交流拖动系统电动机的质量与选择

习 题

1、电动机的温升、温度以及环境温度之间有何关系？电机铭牌上的温升值的含义是什么？

2、电动机在使用中，电流、功率和温升能否超过额定值？电动机质量性能参数与这些额定参数有何联系？

3、电动机发热和冷却各按什么规律变化？

4、电动机的允许温升取决于什么？若两台电动机的通风冷却条件不同，而其他条件完全相同，它们的允许温升是否相等？如何确定电动机的温升指标？

5、电动机的三种工作制是如何划分的？负载持续率%F C 表示什么意义？

6、电动机的三种工作制有什么特点？电动机铭牌表明的工作制与电动机实际运行的工作制可能有哪些区别？

7、试比较%40F C %=，20kW 电动机和%15F C %=，30kW 电动机，哪一台的容量大？

8、采用机组回馈法进行电动机的负载及温升试验时，如何调节输出负载及输出电压？

9、用简单检查法判别电动机质量时，需要进行哪些试验，如何判定其质量？为什么？

电力拖动控制系统第三章

★微机数字控制系统：以微处理器为核心的数字控制系统（简称微机数字控制系统） ★微型计算机数字控制的主要特点：微机数字控制系统的稳定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，还拥有信息存储、数据通信和故障诊断等模拟控制系统无法实现的功能。 ★由于计算机只能处理数字信号，因此，与模拟控制系统相比，微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化 ★数字控制直流调速系统的组成方式大致可分为三种：1. 数模混合控制系统 2. 数字电路控制系统3. 计算机控制系统 ★数模混合控制系统特点：转速采用模拟调节器，也可采用数字调节器电流调节器采用数字调节器；脉冲触发装置则采用模拟电路 ★数字电路控制系统特点：除主电路和功放电路外，转速、电流调节器，以及脉冲触发装置等全部由数字电路组成 ★在数字装置中，由计算机软硬件实现其功能，即为计算机控制系统。系统的特点：双闭环系统结构，采用微机控制；全数字电路，实现脉冲触发、转速给定和检测；采用数字PI算法，由软件实现转速、电流调节。 ★微机数字控制双闭环直流调速系统硬件结构系统由以下部分组成：主电路；检测电路；控制电路；给定电路；显示电路 ★主回路——微机数字控制双闭环直流调速系统主电路中的UPE有两种方式：直流PWM功率变换器；晶闸管可控整流器 ★检测回路——检测回路包括电压、电流、温度和转速检测，其中：电压、电流和温度检测由A/D 转换通道变为数字量送入微机；转速检测用数字测速 ★转速检测有模拟和数字两种检测方法。对于要求精度高、调速范围大的系统，往往需要采用旋转编码器测速，即数字测速。 ★故障综合——利用微机拥有强大的逻辑判断功能，对电压、电流、温度等信号进行分析比较，若发生故障立即进行故障诊断，以便及时处理，避免故障进一步扩大。这也是采用微机控制的优势所在。 ★数字控制器——数字控制器是系统的核心，可选用单片微机或数字信号处理器

《电机及拖动基础》教学大纲

《电机及拖动基础》课程教学大纲 一、课程的性质和目的 本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课。通过本课程学习使学生获得电机及拖动基础方面的基本理论和基本技能，掌握变压器、交流感应电动机、直流电机的工作原理和运行性能；分析交﹑直流电动机的机械特性，启动、制动和调速过程，同时对电动机的选择、控制电机的原理和应用有一定的了解。培养学生分析问题和解决实际应用问题的能力，为深入学习《电力拖动控制系统》后续课程及从事电气工程与自动化专业的实际工作打下基础。 二、教学基本要求 通过本课程的教学，学生必须达到以下基本要求： 1．掌握直流电机、单相变压器、交流异步电动机的工作原理； 2．掌握直流电机、交流异步电动机的运行原理； 3．掌握直流电机、交流异步电动机的过渡过程； 4．掌握交流异步电动机的外部控制知识； 5．能用所学知识分析实际问题。

