电机拖动基础实验报告

电机拖动基础实验报告（共6篇）

篇1：电机拖动基础实验报告

《电机与电力拖动基础》实验教学大纲

课程设计名称 ：电机与电力拖动综合实验 课程设计编号 ：03050512 课程设计学分 ：1 课程设计周 ：1周

授课单位 ：信息与通信工程学院电气工程系 指导方式 ：集中指导,分散答疑

课程设计适用专业： 自动化专业、电气工程及其自动化 服务课程名称 ：电机与电力拖动基础 服务课程编号 ：02050503 服务课程讲课学时 ：56 服务课程学分 ：3.5 课程设计教材及主要参考资料：电机与电力拖动基础、电机学

一、课程设计教学目的及基本要求： 1.本课程设计是为了培养学生的动手能力，对学生的综合运用所学知识进行分析研究和设计也有较高要求，同时也能培养和锻炼学生的动手能力。2.应掌握直流电机、交流电机和变压器的基本结构、工作原理、分析计算、运行性能、实验方法以及在电力拖动系统中选择电机的原理和方法，了解电机和电力拖动系统今后的发展方向。考虑到这是一门实践性很强的课程，因此将本课程的实验单列，为学习《自动控制系统》等课程准备必要的基础知识和打下坚实的基础。

二、课程设计的内容及安排

本设计的内容涉及到自动控制原理、电力电子技术、电机与电力拖动基础、自动控制系统等课程的内容。具体的内容包括以下几个方面

1.了解直流电机的电枢绕组和直流电机的磁场。掌握直流电机的基本运行原理和直流电机的基本结构。

2.理解他励直流电动机的启动过程，熟练掌握他励直流电动机启动过程的计算方法，特别是串电阻启动过程的计算方法；理解他励直流电动机的几种制动过程，熟练掌握他励直流电动机几种制动过程的计算方法，以及能量传递过程；熟练掌握他励直流电动机四象限运行的情况。

3.了解变压器的分类、基本结构、额定值；理解变压器的空载运行、变压器的负载运行；掌握变压器的等效电路；变压器的参数测定、标幺值、变压器的运行特性；理解三相变压器和三相变压器的不对称运行；掌握变压器的瞬变过程分析；了解特殊变压器.统的设计。

4.了解异步电动机的电枢绕组和磁场。掌握异步电动机的基本运行原理和异步电动机的基本结构。

5.理解异步电动机的启动过程，熟练掌握异步电动机启动过程的计算方法，特别是串频敏变阻器启动过程的计算方法；理解异步电动机的几种制动过程，熟练掌握异步电动机几种制动过程的计算方法，以及能量传递过程；熟练掌握异步电动机四象限运行的情况。

6.理解同步电动机的启动过程，熟练掌握同步电动机启动过程的计算方法，特别是牵入同步启动过程的计算方法；理解同步电动机的几种制动过程，熟练掌握同步电动机几种制动过程的计算方法，以及能量传递过程。实验项目 1.2.3.4.5.6.直流电机的基本原理与结构 他励直流电动机的电力拖动 变压器 异步电动机

异步电动机的电力拖动 同步电动机及其电力拖动

三、课程设计的考核方法及成绩评定

本课程设计采用书面与口试结合的考试方法：即首先由学生提供书面的设计说明书，在详细阅读完学生的设计说明书后，由指导教师组织学生进行答辩，就设计说明书中的各项内容进行询问。最后根据学生提交的设计说明书以及在学生在答辩中的问答情况最后综合评定学生的设计成绩。

四、课程设计的时间安排

本课程设计安排在第七学期进行。

篇2：电机拖动基础实验报告

b.在现代社会中，电机的应用可以说是无处不在的。例如，在交通运输业中，如城市交通运输和电气化的铁道，需要各种具有良好启动和调速性能的牵引电机；在航运和航空事业中又需要各种特殊的电机；在农业中，如电力排灌、脱粒、辗米、榨油等农业机械业广泛的采用电动机拖动；在现代家庭生活中，如洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等家用电器，需要各种小型电动机来拖动；在自动控制技术中，各种各样的微型控制电机广泛地作为检测、放大和执行元件„„

随着科学技术水平的提高，电力工业不断发展，发电机和变压器的电机容量不断增大，中、小型电动机的应用范围也不断扩大，电机性能指标和经济效益不断提高，这是电机工业发展的重要趋势。

电机及拖动基础对于我们机械专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课，我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系，所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义，对于我们将来的工作也很重要。通过本课程的学习，可以掌握电机与拖动的基本理论、基本分析方法和基本实验技能，为学习后续课程和工作打下坚实的基础。并且使自己能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养了自正己分析问题和解决问题的能力。

篇3：电机拖动实验平台的应用

1 实验平台的介绍

目前我校使用的实验平台是上海宝徕科技开发有限公司生产的电机拖动实训装置。该装置采用模块化的组装形式, 包括直流电动机、三相异步电动机、接触器模块、热继电器模块、时间继电器模块、按钮开关模块等等, 各模块可根据实验需要进行随意组合, 提高了实验的灵活性和功能扩展性。

