電機與電力拖動期末重點復習點及習題

1、磁路知識點：磁路知識點：1、若設(shè)想用假想的曲線表示磁場的分布，規(guī)定曲、若設(shè)想用假想的曲線表示磁場的分布，規(guī)定曲線上每一點的線上每一點的切線切線方向就是該點的磁感應(yīng)強度的方方向就是該點的磁感應(yīng)強度的方向，這樣的曲線叫做向，這樣的曲線叫做磁感應(yīng)線或磁力線。磁感應(yīng)線或磁力線。2、磁力線總是閉合的，且圍繞著產(chǎn)生它的電流，、磁力線總是閉合的，且圍繞著產(chǎn)生它的電流，其方向與產(chǎn)生它的電流方向滿足其方向與產(chǎn)生它的電流方向滿足右手螺旋定則右手螺旋定則。3、若磁場內(nèi)各點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向也、若磁場內(nèi)各點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向也相同，稱該磁場為均勻磁場。相同，稱該磁場為均勻磁場。4、穿過某一截面的磁感應(yīng)

2、向量的通量稱為磁通、穿過某一截面的磁感應(yīng)向量的通量稱為磁通，由由 可知磁感應(yīng)強度又稱為可知磁感應(yīng)強度又稱為磁通密度磁通密度。5、磁場強度、磁場強度H與磁感應(yīng)強度與磁感應(yīng)強度B的區(qū)別和聯(lián)系。的區(qū)別和聯(lián)系。 6、鐵磁材料的重要特征是、鐵磁材料的重要特征是磁飽和性磁飽和性和磁滯性，和磁滯性，其導磁率其導磁率 不是常數(shù)。不是常數(shù)。 7、鐵磁材料根據(jù)磁滯回線的形狀可分為三類：、鐵磁材料根據(jù)磁滯回線的形狀可分為三類：軟磁材料軟磁材料、硬磁材料硬磁材料、矩磁材料矩磁材料。 8、常用的軟磁材料有硅鋼片、鑄鐵、鑄鋼等，、常用的軟磁材料有硅鋼片、鑄鐵、鑄鋼等，主要用來制造電機、變壓器、電磁鐵等的鐵芯。主要用來制造

3、電機、變壓器、電磁鐵等的鐵芯。 9、交變磁通下的鐵芯損耗有磁滯損耗和渦流損、交變磁通下的鐵芯損耗有磁滯損耗和渦流損耗耗 10、磁路的基本概念和定律：安培環(huán)路定律、磁、磁路的基本概念和定律：安培環(huán)路定律、磁路的歐姆定律、磁路的基爾霍夫第一第二定律。路的歐姆定律、磁路的基爾霍夫第一第二定律。 11、磁路定律的應(yīng)用：簡單磁路的計算。、磁路定律的應(yīng)用：簡單磁路的計算。第二節(jié) 電力拖動系統(tǒng)的運動方程一、單軸電力拖動系統(tǒng)的運動方程電動機生產(chǎn)機械TemnTmT0 研究運動方程,以電動機的軸為研究對象，電動機運行時的軸受力如圖示。軸TemTLn 電力拖動系統(tǒng)正方向的規(guī)定：先規(guī)定轉(zhuǎn)速n的正方向，然后規(guī)定電磁轉(zhuǎn)矩

4、的正方向與n的正方向相同，規(guī)定負載轉(zhuǎn)矩的正方向與n的正方向相反。上 下軸TemTLn 電動機運行時的軸受力如圖示，由力學定律可知,其必須遵守下列動力學方程式:Tem-TL=JddtTem：電磁轉(zhuǎn)矩； TL：負載轉(zhuǎn)矩,N.mJ：電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，kg.m2 ：電動機角速度,rad/s 在工程計算中,常用n代替 表示系統(tǒng)速度,用飛輪力矩GD2代替J表示系統(tǒng)機械慣性。上下60n2 9.55n9.55emLJdnTTdtm：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量，KgG：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的重量，N ：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動半徑，mD ：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動直徑，mg ：重力加速度=9.8m/s2Tem-TL=Jddt上 下d

