电机与拖动基础总复习ppt课件.ppt

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1、第一部分 直流电机,一、基本知识点,(一) 直流电机的原理、结构和额定值,1. 原理,直流发电机,(1) 原动机拖动转子以n旋转； (2) 电机内部须有磁场存在（直流励磁或永磁）； (3) 转子上的电枢导体切割磁场交流e=Blv(右手法则判定其方向) 电刷直流E。,直流电动机,(1) 直流电源电刷在电枢中产生ia ； (2) 电机内部须有磁场存在（直流励磁或永磁）； (3) 电枢导体受到电磁力f=Blia(左手法则判定其方向)T转子旋转负载。,2. 结构,凡是旋转电机，其基本结构总是由定子和转子两大部分组成。直流电机结构参见教材29页图3.4 。,其定子和转子的基本构成如下,3. 额定值,额定

2、值是电机长期运行时允许的各物理量的值。主要有, 额定电压(V), 额定励磁电压(V), 额定电流(A), 额定励磁电流(A), 额定转速(r/min), 励磁方式(他励方式；自励方式并励、串励、复励), 额定功率(kw)(为额定输出功率), 额定效率 (对电动机，指额定运行时输出机械功率 与电源输入电功率之比),电机的效率公式中，P1泛指输入功率，P2泛指输出功率。,(1) 对直流电动机，有,(2) 对直流发电机，有, 电动机轴上输出的额定转矩,4. 电枢绕组,电枢绕组一般装在直流电机的转子上。有叠绕组(单叠、复叠)、波绕组(单波、复波)和混合绕组。最基本的是单叠绕组、单波绕组。,各种绕组的规

3、律常用绕组展开图来表示。,(二) 直流电机的磁场分析,1. 励磁方式,直流电机绕组，一般包括定子磁极上的励磁绕组和转子上的电枢绕组。两个绕组的不同连接方式，决定直流电机的励磁方式。励磁方式有两大类四种：他励方式；自励方式并励、串励、复励。,不同励磁方式电机的运行特性也不同。特别是并励电机的电流关系：,(1) 对直流电动机,(2) 对直流发电机,分别为电枢电流、负载电流和励磁电流。,2. 空载磁通,空载磁通密度Box分布呈“平顶波”。主磁通的路径为闭合磁路：气隙电枢齿电枢轭电枢齿气隙主磁极定子轭主磁极气隙。,励磁磁势的绝大部分是消耗在气隙中。,3. 电枢反应,电枢磁通密度Box分布呈“马鞍形”。

4、在负载运行时，电枢磁场对空载磁场的影响称作电枢反应。,(三) 直流电机的电动势、功率、转矩平衡,1. 直流电动势表达式,(1) 对直流电动机：它为反电势（Ea与Ia反向）(2) 对直流发电机：它为正电势（Ea与Ia同向） 结构参数p、a、z 分别为极对数、并联支路数、电枢绕组总导体数。,2. 电磁转矩表达式,(1) 对直流电动机：它为拖动性转矩（T与n同向）(2) 对直流发电机：它为制动性转矩（T与n反向） 结构参数p、a、z 分别为极对数、并联支路数、电枢绕组总导体数。,注意公式 的应用,3. 电动势平衡方程式（参看下页模型）,(1) 对直流电动机 (U Ea):,(2) 对直流发电机 (U

5、Ea):,或,如果还考虑电刷上的压降Ub, ( 一般取1V左右) 则有,图1 交流发电机物理模型,图2 直流发电机物理模型,图3 直流电动机物理模型,(1) 对直流电动机:,(2) 对直流发电机:,4. 功率平衡方程式,(1) 对直流电动机,若总损耗,因为他励发电机中不包含pCuf ，则他励电动机,(2) 对直流发电机,若总损耗,因为他励发电机中不包含pCuf ，则他励电动机,5. 转矩平衡方程式,(1) 对直流电动机:,(2) 对直流发电机:,(T2为电动机输出转矩),(T1为原动机输入给发电机轴上的输入转矩),6. 和 值的计算,的计算可根据电动势表达式和电压平衡方程式解得,(1) 对直流