2 实验设计举例

以三相异步交流电机的Y-△起动部分知识为例, 体现实验平台在《电机及电力拖动》课程学习中的应用。

2.1 知识准备

电机起动时, 因转子感应电动势大, 使得起动电流大;由于起动电流大, 定子漏阻抗压降大, 使定子感应电动势减小, 起动转矩不大。而实际运行中, 对电动机的起动性能要求是起动电流小, 起动转矩大。为了解决这一矛盾, 需要采取相应措施加以改进, Y-△起动能使得起动电流降为直接起动的1/3。

此处知识点若只公式分析和画电路图给学生, 则学生理解起来必定不深刻和透彻, 而采用实验验证的方法, 效果会明显改善。

2.2 实验验证

电机及其控制电路的硬件连接如图1所示。

系统采用时间继电器, 将正常工作接法为△的电动机, 在起动时改为Y形接法, 电机正常起动后, 再切换为三角形连接。

线路的动作过程如图2:

在实验的操作中, 学生自己动手连接电路, 可对电动机的使用进一步增强理解, 在电路运行中, 通过观察时间继电器、接触器、转速表等运行状态, 理解如何进行Y-△连接的转换及速度的变化情况, 从而达到形象、深刻理解Y-△起动的目的。

3 结语

通过对实验任务的完成, 可以使学生对电机及电机拖动的运行及控制都有比较深刻具体的掌握, 有效的增强学习者的实践动手能力, 为今后的工程设计打下一定的基础。

参考文献

[1]邹君.电机与拖动[M].北京:中国电力出版社.2011.

[2]孙绍林.《电机及电力拖动》教学方法之探究[J].科技教育创新, 2011, 17:184.

篇4：《电机与拖动基础》教学改革初探

一、《电机与拖动基础》教学改革的必要性

1.教学目的和培养目标的需求

《电机与拖动基础》是电气工程专业的基础课程,该课程围绕着电气专业的理论和实际应用而全面展开,而面对电气技术在生产中更快的变化,需要更为“实用性、技能性、应用性”的新职业性的人才,这就对该课程的教学目标提出了更高的要求:要以教师为主导,学生为主体,以國民经济发展需要为培养目标,集“理论学习”和“技能训练”为一体,培养体系要从初级到高级、从理论到实践、再从实践到理论进一步升华。

2.全面协调课时比例

一般的《电机与拖动基础》课程将在一个学期内结束,大概在140～160个课时之间,怎样协调好课时的分配,在该课程中也极大地制约着学生对课程的理解,由于要培养学生理论实践相互发展,理论为实践做基础,实践又要升华为理论,因而更好地根据学生的基础水平,全面协调好理论课程和实践课程的比例关系,更好地推动实用性人才的培养。

二、理论课改革的措施

1.现阶段理论课堂上的不足

在实际教学过程中发现,学生学习该课程时比较吃力,教师授课难度也大,教学效果不理想。究其原因:一是职业技术院校学生基础知识较差;二是学生获取知识的途径单一,遏制了学生学习的主动性;三是教学内容繁杂、理论性较强,学生缺乏学习兴趣;四是专业实验室投资大,利用效率低。

2.提高课堂教学的生动性,激发学生兴趣

将单纯的教师讲课,学生听课的单一模式多样化,使课堂教学不再是书本知识的简单板书和叙述,而是充分利用多媒体设备,将理论、实验、实训等教学内容一体化设置。如《电机与拖动基础》课程中直流电机的结构部分相对抽象,学生对主磁极、换向极、电刷、换向器等没有充分认识,教师很难解释清楚、学生也很难想象其具体的形状,此时采用多媒体设备,将直流电机分解,学生就能了然于胸。教室、实验室与实训场地等教学条件一体化配置,让学生在课堂上边学习,边实践。通过实验、实训教学牢固树立起“实践先于理论,实践检验理论,理论源于实践”的思想。如在讲解他励直流电动机的调速过程中,可以要求学生根据他励直流电动机的机械特性进行分析,得出调速的方法,然后让学生直接进行试验,用实验验证理论,判断得出的结论是否正确,以此激发学生的学习兴趣。

3.改革教材,结合实际,发展课程特点

学生学习的主要途径是教材,而现在大多数教材内容繁杂,注重理论,缺少实践,这也是学生认为专业课难学、缺乏学习兴趣的主要原因之一。笔者认为,编写一本适合职业院校学生的教材必不可少。教材应注重实践,以“必需、够用”为原则,删减部分理论性强,较抽象的内容,加强针对性和实用性,改变原来的实践教学过分依附、服务于理论教学的状况,探索建立相对完善的教学体系,使理论教学和实践教学变成一个整体,相互渗透,有机结合。尽量减少课程中一些公式的推导,增加一些实际应用的例题,如一些实践性较强的小课题、小制作,让学生可以自己动手,以此提高学生的学习兴趣。面对企业设备的不断更新,教材还要结合企业需求,树立以人为本的教育观和课程观,按照培养适应社会经济发展要求的高素质人才的标准,设计职业技术教育中《电机与拖动基础》课程教学体系,教材不仅要注重传统技术,更要接触现代先进技术,以适应社会科学技术的迅猛发展。要正确处理好课程与企业新设备需求之间的关系,不断创新,让学生从课本中也能接触社会、了解社会,毕业后,能尽早融入社会。