三、课程教学基本内容及学时分配 第一章绪论及电机的基本知识 本章教学基本要求： 通过本章的学习，了解本课程的性质、任务、内容、要求与特点，学习并掌握电机及电力系统的基本概念，掌握电磁场的基本知识。 本章教学本章教学重点： 掌握基本的电磁场理论基本知识。 本章教学难点： 掌握基本的电磁场理论基本知识。 本章教学内容： 1.电机的概念； 2.电机及电力系统的发展概况； 3.本课程的性质、任务、内容、要求与特点； 4.本书用到的一些电磁场理论基础知识。 第二章直流电机的基本原理 本章教学基本要求： 通过本章的学习，使学生掌握直流电机的工作原理、直流电机的电动势和转矩，了解直流电机的额定值、电枢绕组、磁场、直流电机的换向等相关概念。 本章教学重点： 直流电机的工作原理、绕组、电动势和转矩。 本章教学难点： 直流电机的电动势和转矩。 本章教学内容： 1.直流电机的工作原理； 2.直流电机的额定值； 3.直流电机的电枢绕组； 4.直流电机的磁场、电动势和转矩； 5.直流电机的换向。

电机与拖动基础习题1(第3-6章)

第三章：直流电机原理 一、简答题： 1、换向器在直流电机中起什么作用 在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。在直流电动机中，换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中。 2、直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率 直流电机铭牌上的额定功率：对直流发电机而言，指的是输出的电功率的额定值;对直流电动机而言，指的是电动机轴上输出的机械功率的额定值 3、直流电机主磁路包括哪几部分磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一 部分 直流电机的主磁路主要包括;主磁极、定、转子之间的气隙电枢齿、电枢磁轭、定子磁轭。磁路未饱和时，铁的磁导率远大于空气的磁导率，气隙的磁阻比磁路中的铁心部分大得多，所以，励磁磁通势主要消耗在气隙上。 4、如何改变他励直流发电机的电枢电动势的方向如何改变他励直流电动机空 载运行时的转向 通过改变他励直流发电机励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电枢电动势的方向;也可以通过改变他励直流发电机的旋转方向来改变电枢电动势的方向。 改变励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电动机旋转方向;也可通过改变电枢电压的极性来改变他励直流电动机的旋转方向。 5、直流发电机的损耗主要有哪些铁损耗存在于哪一部分,它随负载变化吗电 枢铜损耗随负载变化吗 直流发电机的损耗主要有:(1)励磁绕组铜损耗;(2)机械摩擦损耗;(3)铁损耗;(4)电枢铜损耗;(5)电刷损耗;(6)附加损耗。铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关。当电机的励磁电流和转速不变时,铁损耗也几乎不变。它与负载的变化几乎没有关系。电枢铜损耗由电枢电流引起,当负载增加时,电枢电流同时增加,电枢铜损耗随之增加。电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。

电力拖动控制系统第三章习题答案

习题三 3.1双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器，设系统最大给定电压* nm U =15V ，N n =1500r/min ，N I =20A ，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R =2Ω，s K =20，e C =0.127V ·min/r ， 求：（1）当系统稳定运行在*n U =5V ，dL I =10A 时，系统的n 、n U 、* i U 、i U 和c U 各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，* i U 和c U 各为多少？ 解：(1) * ** **0*/15/15000.01/55, 5000.01/150.375/400.375*10 3.750.127*50010*2 4.17520500,5, 3.75,nm N n n im dm i d i d dL e N dL C s s s n i i c U n V rpm V rpm U V U V n rpm V rpm U V V A I A U I V U U E I R C n I R U V K K K n rpm U V U U V U αα ββ===== = ========+++=========当转速即 4.175v = （2）堵转时，V I U dm i 15* ==β， ()040*2420 e d d dm c s s s C n I R U I R U V K K K +===== 3.2 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。已知参数：电动机：N P =3.7kW ，N U =220V ，N I =20A ，N n =1000 r/min ,电枢回路总电阻R =1.5Ω, 设cm im nm U U U ==** =8V ，电枢回路最大电流dm I =40A,电力电子变换器的放大系数s K =40。试 求： （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。 （2）当电动机在最高转速发生堵转时的,0d U c i i U U U ,,*值。 解:1）* *880.2/0.008/401000im nm dm N U V U V V A V rpm I A n rpm βα= ===== 2) 040*1.560d dl e N dl U E I R C n I R A V ∑∑=+=+=Ω= 这时： * 8,0n n U V U ==，ASR 处于饱和，输出最大电流给定值。