6、电动机:,(2) 对直流发电机:,对于同一台电机，有,(四) 直流电机的特性,1 直流电动机,(1) 工作特性：转速特性、转矩特性、效率特性,指在额定工作电压、额定励磁情况下，负载变化时n、T、分别随P2(或Ia)的变化关系。,(2) 机械特性：固有机械特性、人为机械特性（电枢串电阻、降低电枢电压、减小励磁电流减小气隙磁通）,指电动机在一定的工作电压和励磁电流情况下，电磁转矩与转速之间的变化关系。,机械特性一般公式,当 时，固有机械特性；,当分别单独改变上述三个参数时，所得到的是人为机械特性。,(3) 直流电动机启动要求,启动电流要小，启动转矩要大是电动机启动性能好的两个要素。,注意：在启动并

7、励、他励和复励电动机时，电枢回路外接电阻应置于最大（限制启动电流）、励磁回路外接电阻应置于最小（提高启动转矩）。串励直流电动机不能空载或轻载启动。,(4) 直流电动机调速,调速依据,其中,改变电枢回路外接电阻R n： Rn，Rn,改变励磁回路外接电阻Rf n： RfIfn,反之亦然,改变电枢回路电压U n(常用于他励机)： Un, Un,(4) 直流电动机制动,制动方法：能耗制动、反接制动、倒拉反转制动、回馈制动。,制动过程的分析（略）。,(5) 直流电动机运行,电动和发电状态。,2 直流发电机,开路(空载)特性、外特性,(1) 直流发电机空载特性U0=f(If)工作在额定转速下，负载电流I=

8、0时，端电压U0随励磁电流的变化关系。,(2) 直流发电机外特性U=f(I)工作在额定转速、额定励磁情况下，负载变化时，端电压U随负载电流的变化关系。,(五) 直流电机的换向,1. 基本概念,研究换向的实际意义：换向质量直接影响电机性能，换向不好火花大。,换向定义：旋转着的电枢某元件，从一条支路转换到另一条支路时，元件(即换向线圈)中电流变化的过渡过程。,换向周期t ：换向元件中的电流ia从正(或负)值变到负(或正)值所用的时间，即一个换向片通过一个电刷所用的时间：,K换相片数,2. 改善换向的电磁方法,加装换向极: 这是常用的有效方法，但这里的关键是如何确定换向极的极性,发电机：顺转向看与主

9、极极性相同；电动机：逆转向看与主极极性相同。,移动电刷位置：其原理是利用主磁极对换向元件感应的电势来改善换向，这里的关键是电刷移动的方向,发电机：顺转向移动一个小角度；电动机；逆转向移动一个小角度。,1、直流电机的电枢导体里流过的是直流电流还是交流电流?,答；直流电机电枢导体里流过的是交流电流, 其频率f=np/60 Hz，其中P为电机的极对数, n为转子转速, 单位为rmin, 通过换向器和电刷引出来的电流才是直流电.,2、直流电机铭牌上的额定功率是指输出功率还是输入功率?对发电机和电动机有什么不同?,答：铭牌上的额定功率是指输出功率。,发电机输出的是电功率，因此其额定功率指的是从电枢出线端

10、输出的电功率。 电动机输出的是机械功率，因此其额定功率指的是轴上输出的机械功率。,3、直流电机的主磁路包括哪几部分?磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在磁路的哪部分上?,答：直流电机的主磁路包括气隙、电枢齿、电枢轭、磁极和磁轭五部分。 磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在气隙上。,4、励磁磁通势是怎样产生的?与哪些量有关?,答：励磁磁通势是由励磁绕组通以励磁电流产生的。其大小与励磁电流大小和励磁绕组的匝数有关,5、直流电机的电磁功率指的是什么?如何说明直流发电机中由机械能到电磁能的转换?,答：直流电机的电磁功率指的是由电功率和机械功率相互转换的功率，所以，电磁功率PM以电功率形式表示时，等于电枢电