三、实验课程教学改革措施

1.正确引导,培养学生自主学习的能力

一个高素质应用型人才不仅要具有扎实的理论功底,娴熟的技术应用能力,而且要具有较强的学习能力和技术创新的能力。现在许多职业技术院校培养的毕业生,普遍存在着理论功底相对较差,缺乏自我学习能力和技术创新能力。因此,我们在教学中,必须更新理念,要在培养学生自主学习的能力方面下功夫,对学生不能局限于“授之以鱼”,更重要的是“授之以渔”,使学生掌握正确的学习方法和思维方式。在教学内容上,适当压缩传统教学内容,提高教学内容的适应性。同时要强调对概念的理解,在课堂上要着重讲清重点、难点、思路、方法,有计划地安排适当内容由学生自学,写出自学总结。教师应结合本课程,给出相应的实际任务,课后让学生自由设计、自主完成。如介绍直流电机的原理后,可以让学生自己动手制作简单的发电机、电动机模型,这样不仅能使学生较好地掌握课程内容,还能培养学生创新思维和解决问题的能力,更能激发学生自主学习的兴趣。学习源于生活.所以应该引导学生在日常生活中仔细观察,观察这个时代和社会的新技术、新工艺、新材料、新产品及发展方向,多留心当前的先进设备,进一步引导学生开拓思路,拓展思维,拓宽视野,并将这些不具体却宝贵的东西应用于自己的实际之中加以实现。

2.加强素质教育,提高自身修养

教学改革是一项复杂的系统工程,改革成功与否不仅涉及教师和课程本身教学设计、教材教法,而且还涉及学生。教师的言行举止对学生起潜移默化的作用,学生创新能力的形成和提高,要靠教师的启发和引导,一个自身素质不高、创新意识不强的教师是无法启发和培养学生创新能力的。这就要求教师不仅具备较强的理论功底,还要有较强的实际动手能力,要不断拓宽和深化自身的专业基础知识,及时调整思维方法,增强创新意识,经常深入企业,了解企业动态,保持不断进行科学研究的活力,才能推动教学工作的常教常新。

职业技术教育本身是培养面向生产、服务、管理第一线的高素质的应用型技能人才。这就要求在提高教师自身文化修养的同时,提高学生综合素质,要把以知识教育为主转变到以素质教育为主上来,只有这样,才能适应社会经济发展的需要。

总之,随着社会的进步和经济的飞速发展,电机在企业设备更新中的不断应用,教育工作者必须努力跟上新时代的步伐,在教学实践中,以提高教学质量为中心,转变教育思想,更新教育观念,不断总结经验,不断探索,不断创新,为培养高素质人才而努力。

篇5：电机与拖动基础总复习

试题类型

一、填空题

二、选择题

四、简答题

五、计算题

第一章

直流电机原理

1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。

定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。

2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。

极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。

单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a等于极对数np。

电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。☆

直流电机的励磁方式：☆

☆7直流电机的电枢电压方程和电动势：

直流电机电磁转矩

直流电动机功率方程

9直流电机工作特性☆

直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开☆

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。

自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件☆☆

（1）电机必须有剩磁，如果没有须事先进行充磁；

（2）励磁绕组的极性必须正确，也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确；

（3）励磁回路的电阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/If

不能太陡，否则如果伏安特性的斜率太陡，与发电机空载特性交点很低或无交点，就无法建立空载电压。总之，自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压，然后才能带负载运行。

12他励直流发电机的外特性☆

随着电流的增大，其输出电压下降。这是因为：①

随着发电机的负载增加，其电枢反应的去磁效应增强，使每极磁通量减小，导致电枢电动势下降。②

电枢回路电阻上的电压将随着电流上升而增大，使发电机的输出电压下降。

13效率

他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流

Ia的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。当负载较小时，Ia

也较小，此时发电机的损耗是以不变损耗为主，但因输出功率小而效率低；随着负载增加，P2增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。☆

第二章

变压器

1变压器的基本原理与结构

变压器的主要组成是铁心和绕组

变压器的额定参数

额定电压U1N

和U2N

额定电流I1N

和I2N

额定容量

SN

单相变压器

三相变压器

一次、二次绕组感应电动势

变压器负载时的基本方程式和等效电路☆

5绕组折算和“T”型等效电路

☆将变压器二次绕组折算到一次绕组时，电动势和电压的折算值等于实际值乘以电压比k，电流的折算值等于实际值除以k，而电阻、漏电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以

k2。这样，二次绕组经过折算后，变压器的基本方程式变为

分析变压器内部的电磁关系可采用三种方法：基本方程式、等效电路和相量图☆。

变压器带负载时的相量图

变压器的参数测定

(1)

