电机及拖动技术期末复习材料

《电机及拖动技术》期末复习材料

第一部分 电力系统动力学基础

1、拖动：应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成一定的生产任务。用电动机作为原动机则称为电力拖动。

2、电力拖动的组成：电动机、控制设备、传动机构、工作机构、电源。

电力拖动系统示意图

3、运动方程

①直线运动：F FZ m

dv dt

d GD2dn

②旋转运动：T TZ J dt375dt

其中，转动惯量J

G D GD22

J m

g 2 4g

其中GD是飞轮转矩N m

2

2

2

，GD

2

4gJ。

★4、运动方程式所表达的电动机工作状态：

dn

0；电力拖动系统处于稳定运转状态下。 dtdn

0；电力拖动系统处于加速状态，即处于过渡过程。 ②T TZ，dtdn

0；电力拖动系统处于减速状态，即处于过渡过程。 ③T TZ，dt

①T TZ，

5、转矩正负符号确定

预先规定某个方向为正，则转矩T正向取正，反向取负；阻转矩TZ，正向取负，反向

GD2dn

取正。的大小与符号由转矩T与阻转矩TZ的代数和决定。 375dt

6、生产机械的负载转矩特性 （1）负载转矩特性指：TZ f(n)

（2）负载转矩特性有三种：①恒转矩负载 ②通风机负载 ③恒功率负载 7、恒转矩负载特性

负载转矩保持常数，不随转速变化而变化。

①反抗性恒转矩负载：负载转矩大小不变，但方向总是与转速方向相反。（如金属的压延机构、机床的平移机构等）

反抗性恒转矩负载 位能性恒转矩负载

②位能性恒转矩负载：负载转矩大小不变，方向也保持不变。（如起重机、电梯等） 8、通风机负载特性

负载转矩随转速变化而变化，且基本为：TZ Kn2。（如鼓风机、水泵等）

通风机负载 恒功率负载

9、恒功率负载特性

负载的功率在运行过程中保持不变，则负载的转矩随转速变化而变化，且二者成反比。（如车床等） TZ C/n。

第二部分 直流电动机的直流拖动 一、他励直流电动机的机械特性 1、机械特性方程 电磁转矩：T CT Ia 感应电动势：Ea Ce n 电动势平衡：U Ea IaR 转速特性：n

U IaR

Ce

★ n

U IaRUR

T n0 n 2

Ce Ce CeCT

RUR

； n ；可见 T T Ce CeCT 2CeCT 2

其中，理想空载转速n0

2、 表示机械特性的斜率

小：表示机械特性为硬特性； 大：表示机械特性为软特性。

3、他励直流电动机的特性曲线

n0 实际空载转速：n0

R

T n0 T0（其中T0为空载损耗转矩） 20

CeCT

转速降： n

R

T T

CeCT 2

额定转速变化率： nN%

n0 nN

100% nN

机械特性方程式的简单形式：n n0 T

★二、固有机械特性与人为机械特性

1、固有机械特性是指U UN、 N、R Ra时的机械特性，此时因为Ra小，故机械特性硬，即：

n

UNRa

T 2

Ce NCeCT N

2、人为机械特性：通过改变电机的参数所获得的机械特性。有三种：①电枢串电阻 ②改变电枢电压 ③减弱励磁 3、电枢串电阻时的人为机械特性

条件：U UN、 N、R Ra R 则：n

UNR R

aT

Ce NCeCT N2

电枢串电阻的人为机械特性比固有机械特性软，但理想空载转速不变。串接不同电阻时的机械特性为交于纵坐标一点的射线簇。 4、改变电枢电压时的机械特性 条件： N、R Ra 则：n

RaU

T 2

Ce NCeCT N

改变电枢电压时的人为机械特性与固有机械硬度相等，但理想空载转速随电枢电压降低而降低，不同电枢电压下的机械特性为一组平行曲线。 5、减弱电动机磁通时的人为机械特性 条件： U UN、R Ra 即：n

UNRaUNRa

T Ia 2

Ce CeCT Ce Ce

不同时的n f(Ia)曲线 不同时的n f(T)曲线

三、机械特性的绘制 两点法：理想空载及额定运行 1、理想空载点：n0

UN

绘制点（T 0，n0）

Ce N

其中：Ce N

UN INRa 12 UI PN

（Ra可用经验公式Ra ~ NN2）

nNIN 23

2、额定运行点：TN CT NIN 9.55Ce NIN 绘制点（TN，nN）

【练习1】他励直流电动机，PN 22kW，UN 220V，IN 116A，nN 1500r/min，试计算其固有机械特性。

四、电力拖动稳定运行的条件

1、必要条件：电动机的机械特性与负载转矩特性有交点。

2、充分条件：干扰消除后，拖动系统必须有能力使转速恢复到原来的稳定点。 ★在交点所对应的转速之上保证T TZ，在交点所对应的转速之下保证T TZ。

五、他励直流电动机的起动

★起动时先必须保证先加励磁，后加电枢电压。 一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是： ①限制Ist（Ist IN， 为电机的过载倍数）； ②Tst 1.1~1.2 TN ； ③起动设备简单、可靠。 1、降压起动

起动时降低电源电压，随着转速升高，电源电压也升高。保证电流在允许范围内。（要求电源可调）

2、电枢回路串电阻起动

起动时在电枢中串接电阻，随转速的升高，分级切除电阻，保证电流在允许范围内。

【练习2】他励直流电动机的UN 220V，IN 207.5A，Ra 0.067 ，试问：①直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍？②如限制起动电流为1.5IN，电枢回路应串入多大的电阻？

【练习3】他励直流电动机的数据：PN 10kW，UN 220V，IN 53.4A，

nN 1500r/min，Ra 0.4 。求①额定电磁转矩和额定输出转矩；②空载转矩；③理

想空载转速及实际空载转速；④Ia 0.5IN时的转速；⑤n 1400r/min时的Ia。

六、他励直流电动机制动

电动机制动运行状态时电动机的转矩与转速方向相反，电动机吸收机械能并转化为电能。

自由停车：断开电动机的电源，拖动系统自己停车。

但生产中常需要加快电动机的停车过程，提高生产效率。故必须对电动机采取一定的制动措施。

★他励直流电动机的制动措施主要有三种： ①能耗制动：将由机械能转化的电能消耗掉。 ②反接制动：制动时使电机的电枢极性反接。 ③回馈制动：将由机械能转化的电能回馈给电网。 1、能耗制动

电动时，K1、K2闭合，K3断开，电机转矩T与转速n方向相同。

能耗制动时，K1、K2断开，再接通K3，电机的转速方向不变，但转矩T的方向改变，电机作为发电机，将机械能转化为电能，然后在RZ上消耗掉。电枢电流与机械特性分别为

Ia

EaR RZ

；n aT。

2

Ra RZCeCT

对制动电阻RZ的讨论：

①RZ越小，制动越快。但制动始时的制动电流大。 ②若按制动电流不大于额定电流的两倍，则：RZ

UN

Ra 2IN

若电机带位能性负载，则电机在转速为0后，反方向加速，则电动势、电枢电流及转矩都反向。

2、反接制动

反接制动有两种方法：（一）转速反接的反向制动 （二）电枢反接的反向制动 （一）转速反接的反向制动（适用于位能负载）

反接时不改变电路状态，但串接了一个电阻，则电动机的起动转矩小于负载转矩，电机在负载作用下转动，电机以与电机的转矩方向相反的 …… 此处隐藏：3834字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……