11、动势与电枢电流的乘积；以机械功率形式表示时，等于电磁转矩与机械角速度的乘积，即,PM = Ea Ia = T,直流发电机的电动势和电枢电流方向相同，说明是发出电功率。同时电磁转矩和角速度方向相反，说明必须输入个和电磁转矩大小相等、方向相反的转矩才能维持发电机稳定运行，也就是需要输入机械功率。所以，直流发电机的电磁功率就是将机械功率转换为电功率的功率。,6、直流发电机的损耗包括哪几部分?哪些损耗随负载的大小而变化？哪些是不变损耗?铁损耗存在于直流电机的哪一部分？,答：包括铁损耗、铜损耗和机械损耗等。,7、把他励直流发电机转速升高20，此时空载端电压升高多少?如果是并励发电机，电压升高比前者大还是

12、小?,答：由于电枢电动势和转速成正比，因此，如果把他励发电机转速升高20，则其电枢电动势就升高20。而空载端电压等于电枢电动势，因此它也就升高20。,在并励发电机个，空载端电压也随转速的升高而升高，端电压升高引起励磁电流增大，使电枢电动势和空载端电压进一步升高所以，并励发电机电压升高得比他励发电机的大,铜损耗随负载的大小变化，即与负载电流的平方成正比。铁损耗和机械损耗为不变损耗，即与负载电流大小无关。铁损耗存在于直流电机的电枢铁芯中。,9、一台直流发电机，在励磁电流和电枢电流不变的条件下，若转速下降，则其铜损耗、铁损耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率分别如何变化?

13、,答：铜损耗不变，铁损耗和机械损耗变小，电枢电动势变小，电磁功率变小，电磁转矩不变，输出功率变小，输入功率变小,8、直流电机负载时的电枢绕组电动势与空载时的电动势是否相同?,答：因为负载时的电枢电流产少电枢磁通势，它和空载时励磁磁通势合成，共同产生气隙磁通。一般来说，该磁通和负载时仅由励磁磁通势产生的磁通是不一样的。因此它们感应的电枢绕组电动势就不相同。,10、起动直流电动机时，为什么必须在电枢回路中串电阻或降低电源电压?,答：开始起动时转速为零、感应电动势也为零，起动电流为端电压除以电枢回路总电阻:Ia=U/Ra。一般直流电动机Ra很小，因此在额定电压下的起动电流很大，约为额定电流的几十倍这

14、样大的电流会使换向困难，产生强烈火花或环火，或使电流保护装置跳闸，所以必须在电枢回路中串电阻或降低电源电压以减小起动电流.,直流电机部分思考题 3.1 、3.8、3.9、3.17、 3.18、3.1,4.1 、4.2、4.7、4.12、 4.13,一、直流电机部分,1.直流/交流电动机/发电机的基本工作原理分析。,2.直流电机的额定参数的概念与计算。,4.直流电动机的运行原理（基本方程式、功率关系、工作特性等）。,3.直流电机的电枢电动势与电磁转矩的计算。,5.他励直流电动机的机械特性（固有特性、人为特性）。,6.直流电机的换相问题。,7.他励直流电动机的启动方法与启动参数计算。,8.他励直流

15、电动机的调速方法、原理与性能指标计算。,9.他励直流电动机的各种运行状态及相应的简单计算。,10.如何改变直流电动机的旋转方向 ？,（1）对于永磁直流电动机，通过改变电源方向,可以改变电动机的旋转方向。,（3）对于串/并励直流电动机，单纯改变电源极性的方向不能改变电动机的旋转方向。可以改变励磁电流方向，或电枢电流方向来改变电动机的旋转方向。,（2）对于他励直流电动机，可以通过改变电流方向来改变电动机的旋转方向。即可以改变励磁电流方向，或电枢电流方向来改变电动机的旋转方向。,(请练习教材P103的思考题4.3),11.为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？,12

