=1區(qū)

漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能不變：

丫以；==；工2』

磁動(dòng)勢(shì)不變：

1漢=》必=1風(fēng)去=1風(fēng)

J\.IVI

11.等效電路和相量圖

■T型等效電路

口=-E+力

t72=E2+12Z2

i1=iw-i>z

u^i2zL

A拓

■T型等效電路

1.畫出負(fù)載的電壓匕:、電流I2及其

夾角6-----功率因數(shù)宛；

2.在上依次迭加I；R；和/j：X；b（超

前90?！鏁r(shí)針卡90。）得電動(dòng)穿E；

,又后=月，即得E；

3.據(jù)電動(dòng)勢(shì)公式，可畫出主磁通中需超前90。）；

4.作激磁電流乙，超前一個(gè)鐵損角a：

5.作A=J2"

6.車-E上依次迭加j]R]（與彳平行）

和筋入4超前90?！鏁r(shí)針轉(zhuǎn)90。）得?f?

I2R2

電源電壓Ui；E-E2

12.空載試驗(yàn)

空載試驗(yàn)可以：

測(cè)變比K,鐵心損耗P。，空載電流I。，勵(lì)磁參數(shù)Rm、Xm、Zm

■方法及注意事項(xiàng)：

，從安全角度考慮,一般在低壓側(cè)進(jìn)行。即在低壓側(cè)加電源并測(cè)量

U2、JPo，高壓側(cè)短路。

/所得參數(shù)為低壓側(cè)的參數(shù)，如果需要畫折算到高壓側(cè)的等效電路

,還要按折算規(guī)律折算到高壓側(cè)。

/空載實(shí)驗(yàn)應(yīng)在額定電壓下進(jìn)行，所得參數(shù)更反映真實(shí)情況。

,對(duì)于三相變壓器，必須將測(cè)得數(shù)據(jù)換算成每相值，即相電壓、相

電流和每相功率。

10

測(cè)銅損耗，并據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)算變壓器的短路參數(shù)Zk、Rk、Xk0

■方法及注意事項(xiàng)：

/短路試驗(yàn)常在高壓進(jìn)行。即格低壓側(cè)短路，在高壓側(cè)加電壓并測(cè)

量電壓、電流和功率。

/用調(diào)壓器由零開始上調(diào)直到電流達(dá)到額定時(shí)止。測(cè)量并記錄U*

%和Pk°

/此時(shí)I。很小，故鐵損耗小可忽略。測(cè)得的功耗為繞組上的銅耗。

■短跑試驗(yàn)的計(jì)算公式

阻抗換算后變?yōu)?/p>

短路試驗(yàn)可以;高壓側(cè)或低壓

高壓側(cè)和低壓側(cè)的參

14.外特性

外特性是在一次電壓和負(fù)載性質(zhì)不變時(shí)，輸出電壓5隨負(fù)載

當(dāng)可變損耗等于不變損耗時(shí)

即：代P松=P?；駼=

P

一般在電力系統(tǒng)中，最高效率發(fā)fn

生在口=0.5~0.6之間，此時(shí)PkN為

Po的3~4倍。

由于變壓器并不經(jīng)常滿載運(yùn)行，銅

損隨晝夜和季節(jié)的變化而變化，鐵

損只要投入運(yùn)行就基本保持不變,

因此把鐵損設(shè)計(jì)小些是合理的.

第二章異步電機(jī)

1.根據(jù)異步電機(jī)的銘牌，進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算：同步轉(zhuǎn)速、極對(duì)數(shù)、轉(zhuǎn)差率、扭矩、轉(zhuǎn)子感生電流的頻率，并畫

出定子繞組的接線方式

2p=6＞三相異步電動(dòng)機(jī)

型

號(hào)

Y132S-6功率3kW頻率50Hz

電

壓

電流聯(lián)結(jié)

轉(zhuǎn)

速380V7.2AY

960r/min功率因數(shù)0.76絕緣等級(jí)B

2.異步電機(jī)與變壓器感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的異同

■三相繞組電動(dòng)勢(shì)