《电机及拖动基础》课程教学大纲

《电机及拖动基础》课程教学大纲 大纲执笔人：蒋铁铮大纲审核人： 课程编号： 英文名称：Fundamental of Electric Machinery and Drives 学分：4 总学时：64 。其中，讲授56学时，实验8学时，上机0学时，实训0学时。适用专业: 自动化、电气工程 先修课程：大学数学、普通物理、电路、电磁场 一、课程性质与教学目的 《电机及拖动基础》是自动化类各专业的主要专业基础必修课程，既带有基础性又带有专业性。本课程将系统地阐述各类电机的基本理论、分析方法和运行特性，同时要求通过实验掌握基本实验技能。通过本课程的学习，了解直流电机、变压器、异步电机和同步电机的基本结构和工作原理，掌握各种电机内部电磁关系的分析方法，为进一步学习专业课打下坚实基础。 二、基本要求 通过本门课程的学习，要求学生了解直流电机、交流电机和变压器的基本结构和工作原理；熟悉其基本电磁关系，掌握其机电气特性和基本拖动方法，重点掌握异步电动机的基本电磁关系、机电特性及拖动控制方法。 三、重点与难点 重点内容：直流电机、变压器、异步电机、同步电机的基本结构、工作原理、等值电路和运行特性，基本实验技能。 难点内容：直流电机、变压器、异步电机、同步电机的基本电磁关系、交流绕组的基本理论及交流电机的拖动方法 四、教学方法 理论与实验并重，采用课堂讲授与实验教学相结合形式。

五、课程知识单元、知识点及学时分配 见表1。 表1 课程的知识单元、知识点及学时分配

六、实验、上机与实训教学条件及内容 电机实验室，共8学时。实验内容如下： 1．直流他励电动机运行实验（启动、调速），2学时； 实验内容 （1）掌握用实验方法测取直流电动机的工作特性和机械特性 （2 ）掌握直流电动机的启动、调速方法 实验要求 必做，2~3人一小组 主要仪器 长沙理工大学直流电机实验台及相关仪表 2．变压器空载、短路实验及负载实验，2学时； 实验内容 （1）通过空载和短路实验,测定三相变压器的变比和参数. （2）通过负载实验,测取三相变压器的运行特性. 实验要求