16、.试判断下列情况下，电刷两端电压性质： （1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转； （2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。,答：由于换向器的作用，使电刷短接的元件始终切割相同磁极，感应电势在电刷两端不变，故直流机能发出直流电。 如果没有换向器，直流机不能发出直流电，而只能发出交流电。（分析略）,答：（1）电刷两端的是交流电压； （2）电刷两端的是直流电压。,13.直流电动机为什么不允许直接启动？应采用怎样方法起动？,直流电动机一般不允许直接启动，因为直接起动时的起动电流和转矩都很大，起动电流通常可达额定电流的10至20倍。,这是因为：直接起动时 U UN，而n 0 ， Ea 0 ,UN IS IN T

17、S CT N IS TN Ra,直流电动机通常有两种起动方法：,（1）降压起动 （2）电枢回路串电阻起动,14.直流电动机的调速优点及其调速方法各有哪些？,直流电动机的调速的突出优点是能在较大的范围内具有平滑、平稳的无级调速性能。,直流电动机的调速适用于那些对调速性能要求较高的场合。,（2）直流电动机调节转速的电气方法主要有：,（1）直流电动机的调速优点,）电枢回路串电阻,）改变励磁电流,）改变电枢回路的电源电压,15.已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率 ，额定电压 ，额定转速 ，额定效率 ，试求该电机的额定电流。,解：对于直流电动机，,故该电机的额定电流,解：因为,故该电机的额定电流,（

18、请参见教材P32页例题3-1、3-2）,17.一台直流发电机额定容量180kw，额定电压230伏，额定转速1450r/m，额定效率89.5%,求额定输入功率和额定电流。,解：此电机的额定输入功率,额定电流,18.何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通大小与那些因素有关？,答：要通过空气隙与主磁极和电枢（绕组）交链的磁通，就是主磁极磁通。 只与励磁绕组交链而不通过气隙与电枢绕组交链的磁通称为漏磁通。 漏磁通与电机磁极结构、励磁绕组、气隙等有关。,19.电动机与机械之间有哪些传动方式？,答：、靠背轮式直接传动；,、皮带传动；,、齿轮传动；,、蜗杆传动；,、链传动；,、摩擦轮传动。,20. 教材P50：例题

19、3-5 （注意是并励、发电机！）,21. 教材P54-55：例题3-6、3-7,22. 一台15千瓦、220伏的并励电动机，额定效率N85.3，电枢回路总电阻Ra=0.2欧，并励回路电阻Rf=44欧，今欲使所电枢起动电流限制为额定电流的1.5倍，试求在电枢回路应串接的起动电阻应为多少？其电流容量为多少？若起动时不接启动电阻，则起动电流为额定电流的多少倍？串接起动电阻以后呢？,解：并励电动机的额定电流,设电枢起动变阻器电阻为RS，则有起动时，,若不用起动器而直接起动，则起动电流,直接起动电流与额定电流倍数关系,其电阻的电流容量 A,串接起动电阻以后，起动电流与额定电流倍数关系,23. 一并励电动

20、机，PN=5.5kw，UN110伏，nN=1470r/m,If=58A, Rf=138欧, Ra=0.15欧，额定负载时突然在电枢电路中串入0.5欧的电阻，当不计电枢电路中的电感并略去电枢反应的影响时，试计算瞬间的：（1）电枢电势；（2）电枢电流；（3）电磁转矩；（4）当总制动转矩不变时，试求达到稳定状态的转速。,解（1）电枢电势Ea和（2）电枢电流Ia,额定状态时，各电量为,当忽略串入电阻Rj后，瞬间n未及改变，而也不变,此时,由于电枢电压方程为,所以,（3）电磁转矩Tm,额定时,串入电阻Rj瞬间,（4）当总制动转矩不变时，即Tc=Tm=TN时，有,此时,所以,24. 某直流电动机，PN12