■定子繞組——產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速nl

■轉(zhuǎn)子繞組一切割切割磁力線,隨定子磁場(chǎng)靖動(dòng)，轉(zhuǎn)速n

■定子繞組

號(hào)=4.44工乂①iKV]

繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

變壓器是由于磁通正弦規(guī)律變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

■異步電機(jī)與變壓器的異同

/主磁場(chǎng)性質(zhì)不同：異步電機(jī)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，變壓器為脈動(dòng)

磁場(chǎng)

/異步電機(jī)空載時(shí),變壓器

E2?0,Z2￡2^0,Z2=0

/由于存在氣隙，異步電機(jī)I。為20-30%,變壓器僅為2-

10%

/由于存在氣隙，異步電機(jī)漏抗較變壓器要大

/異步電機(jī)通常采用短距和分布繞組，計(jì)算式需考慮繞組

系數(shù)KN,變壓器為整距繞組，可以認(rèn)為繞組系數(shù)為1

3.空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程

足于

■電動(dòng)勢(shì)平衡方程

■定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1

E=-,4.44.仁

■定子漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)漏磁電動(dòng)勢(shì)

■定子繞組電阻壓降

■定子繞組電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程：

仃1--工-宜1。+必=-E+/。（凡+Xib）=-E+，oZib

5.空載等效電路

■等效電路

/主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可表示為:

￡=-八（凡+｛）=-"0

6.負(fù)載運(yùn)行的電壓平衡方程式

電路電壓平衡方程

U[=-Ex-EXa+UR=-&+，0（此+Mb）=-Ex+i0Zx

■轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率

■轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

4.44人N皿Ka=4.44%必①島2=嗎。

E2S=

區(qū)。=4.44<N?①]K，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？?

K_E「NKN,

■E20N&2

7.根據(jù)轉(zhuǎn)子電路電流公式，分析異步電機(jī)帶載啟動(dòng)時(shí)的電流情況，說明降壓起動(dòng)的必要性

■轉(zhuǎn)子繞組阻抗

^=^f2L2a=^L2a=SX20

■轉(zhuǎn)子電路的電壓平衡方程

區(qū)+以="

E2s=uR-E2a=i2R-（-jXj2）=i2（R+jXQ=i2z2s

■轉(zhuǎn)子電路的電流.反R

J_fs_L2s

2

~R+jX25~Z2s

SO起動(dòng)瞬間的電流較大，

J_E2s__E2

2-J-?+x：一飆+rx；需要降壓起動(dòng)

8.轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速關(guān)系

■轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)

，繞線式繞組

巧二丁一轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速：〃、="=竺男=叫SJ-"

ppp]丁

＞「2是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速

，轉(zhuǎn)子相互對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為n

＞所以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為：…=%-"+〃=%

與定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同，方向相同

==：轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)相對(duì)靜止

9.負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)平衡

/乙如&=/

叫MK”m

..1.

電流比：&=町MK”

加2N?KN?

10.負(fù)載運(yùn)行的基本方程式

■基本方程

)

■電壓平衡方程”=—E—Exa+lR=-Ex+i4

宜2s=，2(R+jXQ=S屯20

氏=—i<Rm+jXG;一LZm

■磁動(dòng)勢(shì)平衡方程Fl+F2=Fm/1+/;±=4.

Ki

■電流電壓系數(shù)

K—嗎N[K.V]K_&_N&\

1eI?

mNK1NNK

22N2心202^N2

11.等效電路及相量圖

＞靜止的等效轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與實(shí)際轉(zhuǎn)子繞組相同，包括轉(zhuǎn)速、幅值和相位角

＞靜止的等效轉(zhuǎn)子繞組的有功功率、無功功率、銅耗等電磁性能與原轉(zhuǎn)子繞組相同

1j1—S

P=m￡——&模擬機(jī)械功率的等效電阻

S

■轉(zhuǎn)子繞組折算

相數(shù)、匝數(shù)、繞組系數(shù)與定子繞組相同

-電流折算

磁動(dòng)勢(shì)不變，即：^-XO.9X^1A=^XO.9X^I/2

1

._m2N2Ky2I2_I2

2

叫N1KVi透）電流變比

，電動(dòng)勢(shì)折算

視在功率不變，即：m、E'J：=m：E3,

3/.電壓變比

，阻抗折算

轉(zhuǎn)子銅耗不變：叫//=嗎空；.