电力拖动基础课后题

第二章电力拖动系统的动力学 选择以下各题的正确答案。 (1) 电动机经过速比j =5的减速器拖动工作机构, 工作机构的实际转矩为20N·m, 飞轮矩为1N·m,不计传动机构损耗, 折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为。 A. 20N·m,5N·m B. 4N·m,1N·m C. 4N·m,·m D. 4N·m,·m E. ·m,·m F. 100N·m,25N·m (2) 恒速运行的电力拖动系统中, 已知电动机电磁转矩为80N·m,忽略空载转矩, 传动机效率为, 速比为10, 未折算前实际负载转矩应为。 A. 8N·m B. 64N·m C. 80N·m D. 640N·m E. 800N·m F. 1000N·m (3) 电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/ min, 工作机构转速为100r/ min, 传动效率为, 工作机构未折算的实际转矩为120N·m, 电动机电磁转矩为20N·m, 忽略电动机空载转矩, 该系统肯定运行于。( ) A. 加速过程 B. 恒速 C. 减速过程 答 (1) 选择D。因为转矩折算应根据功率守恒原则。折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比,为4N·m;飞轮矩折算应根据动能守恒原则, 折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方, 为·m。 (2) 选择D。因为电力拖动系统处于恒速运行, 所以电动机轴上的负载转矩与电磁转矩相平衡,为80N·m, 根据功率守恒原则,实际负载转矩为80N·m××10=640N·m (3) 选择A。因为工作机构折算到电动机轴上的转矩为120N·m /×100(r/ min)/1000(r/ min)=40/3N·m小于电动机电磁转矩,故电力拖动系统处于加速运行过程。 电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担还是由负载负担? 答电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担,传动机构损耗转矩ΔT与切削转矩对电动机来讲是同一方向的, 恒速时, 电动机输出转矩T2 应等于它们二者之和。 起重机提升重物与下放重物时, 传动机构损耗由电动机负担还是由重物负担?提升或下放同一重物时,传动机构损耗的转矩一样大吗?传动机构的效率一样高吗? 答起重机提升重物时, 传动机构损耗转矩ΔT由电动机负担;下放重物时,由于系统各轴转向相反, 性质为摩擦转矩的ΔT方向改变了,而电动机电磁转矩T及重物形成的负载转矩方向都没变,因此ΔT由重物负担。提升或下放同一重物时,可以认为传动机构损耗转矩的大小ΔT是相等的。若把损耗ΔT的作用用效率来表示,提升重物时为η, 下放重物时为η′, 由于提升重物与下放重物时ΔT分别由电动机和负载负担, 因此使η≠η′, 二者之间的关系为η′=2-1/η。 表所列生产机械在电动机拖动下稳定运行时的部分数据,根据表中所给数据, 忽电动机的空载转矩, 计算表内未知数据并填入表中。

电机学复习重点整理

第一章变压器 1.变压器基本工作原理，基本结构、主要额定值 变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能变换为另一种同频率且不同电压等级的交流电能的静止电气设备，它在电力系统，变电所以及工厂供配电中得到了广泛的应用，以满足电能的传输，分配和使用。变压器的原理是基于电磁感应定律，因此磁场是变压器的工作媒介 变压器基本结构组成： 猜测可能出填空题或选择题 三相变压器按照磁路可分为三相组式变压器和三相芯式变压器两类 ） 变压器的型号和额定值

考法：例如解释S9-1250/10的各项数值的含义 2.变压器空载和负载运行时的电磁状况；空载电流的组成、作用、性质。？ 变压器一次侧接到额定频率和额定电压的交流电源上，其二次侧开路，这种运行状态称为变压器的空载运行。 变压器空载运行原理图 变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行方式， 称为变压器的负载运行方式。 变压器负载运行原理图 ！ 实际运行的电力变压器的磁路总是工作在饱和状态下。 通过磁化曲线推得的电流波形可以发现： 空载电流（即励磁电流）呈尖顶波，除了基波外， 还有较强的三次谐波和其他高次谐波。

