当前位置：文档库 › 交流电机答案

交流电机答案

电机与拖动测试题C

一、填空题：

1、一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50Hz 的三相对称交流电流，其合成磁通势为_______磁通势。(圆形旋转)

2、采用_______绕组和_______绕组可以有效地削弱谐波分量，同时使基波分量_______（增加、减小）。 (叠;波;增加)

3、一个脉振磁通势可以分解为两个_______和_______相同，而_______相反的旋转磁通势。 (幅值;转速;转向)

4、三相对称绕组的构成原则是_____ __;____ _;__ _ _。(各相绕组的结构相同;阻抗相等;空间位置对称（互差120度电角度）)

5、当s 在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩）

6、三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ____和__ _____两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机）

7、一台6极三相异步电动机接于50H Z 的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为_______r/min ，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min 。（950；50；0）

8、三相异步电动机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（主磁通；转子电流的有功分量）

9、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速_______，定子电流_______，最大转矩_______，临界转差率_______。（减小；增大；减小；不变）

10、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速_______，定子电流_______。（减小；增加）

11、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_______的等值电阻。（总机械功率）

12、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s 一般在_______范围内。（0.01～0.06）

13、对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变）

14、三相交流电机电枢绕组产生基波旋转磁势的条件是____三相对称定子绕组中加入三相对称的交流电__，其转速与通入电流频率及电机极对数的关系是___1060f n p

_____，若改变电流的相序，其转向_____相反_______。

15、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s 一般 0.01~0.06在范围内。

16、异步电机中存在着二个转速：一个是旋转磁场转速转速，另一个是转子的转速转速。

17、三相异步电动机根据转子结构不同可分为___笼式____和__绕线式；_____两类。

18、一个三相对称交流绕组，2p =2，通入f = 50Hz 的对称交流电流，其合成磁动势为___旋转___磁动势，该磁动势的转速为_3000____r/min 。

19、一台6极三相异步电动机接于50Hz 的三相对称电源，其 s =0.05，则此时转子转速为_950_____ r/min ，定子旋转磁动势转速为__1000___r/min 。

20、三相异步电动机自耦变压器降压起动，定子电压将降低到原来的 1u

k 倍，而

起动电流和起动转矩则降低到原来的 _____21()u

k ______倍。 21、额定频率为50Hz 的三相异步电动机的额定转速为725 r/min ，该电机的极数为__8____，同步转速为__750___r/min ，额定转差率为____0.0333___，转子电流频率___1.665___ Hz 。

22、当电动机的转速超过___理想空载转速_____时，出现回馈制动。

二、判断题

1、两相对称绕组，通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势。（） (T)

2、改变电流相序，可以改变三相旋转磁通势的转向。（） (T)

3、不管异步电机转子是旋转还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的（）。（T ）

4、三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗（）。（T ）

5、三相异步电动机的最大电磁转矩T m 的大小与转子电阻r 2阻值无关（）。（T ）

6、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。（）（T ）

7、三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（）。（T ）

8、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（ √）

9、三相绕线转子异步电动机提升位能性恒转矩负载，当转子回路串入适当的电阻时，重物将停在空中。（√ ）

10、不管异步电动机转子是旋转还是静止，定子旋转磁动势和转子磁动势之间都是相对静止。（√ ）

11、三相绕线转子电动机转子回路串入电阻可以增加起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩也越大。（）

12、三相异步电动机转子不动时，经由空气气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜耗（√ ）

13、改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势力的转向。（√ ）

14、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（ √ ）

三、选择题

1、三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩：①

①下降；②增大；③不变；④不定。

2、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因：③

①异步电动机是旋转的；②异步电动机的损耗大；③异步电动机有气隙；④异步电动机有漏抗。

3、三相异步电动机空载时，气隙磁通的大小主要取决于：①

①电源电压；②气隙大小；③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。

4、三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于：②

①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压；②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通；④它们都由电网取得励磁电流。

5、三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：②

①升高；②下降一直到停转；③②下降至零后再反向旋转；④下降到某一稳定转速。

四、简答题

1、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？

空载时，10I I ??=，而000a r I I I ???=+，其中，0a I ?为有功分量电流，用来供给空载损耗；0r I ?