21、5kw，UN220V，n N1500rmin，N89.5，试求：(1)额定时的输入功率P1；(2)额定电流IN 。,25. 某直流发电机的主要额定值为:PN67kw，UN115V，nN960rmin， N87。试求额定电流IN。,26. 某台直流发电机额定功率为11kw，极数为4，额定转速为l 450 rmin，电枢绕组形式为单叠绕组，总导体数N620根，每极磁通0.00834wb，试求该台发电机的空载电势Ea。,27. 某台直流电机，电枢绕组为单叠绕组，磁极数2P4，槽数Z35槽，每槽有10根导体，转速nN1450 rmin，并测得感应电势为230V，问每极下的磁通是多少?,28. 某并励直

22、流发电机，额定功率PN82kw，UN230V，nN970 rmin，磁极数：2P4极电枢回路总电阻R a0.026，励磁回路总电阻Rf26.3 。试求额定运行时的:1)电磁功率PM，(2)电磁转矩T。,30. 某并励直流发电机，UNl15V，IaN15A，nNl 000rmin，电枢回路总电阻Ra1 ，励磁回路总电阻Rf600 ，若将这台电机作为电动机运行，接在110 V的直流电源上，当电动机的IaN也等于15A时，求电动机的转速n为多少(分析时略去电枢反应)?,31. 某并励直流电动机，PN17kw，UN220V，nN3000rmin，IN88.9A，电枢回路总电阻Ra0.0896 ，励磁回

23、路总电阻Rf181.5 ，略去电枢反应影响，试求：(1)额定输出转矩T2N；(2)额定时的电磁转矩T；(3)额定效率N ；(4)理想空载转速n01； (5)设负载为恒转矩，则电枢回路串入电阻R0.15 稳定后的转速n。,29. 某并励直流发电机，PN27kw，UN115V，nNl460 rmin 。满载时电枢绕组铜耗pa0.6kw，励磁回路总损耗pf0.3kw，电刷的接触压降2ub2V。试求：IN，If，Ia，Ra，Rf和T分别为多少?,32. 某并励直流电动机，PNl0 kw，UN=220V，nN1500rmin, N 84.5, 电枢回路总电阻Ra0.316 ，励磁回路总电阻Rf178 。

24、现欲使电枢起动电流限制为额定电枢电流的l.5倍，试求起动变阻器的电阻RS应为多大?,33. 某并励直流电动机，UN220V，电枢回路总电阻Ra0.032 ，励磁回路总电阻Rf27.5 。现将电机装在起重机上，当使重物上升时，UUN，Ia350A， n N795rmin。而将重物下放时(重物负载不变，T也不变)，U和If保持不变，转速n300rmin，问电枢回路中串的电阻Rtj?,34. 某台他励直流电动机：PN40kw，UN220V，IN206A，电枢回路总电阻Ra0.067 ，试求： (1) 若电枢回路不串接电阻起动，则起动电流倍数IsIN？ (2) 若起动电流限制到1.5IN，求电抠回路外

25、串电阻Rs值。,35. 某他励直流电动机数据：PN=12kw，UN=220 V，IN=62A，Nn=1340 rmin，电枢回路总电阻Ra=0.25 。试分析： (1) 额定转矩时，开始在电动机状态下运行，为使电动机降速采用电源反接，允许的最大制动转矩为2TN，求反接时的外串制动电阻RF； (2) 电源反接后，当转速降低到0.2nN时, 换接成能耗制动以便使其可靠停转,能耗制动的最大转矩也为2TN，求能耗制动时外串制动电阻RZ； (3) 画出上述情况的机械特性。,题35（3）的机械特性曲线图（见下页） 。工作点应从曲线A点B点 C点 D点，最后停止。,1-固有特性,2-串电阻反接制动,3-能耗

26、制动,1 、一台三相变压器，SN20 kvAU1NU2N1000400V，Y / d 接法，当此变压器额定运行时，二次侧的每相电流值为( )。 (1) 50A； (2) 28.87A； (3) 16.67A,2 、一台变压器原设计的频率为50 Hz，现将它接到60 Hz的电网上运行，当额定电压不变时，铁心中的磁通将( )。 (1) 增加； (2) 不变； (3) 减少； (4) 为零,变压器低压方电流将非常大，易烧坏副绕组,二、变压器部分,（选择、填空、简答题）,(2),(3),4、 一台单相变压器，U1NU2N22010V，若原方接在110V的三相电源上空载运行，电源频率不变则变压器的主磁通