5、tdnGDdtdngGDTTLem37560242260n2 gGDDgGmJ44222TemTLn MDGD2：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的總飛輪慣量（飛輪矩）系數(shù)375具有m/min.s量綱電力拖動系統(tǒng)的運動狀態(tài)：上 下dtdn375GDTT2Lem 穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)勻勻速速當當,0dtdn,TTLem 暫暫態(tài)態(tài)加加速速當當,0dtdn,TTLem 暫暫態(tài)態(tài)減減速速當當,0dtdn,TTLem TemTLn M1、恒轉(zhuǎn)矩負載機械特性（1）反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性 負載轉(zhuǎn)矩由摩擦力產(chǎn)生，其特點：大小恒定（與n無關(guān)）；作用方向與運動方向相反。nTm0Tm-Tm上 下第四節(jié) 生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性工作機械的機械特性：n=

6、f(TL)（2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性其特點：絕對值大小恒定；作用方向與n無關(guān)，不變nTL0TL提升時： n0 ,TL 0阻轉(zhuǎn)矩 下放時： n0拖動轉(zhuǎn)矩2、變轉(zhuǎn)矩負載機械特性 負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系TL=kn2。例如通風機、水泵等，負載的性質(zhì)與氣體或液體的流速有關(guān)。nTm0風力發(fā)電機上下負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的符號相同，負載轉(zhuǎn)矩的作用方向與轉(zhuǎn)速相反。3.恒功率負載機械特性負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系TL=k/nnTL0負載功率602602knTTPLLL它與n無關(guān)，稱恒功率負載。下上1、直流發(fā)電機原理（機械能、直流發(fā)電機原理（機械能-直流電能）直流電能） 定子（不動部件）上的勵磁繞組通過直流電定子（不動部

7、件）上的勵磁繞組通過直流電流流(稱為勵磁電流稱為勵磁電流If)時產(chǎn)生恒定磁場（勵磁磁場，主時產(chǎn)生恒定磁場（勵磁磁場，主磁磁場）；場）；線圈中的電動勢及電流的方向是交變的，線圈中的電動勢及電流的方向是交變的，只是經(jīng)只是經(jīng)過電刷和換向片的過電刷和換向片的整流作用整流作用，才使外電路得到方，才使外電路得到方向不變的直流電。直流發(fā)電機實質(zhì)上是帶有換向向不變的直流電。直流發(fā)電機實質(zhì)上是帶有換向器的交流發(fā)電機。器的交流發(fā)電機。2 2、直流電動機的工作原理（、直流電動機的工作原理（動畫動畫）: 上一張上一張 下一張下一張在直流電動機中，在直流電動機中，加在線圈上的電流是恒加在線圈上的電流是恒定的，但產(chǎn)生的電

8、磁轉(zhuǎn)矩方向卻是交變的定的，但產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向卻是交變的，所以在這里，經(jīng)過換向器作用將直流逆變所以在這里，經(jīng)過換向器作用將直流逆變成了交流電，是一個成了交流電，是一個逆變過程逆變過程。3、電機的可逆原理：、電機的可逆原理： 一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行，只是外界條件不同而已。也可以作為發(fā)電機運行，只是外界條件不同而已。 如果用原動機拖動電樞恒速旋轉(zhuǎn)，就可以從如果用原動機拖動電樞恒速旋轉(zhuǎn)，就可以從電刷端引出直流電動勢而作為直流電源對負載供電刷端引出直流電動勢而作為直流電源對負載供電；如果在電刷端外加直流電壓，則電動機就可電；

9、如果在電刷端外加直流電壓，則電動機就可以帶動軸上的機械負載旋轉(zhuǎn)，從而把電能轉(zhuǎn)變成以帶動軸上的機械負載旋轉(zhuǎn)，從而把電能轉(zhuǎn)變成機械能。機械能。 這種同一臺電機能作電動機或作發(fā)電機運行這種同一臺電機能作電動機或作發(fā)電機運行的原理，在電機理論中稱為可逆原理。的原理，在電機理論中稱為可逆原理。上一張上一張 下一張下一張3.2.2 3.2.2 直流電機的額定數(shù)據(jù)直流電機的額定數(shù)據(jù)1、額定功率、額定功率PN：電機額定工作狀況下的：電機額定工作狀況下的輸出功率輸出功率KW發(fā)電機是出線端輸出的電功率。發(fā)電機是出線端輸出的電功率。 PN= UN IN電動機是軸上輸出的機械功率。電動機是軸上輸出的機械功率。 PN=