空载试验

调压器TC加上工频的正弦交流电源，调节调压器的输出电压使其等于额定电压U1N，然后测量U1、I0、U20

及空载损耗P0

由于空载电流

I0

很小，绕组损耗

I02R

很小，所以认为变压器空载时的输入功率P0

完全用来平衡变压器的铁心损耗，即

P0

≈

ΔpFe

。☆

励磁阻抗

励磁电阻

励磁电抗

电压比

(2)

短路试验

短路试验时，用调压器TC

使一次侧电流从零升到额定电流

I1N，分别测量其短路电压

Ush、短路电流

Ish

和短路损耗Psh，并记录试验时的室温θ（℃）。

由于短路试验时外加电压很低，主磁通很小，所以铁耗和励磁电流均可忽略不计，这时输入的功率（短路损耗）Psh

可认为完全消耗在绕组的电阻损耗上，即

Psh

≈ΔpCu

。由简化等效电路，根据测量结果，取

Ish

＝

I1N

时的数据计算室温下的短路参数。☆

短路阻抗

短路电阻

短路电抗

变压器的外特性和电压变化率

电压变化率的实用计算公式

变压器的负载系数

9变压器的效率特性

变压器的总损耗为

短路损耗（铜损耗）Psh

空载损耗

P0

变压器效率的实用计算公式

当可变损耗与不变损耗相等时，效率达最大值，由此可得到产生变压器最大效率时的负载系数bm为

三相变压器绕组的联结法

11三相变压器联结组的判断方法☆

三相变压器的并联运行

三相变压器的并联运行

变压器并联运行时有很多的优点：☆

1）提高供电的可靠性。

2）提高运行的经济性。

3）可以减小总的备用容量。

变压器并联运行的理想情况是：☆☆

1）空载时并联运行的各台变压器之间没有环流；

2）负载运行时，各台变压器所分担的负载电流按其容量的大小成比例分配，使各台变压器能同时达到满载状态，使并联运行的各台变压器的容量得到充分利用；

3）负载运行时，各台变压器二次侧电流同相位，这样当总的负载电流一定时，各台变压器所分担的电流最小；如果各台变压器的二次侧电流一定，则承担的负载电流最大。

为达到上述理想的并联运行，需要满足下列三个条件：☆☆

1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等；

2）并联运行的各台变压器的联结组号必须相同；

3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值要相等。

第三章

交流电机的理论

交流电机包括:（1）异步电机（2）和同步电机

单相电枢绕组的磁动势

旋转磁场的基本特点

(1)三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成磁动势是一个旋转行波；

(2)旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相，改变三相绕组的相序即可改变旋转磁场的方向；

☆

(3)旋转磁场的转速n1与电源频率f1、电机极对数np之间保持严格的关系，即

☆

异步电机原理

异步电动机的优缺点

异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高。

异步电动机的缺点：功率因数较差，异步电动机运行时，必须从电网里吸收滞后性的无功功率，它的功率因数总是小于1。

异步电动机的分类

按定子相数分：单相异步电动机；三相异步电动机。

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

异步电动机的转差率：

异步电机的运行方式☆

异步电动机的电压方程

(1)定子电压方程

(2)转子电压方程

异步电动机的电磁关系

三相异步电动机单相等效电路

7等效电路和相量图

虚拟电阻的损耗，实质上表征了异步电动机的机械功率

异步电动机的功率

9异步电动机的电磁转矩☆

与每极磁通和转子电流有功分量的乘积成正比

异步电动机的工作特性

☆

l

异步电动机的转速特性为一条稍向下倾斜的曲线

l

随着负载的增大，转子转速下降，转子电流增大，定子电流及磁动势也随之增大，抵消转子电流产生的磁动势，以保持磁动势的平衡。定子电流几乎随

P2

按正比例增加。

l

当负载增加时，转子电流的有功分量增加，定子电流的有功分量也随之增加，即可使功率因数提高。在接近额定负载时，功率因数达到最大。

l

异步电动机的负载不超过额定值时，角速度w

变化很小。而空载转矩T0

又可认为基本上不变，所以电磁转矩特性近似为一条斜率为

1/

w的直线。

l

异步电动机中的损耗也可分为不变损耗和可变损耗两部分。当输出功率P2

增加时，可变损耗增加较慢，所以效率上升很快。当可变损耗等于不变损耗时异步电动机的效率达到最大值。随着负载继续增加，可变损耗增加很快，效率就要降低。

第六章

直流电机拖动基础

1他励直流电动机的机械特性☆

2人为机械特性☆

（1）改变电枢电压

一组平行曲线

（2）减小每极气隙磁通

特性曲线倾斜度增加，电动机的转速较原来有所提高，整个特性曲线均在固有机械特性之上

（3）电枢回路串接电阻

n0=Const

；R越大，曲线越倾斜

他励直流电动机的起动☆

一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是：

1)限制Ist（Ist

≤l

IN，l

为电机的过载倍数）；

2)

Tst

≥（1.1～1.2）TN；

3)

