電機(jī)與拖動基礎(chǔ)知識重點(diǎn)_第1頁
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文檔簡介

1、電機(jī)與拖動基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)試題類型一、填空題(每題1分,共20分)二、判斷題(每題1分,共10分)三、單項(xiàng)選擇題(每題2分,共20分)四、簡答題(兩題,共15分)五、計(jì)算題(三題,共35分)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)1電力拖動系統(tǒng)一般由電動機(jī)、生產(chǎn)機(jī)械的傳動機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備和電源組成,通常又把傳動機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)稱為電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載。 2電力拖動運(yùn)動方程的實(shí)用形式為 由電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的關(guān)系: 1)當(dāng)Te = TL 時, dn/dt = 0,表示電動機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)或靜止不動,電力拖動系統(tǒng)的這種運(yùn)動狀態(tài)被稱為靜態(tài)或穩(wěn)態(tài); 2)若Te TL 時, dn/dt 0,系統(tǒng)處于

2、加速狀態(tài); 3)若TeTL 時, dn/dt 0,系統(tǒng)處于減速狀態(tài)。 也就是一旦 dn/dt 0 ,則轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化,我們把這種運(yùn)動狀態(tài)稱為動態(tài)或過渡狀態(tài)。3生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性:直流電機(jī)原理1直流電動機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、電刷裝置、端蓋、軸承、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)等部件組成。 定子由機(jī)座、主磁極、換向極、電刷裝置等組成。轉(zhuǎn)子(又稱電樞)由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成。2直流電機(jī)的繞組有五種形式:單疊繞組、單波繞組、復(fù)疊繞組、復(fù)波繞組和蛙繞組(疊繞和波繞混合繞組)。3 極距、繞組的節(jié)距(第一節(jié)距、第二節(jié)距、合成節(jié)距)的概念和關(guān)系。4 單疊繞組把每個主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路,因此其主

3、要特點(diǎn)是繞組的并聯(lián)支路對數(shù)a等于極對數(shù)np。5 電樞反應(yīng):直流電機(jī)在主極建立了主磁場,當(dāng)電樞繞組中通過電流時,產(chǎn)生電樞磁動勢,也在氣隙中建立起電樞磁場。這時電機(jī)的氣隙中形成由主極磁場和電樞磁場共同作用的合成磁場。這種由電樞磁場引起主磁場畸變的現(xiàn)象稱為電樞反應(yīng)。6 直流電機(jī)的勵磁方式:7直流電機(jī)的電樞電壓方程和電動勢:直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 8 直流電動機(jī)功率方程9直流電機(jī)工作特性當(dāng)U=UN ,If=IfN時,=f(Ia)的關(guān)系曲線10 直流電動機(jī)勵磁回路連接可靠,絕不能斷開一旦勵磁電流為0,則電機(jī)主磁通將迅速下降至剩磁磁通,若此時電動機(jī)負(fù)載較輕,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將迅速上升,造成“飛車”;若電動機(jī)的負(fù)載為

4、重載,則電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩將小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)轉(zhuǎn)速減小,但電樞電流將飛速增大,超過電動機(jī)允許的最大電流值,引起電樞繞組因大電流過熱而燒毀。 11效率他勵直流發(fā)電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時,其損耗中僅電樞回路的銅耗與電流 Ia 的平方成正比,稱為可變損耗;其他部分損耗與電樞電流無關(guān),稱為不變損耗。當(dāng)負(fù)載較小時,Ia 也較小,此時發(fā)電機(jī)的損耗是以不變損耗為主,但因輸出功率小而效率低;隨著負(fù)載增加,P2增大而效率上升,當(dāng)可變損耗與不變損耗相等時效率達(dá)到最大值。直流電機(jī)拖動基礎(chǔ)1他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性2人為機(jī)械特性(1)改變電樞電壓 : 一組平行曲線(2)減小每極氣隙磁通:特性曲線傾斜度增加,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速較原來

5、有所提高(3)電樞回路串接電阻3 他勵直流電動機(jī)的起動一般直流電動機(jī)拖動負(fù)載順利起動的條件是: 1)限制Ist(Ist l IN, l 為電機(jī)的過載倍數(shù)); 2) Tst (1.11.2)TN ;(1)電樞回路串電阻起動(2)減壓起動4他勵直流電動機(jī)的調(diào)速調(diào)速范圍、靜差率、平滑性(1)串電阻調(diào)速特點(diǎn):1)實(shí)現(xiàn)簡單,操作方便; 2)低速時機(jī)械特性變軟,靜差率增大,相對穩(wěn)定性變差;3)只能在基速以下調(diào)速,因而調(diào)速范圍較小,一般D 2;4)由于電阻是分級切除的,所以只能實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速,平滑性差;5)由于串接電阻上要消耗電功率,因而經(jīng)濟(jì)性較差,而且轉(zhuǎn)速越低,能耗越大。(2) 調(diào)電壓調(diào)速特點(diǎn)是:1)由于調(diào)