區(qū)=叫&(%)2=<&'&阻抗變比

漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能不變：-mxI：L,a=-md：L2a

222*2

%=叫4式4尸=Kj。X2a=K&XQ

m.I

凡jX\jX?o

U\

jXm

”=-E+/z

應(yīng)20="+/2工2=/(夫2+jX2Q)+12凡=A>(凡/S+jX20)

S

A+A=t

￡=&

?相量圖4N認(rèn)工

?勵(lì)磁磁通\\.

?定子及折算后的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)\

?勵(lì)磁電流\-Ei

?折算后電流勾=Z(4/s+jX；。)\(p\

?定子繞組電流

?定子繞組電壓,2rz

■小結(jié)

1）等效電路中4R；為機(jī)械功率的等效電阻：

S-

當(dāng)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)，s=1，匕1反=0，此時(shí)無機(jī)械

功率輸出；旋轉(zhuǎn)時(shí)、H1，占R；HO，此時(shí)有

機(jī)械功率輸出，即仆尸匕￡足對(duì)應(yīng)的功率等于

機(jī)械功率——總功械功率」

S

2）旋轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)副邊繞組接有電阻負(fù)載的變壓器

相似：

s=l時(shí)，即剛起動(dòng)瞬間—/?：=0，相當(dāng)于副

S

邊短路的變壓器；

空載時(shí)，〃"％,S"0,4子繞組

S

近似開路，相當(dāng)于空載運(yùn)行的變壓器。

3）機(jī)械負(fù)載的變化在等效電路中由轉(zhuǎn)差率的變化來體現(xiàn)：

1

匕T—*〃J—,sT—R;J—LT—，/1T

S

電動(dòng)機(jī)從電源吸收更多的電功率

4）1總是滯后〃,所以異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)cos例總是

滯后的.原因是異步電動(dòng)機(jī)只能從電網(wǎng)吸收感性無功功率

來建立主磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng).激磁電流4愈大，所需感性無

功亦愈多，功率因數(shù)亦愈低.

5）異步電動(dòng)機(jī)和變壓器有相同形式的等效電路，但是它們

對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值相差較大.

12.功率關(guān)系

■功率關(guān)系

＞輸入功率月=加1卬1cos（p-

＞定子銅損/=網(wǎng)/溫-電磁功率

?定子鐵損PFel=網(wǎng)/:&-

＞電磁功率PM=P「pci-PFAPM=網(wǎng)耳/；cos3=mJ；=

us

＞轉(zhuǎn)子銅耗Pcu2=51；風(fēng)

＞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的機(jī)械功率Pm=PM-Pg=&。一s)Is=PQ-s)

機(jī)械損耗

A輸出功率P2^Pl~(Q-P\-PCu\-PFe\~PCu2~Pm~Pad

=4一￡'附加損耗

?幾個(gè)重要的關(guān)系式

nr-2R；Pu2

Pv=mJ；一dC

ss

Pm=mJ?R,（一）/$=%0T）

■s

13.轉(zhuǎn)矩關(guān)系

■轉(zhuǎn)矩關(guān)系

根據(jù)機(jī)械功率關(guān)系P,n=P2+3”+Pad），在等號(hào)兩

則同除于機(jī)械角速度Q,得靖矩平衡關(guān)系：

T=T?+T。

T_匕m_匕m____匕_w____=PA"/

電磁轉(zhuǎn)矩一。一2"%。-(—產(chǎn)%飛

To=Tm+T0d稱為空載轉(zhuǎn)矩;

T2稱為電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。

T=W?COS%

m〃U心

T=-------------------；——2-----------

21工[區(qū)+/）2+（占+%）2]