起动设备简单、可靠。

（1）电枢回路串电阻起动

（2）减压起动

他励直他励直流电动机的调速

☆调速范围、静差率、平滑性

（1）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。

（2）

调电压调速

特点是：☆☆

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10~20；

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。

（3）

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（1.2~1.5）nN，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（3~4）nN，因而调速范围窄。

他励直流电动机的制动

常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。

（1）能耗制动

A

能耗制动过程

B能耗制动运行状态

(2)反接制动

A电枢反接制动

B

倒拉反接制动☆

(3)回馈制动

A

正向回馈制动

在调压调速系统中，电压降低的幅度稍大时，会出现电动机经过第二象限的减速过程

电动车下坡时，将出现正向回馈制动运行

B

反向回馈制动运行

他励直流电动机的四象限运行☆

第七章

交流电机拖动基础

机械特性的三种表达式

（1）物理表达式

（2）参数表达式

（3）实用表达式

最大电磁转矩与电压的平方成正比，与漏电抗成反比；临界转差率与转子电阻成正比，与电压大小无关。

异步电动机机械特性的三种表达式，其应用场合各有不同。一般物理表达式适用于定性地分析

Te

与

及

间的关系；参数表达式多用于分析各参数变化对电动机运行性能的影响；实用表达式最适用于进行机械特性的工程计算。☆

机械特性

机械特性的直线部分他机械特性的曲线部分

起动转矩

稳定运行问题：

（1）降低定子端电压的人为机械特性☆特点：

1）固有特性的同步转速不变。

2）最大转矩随电压的降低而

按二次方规律减小。

３）最大转矩对应的转差率保持不变．

（2）定子回路串三相对称电阻的人为机械特性

定子回路串入电阻并不影响同步转速，但是最大电磁转矩、起动转矩和临界转差率都随着定子回路电阻值的增大而减小。

（3）定子回路串三相对称电抗的人为机械特性

（4）转子回路串三相对称电阻的人为机械特性

特点：（１）同步转速n1、最大电磁转矩Tem不变。

（２）临界转差率sm增大。

（３）起动转矩增大．

当所串入的电阻满足

起动转矩为最大电磁转矩

异步电动机的起动☆☆☆

起动要求：

（１）足够大的起动转矩。起动电流倍数KI=Ist

/

IN

（２）不要太大的起动电流。起动转矩倍数KT=Tst

/TN。

l

普通的异步电动机

如果不采取任何措施

而直接接入电网起动时，往往起动电流Ist

很大，而起动转矩Tst

不足。

在起动初始，n

=

0，转差率s

=

1，转子电流的频率f2=sf1

≈

50Hz，转子绕组的电动势sEr0=Er0，比正常运行时（s

=

0.01～0.05）的电动势值大20倍，则此时转子电流Ir很大，定子电流的负载分量也随之急剧增大，使得定子电流（即起动电流）很大；

转子漏磁sXr0>>Rr，使得转子内的功率因数cosφ2很小，所以尽管起动时转子电流Ir

很大，但其有功分量Ircosφ2并不大。而且，由于起动电流很大，定子绕组的漏阻抗压降增大，使得感应电势Es和与之成正比的主磁通Fm减小，因此起动转矩Tst并不大。

异步电动机在起动时存在以下两种矛盾：

1）起动电流大，而电网承受冲击电流的能力有限；

2）起动转矩小，而负载又要求有足够的转矩才能起动。

（1）小容量电动机的轻载起动——直接起动

直接起动也称为全压起动。（７.5kW）

优点：操作简便、起动设备简单；

缺点：起动电流大，会引起电网电压波动。

（2）中、大容量电动机轻载起动——降压起动

（A）星形-三角形（Y-Δ）换接起动☆

（B）自耦降压起动

电动机端电压:

Us=U2

=

定子电流:

Is=I2=

从电网上吸取的电流:

I1

=Ist

起动转矩与起动电流降低同样的倍数。

（C）串电阻（抗）起动方法

优点:起动电流冲击小，运行可靠，起动设备构造简单；

缺点:起动时电能损耗较多。

（D）延边三角形起动方法☆

优点：体积小、质量轻、允许经常起动等。

缺点：电动机内部接线较为复杂。

（3）小容量电动机重载起动——笼型异步电动机的特殊形式

主要矛盾：起动转矩不足。解决方法有：

（１）按起动要求选择容量大一号或更大些的电动机；

（２）选用起动转矩较高的特殊形式的笼型电动机。

(A)

深槽式异步电动机

(B)双笼型异步电动机

(4)中、大容量电动机重载起动——绕线转子异步电动机的起动☆

起动的两种矛盾（起动转矩小，起动电流大）同时起作用。

如果上述特殊形式的笼型电动机还不能适应，则只能采用绕线转子异步电动机了。在绕线转子异步电动机的转子上串接电阻时，如果阻值选择合适，可以既增大起动转矩，又减小起动电流，两种矛盾都能得到解决。