27、将( )。 (1)增大 (2)减小 (3)不变,5、一台变压器进行空载实验，当高压侧加额定电压或低压侧加额定电压分别进行测量，所得空载损耗( )。 (1) 前者大 (2) 后者大 (3) 相等 (4) 不能这样测,6、变压器(稳态)短路实验所测损耗( ) (1) 主要为铜耗 (2) 主要为铁耗 (3) 全部为铜耗 (4) 全部为铁耗,(2),(3),(1),7、变压器主磁通起 作用； 漏磁通起 作用。8、变压器的铁心导磁性能越好，其励磁电抗Xm就越 ，励磁电流Im就越 。9、变压器运行时，当 时效率最高。10、变压器负载运行时，若负载电流增大，其铁心损耗 pFe将 ，铜耗pCu将 。,不变,能

28、量转换,产生漏抗压降以平衡电源电压,大,小,不变损耗等于可变损耗时,增大,11、电压互感器和电流互感器在使用上应注意什么问题?为什么？,答：互感器实质上是一种大变比的变压器，又是测量高电压或大电流的辅助装置。特别要注意的是，使用电压互感器时，二次侧绝不能短路，二次侧连同铁心必须可靠接地；使用电流互感器时，二次侧绝不能开路，二次侧还要可靠接地。（解析略）,12、在描述变压器的一些参数时，采用“标幺值”的有什么优越性？,13、为了满足理想运行，变压器并联时应该满足哪些条件？其中最重要条件的是什么？,14 、母线的相序排列及涂漆颜色是怎样规定的？,答：母线的相序排列（观察者从设备正面所见）原则如下：

29、,(1)从左到右排列：左侧为相,中间为相,右侧为相。 (2)从上到下排列: 上侧为相,中间为相,下侧为相。 (3)从远至近排列时:远为相，中间为相，近为相。,涂色：黄色，绿色，红色，中性线不接地紫色，正极褚色，负极兰色，接地线黑色。,15、变压器为什么不能使直流电变压？,答：变压器能够改变电压的条件是，原边施以交流电势产生交变磁通，交变磁通将在副边产生感应电势，感应电势的大小与磁通的变化率成正比。当变压器以直流电通入时，因电流大小和方向均不变，铁芯中无交变磁通，即磁通恒定，磁通变化率为零，故感应电势也为零。这时，全部直流电压加在具有很小电阻的绕组内，使电流非常之大，造成近似短路的现象。,而交流

30、电是交替变化的，当初级绕组通入交流电时，铁芯内产生的磁通也随着变化，于是次级圈数大于初级时，就能升高电压；反之，次级圈数小于初级时就能降压。因直流电的大小和方向不随时间变化，所以恒定直流电通入初级绕组，其铁芯内产生的磁通也是恒定不变的，就不能在次级绕组内感应出电势，所以不起变压作用。,6.为什么变压器低压绕组在里边，而高压绕组在外边？,答：变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。但就大多数变压器来讲，是把低压绕级布置在高压绕组的里边。这主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。如

31、果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。,再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，引线也较容易。,17. 变压器空载时，一方加额定电压，虽然线圈（铜耗）电阻很小，电流仍然很小，为什么？,答：因为一方加压后在线圈中的电流产生磁场，使线圈有很大的自感电势（接近额定电压，比额定电压小），所以虽然线圈电阻很小，电流仍然很小。,18. 变压器的额定电压为220/110伏，若不慎将低压方误接到220伏电源上，试问激磁电流将会发生什么