为无功分量电流，用来建立磁场。由于00a r I I ??<<，所以空载电流基本上是一无功性质的电流，因而电动机的功率因数很低。） 2、异步电动机等效电路中的附加电阻'21s R s -的物理意义是什么？能否用电抗或电容代替

这个附加电阻？为什么？

异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率''2221s R I s -来代替总机械功率（包括轴上输出的机械功率和机械损耗、附加损耗等）。因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性质。因此，从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻。

3、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。

4、为什么通常把三相异步电动机机械特性的直线段认为稳定运行段，而把机械特性的曲线段认为不稳定运行段？曲线段是否有稳定运行点？。

答：这是因为大多数负载类型是恒转矩负载，且恒转矩负载特性与电动机机械线段的交点为稳定工作点，而与曲线段的交点为不稳定工作点。当风机类型负载特性与电动机机械特性曲线段相交且在交点以上电磁转矩小于负载转矩时，该交点就是稳定工作点，所以曲线段上也有稳定运行点。

5、异步电动机等效电路中的

'1s r s

-代表什么？能否用电感或电容代替，为什么？答：等效电路中的'1s r s -是个虚拟的附加电阻，它的损耗'22'21r s s I -代表电动机产生的机械功率，故不能用电感或电容代替。

6、三相异步电动机的原理是什么？

答：当定子三相对称绕组中通入三相对称电流时，就会在定子和转子之间的气隙中产生旋转磁动势，旋转磁场的速度为，转子绕组与旋转磁场有相对运动，转子绕组会切割磁力线，在转子绕组中产生感生电动势，由于转子是一闭合回路，就有感生电流的存在，感生电流在磁场的作用下，会产生力的作用，使电动机转动。

7、说明异步电动机的机械负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加的物理过程。答：从能量守恒定律知，有功的机械负载增加时，电源输入异步电动机的电功率也随之增加。

由于机械负载增加，使转子转速有所降低，旋转磁场切割转子绕组的相对速度就增加了，从而使转子绕组中的感应电动势变大，转子电流也随之增大；由磁动势平衡关系知，定子电流会随之增加。这个过程直到电磁转矩与负载转矩重新平衡为止。

8、三相异步电动机直接起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩却不大？

答：从三相异步电动机的等效电路来看，起动瞬间1,0==s n ，附加电阻

01'2=-R s s ，相当于短路状态。起动电流为K st Z U X X R R U I /)()(/12'212'211=+++=，由于定

转子绕组的漏阻抗K Z 很小，故直接起动电流很大。从电磁转矩公式2'2cos ?I C T m T em Φ=来看，虽然起动时'2I 很大，但起动时转子功率因数222222)(/cos R sX R +=?很低，加上起动时的1121U E ≈

，m Φ约为额定时的一半，所以起动转矩并不大。

9、异步电动机的转差功率消耗到哪里去了？若增加这部分损耗，异步电动机会出现什么现象？

答：异步电动机的转差功率2cu em p sP =，这部分功率消耗在转子绕组的铜耗上。增加这部分功率会使转差率增加，电动机转速及效率都会降低。

交流电动机习题解答

习题有一台四极三相电动机，电源频率为50Hz ，带负载运行时的转差率为，求同步转速和实际转速。解：由于四极电机对应的同步转速为:750r/min 当s=时，727 )03.01(750)1(0=-?=-=s n n （r/min ）两台三相异步电动机的电源频率为50Hz ，额定转速分别为1430r/min 和2900r/min ，试问它们的磁极对数各是多少额定转差率分别是多少解：当额定转速分别为1430r/min 和2900r/min 时，电动机的同步转速分别为： 1500r/min 和3000r/min 所以：它们的磁极对数分别是：2和1，对应的额定转差率分别是： 047.01500 1430 150000=-=-= n n n s N ，033.03000 2900 300000=-=-= n n n s N 在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960r/min ，试问电动机的同步转速是多少有几对磁极对数转差率是多大解：∵ n N =960(r/min) ∴n 0=1000(r/min) p=3 04.01000 960 100000=-=-= n n n s N Y180L —6型异步电动机的额定功率为15kW ，额定转速为970r/min ，额定频率为50Hz ，最大转矩为295N ?m ，试求电动机的过载系数m λ。如st 1.6λ=，则起动转矩为多少解：7.147970 101555.955.93 2=??=?=N N N n P T 0.27 .147295 === N m m T T λ 3.2367.1476.1=?==N st st T T λ 有一台六极三相绕线式异步电动机，在f =50Hz 的电源上带额定负载运行，其转差率为，求此电动机的同步转速。解：六极电动机，p =3 定子磁场的转速即同步转速n 0=(60×50)/3=1000(r/min) Y180L —4型电动机的额定功率为22kW ，额定转速为1470r/min ，频率为50Hz ，起动电磁转矩为?。试求电动机的起动系数st λ如果2.2=m λ，则最大转矩为多少解：1431470 102255.955.93 2=??=?=N N N n P T 2.2143 6.314=== N st st T T λ 6.3141432.2=?==N m m T T λ

三相异步电动机Matlab仿真

中国石油大学胜利学院综合课程设计总结报告题目：三相异步电机直接启动特性实验模型学生姓名：潘伟鹏系别：机械与电气工程系专业年级： 2012级电气工程专业专升本2班指导教师：王铭

