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1、1,重庆大学自动化学院,电机学及拖动基础,2,考试题型及分值：选择题10分，填空题10分，问答题50分，计算题30分；其中直流电机部分占60%左右。必考内容：直流电机运行状态变化的过程及结果；电力拖动系统稳定性的判断；三相变压器不同联接组的接线方法；计算题：一道直流电机的计算（20分）；一道交流电机的计算（10分）,3,交流异步电动机复习,4,交流异步电机-异步-转差转差产生的原因-转差产生的条件-转差产生的结果-该结果对运行的影响？,5,转差产生的原因是什么？转子的电势是切割产生的-所以需要有转差。,6,转差产生的条件：,7,转差产生哪些结果？,8,机械特性的影响结果,9,交流异步电动机,异
2、步电机的转速与速度没有严格的对应关系。异步机工作条件：旋转磁场和闭合的转子绕组。异步机的结果：转子与旋转磁场同向旋转，转子转速与旋转磁场转速和负载大小有关，负载越大，转速越低。,一、交流异步电动机的工作要求及结果,10,圆形旋转磁场极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场对称绕组+对称电流对称绕组：匝数相同、阻值相同、空间分布对称对称电流：幅值相同、频率相同、相位对称。产生旋转磁场的特点：产生的旋转磁场旋转方向与电流相位有关，转速与电流的频率和绕组的空间分布有关,二、旋转磁场的产生条件及结果,11,旋转磁场转速ns与极对数 p 的关系,12,转差转速ns与n之差结论：转差的存在是异步电动机运行的
3、必要条件转差率转差ns-n与同步转速ns之比的百分值转子转速n与转差率之间的关系：,13,三、对称绕组的含义,1、电角度与机械角度,电角度=p机械角度,电机圆周在几何上为360o，该角度称为机械角度从电磁角度看，一对N、S极构成一个磁场周期，即一对磁极占有的空间为360o电角度电机的极对数为p时，电机圆周按电角度计算就为p360o，而机械角度总是360o，即：,14,2、交流绕组的基本要求,多相绕组必须对称，不仅要求m相绕组的匝数、跨距、以及在圆周上的分布情况相同，而且m相绕组的轴线在空间上互差360o/m电角度；力求绕组磁场和感应电动势接近正弦波，因此采用分布绕组和短距绕组；,15,2、构成
4、原则,对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120o电角度。,16,额定功率：电动机在额定运行状态时输出的机械功率，kW额定电压：额定运行时，电网加在定子绕组的线电压，V额定电流：电动机在额定电压下使用，输出额定功率时，定子绕组中的线电流，A额定频率：我国规定标准工业用电频率50Hz额定转速：电动机在额定电压、额定频率及额定功率下的转子转速，r/min此外，还标明有相数与接法、绝缘等级、运行温升、额定效率、额定功率因数等；对绕线转子异步电动机，还标明有额定电动势、额定电流等。,四、异步机的铭牌数据及含义,17,五、三相异步机定转子之间的关系,异步电动机负载运行时的电磁关系
5、,18,19,频率归算保持整个电磁系统的电磁性能不变，把一种频率的参数和物理量换算成另一种频率的参数和物理量。在异步电动机中，就是用一个具有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转子电路。,六、三相异步机的等效电路,20,频率归算相当于转子电路中串加一个附加电阻(1-s)R2/s，把实际转子等效为一个静止转子。绕组归算：人为地用一个相数、每相串联匝数以及绕组因数和定子绕组一样的绕组，去代替相数为m2、每相串联匝数为N2以及绕组因数为kw2并经过频率归算后的转子绕组。,21,七、三相异步机的功率流程,22,23,电动机稳态运行时的转矩平衡规律转矩只与机械功率有关。电磁转矩与总的机械转矩相平衡。,八
6、、三相异步机的转矩,24,有三种表达式确定机械特性的形状：理想空载点：只与电压的频率、电机的极对数有关；最大转矩点：与电压的平方成正比，与转子电阻无关，与其他参数成反比；临界转差率：与转子电阻成正比，与其他参数成反比；起动转矩点：与电压的平方成正比，与转子电阻成正比，与其他参数成反比。机械特性分为两段：对恒转矩负载而言，0SSm为稳定区,九、三相异步机机械特性的特征,25,转速反向的反接制动只对绕线式电机有效；电压反向的反接制动只对绕线式电机有效；能耗制动只对绕线式电机有效。,九、三相异步机的制动状态,26,问题起动过程电流大小的影响参数：转子转速低-切割速度大-感应电势大-转子电流大-定子电