32、变化？变压器将会出现什么现象？,答：误接后,由 可知，磁通增加近一倍，使激磁电流增加很多（饱和时大于一倍）。此时变压器处于过饱和状态，副边电压440伏左右，使效率降低，绝缘可能被击穿等现象发生。,19、变压器并联时具有哪些优点？,变压器并联运行的优点可提高运行效率；能提高供电可靠性；能适应用电量的增多。,20、与普通的双绕组变压器相比较，自耦变压器有哪些优缺点?,答：在交流电机中，凡是转子速度与电机同步转速相同的电机叫做同步电机，反之，转子速度与电机同步转速不一致的叫做异步电机。同步机磁极由直流励磁。同步发电机工作原理就是，转子磁极被原动机带动旋转起来，使磁场相对定子旋转，切割定子绕组产生感应

33、电势发出交流电。异步电动机当在三相对称绕组中通入对称的三相交流电流后，它们共同作用产生一个旋转磁场，这个磁场的励磁是由交流电流产生。旋转磁场切割转子导体产生感应电势，通过短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电动机转动，这就是异步机工作原理。,1.在交流电机中，那类电机叫同步电机？那类电机叫异步电机？它们的基本工作原理和励磁方式有什么不同？,三、异步电机部分,2.三相异步电动机是怎样转起来的？(可以参见P214),答：当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电

34、流（电磁感应原理）。这些带感应电流的罢了子导体在产场中便会发生运动（电流的效应电磁力）。由于转子内导体总是对称布置的，因而导体上产生的电磁力正好方向相反，从而形成电磁转矩，使转子转动起来。由于转子导体中的电流是定子旋转磁场感应产生的，因此也称感应电动机。又由于转子的转速始终低于定子旋转磁场的转速，所以又称为异步电动机。,3.中小容量异步电动机一般都有哪些保护？,4.绕线型异步电动机和鼠笼型异步电动机相比，它具有哪些优点？,答：、短路保护：一般熔断器就是短路保护装置；、失压保护：磁力起动器的电磁线圈在起动电动机控制回路中起失压保护作用。自动空气开关，自耦降压补偿器一般都装有失压脱扣装置，以便在上

35、述两种情况下对电动机的起过载保护作用；、过载保护：热继电器就是电动机的过载保护装置。,答：绕线型异步电动机优点是可以通过集电环和电刷，在转子回路中串入外加电阻以改善起动性能,并可改变外加电阻在一定范围内调节转速。但绕线型，比鼠笼型异步电动机结构复杂，价格较贵运行的可靠性也较差。,5.三相交流异步电动机的电磁关系、功率与转矩等计算。,6.三相交流异步电动机的启动方法、参数计算。,7.三相交流异步电动机的运行。,8.三相交流异步电动机的调速问题（方法、参数计算）。,9.单相交流异步电动机的工作原理和启动问题。,10. 一些常用控制电机的工作原理。,11、为什么恒转矩变频调速时，要求电源电压应随频率

36、变化而成正比变化?若电源电压固定不变，而电源频率升高，会产生什么结果?,答：恒转矩变频调速时，应保证电压与频率之比等于常数，这样就可使主磁通为常数，使转矩基本不变。如果电源电压固定，(在基频以下的范围内)电源频率升高时，主磁通将减小，使转矩减小，有可能带不动负载转矩。,12、一台JQ2526异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，额定功率7.5kw，额定转速960r/m，额定负载时cos=0,824，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45w，附加损耗37.5w，试计算额定负载时，（1）转差率；(2)转子电流的频率；（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。,解(1)

37、,(2),(3),(4),(5),13、一台50Hz、380伏的异步电动机的数据为：PN260kw，U1N380伏，f150Hz，nN722r/m，过载能力2.13。试求：（1）产生最大转矩时的转差率；（2）S0.02时的电磁转矩。,解：（1）n1750r/m， 所以,Sm0.15或Sm 0.0093（舍去） 故Sm 0.15,（2）,14、某台三相感应电动机，PN75kw，nN975 rmin，UN3000V，IN18.5A，cos0.87，f50Hz，试求：(1)该电机的极数2p；(2)转差率SN ；(3)效率N。,15、 某三相8极异步电动机，f50Hz，SN0.0467，试求：(1)额