2 1 21N N E E = 产生主磁通所需要的电流称为励磁电流，用m i 表示； 同理产生主磁通的磁动势称为励磁磁动势，用 m F 表示。 — 变压器铁芯上仅有一次绕组空载电流0i 所形成的磁动势0F ， 即空载电流0i 建立主磁通，所以空载电流0i 就是励磁电流m i ，即m 0i i = 同理，空载磁动势0F 就是励磁磁动势，即m 0F F =或m 101i N i N = 因为空载时，变压器一次绕组实际上是一个铁芯线圈， 空载电流的大小主要决定于铁芯线圈的电抗和铁芯损耗。 铁芯线圈的电抗正比于线圈匝数的平方和磁路的磁导。 因此，空载电流的大小与铁芯的磁化性能，饱和程度有密切的关系。 3. ! 4. 变压器变比的定义；磁动式平衡关系的物理含义，用此平衡关系分析变压器 的能量传递；变压器折算概念和变压器折算方法，变压器基本方程组、等效电路和相量图 在变压器中，一次绕组的感应电动势1E 与二次绕组的感应电动势2E 之比称为变比，用k 表示，即k = 变压器负载运行时，作用于变压器磁路上111N I F ? =和222N I F ? =两个磁动势。 对于电力变压器，由于其一次侧绕组漏阻抗压降很小，负载时仍有 m 111fN 44.4E U φ=≈，故变压器负载运行时铁芯中与1E 相对应的主磁通? m φ近似等 于空载时的主磁通，从而产生? m φ的合成磁动势与空载磁动势近似相等，即 m 021F F F F ==+ m 1012211I N I N I N I N ? ?? ? ==+ |

电机学试卷与答案

《电机学》模拟试题 一：填空题（每空3分，共45分） 1．一台变压器加额定电压时，主磁通为φ，空载电流为I0，励磁阻抗为Z m，现将电源的频率从50Hz改变为60Hz，其它情况不变，并假定磁路线性，则现在的磁通φ‘= φ，空载电流I’0= I0，励磁阻抗Z’m= Z m。 2．某变压器带感性负载运行时，若负载电流相同，则cosφ2越小，副边电压变化率越，效率越。 3．一台单相变压器，铁芯柱上有三个绕组，已知U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，应使W2= 匝，W3= 匝。若已知绕组W1开路，ì3=10∠100A，忽略励磁电流，则ì2= A。 4．拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机，若减弱磁通，电枢电流将。5．交流电机绕阻高次谐波电势，如5次和7次谐波，可以通过的方法大大削弱。 6．三相同步电机，定子上A、B两导体空间相隔200机械角度，该电机接于50Hz三相交流电源，同步转速为750r/min，则A、B两导体的空间电角度为。 7．两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Z k不同，则Z k 越小，I k 。8．为改变他励直流电动机的转向，可以改变。 9．交流电机p=12，在一相绕组中通入正弦交流电流，产生基波和三次谐波磁动势，则三次谐波电动势与基波电动势之比为，基波磁动势幅值和三次谐波磁动势幅值之比为。

二、（8分） 图1所示为三相变压器接线图，画出电动势向量图，并确定其连接组别。 z 图1 三、（27分） 一台三相电力变压器额定容量S=1000 kV A，额定电压U1N/U2N=10000/3300V，Y，d11连接组，每相短路阻抗Z k=0.015+j0.053，该变压器原边接额定电压，副边带Δ接对称负载，每项负载阻抗Z L=50+j85Ω，计算： （1）变压器原边线电流； （2）副边线电流； （3）副边线电压； （4）电压调整率

电机与拖动基础(第2版)汤天浩(习题解答)

电机与拖动基础 第一章电机的基本原理 (1) 第二章电力拖动系统的动力学基础 (6) 第三章直流电机原理 (12) 第四章直流电机拖动基础 (14) 第五章变压器 (29) 第六章交流电机的旋转磁场理论 (43) 第七章异步电机原理 (44) 第八章同步电机原理 (51) 第九章交流电机拖动基础 (61) 第十章电力拖动系统电动机的选择 (73)

第一章 电机的基本原理 1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。 答： 电与磁存在三个基本关系，分别是 （1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势。感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 t Φ N e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。 （2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，而让导体在磁场中运动，这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 Blv e = 而感应电动势的方向由右手定则确定。 （3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体，则会在载流导体上产生一个电磁力。载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关，当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比，即 Bli F = 电磁力的方向可由左手定则确定。 1-2 通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁 阻），请列表说明。 答： 磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电