（A）

转子串接电阻起动方法

在起动时，在转子绕组中串接适当的起动电阻，以减小起动电流，增加起动转矩。

待转速基本稳定时，将起动电阻从转子电路中切除，进入正常运行。

（B）转子串接频敏变阻器起动方法

频敏变阻器的特点是其电阻值随转速的上升而自动减小

R1为绕组的电阻，Xm为带铁心绕组的电抗，Rm是反映铁耗的等效电阻。

电动机刚起动时，转子频率较高,频敏变阻器内的与频率平方成正比的涡流损耗较大，其等效电阻也因之较大，可以限制电动机的起动电流，并增大起动转矩。

异步电动机的调速

从定子传入转子的电磁功率Pem可分成两部分：一部分为拖动负载的有效功率　　　　　　；另一部分是转差功率，与转差率成正比。

把异步电动机的调速方法分为三类：

1）转差功率消耗型

—

全部转差功率转换成热能消耗掉。效率最低。

2）转差功率回馈型

—☆

转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网，其效率比功率消耗型高。

3）转差功率不变型

—转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。

(1)转差功率消耗型异步电动机调速方法

(A)

改变定子电压调速

(B)转子电路串接电阻调速

(2)转差功率回馈型异步电动机调速方法——串级调速

1.串级调速的基本原理☆

2.串级调速的控制方式

(1)

次同步调速方式

(2)

超同步调速方式

3.串级调速的机械特性

(3)

转差功率不变型异步电动机调速方法

（A）变极调速——多速异步电动机☆

（B）变频调速

1）

基频以下调速

2）基频以上调速

异步电动机的制动

（1）异步电动机的能耗制动☆☆

（2）异步电动机的反接制动

（A）

转速反向的反接制动

（B）定子两相对调反接制动

☆两种反接制动电动机的转差率都大于1

能量：从电网吸收电能；从旋转系统获得动能（定子两相对调反接制动）或势能（转速反向反接制动）转化为电能。这些能量都消耗在转子回路中。

（3）异步电动机的回馈制动

☆两种回馈制动电动机的转差率都小于0

能量：从旋转系统获得势能转化为电能，并回馈给电网。

异步电动机运行状态小结

第四章

同步电机原理

同步电机的结构和运行方式

同步电机静止的转子和旋转的定子组成同步电机的转子有两种结构形式：凸极式、隐极式

同步电动机的磁动势

同步电动机的功率方程和功角特性

同步电动机的电磁转矩与矩角特性

同步电动机的稳定运行

隐极同步电动机:当电动机拖动负载运行在q

=

0°～90°的范围内，电动机能够稳定运行；当电动机拖动负载运行在q

=

90°～180°的范围内，电动机不能够稳定运行。

同步电动机的电压方程和相量图

直轴同步电抗

交轴同步电抗

同步电动机的功率因数及Ｖ形曲线

l

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。☆

l

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(’)。☆

l

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。

l

在线的左边是欠励区，右边是过励区

l

当同步电动机带一定负载时，若减小励磁电流，电动势、电磁功率减小。当电磁功率减小到一定程度，θ超过90°，电动机就失去同步，如图8-16中虚线所示的不稳定区。从这个角度来看，同步电动机最好也不运行于欠励状态。☆

第十章

电力拖动系统电动机的选择

1如何根据电机的铭牌进行定子的接线：

如果电动机定子绕组有六根引出线，并已知其首、末端，分两种情况讨论：

1)

铭牌上标明“电压380/220V，接法Y/Δ”

2)

铭牌上标明“电压380V，接法Δ”,在起动过程中，可接成Y型，接在380V电源上，起动完毕，恢复Δ接法。☆

确定电动机额定功率考虑因素☆

1）电动机的发热及温升；

2）电动机的短时过载能力；

3）笼型异步电动机还应考虑起动能力。

连续工作制电动机额定功率的选择

1.恒定负载

计算出负载所需功率PL，选择一台额定功率PN

略大于PL的连续工作制电动机，不必进行发热校核。

对起动比较困难（静阻转矩大或带有较大的飞轮力矩），采用笼型异步电动机或同步电动机，应校验起动能力。

2.周期性变化负载

电动机的额定功率按下面几种等效法选择：等效电流法、等效转矩法、等效功率法

电动机类型的选择

原则：在满足生产机械对过载能力、起动能力、调速性能指标及运行状态等各方面要求的前提下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。

1）对起动、制动及调速无特殊要求的一般生产机械，如机床、水泵、风机等，应选用笼型异步电动机。

2）对需要分级调速的生产机械，如某些机床、电梯等，可选用多速异步电动机。

3）对起动、制动比较频繁，要求起动、制动转矩大，但对调速性能要求不高，调速范围不宽的生产机械，可选用绕线转子异步电动机。

4）当生产机械的功率较大又不需要调速时，多采用同步电动机。

5）对要求调速范围宽、调速平滑、对拖动系统过渡过程有特殊要求的生产机械，可选用他励直流电动机

电动机额定转速的选择

（1）对连续运转的生产机械，可从设备初投资，占地面积和运行维护费用等方面考虑，确定几个不同的额定转速，进行比较，最后选定合适的传动比和电动机的额定转速。

（2）经常起动、制动和反转，但过渡过程时间对生产率影响不大的生产机械，主要根据过渡过程能量最小的条件来选择电动机的额定转速。☆

（3）经常起动，制动和反转，且过渡过程持续时间对生产率影响较大，则主要根据过渡过程时间最短的条件来选择电

动机的额定转速。

绪论

1．按电机供电电源的不同，可以分为直流电机和交流电机两大类。

2．把穿过某一截面S的磁力线根数被称为磁通量F。在均匀磁场中，把单位面积内的磁通量称为磁通密度B。

3．非导磁材料，比如：铜、橡胶和空气等，具有与真空相近的导磁率，因此在这些材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系是线性的。在导磁材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系不是线性的。☆