7、流大起动过程转矩大小的影响参数：转子转速低-切割速度大-转子电势频率高-转子电抗大-电磁转矩小,十、三相异步机的起动,27,解决方法鼠笼机：定子串电阻、电抗；定子降压；软启动器绕线机：定子串电阻、电抗；转子串电阻、电抗；定子降压；软启动器采用特殊结构的鼠笼式电机：深槽异步电动机、双笼型异步电动机各种起动方法中关注：电流与转矩的变化情况。,28,1）改变定子绕组的极对数 p变极调速2）改变供电电源的频率 f1变频调速3）改变转差率 s调节转差能耗调速各种调试方式的实现方法-实现过程-机械特性的变化,十一、三相异步机的调速,29,1、描述出三相异步电动机的功率流程，并分析三相异步机在无外加机械能的
8、前提下，转子转速小于同步转速的原因。2、三相异步电动机在起动时存在什么问题？可采用哪些办法来实现三相异步电动机的起动。3、三相异步电动机的起动转矩随定子电阻的增大而（）。4、旋转磁场产生的条件为（）。5、三相异步电动机进行能耗制动时，直流回路中所串的电阻越大则制动时间越（）。6、三相异步电动机转子串电阻的机械特性有以下特点（）。7、三相异步电动机的调速方法有以下三种,30,8、三相异步电动机的变极调速是通过改变（）而实现的。9、三相异步机在负载变化过程中，有哪些变量是不变的。10、两相异步电动机定子两相绕组的空间位置互差（）电角度。,31,11、一台三相绕线式异步电动机的铭牌数据为：e 7.5
9、，e 380，e 0.87，e0.85，e 1440转分，fe50Hz。在额定转速下运行时，空载损耗等于1KW。求在额定状态运行时：同步转速和极对数。额定电流Ie，转差率Se和转子电流频率f2。转差功率，电磁功率，机械功率。电机的额定输出转矩，电磁转矩和空载转矩。,32,交流电机的基本要求,一、交流电机的工作原理圆形旋转磁场产生的条件和结果椭圆形旋转磁场产生的条件和结果脉振磁场产生的条件和结果（机械特性特点）交流异步电动机铭牌数据的意义（效率、功率因素）二、异步电动机的运行异步电动机的功率流程及各个功率的计算等效电路及各个变量的变化三、异步电动机的拖动异步电动机的机械特性与各个参数的关系,33
10、,异步电动机起动存在的问题、产生的原因以及解决的思路、方法异步电动机制动与直流电机的不同之处；异步电动机调速的方法和特点,34,交流异步机与直流电机在电机参数上的区别有哪些？交流异步机的起动存在问题与直流电动机的起动存在问题有何区别？原因何在？交流异步机的调速方法有哪些？你认为最好的调速方法是哪种？为什么？交流异步电动机转子电阻加大，其起动转矩是变大还是变小？交流异步电动机定子电阻加大，其起动转矩是变大还是变小？交流电动机的电磁功率是机械功率还是电功率？其与输出机械功率之间有何关系？,35,我对直流电机的思考,直流电机部分：1.直流电机产生的原理：为什么要多线圈；为什么要换向。2.直流电机的结
11、构具备的特点。（电枢绕组）3.直流电机所产生的转矩和电势大小跟哪些因素有关？4.直流电动机的能量传递过程。5.直流电动机的运行状态与哪些变量有关？6.电力拖动系统具备什么条件才能保证系统稳定？（负载转矩的特性）,36,7.直流电动机起动存在的问题和解决方案？8.直流电动机运行状态改变有哪些手段，这些手段对其运行状态的结果有何关系？具体的变化过程。9.直流电动机铭牌数据的含义。例如：1.直流电动机电枢绕组流过的电流是直流还是交流？每一个线圈所产生的电势是直流还是交流？,37,2.当改变电枢电压后，电机运行状态的变化过程和变化结果.3.直流电动机的电磁功率是何种形式的能量，其大小与哪些变量有关？4.任意一个电力拖动系统是否是稳定的，如何判断？5.要求以某种转速运行，有几种方法可以实现？6.电机铭牌数据中额定功率的含义是什么？,38,变压器部分：1.变压器具有变压、变流、变负载、变相位的作用，其变化关系的结论是什么？2.三相变压器的连接组别。3.电流互感器为什么不能开路？电压互感器为什么不能短路？,39,直流电机部分,