10、 UN IN N2、額定電壓、額定電壓UN （V）3、額定電流、額定電流IN （A）4、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速nN （rpm）上一張上一張 下一張下一張5、勵磁方式、勵磁方式6、額定工作制、額定工作制任何電機包括三大部分：定子、任何電機包括三大部分：定子、轉(zhuǎn)子和氣隙。轉(zhuǎn)子和氣隙。電機內(nèi)部的氣隙較小，但所有電電機內(nèi)部的氣隙較小，但所有電磁功率都是通過氣隙傳遞的，而磁功率都是通過氣隙傳遞的，而且電機內(nèi)部的大部分磁場能量均且電機內(nèi)部的大部分磁場能量均集中在氣隙中，是電機的重要組集中在氣隙中，是電機的重要組成部分成部分直流電機按勵磁方式分類直流電機按勵磁方式分類他勵直流電機他勵直流電機UUfIaIL并勵直

11、流電機并勵直流電機UUfIaILIf串勵直流電機串勵直流電機UUfIaILIf復勵直流電機復勵直流電機UIaILIf1電樞繞組電勢電樞繞組電勢Ea為：為：nCnaNpEea60n:電機轉(zhuǎn)速電機轉(zhuǎn)速N:繞組總導體數(shù)繞組總導體數(shù)p:極對數(shù)極對數(shù)a:繞組并聯(lián)繞組并聯(lián)支路對數(shù)支路對數(shù)上一張上一張下一張下一張叫電勢常數(shù)叫電勢常數(shù)aNpCe60 :每極磁通量每極磁通量書書p50 例例3-1aTaemICIa2PNT （二）電樞繞組總電磁力矩（二）電樞繞組總電磁力矩eTC55. 9a60NP260a2NPC 02emTTT02emTTTaa02IEempPP輸出機械功率:TP22:ememPT 電磁功率空載

12、損耗功率:Tp00sFemec0pppp摩擦損耗鐵損耗附加損耗上 下上 下U=Ea+IaRaTem=T2+T0輸入功率)(1faIIUUIP功率:P1=pcuf+pcu+p0+P2%100PP12上 下例3.2 已知一臺他勵直流電動機的數(shù)據(jù)為75NPkW220NUV383NIA1500 / minNnr電樞回路總電阻0.0192aR 求額定運行時：（1）電磁轉(zhuǎn)矩；（2）輸出轉(zhuǎn)矩；（3）輸入功率；（4）效率。解： 電樞感應(yīng)電動勢為212.646aNNaEUI RV電磁功率為81443emaaPE IW電磁轉(zhuǎn)矩為9.55518.5 .emememNPPTN mn輸出轉(zhuǎn)矩為29.55477.5 .N

13、NPTN mn輸入功率為18426084.26NNPU IWkW效率為17589%84.26NPP例3.3（+p53）、一他勵直流電動機：PN=40KW， UN=220V, IN=210A, nN=1000rpm, Ra=0.078。求額定時: P1、 p ; pcu、 Pem、 p0; T、T2、T0. 解：KW2 .46210220IUPNN1 KW2 . 6402 .46PPp21 KW44. 3078. 0210RIp2aa2cu KW76.4244. 32 .46pPIEPcu1aaem KW76. 24076.42PPp2em0 Nm3 .40860/100024276060/n2

14、PTem Nm4 .26/pT,Nm9 .381/PT0022 上 下UEaIaK1Rc例3.4一并勵直流電動機：PN=96KW， UN=440V, IN=255A, If=5A, nN=500rpm, Ra=0.078。求額定時: P1、 p 、; pcua、 Pem、 p0; T、T2、T0. 解：KW2 .112255440IUPNN1 KW2 .16962 .112PPp21 KW88. 4078. 0250RIp2aa2cua KW1 .1052505 .420IEPaaem KW1 . 9961 .105PPp2em0 上 下UEaIaIfIN%6 .852 .112/96P/P1