6、壓電源可連續(xù)平滑調(diào)節(jié),所以拖動系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速;2)調(diào)速前后機(jī)械特性硬度不變,因而相對穩(wěn)定性較好; 3)在基速以下調(diào)速,調(diào)速范圍較寬,D可達(dá)1020; 4)調(diào)速過程中能量損耗較少,因此調(diào)速經(jīng)濟(jì)性較好;5)需要一套可控的直流電源。(3) 弱磁調(diào)速特點(diǎn):1)由于勵磁電流I f Rr,使得轉(zhuǎn)子內(nèi)的功率因數(shù)cos2很小,所以盡管起動時轉(zhuǎn)子電流Ir 很大,但其有功分量Ircos2并不大。而且,由于起動電流很大,定子繞組的漏阻抗壓降增大,使得感應(yīng)電勢Es和與之成正比的主磁通Fm減小,因此起動轉(zhuǎn)矩Tst并不大。異步電動機(jī)在起動時存在以下兩種矛盾:1)起動電流大,而電網(wǎng)承受沖擊電流的能力有限;2)起動轉(zhuǎn)矩小

7、,而負(fù)載又要求有足夠的轉(zhuǎn)矩才能起動。(1)小容量電動機(jī)的輕載起動直接起動直接起動也稱為全壓起動。(.5kW)優(yōu)點(diǎn):操作簡便、起動設(shè)備簡單;缺點(diǎn):起動電流大,會引起電網(wǎng)電壓波動。(2)中、大容量電動機(jī)輕載起動降壓起動(A)星形-三角形(Y-)換接起動(B)自耦降壓起動電動機(jī)端電壓: Us=U2 = 定子電流:Is=I2= 從電網(wǎng)上吸取的電流:I1 =Ist起動轉(zhuǎn)矩與起動電流降低同樣的倍數(shù)。 (C)串電阻(抗)起動方法優(yōu)點(diǎn):起動電流沖擊小,運(yùn)行可靠,起動設(shè)備構(gòu)造簡單;缺點(diǎn):起動時電能損耗較多。(A) 轉(zhuǎn)子串接電阻起動方法在起動時,在轉(zhuǎn)子繞組中串接適當(dāng)?shù)钠饎与娮?,以減小起動電流,增加起動轉(zhuǎn)矩。待轉(zhuǎn)速

8、基本穩(wěn)定時,將起動電阻從轉(zhuǎn)子電路中切除,進(jìn)入正常運(yùn)行。 4 異步電動機(jī)的調(diào)速從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率Pem可分成兩部分:一部分為拖動負(fù)載的有效功率;另一部分是轉(zhuǎn)差功率 , 與轉(zhuǎn)差率成正比。把異步電動機(jī)的調(diào)速方法分為三類:1)轉(zhuǎn)差功率消耗型 全部轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。效率最低。 2)轉(zhuǎn)差功率回饋型 轉(zhuǎn)差功率的一部分消耗掉,大部分則通過變流裝置回饋電網(wǎng),其效率比功率消耗型高。3)轉(zhuǎn)差功率不變型 轉(zhuǎn)差率保持不變,所以轉(zhuǎn)差功率的消耗也基本不變,因此效率最高。 (1)轉(zhuǎn)差功率消耗型異步電動機(jī)調(diào)速方法 (A) 改變定子電壓調(diào)速 (B)轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速(2)轉(zhuǎn)差功率回饋型異步電動機(jī)調(diào)速方法串級調(diào)速1. 串級調(diào)速的基本原理2. 串級調(diào)速的控制方式 (1) 次同步調(diào)速方式 (2) 超同步調(diào)速方式 3. 串級調(diào)速的機(jī)械特性 (3) 轉(zhuǎn)差功率不變型異步電動機(jī)調(diào)速方法(A)變極調(diào)速多速異步電動機(jī)(B)變頻調(diào)速 1) 基頻以下調(diào)速 2)基頻以上調(diào)速 5 異步電動機(jī)的制動(1)異步電動機(jī)的能耗制動(2)異步電動機(jī)的反接制動(A) 轉(zhuǎn)速反向的反接制動(B)定子兩相對調(diào)反接制動兩種反接制動電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率都

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