2013年 6 月 27日

一、设计任务与要求普通异步电动机直接起动电流达到额定电流的6--7倍，起动转矩能达到额定转矩的1.25倍以上。过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力，产生了极大的破坏力，缩短了定子线圈和转子铜条的使用寿命。但在电网条件和工艺条件允许的情况下，异步电动机也可以直接启动。本次课程设计通过MATLAB软件建模模拟三相异步电动机直接启动时的各个元器件上的电量变化。参考：电力系统matlab仿真类书籍电机类教材二、方案设计与论证三相异步电动机直接起动就是利用开关或接触器将电动机的定子绕组直接接到具有额定电压的电网上。由《电机学》知三相异步电动机的电磁转矩M与直流电动机的电磁转矩有相似的表达形式。它们都与电机结构（表现为转矩常数）和每级下磁通有关，只不过在三相异步电动机中不再是通过电枢的全部电流，而是点数电流的有功分量。三相异步电机电磁转矩的表达式为：（1-1）式中——转矩常数 ——每级下磁通 ——转子功率因数式(1-1)表明，转子通入电流后，与气隙磁场相互作用产生电磁力，因此，反映了电机中电流、磁场和作用力之间符合左手定则的物理关系，故称为机械特性的物理表达式。该表达式在分析电磁转矩与磁通、电流之间的关系时非常方便。从三相异步电动机的转子等值电路可知，（1-2）（1-3）将式(1-2)、(1-3)代入(1-1)得：

三相异步电动机的部分习题及答案

5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n 0=60f/p S=(n -n)/ n =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f 2=Sf 1 =0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C 两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N =1470r/min,电源频率为50H Z 。设在额定负载下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？

因为负载增加n 减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。试求：①线电压为380V 时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n 0,p,S N ,T N ,T st ,T max 和I st ； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ① 线电压为380V 时，三相定子绕组应为Y 型接法. ② T N =9.55P N /n N =9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A 一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min SN= (n 0-n N )/ n 0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n 0=60*50/1000=3 ③ η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.

电机调速中的控制技术

电机调速中的控制技术交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象, 随着交流电动机调速理论的突破和调速装置性能的完善, 电动机的调速从直流发电机-电动机组调速、晶闸管可控整流器直流调压调速逐步发展到交流电动机变频调速, 变频调速又由WVF控制的PWM频调速发展到矢量控制、直接转矩控制变频调速。现代控制理论中的控制方法, 实现方法简便, 在电机调速领域中, 具有更广阔的应用前景。由目前国内外的研究成果可以看出, 电机传动的控制逐步向多元化、智能化和多种方法综合运用的方向发展。一、矢量控制技术 VVV F空制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性，动态控制效果很不理想。20 世纪70 年代初德国工程师F.Blaschke 首先提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程, 不但要控制各变量的幅值, 同时还要控制其相位, 以实现交流电动机磁通和转矩的解耦, 促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化, 目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。这种理论的主要思想是将异步电动机模拟成直流机, 通过坐标变换的方法, 分别控制励磁电流分量与转矩电流分量, 从而获得与直流电动机一样良好的动态调速特性[1] 。这种控制方法现已较成熟, 产品质量较稳定。

这种方法采用了坐标变换, 所以对控制器的运算速度、处理能力等性能要求较高。近年来,围绕着矢量变换控制的缺陷, 如系统结构复杂、非线性和电机参数变化影响系统性能等等问题, 国内、外学者也进行了大量的研究。二、直接转矩控制技术 1985年,德国的Depenbrock 教授提出了异步电动机直接转矩控制方法, 解决了系统复杂性和控制精度之间的矛盾。直接转矩控制系统不需要坐标变换,也不需要依赖转子数学模型, 理论上非常诱人。实验室条件下也已做出性能指标相当高的样机。只是还有些问题未解决, 如低速时转矩观测器和转速波动等, 未能产品化。现在市面上自称实现了转矩直接控制的系统, 大多都是或者采用了将磁链定向与直接转矩控制相结合的方法, 低速时采用磁链定向矢量变换控制, 高速时采用直接转矩控制。或者同时观测转子磁链, 作为直接转矩控制系统的校正。直接转矩无差拍控制是基于离散化直接转矩控制系统提出来的一种控制方法。无差拍控制可以在一个控制周期内, 完全消除定子磁链模值和电磁转矩的动、静态误差, 消除由于使用滞环比较器产生的转矩脉动,使电机可以运行在极低速下, 扩大了调速范围。转矩（磁链）跟踪预测控制方法认为磁链模值已经被准确控制或只发生缓慢地变化, 没有考虑磁链模值的控制问题。对磁链和转矩都进行了预测跟踪控制, 控制效果明显优于单纯的转矩跟