15、2 A2505255IIIfNa V5 .420078. 0250440RIUEaaNa Nm2008/PTem Nm1833/PT22 Nm175/pT00 第一節(jié)第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性他勵直流電動機的機械特性一一. 一般概念一般概念 電動機的機械特性指：電壓、磁通、電樞回電動機的機械特性指：電壓、磁通、電樞回路總電阻均為常數(shù)，路總電阻均為常數(shù)，Tem與與n的關(guān)系，即的關(guān)系，即n=f(Tem).有自然特性和人工特性兩種。有自然特性和人工特性兩種。上上 下下1、自然機械特性、自然機械特性nTem0n0TNnN2、人工機械特性、人工機械特性1）電樞串電阻）電樞串電阻 串電阻特性與自然特

16、性比較，串電阻特性與自然特性比較，斜率變大了，斜率變大了， n0未變未變2）減小磁通減小磁通 3）降低電樞端電壓）降低電樞端電壓U降低降低U ， n0減小減小K不變，不變，特性向下平移特性向下平移減小減小 ， n0和和K都增加，都增加，特性上移，且變軟特性上移，且變軟三、三、 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件電動機電動機生產(chǎn)機械生產(chǎn)機械TemnTL 穩(wěn)定運行必穩(wěn)定運行必須滿足須滿足Tem=TL，且能抗干擾。且能抗干擾。0nTn0TLAB 判斷電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定工判斷電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定工作點的條件：作點的條件：1）電動機的機械）電動機的機械特性與負載機械特性的特性與負載機械特性的

17、交點交點（Tem=TL）；2）在交點處必）在交點處必須滿足須滿足:上上 下下負載瞬間波動負載瞬間波動dndTdndTLem上上 下下第二節(jié)第二節(jié) 他勵直流電動機的起動和正反轉(zhuǎn)他勵直流電動機的起動和正反轉(zhuǎn)一、直流電動機的起動一、直流電動機的起動電動機的起動指接通電動機的起動指接通U N ，轉(zhuǎn)速從，轉(zhuǎn)速從n=0到到n=nN起動要求：起動要求：1） Tst大大2） Ist小小滿足滿足Tst足夠大的條件下，盡量減少足夠大的條件下，盡量減少Ist上上 下下電動機電動機生產(chǎn)機械生產(chǎn)機械TemnTLUEaIaK1上上 下下 限制限制Ist的方法有：的方法有：降壓起動；電樞回路串降壓起動；電樞回路串電阻起動。

18、電阻起動。直接起動直接起動Ist太大，須限制太大，須限制Ist=(22.5)IN二二 他他(并并)勵直流電動機的反轉(zhuǎn)勵直流電動機的反轉(zhuǎn)Tem=CT Ia改變氣隙磁通改變氣隙磁通 或電樞電流或電樞電流Ia的的方向方向,可改變轉(zhuǎn)向可改變轉(zhuǎn)向電動機電動機生產(chǎn)機械生產(chǎn)機械TemnTL上上 下下具體做法：將勵磁繞組接到直流電源的倆端對具體做法：將勵磁繞組接到直流電源的倆端對調(diào)，或?qū)㈦姌欣@組接到直流電源的兩端對調(diào)。調(diào)，或?qū)㈦姌欣@組接到直流電源的兩端對調(diào)。注意，若同時改變勵磁磁通及電樞電流方向，注意，若同時改變勵磁磁通及電樞電流方向，則電機轉(zhuǎn)向不變則電機轉(zhuǎn)向不變二二 、他勵電動機的調(diào)速方法、他勵電動機的調(diào)速