△

n發(fā)電機(jī)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)電磁制動(dòng)狀態(tài)

B

n

u

n

u

n

u

n

u

n

u

n

u

n

u

n

片步電機(jī)的心—s曲線

機(jī)械特性曲線T-s

14.固有機(jī)械特性

固有機(jī)械特性曲線

A點(diǎn)(n=nl=T=0)為理

想空載運(yùn)行點(diǎn)；

B點(diǎn)為額定運(yùn)行；

(:點(diǎn)(nm,Tm)為電磁轉(zhuǎn)矩

最大點(diǎn)；

D點(diǎn)(n=O,T=Ts)為堵轉(zhuǎn)點(diǎn)

,或者說叫起動(dòng)點(diǎn)。

/口卬)_9550與CW)

TN(N-m)

萬〃可

2nN(r/min)

60

?&與T=+_L__________3pu；

*22

7/?I+(X1+X2)224[±U+JR：+(X]+X2)2]

R士3pu：

或%=±2簡(jiǎn)化條件?

(X,+X2)一句。")

■機(jī)械特性--------最大電磁轉(zhuǎn)矩點(diǎn)（Tm,nm）

i）「與電壓的平方u；成正比，而％和a..無關(guān)；

2）乙與轉(zhuǎn)子回路總電阻大小R；無關(guān)，而S〃,和轉(zhuǎn)子回路

，電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，即n=O,s=l時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，也

稱起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：1=____________3pU；R；

s=2?工[(q+R)2+(XI+X；)2]

>Ts與電壓的平方U；成正比；漏電抗（乂+X；）越大，堵

轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩越?。?/p>

，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst定義：堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值,

?隱定運(yùn)行

當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載隱態(tài)運(yùn)行時(shí)，

電磁轉(zhuǎn)矩T和負(fù)載轉(zhuǎn)矩L總是大小

相等方向相反。如圖所示，這時(shí)電機(jī)

運(yùn)行在"a"或者"b"點(diǎn)都沒有什

么問題。

現(xiàn)在由于某種原因引起波動(dòng)，當(dāng)

波動(dòng)消失后，理論分析和實(shí)踐都發(fā)現(xiàn)

電機(jī)在“a"點(diǎn)繼續(xù)保持穩(wěn)定運(yùn)行，

但是不能在"b"點(diǎn)保持穩(wěn)定運(yùn)行。

15.實(shí)用公式

■實(shí)用公式

但實(shí)際使用中，某些參數(shù)不易知道，我們可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌

上的一些數(shù)據(jù)推導(dǎo)機(jī)械特性實(shí)用簡(jiǎn)化公式（忽略定子電阻）.

"PU：

24［§）2+局］+筆］

=“iPU；

21工》/一^-+疇］0+人VVV

71

s-Xk4其中令％+占=%

■實(shí)用公式

呵pu；

由于

4乃工七

最后可得實(shí)用公式：2

%+工

Ssz〃

其中A

Xk

■實(shí)用公式

根據(jù)銘牌上給出PN、額定轉(zhuǎn)速1和過載能力km用轉(zhuǎn)矩實(shí)用表達(dá)式作出

T-s曲線或進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算。

P

1）利用P和〃%求出額定電磁轉(zhuǎn)矩47；v=9550-^^7；v

nN

2）利用km求出最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm=k,JN；

3）根據(jù)?=不三=：'求出S」S,v（K+尺二i）

其中2丫=比”.這樣就可利用實(shí)用式來計(jì)算實(shí)際問題了。

16.異步電機(jī)的工作特性曲線

1.5

異步電機(jī)的工作恃俄

17.異步電機(jī)的參數(shù)測(cè)定

■空載實(shí)驗(yàn)

?