38、定转速nN；(2)额定运行时改变相序瞬时的转差率S 。,16、某台8极三相异步电动机，f50Hz，SN0.043，试求： (1) 旋转磁势的转速n1； (2) 额定转速nN； (3) 转子转速n为700 rmin时的转差率S； (4) n800 rmin时的S； (5) 起动瞬间的S 。,17、某三相异步电动机，输入功率P18.6kw，pCul425W，pFe210W，转差率S0.034，试求：(1)电磁功率PM；(2)转子铜耗pCu2；(3)总机械功率P 。,18、某8极异步电动机，PN60kw，UN380V，fN50Hz，nN730 rmin，额定负载时cosN0.83，定子铜耗和铁耗之和

39、即pCul+pFe4.488kw，机械损耗pm1.25kw，略去附加损耗Ps 。试求在额定负载时的：,(1) 转差率SN； (2) 转子铜耗pCu2； (3) 效率； (4) 定子电流IN； (5) 转子绕组感应电势的频率f2。,19、有一台三相绕线式异步电动机，f50Hz，PN10kw，nN1475rmin，机械损耗pm1PN，若在负载转矩保持不变的情况下，在转子绕组中接入电阻，使转速下降到n1100 rmin。试求消耗在这个电阻中的功率pR 。,20、有一台三相异步电动机，f50Hz，2p4极，nN1475rmin，转子绕组为绕线式，R20.02。若负载转矩不变，要把转速降低到1200 r

40、min，试求：在每相转子绕组中应外串的电阻值Rtj 。,0.2,21、下图为一个由继电-接触器构成的自动往复循环控制的接线图，请指出设计中存在的错误并改正。用S7-200西门子可编程序控制器对改正后的正确电路进行设计改变，画出PLC硬件接线原理示意图并编写控制程序梯形图。,1）、三相异步电动机的电磁转矩的大小与( )成正比。 (1) 总机械功率； (2) 输出功率； (3) 电磁功率； (4) 输入功率,2）、某三相异步电动机最大转矩的大小与（ ）。 (1) 转子电阻无关； (2) 转子电阻有关； (3) 转子漏电抗成正比；(4) 励磁电抗成反比,3）、 三相异步电动机空载时基波主磁通的大小主

41、要取决于（ ）。 (1) 气隙大小； (2) 电源电压； (3) 电机铁心材质： (4) 绕组的漏阻抗,4）、异步电动机的功率因数( )。 (1) 总是滞后的； (2) 总是超前的； (3) 负载较小时超前； (4) 负载较大时滞后,22、选择题,3,1,2,1,5）、异步电动机等效电路中的励磁电抗Xm为( )。(1)漏磁通引起的电抗；(2)基波旋转磁通引起的电抗；(3)铁耗产生的电抗； (4)机械损耗产生的总电抗,6）、某三相绕线式异步电动机，当转子绕组中串入调速电阻后，当负载转矩为恒值，则调速后的转速和转子电流分别( )。 (1) 增大，减小； (2) 减小，增大； (3) 近似不变，减少

42、； (4) 减少，近似不变,1）、三相绕线式异步电动机，电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则最初起动转矩 ，最大转矩 。,增大,不变,2）、某台异步电动机带恒转短负载运行，若电源电压适当增大，则该电动机的转速 ，临界转差率 。,增大,不变,23、填空题,2,4,3）三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率SN一般在 之间。,0.010.05,4）若改变三相异步电动机转向应 ； 若要改变单相电容运转异步电动机的转向则应该 。,改变电源相序,主绕组或者是副绕组线圈的两个出线端对调,5）某三相绕线式异步电动机，电源电压保持不变，转子回路外串电阻适当由大变小，则起动转矩将 ；最大转矩将 ；转子转速将 。,增大,减小,不变,6）三相异步电动机在变频调速中，采用从基频向上调速时，要保持电压为UN不变来升高转速，适用于 调速方式。,恒功率,