电机与拖动基础考点总结

1、考点总结第四章一、电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是： 且 【电动机的电磁转矩 生产机械的阻转矩 n转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式：按励磁绕组的供电方式不同，直流电机分4种：他励直流电机 并励直流电机 串励直流电机 复励直流电机二、基础公式1. 额定功率直流电动机中，是指输出的机械功率的额定值： （为额定输出转矩，为额定转速）直流发电机中，是指输出的电功率的额定值：2. 电枢电动势直流电机的电动势：（单位 ） 为电动势常数 （磁极对数，Z电枢总有效边数，a支路对数）3. 电磁转矩直流电机的电磁转矩： （单位） 为转矩常数 （磁极对数，Z电枢总有效边数，a支路对数）4. 常数

2、关系式由于 故 三、直流电机(一) 分类：直流电动机和直流发电机。 直流电动机：直流电能机械能 直流发电机：机械能直流电能(二) 直流电动机(考点：他励直流电动机【如下图】)1. 电压方程：励磁回路： 电枢回路： (特点：)(包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 直流电机感应电动势)其中 2. 转矩方程：3. 功率方程：输入电功率电磁功率输入电功率=励磁回路输入电功率+电枢回路输入电功率(注意：一般题目没有给出励磁信息，那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率=电磁功率+铜耗功率 励磁回路输入的电功率：电枢回路输入的电功率：(电枢回路的铜耗 电机的电磁功率)且有 即（原本基础公式为）

3、而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式： 故（的取值单位为w才适用）（的取值单位为kW才适用）电磁功率输出机械功率电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于和 故 电机的机械负载功率 电机的空载损耗，包括机械摩擦损耗和铁心损耗 输入电功率输出机械功率式中电动机的输出功率，有P2=PL；电动机的附加损耗，是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗； 电动机的总损耗，并有故电动机的效率为：4. 工作特性：5. 如何避免造成“飞车”？答：直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠，绝不能断开。原因：一旦励磁电流 If = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若

4、此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。因此，在闭合电动机电枢电路前应先闭合励磁电路，保证电动机可靠运行。(三) 直流发电机(考点：他励直流发电机【如下图】)1电压方程： (特点：) 式中2转矩方程：3功率方程：输入机械功率电磁功率输入机械功率(原动机)=电磁功率+克服空载功率 电磁功率输出电功率电磁功率=输出电功率+铜耗功率输入机械功率输出电功率直流发电机的效率式中直流发电机的总损耗，四、考题解答1某他励直流电动机的额定数

5、据为=17kW, =220V, =1500r/min，=83%。计算额定电枢电流、额定电磁转矩和额定负载时的输入电功率。分析：电机的额定功率指的是输出功率，电动机的额定功率指的是机械功率（没有空载损耗=电磁功率）（发电机的额定功率指的是电功率）解：(1) 额定电枢电流=(2) 额定电磁转矩(3) 额定负载时输入电功率法一：法二：2有一他励直流发电机的额定数据为：=46kW，=230V, =1000r/min，=0.1，已知=1kW，=0.01，求额定负载下、和。分析：电机的额定功率指的是输出功率，发电机的额定功率指的是电功率；解： (1) 额定负载下输入功率(2) 额定负载下电磁功率(3) 额

6、定负载下发电机效率 法一: 法二：第六章一、他励直流电动机的机械特性：1机械特性的一般形式式中直流电机的理想空载转速，；直流电机机械特性的斜率，。2固有机械特性(特点：电枢电压、励磁电压均为额定值)时，是理想空载转速，由可知，同时，。固有机械特性硬：斜率较小，表示固有转速的变化小，所有固有机械特性比较硬。电动机起动时n=0，由，感应电动势，这时电枢电流为起动电流；电磁转矩为启动转矩 ；又因为电枢电阻 很小，在额定电压的作用下， 起动电流将非常大，远远超过电动机所允许的最大电流， 会烧坏换向器，因此直流电机一般不允许全电压直接起动。若转矩，特性曲线在第四象限；若,则特性曲线在第二象限，电磁转矩与

7、转速方向相反，形成制动转矩，电机处于发电状态。3人为机械特性改变电枢电压U 减小每极气隙磁通 电枢回路串接电阻R（注意：减小U或串接R都使得n减小，而减小却使得n增加）二、他励直流电动机的起动方式（2种）电枢回路串电阻起动 降压起动三、他励直流电动机的调速1静差率：是指在同一条机械特性上，从理想空载到额定负载时的转速降与理想空载转速之比。用百分比表示为： 静差率s值与机械特性的硬度及理想空载转速有关。当理想空载转速一定时，机械特性越硬，额定速降越小，则静差率越小。2. 他励直流电动机的调速方法(根据3种改变n的人为机械特性)串电阻调速 特点：1）实现简单，操作方便；2）低速时机械特性变软，静差