三相异步电机的建模与仿真

电气与电子信息工程学院《计算机仿真及应用B》题目学号：姓名: 班级: 任课老师:

三相异步电动机的建模与仿真一．实验题目三相异步电动机的建模与仿真二．实验原理三相异步电动机也被称作感应电机，当其定子侧通入电流后，部分磁通将穿过短路环，并在短路环内产生感应电流。短路环内的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有相位差，从而形成旋转磁场。转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感应电动势和感应电流，即旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，从而实现能量转换。三相异步电动机具有结构简单，成本较低，制造，使用和维护方便,运行可靠以及质量较小等优点，从而被广泛应用于家用电器，电动缝纫机，食品加工机以及各种电动工具，小型电机设备中，因此，研究三相异步电动机的建模与仿真。三.实验步骤 1. 选择模块首先建立一个新的simulink 模型窗口，然后根据系统的描述选择合适的模块添加至模型窗口中。建立模型所需模块如下： 1) 选择simPowerSystems 模块库的Machines 子模块库下的Asynchronous Machine SI Units 模块作为交流异步电机。 2) 选择simPowerSystems 模块库的Electrical Sources 子模块库下的Three-Phase Programmable Voltage Source 模块作为三相交流电源。 3) 选择simPowerSystems 模块库的Three-Phase Library 子模块库下的Three-Phase Series RLC Load 模块作为串联RLC 负载。 4) 选择simPowerSystems 模块库的Elements 子模块库下的Three-Phase Breaker 模块作为三相断路器，Ground 模块作为接地。 5) 选择SimPowerSystems 模块库的Measurements 子模块库下的Voltage Measurement 模块作为电压测量。 6) 选择Sources 模块库下的Constant 模块作为负载输入。 7) 选择Signals Rounting 模块库下的Bus Selector 模块作为直流电动机输出信号选择器。 8) 选择Sinks 模块库下的Scope 模块。 9) 选择SimPowerSystems 模块库的Measurements 子模块库下的Three-phase V-I Measurements 用于创建子系统。 2. 搭建模块将所需模块放置合适位置，再将模块从输入端至输出端进行相连，搭建完的串电阻起动simulink 模型如图 1 所示

第七章三相交流电机答案

第七章三相交流异步电动机答案班级姓名学号 1．额定功率都是4kW 的Y112M-4型和Y160M 1-8型三相异步电动机，其额定转速分别为1440r/min 和720r/min 。它们的额定转矩各为多少请说明电动机的极数、转速和转矩三者之间的关系。解：Y112M-4电动机： T N =9550×P N /n N =9550×4/1440=·m Y160M 1-8电动机：T N =9550×P N /n N =9550×4/720=·m 这说明电动机磁极对数越多，转速越低，而电动机的转矩越高。 2．Y112M-4型三相异步电动机，已知相关数据为U N =380V ，△接法，I N =8.8A ，P N =4kW ，ηN =，n N =1440r/min 。求：⑴在额定状态下的功率因数及额定转矩；⑵若电动机的起动转矩为额定转矩的倍时，采用Y-△降压起动时的起动转矩。解：⑴817.0845 .08.838031043cos cos 33 =????==∴= N N N N N N N N N N I U P I U P η??η 53.261440 4 95509550 =?==n N N n P T N ·m ⑵ 06.53253.260.2=?==N st T T N ·m 69.1706.533 1 31=?== st stY T T N ·m 3．有一台四极、50Hz 、1425r/min 的三相异步电动机，转子电阻R 2=Ω，感抗X 20=Ω，E 20=20V 。求：⑴电动机在起动瞬间（n =0，s =1）时转子电流I 20，功率因数cos ?20；⑵额定转速时的E 2、I 2和cos ?2。比较上述两种情况能得出什么结论解：⑴ 24108 .002.0202 2 220 22 2020=+= += X R E I A 241.008 .002.002.0cos 2 2 220 22 220=+= += X R R ? ⑵ 05.01500 1425 150011=-=-= n n n s N N 所以 12005.0202=?==sE E V 49)08.005.0(02.02005.0)(2 2 2 2022 202=?+?= += sX R sE I A 98.0) 08.005.0(02.002 .0) (cos 2 2 2 2022 2 2=?+= += sX R R ? 4．Y180L-6型三相异步电动机的额定电压为660/380V ，Y/△接法，接到工频线电压为380V 的电源上运行，测得I l =30A ，P 1=。若此时转差率s=，输出转矩T=150N ·m 。问：⑴电动机应采用什么接法⑵此时电动机的额定转速和额定功率为多少⑶电动机的功率因数和电动机的效率是多少⑷运行中如果电源电压降低，最低能降至多少伏解：⑴为保证电动机绕组得到额定电压380V ，此时应采用Δ接法。 ⑵因为是6极电动机，所以其同步转速为1000r/min 9601000)04.01()1(1=?-=-=n s n N r/min 08.159550 150 96095502=?== N N N T n P kW