111

通過空載試驗(yàn)可測(cè)得勵(lì)磁參數(shù)(Rm、Xm

、Zm)、鐵損PF＞機(jī)械損耗Pm。YT\

調(diào)壓器

“額定電壓下，空載下運(yùn)行一段時(shí)間——機(jī)械損耗穩(wěn)定⑨

“定子電壓從(1.1~L2)UN開始下調(diào),至轉(zhuǎn)速有明顯I-@---(P

變化

”測(cè)量此時(shí)的相電壓U1、空載電流10、空載功率P0、電

機(jī)轉(zhuǎn)速n

，PO=P1+P2

“繪制P0=f(Ul)和I0=f(Ul)曲線

■空載實(shí)驗(yàn)——功率平衡

gni―s=0—>f2Ho-*E2-0―*5°―P(:u2ao

4=PcuX+PFe+Pm+P"尸網(wǎng)I4+PFe+Pm

二%件損耗：轉(zhuǎn)子的橫向電波等M

P。=Po-Pcu產(chǎn)PFe+Pm

＞機(jī)械損耗0m:僅與轉(zhuǎn)

子的轉(zhuǎn)速有關(guān)

＞鐵損PFe：僅與電壓的

平方成正比

Zo=K+jXy+R,“+jX”,=＞z。邛

/?*="段用電橋測(cè)量X。堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)測(cè)定

■短路實(shí)瞼?

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵住不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)迸行，故又稱堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。111

堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)可測(cè)得短路參數(shù)（rk、xk、Zk）量程變大丫「

■短路實(shí)驗(yàn)

電機(jī)堵轉(zhuǎn)?〃=0一PJO

22

外加電壓低-----?PFe?0Pk=m}Ik6+r2))=myIkrk

短珞電阻

XUUKVV^Ar

XQ°NO.97XK(P=1,2,3)

X；°O=0.57XK(P=4,5)

18.起動(dòng)特性

■起動(dòng)性能

，起動(dòng)：從靜止不動(dòng)加速到工作轉(zhuǎn)速的過程

-要求：在起動(dòng)時(shí)有線大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（Tst>l.lTL）,較小的起動(dòng)

電流（Ist<Imax），起動(dòng)時(shí)間短

（對(duì)電網(wǎng)的沖擊小起動(dòng)過渡過程短

起動(dòng)時(shí)s=l，n-0

設(shè)修正系數(shù)%=1

最初起動(dòng)電流：4=-7=----------------

J（K+W）+（凡+無）

最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：T

st2乃〃(4+RJ+(M+X；)2]

最初起動(dòng)轉(zhuǎn)子功率因數(shù):cos/”=

■自耦變壓器降壓起動(dòng)設(shè)在額定電壓下直接起動(dòng)

時(shí)，起動(dòng)電流為4a

1

電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流比廣［接起動(dòng)時(shí)減小到￡倍

■Y-A降壓起動(dòng)

適用于在正常運(yùn)行時(shí)定子繞組按三角形連接的電機(jī)。

■定子回路串電阻、電抗起動(dòng)

2

IA^T'=KTSI

Toe/2

電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流減少至原

來的K倍，而電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)知減

少為原來的聯(lián)（以前而同），但

損耗增加

■降壓起動(dòng)方式比較

起動(dòng)方定子相壓相對(duì)起動(dòng)電流相起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相起動(dòng)設(shè)備

法值對(duì)值對(duì)值

全壓111最簡(jiǎn)單

目耦1/Ka1/Ka21/Ka2較復(fù)雜

Y-A1/由1/31/3簡(jiǎn)單

定子串

電抗K(K<1)K2K2一般

轉(zhuǎn)子串1

電阻繞線式電機(jī)

18.調(diào)速方法

■調(diào)速方法

〃=(1-S)?坨=%(1-S)

(1)改變定子繞組的極對(duì)數(shù)p;

(2)改變電源的頻率fl；

(3)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率；

＞改變定子繞組的端電壓；

＞改變定子繞組的外加電阻或電抗;

＞轉(zhuǎn)子回路加電阻或電抗；

＞轉(zhuǎn)子回路引進(jìn)了=爐的外加電勢(shì)