8、率增大，相对稳定性变差；3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D 2；4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差；5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。（电枢串电阻调速的方法多用于对调速性能要求不高的场合，如过去的起重机、电车等，现在已不多见。）调电压调速 （整流装置输出电压；整流装置内阻）特点：1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速；2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好； 3）在基速以下调速，调速范围较宽，D可达1020；4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好；5）需要一套可控的直流电源。 （调压

9、调速多用在对调速性能要求较高的生产机械上，如机床、轧钢机、造纸机等。）弱磁调速 特点：1）由于励磁电流I f <<Ia ，因而控制方便，能量损耗小；2）可连续调节电阻值，以实现无级调速；3）在基速以上调速，由于受电机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，一般约为（1.21.5）nN ，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（34）nN ，因而调速范围窄。 （弱磁调速的调速范围小，所以很少单独使用，一般都与调压调速配合，以获得很宽范围的、高效、平滑而又经济的调速。）3.调速方式恒转矩调速方式：在整个调速过程中保持电动机电磁转矩不变；恒功率调速方式：在整个调速过程中保持电动机电磁功率不

10、变。（注意：一般弱磁调速适用于恒功率调速，其余两个适用于恒转矩调速）相关例题：一台他励直流电动机额定数据为：=100kW，=220V，=517A，=1200r/min，电枢回路电阻=0.044。求：1）固有机械特性方程式；2）额定负载时的电枢电势和额定电磁转矩； 3）额定输出转矩和空载转矩；4）理想空载转速和实际空载转速； 5）电机额定运行，分别求电枢回路外串电阻=0.206时的转速、电压U=50V时的转速和磁通=75%时的转速。解：（1）固有机械特性方程式 常数（2）电枢电势和电磁转矩电枢电势为：电磁转矩为：（3）额定输出转矩和空载转矩 输出转矩为： 空载转矩为：（4）求理想空载转速和实际空

11、载转速 理想空载转速为： 实际空载转速为：（5）电枢回路外串电阻=0.206时的转速电压U=50V时的转速磁通=75%时的转速四、他励直流电动机的四象限运行可见，电动机运行状态分成两大类，与n同方向时为电动运行状态，与n反方向时为制动运行状态。(注意：1.电动状态机械特性分布在一【正向电动运行】、三【反向电动运行】象限；2.制动状态机械特性分布在二、四象限；)制动方法：机械制动+电气制动电气制动方法：1、能耗制动；2、反接制动：电枢反接(用于反抗性负载)倒位反接（用于位能负载）3、回馈制动：正向回馈制动反向回馈制动（着重图形，计算不做要求）图知：1、与负载有交点称为运行，没有交点则称为过程；2

12、、电动运行状态分布在一【正向电动运行】、三【反向电动运行】象限；3、能耗制动分布在二、四象限，且过原点。4、反接制动过二、三、四（电枢反接）象限或者一、四（倒位反接）象限。（但是制动只分布在二、四象限！）5、回馈制动过一、二（正向回馈制动）象限或三、四（反向回馈制动）象限。（但是制动只分布在二、四象限！）第七章一、三相变压器的电路系统联结组1三相变压器绕组的联结法（2种）1）星形：绕组末端XYZ联结一起，首端ABC引出(用字母Y或y表示，如果有中线N引出则用YN或yn表示)2）三角形：各项绕组首末相连(规定AXCZBYA联结)(用字母D或d表示)2三相变压器联结组的判断（考点：Yy0和Yd11

13、）（注意：两个皆为同名端同时作为首端，即A和a作为首端）（注意：大写为高压侧绕组，小写为低压侧绕组）（注意：数字填涂看高压绕组EAB和Eab相差多少，逆时针为转向，看Eab到EAB滞后的度数，30度1个点，图2就是滞后330度即11点）一般采用Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0等5种标准联结线。其中的Yyn0联结组是在低压侧引出中性点，便于220V电器用户使用；YNd11主要是供高压输电使用。例如：Dyn表示高压绕组是三角形联结线；低压绕组是星形联结线，并有中性点引出；YNyn表示高压绕组是星形联结，低压绕组也是星形联结，而且两个绕组都有中性点引出；第九章一、异步电动机的分类1、

14、按定子相数分：单相异步电动机；三相异步电动机。2、按转子结构分：绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动机，其中又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机二、异步电动机的转差率（同步转速；n转子转速）补充公式三、异步电机的运行方式1、电动机运行方式2、发电机运行方式3、电磁制动运行方式四、异步电动机的功率输入电功率电磁功率（s为转差率）电源输入的功率定子铜耗定子铁耗（转子铁耗很小，忽略不计）电磁功率输出机械功率（s为转差率）转子铜耗重点：五、异步电动机的电磁转矩(旋转磁场的同步角速度)即（输出转矩；空载转矩，【称空载损耗】）第十章一、同步电动机的功率因数1、当改变同步电动机的励磁电流时，能够改变同步电动机的功率因数。2、当改变励磁电流时，同步电动机功率因数变化的规律可以分为三种情况，即正常励磁状态、欠励状态和过励状态。3、同步电动机拖动负载运行时，一般要过励，至少运行在正常励磁状态，不要让它运行在欠励状态。 第十一章一、