三相异步电机VF调速

第1章绪论 1.1 毕业论文选题的背景电动机作为主要的动力设备被广泛的应用于工农业生产、国防、科技、日常生活等各个方面，其负荷约占总发电量的60％"70％，成为用电量最多的电气设备。根据采用的电流制式不同，电动机分为直流电动机和交流电动机两大类，其中交流电动机形式多样、用途各异、拥有量最多，交流电动机又分为同步电动机和异步(感应)电动机两大类。根据统计，交流电动机用电量占电机总用电量的85％左右，可见交流电动机应用的广泛性及其在国民经济中的重要地位。电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，在实际应用中，一是要使电动机具有较高的机电能量转换效率；二是根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。电动机的调速性能好坏对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。电动机和控制装置一起合成电力传动自动控制系统。以直流电动机作为控制对象的电力传动自动控制系统称之为直流调速系统；以交流电动机作为控制对象的电力传动自动控制系统称之为交流调速系统。根据交流电机的类型，相应有同步电动机调速系统和异步电动机调速系统。众所周知，直流电动机的转速容易控制和调节，采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。因此，长期以来在变速传动领域中，直流调速一直占据主导地位。但是，由于直流调速系统解决不了直流电动机本身的的换向问题和在恶劣环境下的不适应问题，这就限制了直流调速系统的进一步发展。交流电动机，特别是鼠笼型异步电动机，具有结构简单、制造容易、坚固耐用、转动惯量小、运行可靠、很少维修、使用环境及结构发展不受限制等优点。但交流电动机自1885年出现后，由于没有理想的调速方案，因而长期用于恒速拖动领域。20世纪70年代后，国际上解决了交流电动机调速方案中的关键问题，使得交流调速系统已具备了宽调速范围、高稳态精度、快速动态响应、高工作效率以及可以四象限运行等优异性能，其静、动态特性均可以和直流调速系统相媲美。交流调速系统与直流调速系统相比，具有如下特点：（1）容量大。（2）转速高且耐压高。（3）交流电动机的体积、重量、价格比同容量的直流电动机小，且结构简

交流发电机地结构及工作原理

交流发电机的结构一、6管交流发电机的结构交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。JF132型交流发电机组件图见图2-5a JF132型交流发电机结构图见图2-5b JF132型交流发电机结构图见图2-5c

（一）转子转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图2-6 转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S 极→磁轭。见图2-7。

2．整流管的安装将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。见图2-10。在正整流板上有一个输出接线柱B（发电机的输出端）。负整流板上直接搭铁。负整流板上一定和壳体相联接。整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形等见图2-11

二、8管交流发电机 8管交流发电机（如夏利车用）和6管交流发电机的基本机构是相同的，所不同的是整流器有 8只硅整流二极管，其中6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只是中性点二极管，1只正极管接在中性点和正极之间，1只负极管接在中性点和负极之间。对中性点电压进行全波整流。（见图2-14）试验表明：加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率10%～15%。中性点二极管提高发电机功率的原理：交流发电机中性点电压为三次谐波，随着发电机转速的提高，中性点三次谐波电压也升高。见图2-15

第二章交流电机练习参考答案

第二章交流电机练习一、判断题（对的打√，错的打×） 1、三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。（×） 2、交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。（×） 3、单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。（√） 4、异步电机转子的转速永远小于旋转磁场的转速。（×） 5、三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。（×） 6、转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。（×） 7、三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。（√） 8、异步是指转子转速与磁场转速存在差异。（√） 9、三相异步电动机为交流电机，同步电机为直流电机。（×） 10、正在运行的三相异步电动机突然一相断路，电动机会停下来。（×）二、填空题 1、笼型异步电机的降压起动方法有：定子绕组串自耦变压器（电阻、电抗）、星三角、延边三角形的降压起动。 2、三相同步电动机所带的负载越轻，转子转速不变。同步电动机的常用启动方法是异步起动，同步运行。 3、电机转子转速和旋转磁场的转速的差称为转差。当三相异步电动机的转差率S=1时，电动机处于停止状态，当S趋近于零时，电动机处于同步状态。 4、三相异步电动机的调速方法有：改变电源频率调速、改变转差率调速、改变极对数调速。 5、反接制动时，当电机接近于转速为零时，应及时退出反接制动防止电机反转。 6、三相异步电动机的制动方法列举出三种方法：反馈制动、能耗制动、反接制动。 7、三相异步电动机进行变极调速时，将定子绕组串联时，磁极对数大（大或小），电动机可