4．磁通与电压之间存在如下关系：

1）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；☆

2）感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。

5．电机作为一种机电能量转换装置能够将电能转换为机械能，也能将机械能转换为电能。由于机械系统和电气系统是两种不同的系统，其能量转换必须有一个中间媒介，这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。☆

6铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和为铁心损耗。☆

电力拖动系统动力学基础

1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。

☆2．电力拖动运动方程的实用形式为

由电动机的电磁转矩Te与生产机械的负载转矩TL的关系：

1）当Te

=

TL

时，dn/dt

=

0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态；

2）若Te

＞TL

时，dn/dt

＞0，系统处于加速状态；

3）若Te＜TL

时，dn/dt

＜0，系统处于减速状态。

也就是一旦

dn/dt

≠

0，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。

☆3．生产机械的负载转矩特性：

☆4．拖动系统稳定运行的充分必要条件:

Te=TL且

电动机工作在电动状态飞轮矩的折算

☆

篇6：电机拖动基础实验报告

A、静差率越小,转速的相对稳定性就越高 B、静差率越小,转速的相对稳定性就越差 C、静差率越大,转速的相对稳定性就越高 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 2.(单选题)下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是()(本题2.5分)

A、饱和非线性控制 B、转速超调 C、准时间最优控制 D、饱和线性控制 学生答案：D 标准答案：D 解析： 得分：2.5 3.(单选题)在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是()(本题2.5分)A、故障保护 B、PWM生成 C、电流调节 D、转速调节 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 4.(单选题)对于带有恒转矩额定负载的电动机,采用电枢串电阻调速,调速后电动机的电枢电流Ia()(本题2.5分)

A、Ia> IN B、Ia< IN C、Ia= IN 学生答案：C 标准答案：C 解析： 得分：2.5 5.(单选题)直流测速发电机是一种测速元件,它把转速信号转换成直流电压信号输出()(本题2.5分)A、输出电压与转速成正比 B、输出电压与转速成反比 C、输出电压恒定不变 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 6.(单选题)电源电压为380V(线电压),如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V,则应将定子绕组()(本题2.5分)

A、接成星形 B、接成三角形 C、星形、三角形均可 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 7.(单选题)常用交流测速发电机是()(本题2.5分)

A、空心杯转子异步测速发电机 B、笼式转子异步测速发电机 C、同步测速发电机 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 8.(单选题)并励直流电动机的反转方法是()(本题2.5分)

A、改变定子磁场的方向,不改变电枢绕组电流方向 B、改变电枢绕组电流方向,不改变定子磁场的方向 C、同时改变电枢绕组电流及定子磁场的方向 D、AB 学生答案：D 标准答案：D 解析： 得分：2.5 9.(单选题)电源电压为380V(线电压),如果电动机各相绕组的额定电压为380V,则应将定子绕组()(本题2.5分)

A、接成星形 B、接成三角形 C、星形、三角形均可 学生答案：A 标准答案：B 解析： 得分：0 10.(单选题)电枢反应对电机的影响是()(本题2.5分)

A、使气隙磁场发生畸变, B、产生去磁作用

C、物理中性线偏离几何中性线 D、ABC 学生答案：D 标准答案：D 解析： 得分：2.5 11.(单选题)他励永磁直流电动机的反转方法是()(本题2.5分)

A、改变定子磁场的方向 B、改变电枢绕组电流方向

C、同时改变电枢绕组电流及定子磁场的方向 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：2.5 12.(单选题)一台直流发电机的额定数据为:额定功率PN=17kW,额定电压UN=220V,额定转速nN=2850r/min,额定效率ηN=0.83。求额定负载时的输入功率。()(本题2.5分)A、17 kW B、20.5 kW C、14.11 kW 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：2.5 13.(单选题)比例微分的英文缩写是()(本题2.5分)

A、PI B、PD C、VR D、PID 学生答案：D 标准答案：B 解析： 得分：0 14.(单选题)静差率是用于表示转速的相对稳定性的指标,()(本题2.5分)

A、静差率越小,转速的相对稳定性就越高 B、静差率越小,转速的相对稳定性就越差 C、静差率越大,转速的相对稳定性就越高 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 15.(单选题)他励直流电动机采用电枢回路串电阻起动,一般要求Ist≦()(本题2.5分)

A、(1.5-2)IN B、(1-2)IN C、(1.5-3)IN 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 16.(单选题)当加在变压器上的交流电压有效值U1恒定时,当负载变换时,变压器铁心中的磁势()(本题2.5分)