■變頻調(diào)速

電壓方程：1/產(chǎn)E產(chǎn)4.44<N|K.”①〃

降低電源頻率，必須同時(shí)減小電源電壓。

(1)保持El/fl不變，降頻調(diào)速——恒磁通的控制方式

T=康sf、R；

《j(SY/

R'mxPf￡,Y

工=2血。；■8西IX

A30凡電磁轉(zhuǎn)矩不變

A/?=sn=------

1}

7rPL\a屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

(1)保持El/fl不變調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)

?機(jī)械特性硬，調(diào)速范圍寬；

?低速運(yùn)行穩(wěn)定性好；

?無級(jí)調(diào)速平滑性好；

?正常負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)差率小，轉(zhuǎn)子銅耗少，效率高；

(2)保持Ul/fl不變，降頻調(diào)速

S_-.T_m、p

"2胡(兒+Z.)'-8/(4+&)

…73%

印區(qū)。+4)

□磁通近似等于常數(shù)，屬于近似

的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式.

口在低頻運(yùn)行時(shí)，Tm下降較多

,可能帶不動(dòng)負(fù)載。

T

(3)保持U1不變，fl升高

Dq”E產(chǎn)4.44，N/9

m\PU\—

D/T-^x,xA->a=0

2”KK+&）2+（X+X；）2]x

7；OC4T*T=±-3p%___

n工--4”（X+XJ

SE0cq.=±-&.

工（X+工）

ZVJ=s_n.=------=—r-=-------=——；-----=C.

m(M+工)2”工(。+4)p

最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速差近似相等，曲線近似平行

m、pU；2

______________s________________S__________

PM=TO、

加〃（耳+%_________力[3+與+（乂+兄力

SS

正常工作時(shí)，S很小，故十二R\,X\,X1

保持U1不變，fl升高

恒功率的調(diào)速方法

19制動(dòng)

■制動(dòng)方式

□三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)：T與n同方向,電機(jī)從電源

吸收電功率，扣除自身損耗外，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功率送至負(fù)

載；

□三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)：T與n方向相反；

制動(dòng)狀態(tài)方式：

＞反接制動(dòng);

A回饋制動(dòng);

＞能耗制動(dòng);

第三章微控電機(jī)

1.微控電機(jī)與常規(guī)電機(jī)的異同

微控電機(jī)（主要指控制電機(jī)）在本質(zhì)上和我們以前所講的普通電

機(jī)并沒有區(qū)別，只是他們的制理點(diǎn)不同而已：

，普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)主要是進(jìn)行能量變換，要求有較高的力能指標(biāo)；

，控制電機(jī)主要是對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行傳遞和變換，要求有蛟高的控

制使能,如要求反應(yīng)快、精度高、運(yùn)行可用等.

2.單相異步電機(jī)

□單相異步電動(dòng)機(jī)定子上一般有兩個(gè)繞組：工作繞組（主繞組m）、起動(dòng)繞組（副繞組a）,兩繞組在

空間上相距90度電角度。轉(zhuǎn)子是籠型結(jié)構(gòu)。起動(dòng)繞組只在起動(dòng)時(shí)接入，起動(dòng)后從電源斷開。

單相異步電機(jī)按照分相方式分為：

1）單相電阻分相起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)

2）單相電容分相起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)

3）單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)

起動(dòng)繞組匝數(shù)比工作繞組匝數(shù)少一

1/些，且導(dǎo)線截面小得更多，使起動(dòng)

工

S/

作丫繞組的電抗比工作繞組小，而電阻

繞

組

比工作繞組大，這樣，使起動(dòng)繞組

的阻抗角小于工作繞組，兩繞組并

I.

聯(lián)接于U時(shí)，起動(dòng)繞組電流后比工

起動(dòng)繞組作繞組電流Im相位領(lǐng)先

U

|起動(dòng)繞組的阻抗呈容性，其起動(dòng)

￥電流la超前于電源U;工作繞組的

_c=L阻抗呈感性，其起動(dòng)電流Im滯后

上J于電源U；兩繞組并聯(lián)接于U時(shí)，

起動(dòng);組匕比Im領(lǐng)先一個(gè)較大的相位

?罩報(bào)式異步電機(jī)'^4

□定子鐵心多制成凸極式.苴轉(zhuǎn)子仍為H'K

鼠籠式，定子凸起的每個(gè)磁極上有主

繞組,極面的1/3處開有，j哨,嵌入

短路銅環(huán)K,將部分磁極罩起來

f短路環(huán)K-><j>B^UTjhs^--------

中-存在相位差\y

I末罩部分-0%,I旋極.