交流异步电机的变频调速系统设计报告

交流异步电机的变频调速系统设计报告 Last revision on 21 December 2020

单相异步电机变频调速器的设计姓名: 陈焰学院: 工学院专业: 12级电气工程及其自动化班级: 电气3班学号: 日期 2015年1月17日—2015年1月23日指导教刘权、孙磊师: 安徽农业大学工学院电气工程系摘要

近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究己成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术还将会取得巨大进步。现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变频调速应用较多，它的调速方法可分为两种：变频变压调速和矢量控制法，前者的控制方法相对简单，有二十多年的发展经验。因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数都是采用这种控制方法。本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基础上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT作为主功率器件，同时采用EXB840构成IGBT的驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控的功率环节，电路结构比较简单。一、绪论变频调速技术简介变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大的范围来分，电机有直流电机和交流电机。由于直流机调速容易实现，性能好，因此过去生产机械的调速多用直流电动机。但直流机固有的缺点：由于采用直流电源，它的滑环和碳刷要经常拆换，故费时费工，成本高，给人们带来太大的麻烦。因此人们希望，让简单可靠廉价的笼式交流电机也像直流电动机那样调速。这样就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步式交流电机。随着电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，出现了变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢[1]。变频调速被认为是一种理想的交流调速方法。但如何得到一个单独向异步电动机供电的经济可靠的变频电源，一直是交流变频调速的主要课题。20世纪60年代中期，随着普通的晶闸管、小功率管的实用化，出现了静止变频装置，它是将三相的工频电源经变换后，得到频率可调的交流电。这个时期的变频装置，多为分立元件，它体积大、造价高，大多是为特定的控制对象而研制的，容量普遍偏小，控制方式也很不完善，调速后电动机的静、动态性能还有待提高，特别是低速的性能不理想，因此仅用于纺织、磨床等特定场合。

交流电机绕组的基本理论

第四章交流电机绕组的基本理论 4．1交流绕组的基本要求 1．电势和磁势波形接近正弦，各谐波分量要小。 2．三相绕组基波电势、基波磁势对称。 3．在导体数一定时，获得较大的基波电势和基波磁势。 4．节省有效材料，绝缘性能好，机械强度高，散热条件好。 5．制造工艺简单，检修方便。 a. 要获得正弦波电动势或磁动势，则根据e=blv, 只要磁场B 在空间按正弦规律分布，则它在交流绕组中感应的电动势就是随着时间按正弦规律变化。 b. 用槽电势星形图保证三相绕组基波电势、基波磁势对称槽电势星形图：把电枢上各槽内导体感应电势用矢量表示，构成的图。概念：槽距角----相邻两个槽之间的自然（机械）角度，Z 360=α 槽距电角----用电角度来表示的相邻两个槽之间的角度，Z p 0 1360=α 电角度---是磁场所经历的角度。 c. 用600相带的绕组获得较大的基波电动势相带：（1）360度的星形图圆周分成三等分，每等分占1200，成为120度相带；这种分法简单，但电势相量分散，其相量和较小，获得的电动势较小。（2）若分成六等分，则称600相带；这种分法同样可以保证电势对称，且合成感应电动势较大，是常用的方法。 4．2三相单层绕组特点：线圈数等于二分之一槽数；通常是整距绕组；嵌线方便；无层间绝缘；槽利用率高。缺点：电势、磁势波形比双层绕组差。一般用于小型（10kW 以下）的异步电动机。例题：一台交流电机定子槽数z=36, 极数2p=4,并联支路数a=1，绘制三相单层绕组展开图。解：步骤 1 绘制槽电势星形图槽距电角Z p 0 1360=α=200, 槽电势星形图如上图（注意：不是槽星形图，而是槽电势星形图）步骤2 分相、构成线圈每极每相槽数pm Z q 2= =36/4/3=3；每相在每个极下所占有的槽数。

