電機(jī)與拖動基礎(chǔ)知識重點(diǎn)

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