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向：聯(lián)時(shí)針.■?

從領(lǐng)先燒組<J>A'向落后燒組e8"、7

3聲流伺叫電機(jī)

■交流伺服電機(jī)特點(diǎn)

(2)交流伺服電機(jī)R2設(shè)計(jì)得較大,使Sm>l,Tst大,啟動(dòng)

迅速，穩(wěn)定運(yùn)行范圍大.

(3)控制電壓U2大小變化時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化，轉(zhuǎn)速與

電壓u2成正比.U2的極性改變時(shí),轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向改變。

交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(，i=const)

；交流伺服電機(jī)控制方』一

1、幅值控制

控制電壓和勵(lì)磁電壓保持相位差90。，只改變控制電壓幅值，這

種控制方法稱為幅值控制.

2、相位控制

控制電壓和勵(lì)磁電壓福值均為賬定值,通過改變控制電壓和勵(lì)

磁電壓相位差，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的控制，這種控制方法稱為相位

控制。

3、幅值一相位控制

通過改變控制電壓的幅值及控制電壓與勵(lì)磁電壓的相位壁控制

伺服電機(jī)的弼速，這種控制方法稱為幅值T位控制.

電壓移相90,

4.測(cè)速發(fā)電機(jī)

測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種測(cè)量轉(zhuǎn)速的微型發(fā)電機(jī)，它把輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)速變換為電壓信號(hào)輸出，并要求輸出的電壓

信號(hào)與轉(zhuǎn)速成正比：U2=C*n

■直流測(cè)速發(fā)電機(jī)E.C①。

n二Cxn

14Ra14K

1十一工1十一工

□當(dāng)中0、Ra及RL都不變時(shí)，輸出電

壓U與轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系。

□對(duì)于不同的負(fù)載電阻RL,輸出特性

的斜率C不同，負(fù)載電阻越小，斜

率C也越小.

“非線性誤差的原因：

□電樞反應(yīng)，溫度和接觸電阻

5.旋轉(zhuǎn)變壓器

一次側(cè)補(bǔ)償與二次側(cè)補(bǔ)償，條件？Z=2乙

對(duì)正弦函數(shù)，當(dāng)。＜7.5。時(shí),W：sin0

故：當(dāng)正余弦旋變?cè)谛〗嵌确秶鷥?nèi)時(shí)，可以認(rèn)為是線性旋變

6.自整角機(jī)

■通常是兩臺(tái)或多臺(tái)組合使用。產(chǎn)生信號(hào)的自整角機(jī)稱為發(fā)送機(jī)，它將軸上的轉(zhuǎn)角變換為電信號(hào)，

接收信號(hào)的自整角機(jī)稱為接收機(jī)，它將發(fā)送機(jī)發(fā)送的電信號(hào)變換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)角度的

傳輸、變換和接收。

一般發(fā)送機(jī)只有一臺(tái)，接收機(jī)可有多臺(tái)

1—浮子：2—平防彼：

3—發(fā)送機(jī)：4—接收機(jī)

液面住置指示器說明液位指示儀所采用的主要設(shè)備，及基本工作過程

7,步進(jìn)電機(jī)

■工作原理

(a)三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理(b)三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組等效電路圖

□一拍：電機(jī)通電方式變換一次，稱為一拍

□三相單三拍：U-V-W-U…轉(zhuǎn)子順時(shí)針，60。

□三相六拍：U-UV-V-VW-W-WU-U...,轉(zhuǎn)子順時(shí)針，180°,30°

□三相雙三拍：UV-VW-WU-UV...,轉(zhuǎn)子順時(shí)針，180。，60°

齒距角：一個(gè)通電循環(huán)，磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)360。，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度,180。60。

步距角：每一拍轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角度，稱為步距角，60。15-.