电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第2、3章

习题解答（供参考） 2.1试分析有制动电流通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？ 解：减小控制电压，使U g1得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d 降低，使得E>U d ，电机流过反向电流，电机进入制动状态。0≤t< t on 时，通过二极管VD1续流，在t on ≤t

2.4 直流电动机为N P =74kW, N U =220V ，N I =378A ，N n =1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 解： 2203780.023 0.1478/1430N N a e N U I R C V rpm n --?= == 378(0.0230.022)1150.1478N e I R n rpm C ?+?= == 当s=20%时 14300.2 3.1(1)115(10.2)N n s D n s ?= ==?-?- 当s=30%时 14300.3 5.33(1)115(10.3) N n s D n s ?= ==?-?- 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机 60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18 Ω,Ce=0.2V?min/r,求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ?为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？ （3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ?又为多少? 解：(1) 3050.18 274.50.2 N N e I R n rpm C ??= == (2) 0274.521.5%1000274.5 N N n s n ?= ==+

《电机与拖动基础》课程教学大纲

《电机与拖动基础》课程教学大纲 Electric Motors and Drive Fundamental 课程负责人：执笔人: 编写日期： 一、课程基本信息 1．课程编号：L08109 2．学分：3.5学分 3．学时：64（理论56，实验8） 4．适用专业：自动化 二、课程教学目标及学生应达到的能力 本课程是自动化专业的一门必修的专业基础课，涵盖了《电机学》及《电力拖动基础》的主要内容，在本专业学习中占有重要的地位。本课程教学内容既为进一步学习《运动控制》、《电力电子技术》等课程奠定专业理论基础，又为学生以后从事电气工程及其它相关领域的工作打下技术基础。 本课程的教学任务是使学生掌握电机的基本结构、工作原理、内部电磁过程，以及拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择及试验方法。 本课程的教学目标是在采用课堂教学与试验教学相结合的教学基础上，培养学生理论联系实际的能力和动手能力；通过对各种电机进行系统的阐述和全面的分析，培养学生在电机与电力拖动方面分析和解决问题的能力。 三、课程教学内容与基本要求 （一）绪论（2课时） 主要内容：本课程的性质、任务与教学目标；本课程教学内容；本课程教学方法；本课程考核形式与基本要求；本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源；电机与电力拖动发展简况；电机理论中常用的基本电磁定律与铁磁材料的特性 1. 基本要求 （1）通过对本课程的性质与特点介绍，掌握良好的学习方法，运用对比或比较的方法，分析电机的共性和特点，加深对原理和性能的理解；要抓主要矛盾，有条件地略去一些次要因素； （2）通过对本课程教学内容的介绍，要结合电机的具体结构，采用工程观点和分析方法来分析电机与拖动方面的问题； （3）了解电机与电力拖动技术的发展概况，理解本课程内容的重要性； （4）掌握电机理论中常用的基本电磁定律与铁磁材料的特性，理解电机内的能量转换是通过电磁感应来实现的。 2. 学时分配 课堂教学2学时。其中，课程介绍（1学时）；电机常用的基本电磁定律与铁磁材料特性（1学时） （二）直流电机原理（7课时） 主要内容：直流电机的基本工作原理和结构（重点）；直流电机的电枢绕组（难点）；直

电机与拖动基础教案

学期授课计划说明

皖西学院教案 2010～2011学年度第一学期编号001. 机械与电子工程系电气教研室任课教师汪良益. 课程名称电机与拖动基础 授课章节绪论第一章直流电机 §1.1 直流电机的结构与工作原理 课题: 绪论 §1.1 直流电机的结构与工作原理课型:理论 课 学时数:2学时 教学目的及 要求1.了解电机及电力拖动技术的发展； 2.明确课程的性质、课程所涵盖的内容、学完本课程后所达到的要求。 3.掌握直流电机的基本工作原理。 4.掌握直流电机的结构，掌握各部分的作用。 5.了解直流电机的铭牌。 教学重点直流电机的基本工作原理及结构 教学难点直流电机的基本工作原理 教学方法讲授法教学辅助手 段、教具 授课班级电气0801，0802 电气0803， 电信07 授课日期9月 8 日9月 10日月日月日 教学过程主 要环节设计 作业 1.1，1.2