19、方法（一）電樞串電阻調(diào)速（一）電樞串電阻調(diào)速nTTLRaR2R1ACDTem TL n ,電機開始減速電機開始減速 .隨著隨著n減小減小,Ea Ia Tem ,（二）降壓調(diào)速（二）降壓調(diào)速nTTLUNU1ACTem TL n ,電機開始加速電機開始加速 .隨著隨著n增加增加,Ea 上升上升 Ia 下降下降 Tem 下降下降 ,nTTL N 1AC第四節(jié)第四節(jié) 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動電動機電動機生產(chǎn)機械生產(chǎn)機械T Tememn nT TL L電動機電動機生產(chǎn)機械生產(chǎn)機械T Tememn nT TL L 電動狀態(tài)電動狀態(tài) 制動狀態(tài)制動狀態(tài)電動機制動的目的：電動機制動的目的：停車；

20、限速停車；限速電動機制動的方法有：機械制動；電磁制動電動機制動的方法有：機械制動；電磁制動電磁制動分類：能耗制動電磁制動分類：能耗制動；回饋回饋制動制動；反接制動。；反接制動。注意：注意：正方向是電動狀態(tài)正方向。正方向是電動狀態(tài)正方向。上上 下下電磁制動的概念：讓電動機產(chǎn)生一個與電磁制動的概念：讓電動機產(chǎn)生一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁力矩電磁力矩來實現(xiàn)制動。來實現(xiàn)制動。 特征：電磁轉(zhuǎn)矩特征：電磁轉(zhuǎn)矩T T與轉(zhuǎn)速方向相反與轉(zhuǎn)速方向相反四、他勵電動機四象限機械特性四、他勵電動機四象限機械特性U UR Ra a+ R+ Rc cn=n=C Ce e C CT T C Ce e 2 2T T

21、ememn nT TT TL LA An n0 0-n-n0 0電動運行電動運行能耗制動運行能耗制動運行倒拉反轉(zhuǎn)運行倒拉反轉(zhuǎn)運行發(fā)電制動運行發(fā)電制動運行能耗制動能耗制動電壓反接制動電壓反接制動上上 下下一 、變壓器的用途 變壓器是一種靜止的交流電器，它可以將一個等級的交流電壓變換成另一個等級的交流電壓。五、變壓器的工作原理變壓器利用電磁感應(yīng)原理從一個電路向另外一個電路傳遞電能或信號。 變壓器的主要部件鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢，各電量參考方向如圖所示。111222UENkUENtNeu

22、dd111tNeudd222六、變壓器的額定值1.額定容量為變壓器的視在功率（用SN 表示，單位 kVA ，VA）2.額定電壓（一次和二次繞組上分別為U1N 和U2N ，單位V, kV）3.額定電流（一次和二次繞組上分別為I1N 和I2N ，單位 A , kA）單相變壓器N2N2N1N1NIUIUS三相變壓器N2N2N1N1N33IUIUS4.額定頻率fN 我國的規(guī)定為50Hz三相TR中： U1N, U2N, I1N, I2N都為線值上 下第二節(jié) 變壓器的空載運行任務(wù)：分析空載運行內(nèi)部電磁關(guān)系，求等效電路。重點：空載運行時的物理過程；分析方法。一、空載運行含義 變壓器原繞組接通電源，副繞組開路

23、的工作狀態(tài)。+-.1U 原邊：接電源一側(cè)。稱初級側(cè)、一次側(cè)。 副邊：接負載一側(cè)。稱次級側(cè)、二次側(cè)。原邊不一定是高壓邊。上 下注意!.1I.2IZLr1jx1rmjxm+-.1U.1Er2jx2.2E .2U+-.mI輸入：S1=U1I1； P1=U1I1cos1電磁功率：Sem=E2I2； Pem=E2I2cos2= E2I2cos2輸出：S2=U2I2； P2=U2 I2 cosL= U2I2cosL原邊銅耗：pcu1=I12 r1 ； 副邊銅耗：pcu2=I2 2 r2 = I22 r2 鐵耗：pFe=Im2 rm ；上 下4、型等效電路.1I.2IZLr1jx1rmjxm+-.1U.1E