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一相或幾相通入恒定不變的直流電流，這時(shí)轉(zhuǎn)子將固定于某一位置上保持不動(dòng)，稱為靜止?fàn)顟B(tài)。

靜穩(wěn)定區(qū)和動(dòng)穩(wěn)定區(qū)

為保證反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)不出現(xiàn)失步現(xiàn)象，則相數(shù)必須大于2

起動(dòng)點(diǎn)位置判斷電機(jī)能否正常運(yùn)作

■驅(qū)動(dòng)電源

單一電壓型電源

R”作用減小電路的時(shí)間常數(shù)三,這樣可增大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩,提高起動(dòng)和連續(xù)運(yùn)

彳亍頻率，并使起動(dòng)和運(yùn)行矩頻特性下降緩慢。

C的作用可強(qiáng)迫控制電流加快上升，使電流

波形前沿更陡，改善波彬.

VD1和Rf2的作用形成放電回路，限制功率

管VT1上的電壓，保護(hù)功率管.

單一電壓型電源線路簡(jiǎn)單、功放元件

少、成本低，但效率較低.

單一電厘型驊動(dòng)電源電路中元器件的作用

8.同步電機(jī)

同步電機(jī)是交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一種,因其轉(zhuǎn)速恒等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速得名

同步電機(jī)按照轉(zhuǎn)子材料，通常分成永磁式、反應(yīng)式和磁滯式三種，其中前兩種都需要起動(dòng)繞組，第三種由

于采用了硬磁材料，并不提前磁化，無起動(dòng)繞組，可自行起動(dòng)

第四章直流電機(jī)

1.發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的比較

口發(fā)電機(jī)均有電磁轉(zhuǎn)矩□電動(dòng)機(jī)

"右手----電流方向＞左手一轉(zhuǎn)矩方向

,左手一轉(zhuǎn)矩方向，右手——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向

"T與n方向相反，￡與匕方向相同尸T與n方向相同，E與la方向相反

，吸收機(jī)械功率，輸出電功率/吸收電功率，輸出機(jī)械功率

發(fā)電機(jī)一一電源電勢(shì)（與電樞電流同方向）；

電動(dòng)機(jī)--反電勢(shì)（與電樞電流反方向）.

□發(fā)電機(jī)一一制動(dòng)（與轉(zhuǎn)速方向相反）；

□電動(dòng)機(jī)一一驅(qū)動(dòng)（與轉(zhuǎn)速方向相同）。

2.勵(lì)磁方式

3.發(fā)電機(jī)基本方程________________

電樞側(cè)方程勵(lì)磁側(cè)方程

（Ea=U+IRr_u

If-f

￡二

aCeOT?JrRfJ

T=C"IS”

□功率關(guān)系輸給負(fù)載

的電功率

￡=(/+//?總銅損

aaa

=>EaI=UI+I;R=4+pCun

究竟傳到

(=T+4n7；。=TCI+"。哪呢？

=Pi=PM+PQ=PM+Pm+Pre

電磁功空載損機(jī)械損鐵攝：包含磁滯和渦

率耗耗流。與磁密大小及交

變頻率有關(guān)

①明=EJ,

4.電動(dòng)機(jī)

■電動(dòng)機(jī)

并勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性

■自勵(lì)條件與外特性

自勵(lì)條件

(1)電機(jī)的主碰路有利碰

(2)并聯(lián)在電樞繞組兩

靖的勵(lì)碰繞組極性要正確

(3)勵(lì)磁回路的總

電阻小格速下

的臨界電阻

6.人為機(jī)械特性

?人為機(jī)械特性

電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特?。涸陔娫措妷簎=UN,氣隙磁=，

改變電樞外串電阻R時(shí),n=f(T)的機(jī)械特性，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

凡+

RT=n-ft-T=n-An

C*v00

特點(diǎn)：

□理想空載點(diǎn)％與