绪论 0．1 电机及电力拖动系统概述 一、电机 《电机与拖动基础》是把电机学和电力拖动基础两门课程有机结合而成的一门课程。 电机是以电磁感应和电磁力定律为基本工作原理进行电能的传递或机电能量转换的机械装置。 电能易于转换、传输、分配和控制，是现代能源的主要形式。发电机把机械能转化为电能。而电能的生产集中在火力、水力、核能和风力发电厂进行。 为了减少输电中的能量损失，远距离输电均采用高电压形式：电厂发出的电能经变压器升压，然后经高压输电线路送达目的地后，再经变压器降压供给用户。 电能转换为机械能主要由电动机完成。电动机拖动生产机械运转的方式称为电力拖动。 由于电动机的效率高、种类和规格多、具有各种良好的特性，电力拖动易于操作和控制，可以实现自动控制和远距离控制，因此，电力拖动广泛应用于国民经济各领域。例如各种机床、轧制生产线、电力机车、风机、水泵、电动工具乃至家用电器等，数不胜数。 为了能建立一个感性认识，对电机进行简单的分类如下： 在电力拖动自动控制系统中，大量应用控制电机。控制电机是一种在自动控制、自动调节、随动系统、远距离测量及计算装置中作为执行元件、检测元件的小型电机。这部分内容将在另外的教材中涉及。

电机学与电力拖动技术

电机学与电力拖动技术 （第二版） Electric Machine & Drive Technology (The Second Edition) 姚舜才赵耀霞编著

前言 电机是当前自动控制系统中很重要的执行元件，是构成整个系统不可或缺的组成部分。要对控制系统进行研究，就必须对电机和电力拖动技术有足够的了解。近年来，由于电机与电力拖动技术有了很多发展也涌现出不少新的成果，同时也根据读者反应的情况来看，本书在2006年的第一版确有修正的必要。本书第二版对电机学和电力拖动技术的基本内容进一步进行了整合，更加注重工程实践和应用，提供了很多工程实际应用的图片；在电机学基本原理的安排上，尽量使用目前在理论分析上应用比较多的Matlab软件，给出仿真结果，使理论内容更为可信；在涉及到数学推导时，保持了第一版的特点，避免一些与工程实际联系不太紧密的理论推导，更加便于自学。 第二版内容与第一版大体相比，主要修订的内容包括有：重点修订了了第一版中的第二、五、六章，增加了必要的、新的电机知识点，同时删去了一些不必要的内容；使用理论分析软件Matlab对电机特性进行仿真分析，给出了仿真结果；与工程实际相结合，提供了很多电机图片与工程实际应用的图片，使理论知识更加直观，便于与实际应用接轨。在附录中，保留了第一版中的主要电机和拖动技术术语的中英文介绍、电机选择以及经典文献介绍，同时考虑到Matlab软件的使用早已普及，相关的参考书籍也有不少，所以在附录中删去具体的使用介绍。电机系统的机电能量转换是较为深入的分析，是电机理论分析的基础，为了提高读者对电机能量转换的认识，因此将这部分内容也安排在了附录中。第二版的第三、四章由赵耀霞编写，其他部分由姚舜才编写，全书由姚舜才统稿。 尽管这次修订改正了不少第一版中的一些表述不当的地方，但由于编者的水平有限，难免仍然存在一些问题，恳请广大的读者以及同行专家不吝赐教，以免谬种流传。