24、r2jx2.2E .2U+-.mI.1I.2IZLr1jx1rmjxm+-.1U.1Er2jx2.2E .2U+-.mI上 下2、三相繞組的連接方法Y、 D （ ）接兩種Y接，將末端連在一起接，將三相繞組串聯(lián)在一起三相繞組連接的表達方式：Y,d;Y0,d;Y,y等一次邊連接方法,二次邊連接方法0：表示中線國標：Y,d; D,d; YN,yn等表示N(n)：表示中線上 下U1V1W1U2V2W2U1V1W1U2V2W2電勢頻率p60nf 60fnp或二、繞組基本知識二、繞組基本知識 極距極距是指每一磁極所占定子內(nèi)圓周的距離，即有 節(jié)距節(jié)距y是指線圈兩有效邊之間的距離。單層繞組是整距繞組，即有y=

25、 每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q是指一個磁極 下一相繞組所占有的槽數(shù)，即有：112 pmZq pZ21每極每相槽數(shù)q=總槽數(shù)Z2pmm：相數(shù)?？偪偛鄄蹟?shù)數(shù)總總電電角角度度槽槽距距角角 Z360ppZy21線圈節(jié)距旋轉(zhuǎn)磁場由旋轉(zhuǎn)磁動勢決定，這個旋轉(zhuǎn)磁動勢實際上是由單相繞組磁動勢合成的一、單相繞組的脈振磁動勢 脈振磁動勢（單相）與旋轉(zhuǎn)磁動勢（三相）諧波次數(shù)越高，其幅值就越小。為了改善波形，除基波以外，諧波次數(shù)越高，其幅值就越小。為了改善波形，除基波以外，考慮消除三、五、七次諧波，由于三次諧波及三的倍數(shù)次諧波考慮消除三、五、七次諧波，由于三次諧波及三的倍數(shù)次諧波在繞組連接成三相對稱繞組時就已相互抵消，而

26、五、七次諧波在繞組連接成三相對稱繞組時就已相互抵消，而五、七次諧波可通過可通過短距和分布繞組短距和分布繞組來基本消除。因此當連成三相繞組后，來基本消除。因此當連成三相繞組后，只考慮基波磁勢就可以了。只考慮基波磁勢就可以了。 一個脈振磁勢可以分解為兩個幅值相等，一個脈振磁勢可以分解為兩個幅值相等，轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁勢，它轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁勢，它們的幅值是原脈振磁勢最大幅值的一半。們的幅值是原脈振磁勢最大幅值的一半。結(jié)論：結(jié)論： 1、單相繞組的磁動勢是一種在空間位置、單相繞組的磁動勢是一種在空間位置固定、幅值隨時間變化的脈振磁動勢；幅值位固定、幅值隨時間變化的脈振磁動勢；幅

27、值位置始終在繞組的軸線處。置始終在繞組的軸線處。 FAXXAFA1+ - 2、 F1可分解為兩可分解為兩個轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)波，個轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)波，幅值為幅值為F1一半。一半。上上下下it0AX3、基波磁動勢的幅值最、基波磁動勢的幅值最大，諧波次數(shù)愈高，幅值大，諧波次數(shù)愈高，幅值愈小。愈小。結(jié)論：1、三相對稱繞組通入對稱交流電流，在空間產(chǎn)生基波磁勢合成F1是旋轉(zhuǎn)磁勢，振幅為單相脈振磁勢的3/2倍。2、F1的旋轉(zhuǎn)方向與通電相序一致：順序轉(zhuǎn)向為： ABC 3、F1的轉(zhuǎn)速：pf60n1 電流頻率極對數(shù)上下4、三相電流哪相電流最大時，合成基波磁勢的振幅也恰好位于該相繞組的軸線處。三、產(chǎn)生圓形磁勢的條件1F

28、端點軌跡為圓的空間磁勢。產(chǎn)生圓形磁勢的條件： 1、對稱繞組通入對稱交流電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)圓形磁勢；旋轉(zhuǎn)方向與通電相序一致。 常見：三相對稱繞組通入三相對稱電流（互差120）；或兩相對稱繞組通入兩相對稱電流（互差90），產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)圓形磁勢。上下 2、對稱繞組通入有相位差的非對稱交流電流；或非對稱繞組通入對稱交流電流，產(chǎn)生橢圓旋轉(zhuǎn)磁勢。 3、繞組通入無相位差的交流電流產(chǎn)生脈振磁勢。ABCiAiBiC脈振磁勢ABCiAiBiC圓形磁勢上下AB電容iAiBu 旋轉(zhuǎn)磁勢，若電流差90為圓形磁勢。上下三相基波合成磁動勢這是一個振幅為單相基波磁勢振幅的3/2倍，在空間按正弦規(guī)律分布且隨時間向+x方向前進的旋轉(zhuǎn)磁勢