电机课后答案.doc

1-1 、变压器电动势旋转电动势产生的原因有什么不同其大小与哪些因素有关答：变压器电动势产生原因：线圈与磁场相对静止，但穿过线圈的磁通大小或方向发生变化；旋转电动势产生原因：磁通本身不随时间变化，而线圈与磁场之间有相对运动，从而使线圈中的磁链发生变化。对于变压器电动势： d d e N dt dt e的大小与线圈匝数、磁通随时间的变化率有关。对于旋转电动势：e Blv e 的大小与磁感应强度B，导体长度l ，相对磁场运动速度v 有关。 1-2 、磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的它的大小与哪些因素有关答：磁滞损耗产生原因：铁磁材料在外界交变磁场作用下反复磁化时，内部磁畴必将随外界磁场变化而不停往返转向，磁畴间相互摩擦而消耗能量，引起损耗。其大小 P n与最大磁通密度B m、交变频率 f 和材料等因素有关，即P n fB a。同时，磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积有关，面积越大，磁滞损耗也就越大。涡流损耗产生原因：铁芯中磁通发生交变时根据电磁感应定律，铁芯中会感应涡流状的电动势并产生电流，即涡流。涡流在铁芯中流通时，会产生损耗，就称为涡流损耗。其大小 P w与铁芯中的磁通密度幅值B m，磁通的交变频率 f 、硅钢片厚度 d 和硅钢片电阻率等因素有关，即 P w f 2 B m2d 2 。 1-3 、如何将e N d 和 e Blv 两个形式不同的公式统一起来dt 答：匝数 N为1、有效长度为l ，线圈宽度为 b 的线圈在恒定磁场中以速度v 运动时，由电磁感应定律可得： e N d d B l d lB dx lB ( v) Blv x b dt dt x dt 1-4 、电机和变压器的磁路通常采用什么材料制成这些材料各具有哪些主要特征答：

三相异步电动机_习题参考答案

三相异步电动机习题参考 1 在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960r/min ，试问电动机的同步转速是多少有几对磁极对数转差率是多大解：∵ n N =960(r/min) ∴n 1=1000(r/min) p=3 04.01000 960 100011=-=-= n n n s N 2 有一台六极三相绕线式异步电动机，在f=50HZ 的电源上带额定负载动运行，其转差率为，求定子磁场的转速及频率和转子磁场的频率和转速。解：六极电动机，p =3 定子磁场的转速即同步转速n 1=(60×50)/3=1000(r/min) 定子频率f 1=50Hz 转子频率f 2=sf 1=×50=1Hz 转子转速n =n 1(1-s )=1000=980(r/min) 3 Y180L-4型电动机的额定功率为22kw ，额定转速为1470r/min ，频率为50HZ ，最大电磁转矩为。试求电动机的进载系数入解：1431470 22 955095502=?=? =N N N n P T 2.2143 6.314===N m T T λ 4 已知Y180M-4型三相异步电动机，其额定数据如下表所示。求：(1)额定电流I N ； (2)额定转差率S N ； (3)额定转矩T N ；最大转矩T M 、启动转矩Tst 。解：（1）额定电流I N == N N N N U P η?cos 31= 91 .086.03803105.18????=(A) （2）额定转差率S N =(1500-1470)/1500= （3）额定转矩T N =9550×1470=120 最大转矩T M =×120=264 启动转矩Tst=×120=240 5 Y225-4型三相异步电动机的技术数据如下：380v 、50HZ 、△接法、定子输入功率P 1N =、定子电流I 1N =、转差率S N =，轴上输出转矩T N =，求：(1)电动机的转速n 2，(2)轴上输出的机械功率P 2N ，(3)功率因数N ?cos （4）效率ηN 。解：（1）从电动机型号可知电动机为4极电机，磁极对数为p =2，由 1 2 1n n n s -= 所以 1480)013.01(1500)1(12=-?=-=s n n (r/min)

基于Matlab的交流电机矢量控制系统仿真..

基于MATLAB交流异步电机矢量控制系统建模与仿真摘要：在分析异步电机的数学模型及矢量控制原理的基础上,利用MATLAB，采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器,再进行功能模块的有机整合,构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,验证了交流电机矢量控制的可行性、有效性。关键词：交流异步电机，矢量控制，MATLAB 一、引言交流电动机由于动态数学模型的复杂性，其静态和动态性能并不是很理想。因此在上世纪前期需要调速的场合下采用的都是直流电动机，但是直流电动机结构上存在着自身难以克服的缺点，导致人们对交流调速越来越重视。从最初的恒压频比控制到现在的直接转矩控制和矢量控制，性能越来越优良，甚至可以和直流电机的性能相媲美。本文研究交流异步电机矢量控制调速系统的建模与仿真。利用MATLAB中的电气系统模块构建异步电机矢量控制仿真模型,并对其动、静态性能进行仿真试验。仿真试验结果验证了矢量控制方法的有效性、可行性。二、交流异步电机的矢量控制原理矢量控制基本思想是根据坐标变换理论将交流电机两个在时间相位上正交的交流分量，转换为空间上正交的两个直流分量，从而把交流电机定子电流分解成励磁分量和转矩分量两个独立的直流控制量,分别实现对电机磁通和转矩的控制,然后再通过坐标变换将两个独立的直流控制量还原为交流时变量来控制交流电机,实现了像直流电机那样独立控制磁通和转矩的目的。由于交流异步电机在A-B-C坐标系下的数学模型比较复杂,需要通过两次坐标变换来简化交流异步电机的数学模型。一次是三相静止坐标系和两相静止坐标系