电机学考试试题及其答案

一、填空(每空1分，共25分) 1.单相异步电动机可分为________ 、_________ 两大类型。 2.6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率S=,则额定转速为n N= _________ 、额定工作时, 将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S= ____ 。 3.同步补偿机实际上是一台_____________ 的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了 4.直流电机的励磁方式可分为____ 、______ 、______ 、 ____ 。 5.有一台极数2P= 4,槽数Z= 24的三相单层链式绕组电机，它的极距= ______、每极 每相槽数口= _______ 、槽距角= ______ 。 6. _______________________________ 变压器空载运行时功率因数很。 7. _______ 型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 8.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向____________ 。 9.直流电动机的起动方法有______________ ; _______________ 。 10.当电动机的转速超过 ______ 时，出现回馈制动。 11.三相异步电动机的过载能力是指 _________________ 。 12 . 星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。 13、三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则 U应随f 1按_____ 规律调节。 14、可用下列关系来判断直流电机的运行状态。当____________ 时为电动机状态，当_________ 时为发电机状态。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为__________ 。 二、判断正误(对在括号里打/错则打X,每小题1分，共15分) 1.() 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.() 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变 3.() 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.() 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D 降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 6.() 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7.() 变频调速过程中按U/f 1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8.() 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9.() 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.() 变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因 此变压器的主磁通也大。 11.() 直流电动机的人为特性都比固有特性软。 12.() 直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转 速就高。

电机拖动知识点--整理版

第二章 1.脉宽调制 答:利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。 2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩波调速系统,已知:电源电压Us=300V,斩波器占空比为30%,电动机反电动势E=100V,在电机侧看,回路的总电阻R=1Ω。问蓄电池的电流Id是多少?是放电电流还是充电电流? 答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=ρ×Us=30%×300=90 V < Ea Id=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A 是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能量。 3．单极式和双极式PWM变换器的主要区别 答: 双极式变换器：V1、V4同时通，V2，V3同时关，为正转；V2，V3同时通，V1、V4同时关，为反转。 单极式变换器：V1，V2交替开关，V3，V4哪个开，决定是正转还是反转，如V3开为反转，V4开为正转。 3. PWM调速系统的开关频率 答: 电力晶体管的开关频率越高，开关动态损耗越大；但开关频率提高，使电枢电流的脉动越小，也容易使电流连续，提高了调速的低速运行的平稳性，使电动机附加损耗减小；从PWM变换器传输效率最高的角度出发，开关频率应有一个最佳值；当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时，对系统的动态特性的影响可以忽略不计。 4．静差率s与空载转速n0的关系 答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s上升。所以检验静差率时应以最低速时的静差率为准。

5. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。 答：①比较器：给定值与测速发电机的负反馈电压比较,得到转速偏差电压ΔUn。 ②比例放大器A：将转速偏差电压ΔUn放大，产生电力电子变换器UPE所需的控制电压Uc。 ③电力电子变换器UPE：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud。 ④M电机：驱动电机。 ⑤TG发电机：测速发电机检测驱动电机的转速。 ⑥电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值U*n 6．分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质,说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因，改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速?为什么? 答：负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。 稳态转速为： 从上式可可得：改变给定电压能改变稳态转速；调整转速反馈系数，则K也要改变，因此也能改变稳态转速。 7．闭环空载转速n0b比开环空载转速n0k小多少?如何保证n0b=n0k 答: n0b是n0k的1/（1+K）。欲使n0b=n0k有两种办法： （1）若给定电源可变，则。 （2）一般不能改变给定电源，则在控制器中引入KP为好。 8 9．闭环控制系统具有良好的抗扰能力和控制精度的原因 答：闭环控制系统是建立在负反馈基础上，按偏差进行控制。当系统中由于某种原因使被控量偏离希望值而出规偏差时，必定产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控制量与希望值趋于一致，所以闭环控制系统具有良好的抗扰动能力和控制精度。 10．闭环控制系统一般由哪几部分组成?有哪些作用量和被控制量?