A、基本不变

B、随负载的变换而变换 C、不能确定 学生答案：B 标准答案：A 解析： 得分：0 17.(单选题)双闭环直流调速系统的起动过程中不包括()(本题2.5分)

A、转速调节阶段 B、电流上升阶段 C、恒流升速阶段 D、电流下降阶段 学生答案：D 标准答案：D 解析： 得分：2.5 18.(单选题)对于带有恒转矩额定负载的电动机,采用电枢串电阻调速,调速后电动机的电枢电流Ia()(本题2.5分)

A、Ia> IN B、Ia< IN C、Ia= IN 学生答案：C 标准答案：C 解析： 得分：2.5 19.(单选题)转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是()(本题2.5分)

A、PID B、PI C、P D、PD 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：2.5 20.(单选题)他励直流电动机能耗制动时的机械性是一条通过坐标原点的直线,其理想空载转速为零, 特性的斜率为()

(本题2.5分)

A、B、C、学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 21.(单选题)下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是()(本题2.5分)

A、降电压调速 B、串级调速 C、变极调速 D、变压变频调速 学生答案：D 标准答案：D 解析： 得分：2.5 22.(单选题)可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速的是()(本题2.5分)

A、比例控制 B、积分控制 C、微分控制 D、比例微分控制 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：2.5 23.(单选题)当变压器存在不变损耗和可变损耗时,变压器的效率最高时()(本题2.5分)

A、不变损耗和可变损耗相等 B、不变损耗和可变损耗不相等 C、不确定 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 24.(单选题)直流发电机电枢电动势的方向可通过下述方法改变()(本题2.5分)

A、改变气隙磁通的方向 B、改变电机转速的方向

C、改变气隙磁通或转速两者之一的方向 D改变转速和磁通方向 学生答案：C 标准答案：C 解析： 得分：2.5 25.(单选题)转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是()(本题2.5分)A、ACR B、AVR C、ASR D、ATR 学生答案：C 标准答案：A 解析： 得分：0 26.(单选题)异步电动机的磁极为两对极时旋转磁场的转速是()(本题2.5分)

A、1000r/min B、1500r/min C、3000r/min 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：2.5 27.(单选题)常用交流测速发电机是()(本题2.5分)

A、空心杯转子异步测速发电机 B、笼式转子异步测速发电机 C、同步测速发电机 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 28.(单选题)电机是一种能源变换的装置,电动机将()(本题2.5分)

A、电能转换为机械能 B、机械能转换为电能 C、各种能量转换为电能 学生答案： 标准答案：A 解析： 得分：0 29.(单选题)电机是一种能源变换的装置,电动机将()(本题2.5分)

A、电能转换为机械能 B、机械能转换为电能 C、各种能量转换为电能 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 30.(单选题)电源电压为380V(线电压),如果电动机各相绕组的额定电压为380V,则应将定子绕组()(本题2.5分)

A、接成星形 B、接成三角形 C、星形、三角形均可 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：2.5 31.(单选题)电源电压为380V(线电压),如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V,则应将定子绕组()(本题2.5分)

A、接成星形 B、接成三角形 C、星形、三角形均可 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 32.(单选题)SPWM技术中,调制波是频率和期望波相同的()(本题2.5分)A、正弦波 B、方波 C、等腰三角波 D、锯齿波 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 33.(单选题)他励永磁直流电动机的反转方法是()(本题2.5分)

A、改变定子磁场的方向 B、改变电枢绕组电流方向

C、同时改变电枢绕组电流及定子磁场的方向 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：2.5 34.(单选题)调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准()(本题2.5分)

A、平均速度 B、最高速 C、最低速 D、任意速 学生答案：A 标准答案：C 解析： 得分：0 35.(单选题)他励直流电动机采用电枢回路串电阻起动,一般要求Ist≦()(本题2.5分)

A、(1.5-2)IN B、(1-2)IN C、(1.5-3)IN 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 36.(单选题)当变压器存在不变损耗和可变损耗时,变压器的效率最高时()(本题2.5分)

A、不变损耗和可变损耗相等 B、不变损耗和可变损耗不相等 C、不确定 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 37.(单选题)常用的数字滤波方法不包括()(本题2.5分)

A、算术平均值滤波 B、中值滤波 C、中值平均滤波 D、几何平均值滤波 学生答案：D 标准答案：D 解析： 得分：2.5 38.(单选题)图示负载转矩特性来,图a、b、c分别表示()

(本题2.5分)

A、反抗性、位能性、风机类负载 B、B反抗性、风机类、位能性负载 C、C风机类、反抗性、位能性负载 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 39.(单选题)图示负载转矩特性来,图a、b、c分别表示()

(本题2.5分)

A、反抗性、位能性、风机类负载 B、B反抗性、风机类、位能性负载 C、C风机类、反抗性、位能性负载 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：2.5 40.(单选题)在直流电动机中,换向器配以电刷,能将外加直流电源转换为电枢线圈中的()(本题2.5分)

A、直流电流