交流电机调速复习题

《现代电机控制技术》复习题 1. 试以“磁场”和“Bli ”的观点，阐述电磁转矩生成的原因和实质。答：P10 2. 任意波形的定子电流通入相绕组后能否产生基波磁动势？为什么？答：P22 3.试论述三相感应电动机各磁链矢量σψs 、g ψ、s ψ、σψr 、和r ψ的物理含义，指出它们之间的联系和区别，并写出相应的磁链方程。答：P31 4.为什么可以采用空间矢量理论来分析电动机的动态控制问题？矢量控制的含义是什么？答：P41 5.为什么在转子磁场作用下，转子笼型绕组会具有换向器绕组的特性？答：P50 6.什么是磁场定向？为什么在基于转子磁场的矢量控制中，一定要先将MT 轴系沿转子磁场方向进行磁场定向？答：P52，P61 7.试论述电动机参数变化对直接和间接磁场定向的影响。答：P69,P70,P71，P73 8.基于气隙磁场定向和基于定子磁场定向的矢量控制与基于转子磁场定向的矢量控制比较，有什么本质的不同？答：P95 9.PMSM 的磁场定向指的是什么？为什么PMSM 的转子磁场定向相对三相感

应电动机的转子磁场定向要容易得多？答：P116 10.对于面装式PMSM，是怎样将其变换为一台等效的直流电动机的？答：P114 11.试论述弱磁控制的基本原理和控制方式。答：P115，P122 13.为什么说PMSM矢量控制是一种自控式的控制方式？矢量控制会不会发生失步现象？为什么？答：P117 14.试论述直接转矩控制的基本原理。答：P139 15.除了定子磁链和转矩会计外，滞环比较控制是否还利用了电动机数学模型，这有什么好处？答：P143 16.电动机转速大小对直接转矩控制有什么影响？为什么？答：P146 17.为什么直接转矩控制是一种非线性控制？为什么通常选择滞环比较控制方式？这种控制方式有什么优点和不足？答： 18.直接转矩控制能否改变三相感应电动机固有的非线性机械特性？为什么？ 19.在直接转矩控制原理上，PMSM与三相感应电动机有什么共同之处？又有什么差别？ 20.直接转矩控制是非线性的，根本原因是什么？

电动机的基本结构及工作原理

电动机的基本结构及工作原理交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。一、异步电动机的基本结构三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。 1、三相异步电动机的定子：定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。 2、三相异步电动机的转子：

转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。 3、三相异步电动机的铭牌：每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明：型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号等。产品代号表示电动机的类型，用汉语拼音大写字母表示；设

电机学答案

第五章异步电机 5．1 什么叫转差率？如何根据转差率来判断异步机的运行状态？转差率为转子转速 n 与同步转速1n 之差对同步转速1n 之比值11 n n n s -= 0s < 为发电机状态。 01s <<为电动机状态，1s >为电磁制动状态。 5．2 异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时，电磁转矩和转子转向之间的关系是否一样？怎样区分这两种运行状态？发电机运行和电磁制动运行时，电磁转矩方向都与转向相反，是制动转矩；但发电机的转向与旋转磁场转向相同，转子转速大于同步速，电磁制动运行时，转子转向与旋转磁场转向相反。 5．3 有一绕线转子感应电动机，定子绕组短路，在转子绕组中通入三相交流电流，其频率为1f ，旋转磁场相对于转子以p f n /6011=（p 为定、转子绕组极对数）沿顺时针方向旋转，问此时转子转向如何？转差率如何计算？假如定子是可转动的，那么定子应为顺时针旋转（与旋转磁场方向相同）但因定子固定不动不能旋转，所以转子为逆时针旋转。11 n n n s += （ n 为转子转速） 5．4 为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多？在额定电压时异步机空在电流标么值为30﹪左右，而变压器的空载电流标么值为50﹪左右。这是因为异步机在定子和转子之间必须有空隙，使转子能在定子内圆内自动转动，这样异步机的磁路磁阻就较大，而变压器磁路中没有气隙，磁阻小，因此，相对变压器而言，异步电动机所需励磁磁动势大，励磁电流大。 5．5 三相异步电机的极对数 p 、同步转速1n 、转子转速n 、定子频率1f 、转子频率2f 、转差率s 及转子磁动势2F 相对于转子的转速2n 之间的相互关系如何？试填写下表中的空格。 2F &相对于转子的转速21n n n =- 2F &相对于定子的转速1 n 5．6 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度1n 。转子磁势是由转子三相（或多相）对称绕组感应的三相（或多相）对称电流产生的一个旋转磁势，这个磁势相对转子的转速由转子电流的频率决定，当转子的转速为2F & 相对于转子的转速n ，转差率为s 时，