29、波。AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電定子三相繞組通入三相交流電分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 切割轉(zhuǎn)子導體切割轉(zhuǎn)子導體Blv旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I2旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場BliFvF0nNS二、異步電動機的工作原理二、異步電動機的工作原理電生磁電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。磁生電磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體感應(yīng)電動勢旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體感應(yīng)電動勢和電流。和電流。電磁力電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動

30、電動機旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能。動電動機旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能。%s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得1(1)nns11100%nnsn1nn例例1 1：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速n= =975 r/min，電源頻率電源頻率 f1 1= =50 Hz，空載轉(zhuǎn)差率為，空載轉(zhuǎn)差率為0.003。試求電動機。試求電動機的極對數(shù)、空載轉(zhuǎn)速和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。的極對數(shù)、空載轉(zhuǎn)速和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n1=1000 r/min , 11

31、1000975100%100%2.5%1000nnns空載轉(zhuǎn)速為空載轉(zhuǎn)速為010(1)1000(1 0.003)997( / min)nnsr三、轉(zhuǎn)差率與三種運行狀態(tài)三、轉(zhuǎn)差率與三種運行狀態(tài)三、異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)及應(yīng)用三、異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)及應(yīng)用額定功率額定功率PN：電動機軸的：電動機軸的輸出機械功率輸出機械功率。N1NNNNNPcosIU3P 額定電壓額定電壓UN ：定子：定子線電壓。線電壓。額定電流額定電流IN： 定子定子線電流。線電流。額定頻率額定頻率fN、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速 nN 等。等。銘牌上還標明繞組的相數(shù)與接法、絕緣等級及銘牌上還標明繞組的相數(shù)與接法、絕緣等級及允許溫升等。繞

32、線式電機還標轉(zhuǎn)子的額定電動允許溫升等。繞線式電機還標轉(zhuǎn)子的額定電動勢及額定電流。勢及額定電流。4、相量圖、相量圖 .2U.2Ir1jx1 rmjxm+-.1U.1I.1Er2 jx2 .2E +-.mIrss12 .m .1EI.2.mI.1I.1E .1U1121snpf60spf60n 輸入：輸入：P1=m1U1I1cos 1電磁功率：電磁功率：Pem=m1E2 I2 cos 2=m1 I2 2 (r2 /s)產(chǎn)生的總機械功率：產(chǎn)生的總機械功率：定子銅耗：定子銅耗：pcu1=m1I12 r1 ；鐵耗：鐵耗：pFe=m1Im2 rm ；一一 、異步電動機的功率關(guān)系、異步電動機的功率關(guān)系.2I

33、 .2Ur1jx1 rmjxm+-.1U.1I.1Er2 jx2 .2E +-.mIrss12 三相電機三相電機m1=3轉(zhuǎn)子銅耗：轉(zhuǎn)子銅耗：pcu2=m1I2 2 r2 = s Pem 21221(1)mecemsPmrs PIs輸出功率：輸出功率：P2=Pmec-pmec-ps =Pmec-p0 .2I .2Ur1jx1 rmjxm+-.1U.1I.1Er2 jx2 .2E +-.mIrss12 摩擦損耗摩擦損耗附加損耗附加損耗空載損耗功率空載損耗功率功率流程圖：功率流程圖：P2P1pcu1PempFepcu2Pmecp0 二、異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系二、異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系電動機電動機生產(chǎn)機械

34、生產(chǎn)機械TemnTL =T2 +T0 穩(wěn)定運行必須穩(wěn)定運行必須滿足受力平衡。滿足受力平衡。1 、轉(zhuǎn)矩平衡方程、轉(zhuǎn)矩平衡方程Tem=TL =T2 +T0其中其中T0 =Tmec +Ts摩擦損耗轉(zhuǎn)矩摩擦損耗轉(zhuǎn)矩附加損耗轉(zhuǎn)矩附加損耗轉(zhuǎn)矩2、電磁轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩11)1()1( ememmecemPsPsPT 轉(zhuǎn)子機械角速度：轉(zhuǎn)子機械角速度：602n 磁場同步角速度：磁場同步角速度：60211n 2、輸出轉(zhuǎn)矩、空載轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩、空載轉(zhuǎn)矩 22PT smecpppT 00三、電磁轉(zhuǎn)矩公式三、電磁轉(zhuǎn)矩公式60/2cos122211nIEmPPTemmecem pf60n11 2211111122211co

35、s44.42cos2 IkNffpmIEfpmTmwem 22cos ICTmTem 22cos ICTmTem 例、一三相籠型異步電動機例、一三相籠型異步電動機Y，PN=7.5KW, UN=380V , f1=50Hz, nN=960rpm,cos 1N=0.824, pcu1N=474W, pFe=231W, p0=82.5W.當額定運行時求：當額定運行時求：1)sN; 2)f2; 3)Pmec; 4)pcu2; 5)P1; 6) N; 7)I1N; 8)T2N; 9)T0; 10)Tem; 11)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁場相對于轉(zhuǎn)子的速度轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁場相對于轉(zhuǎn)子的速度n2;相對于定子的速度相

36、對于定子的速度n2 。解：解：n1=1000rpm,sN=(n1-nN)/n1 =0.04,f2=sf1=2Hz,Pmec = PN+p0=7.5825KW,Pem= Pmec /(1-s)=7898.4W,pcu2=sPem =316W,P1=Pem +pFe +pcu1N =8603.4W, N =P2 /P1 =87.2%,A86.15cosU3PIN1N1N1N1 T2N =P2N/ N =74.61Nm,T0 =p0/ N =0.82Nm,T em=Pmec/ N = Pem/ 1 =75.43Nm,n2 =sn1 =40rpm,n2 =n+n2 =1000rpm第五節(jié) 異步電動機的

37、調(diào)速一、調(diào)速方法pf60) s1(n) s1(n11 1、變極調(diào)速； 2、變頻調(diào)速；3、變轉(zhuǎn)差率S調(diào)速1)改變定子電壓U1調(diào)速；2)在定子繞組中串入阻抗，改變Z1調(diào)速；3)在繞線式，轉(zhuǎn)子繞組中串入電阻，改變r2調(diào)速； 4)在繞線式，轉(zhuǎn)子繞組中串入f2 =sf1的外加電動勢，叫串級調(diào)速。例:計算一臺籠型轉(zhuǎn)子異步電動機的固有特性 。電動機的銘牌數(shù)據(jù):PN=60kW,UN=220V,nN=720r/min,=2.2.解: (1)電動機額定轉(zhuǎn)矩為:mNTN.8 .795720609550 (2)最大轉(zhuǎn)矩為:mNTTN.1750max (4)臨界轉(zhuǎn)差率為:166. 0)1(2 Nmss(3)額定轉(zhuǎn)差率為

38、:04. 0750720750 Ns(5)固有機械特性為:166. 0166. 0175022maxssssssTTmmem 取不同的s值,得出對應(yīng)的Tem值,可繪出固有機械特性曲線。第六節(jié) 異步電動機的制動 電動機生產(chǎn)機械TemnTL電動機生產(chǎn)機械TemnTL 電動狀態(tài) 制動狀態(tài)電動機制動的目的：停車；限速。電動機制動的方法有：機械制動；電磁制動。電磁制動分：能耗制動；發(fā)電制動；反接制動。習題課1、三相四極異步機， P1 =10.7KW,pcu1 =450W,pFe =200W,s=0.029求：Pem，Pmec,pcu2 ,Tem.2、三相異步機， PN =260KW,UN =380V,nN =722rpm, m =2.13,求：sm;s=0.02時，Tem；0.8TN,時n=?3、三相繞線異步機， U1N /U2N =380/210V,Y/Y,nN =960rpm,cos1N