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,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,重庆大学自动化学院,电机学及拖动基础,1,第1页,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：,直流电机运行状态改变过程及结果；,电力拖动系统稳定性判断；,三相变压器不一样联接组接线方法；,计算题：,一道直流电机计算（20分）；一道交流电机计算（10分）,2,第2页,交流异步电动机复习,3,第3页,交流异步电机-异步-转差,转差产生原因-转差产生条件-转差产生结果-该结果对运行影响？,4,第4页,转差产生原因是什么？,转子电势是切割产生-所以需要有转差。,5,第5页,转差产生条件：,6,第6页,转差产生哪些结果？,7,第7页,机械特征影响结果,8,第8页,交流异步电动机,异步电机,转速与速度没有严格对应关系。,异步机工作条件：,旋转磁场和闭合转子绕组。,异步机结果：,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相关，负载越大，转速越低。,一、交流异步电动机工作要求及结果,9,第9页,圆形旋转磁场,极性和大小不变，且以一定转速旋转磁场,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。,产生旋转磁场特点：,产生旋转磁场旋转方向与电流相位相关，转速与电流频率和绕组空间分布相关,二、旋转磁场产生条件及结果,A,X,B,Y,C,Z,首端,10,第10页,旋转磁场转速,n,s,与极对数,p,关系,极对数,每个电流周期,磁场转过空间角度,同时转速,11,第11页,转差,转速n,s,与n之差,结论：,转差存在是异步电动机运行必要条件,转差率,转差n,s,-n与同时转速n,s,之比百分值,转子转速n与转差率之间关系：,12,第12页,三、对称绕组含义,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360,o,，该角度称为,机械角度,从电磁角度看，一对N、S极组成一个磁场周期，即一对磁极占有空间为360,o,电角度,电机极对数为p时，电机圆周按电角度计算就为p360,o,，而机械角度总是360,o,，即：,13,第13页,2、交流绕组基本要求,多相绕组必须,对称,，不但要求m相绕组匝数、跨距、以及在圆周上分布情况相同，而且m相绕组轴线在空间上互差360,o,/m电角度；,力争绕组磁场和感应电动势靠近,正弦波,，所以采取分布绕组和短距绕组；,14,第14页,2、组成标准,对称标准：,三相绕组结构完全一样，但在电机圆周空间相互错开120,o,电角度。,15,第15页,额定功率：,电动机在额定运行状态时输出机械功率，kW,额定电压：,额定运行时，电网加在定子绕组线电压，V,额定电流：,电动机在额定电压下使用，输出额定功率时，定子绕组中线电流，A,额定频率：,我国要求标准工业用电频率50Hz,额定转速：,电动机在额定电压、额定频率及额定功率下转子转速，r/min,另外，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、异步机铭牌数据及含义,16,第16页,五、三相异步机定转子之间关系,异步电动机负载运行时电磁关系,17,第17页,18,第18页,频率归算,保持整个电磁系统电磁性能不变，把一个频率参数和物理量换算成另一个频率参数和物理量。,在异步电动机中,，就是用一个含有定子频率而等效于转子电路去代换实际转子电路。,六、三相异步机等效电路,19,第19页,频率归算,相当于转子电路中串加一个附加电阻(1-s)R,2,/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绕组，去代替相数为m,2,、每相串联匝数为N,2,以及绕组因数为k,w2,并经过频率归算后转子绕组。,20,第20页,七、三相异步机功率流程,异步电动机功率图,h,p,mech,p,mech,21,第21页,22,第22页,电动机稳态运行时转矩平衡规律,转矩只与机械功率相关。,电磁转矩与总机械转矩相平衡。,八、三相异步机转矩,23,第23页,有三种表示式,确定机械特征形状：,理想空载点：只与电压频率、电机极对数相关；,最大转矩点：与电压平方成正比，与转子电阻无关，与其它参数成反比；,临界转差率：与转子电阻成正比，与其它参数成反比；,起动转矩点：与电压平方成正比，与转子电阻成正比，与其它参数成反比。,机械特征分为两段：对恒转矩负载而言，0SSm为稳定区,九、三相异步机机械特征特征,24,第24页,转速反向反接制动只对绕线式电机有效；,电压反向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、三相异步机制动状态,25,第25页,问题,起动过程电流大小影响参数：,转子转速低-切割速度大-感应电势大-转子电流大-,定子电流大,起动过程转矩大小影响参数：,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、三相异步机起动,26,第26页,处理方法,鼠笼机：定子串电阻、电抗；定子降压；软开启器,绕线机：定子串电阻、电抗；转子串电阻、电抗；定子降压；软开启器,采取特殊结构鼠笼式电机：深槽异步电动机、双笼型异步电动机,各种起动方法中关注：电流与转矩改变情况。,27,第27页,1）,改变定子绕组极对数,p,变极调速,2）,改变供电电源频率,f,1,变频调速,3）,改变转差率,s,调整转差能耗调速,各种调试方式实现方法-实现过程-机械特征改变,十一、三相异步机调速,28,第28页,1、描述出三相异步电动机功率流程，并分析三相异步机在无外加机械能前提下，转子转速小于同时转速原因。,2、三相异步电动机在起动时存在什么问题？可采取哪些方法来实现三相异步电动机起动。,3、三相异步电动机起动转矩随定子电阻增大而（）。,4、旋转磁场产生条件为（）。,5、三相异步电动机进行能耗制动时，直流回路中所串电阻越大则制动时间越（）。,6、三相异步电动机转子串电阻机械特征有以下特点（）。,7、三相异步电动机调速方法有以下三种,29,第29页,8、三相异步电动机变极调速是经过改变（）而实现。,9、三相异步机在负载改变过程中，有哪些变量是不变。10、两相异步电动机定子两相绕组空间位置互差（）电角度。,30,第30页,11、一台三相绕线式异步电动机铭牌数据为：e 7.5，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：,同时转速和极对数。,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。,电机额定输出转矩，电磁转矩和空载转矩。,31,第31页,交流电机基本要求,一、交流电机工作原理,圆形旋转磁场产生条件和结果,椭圆形旋转磁场产生条件和结果,脉振磁场产生条件和结果（机械特征特点）,交流异步电动机铭牌数据意义（效率、功率原因）,二、异步电动机运行,异步电动机功率流程及各个功率计算,等效电路及各个变量改变,三、异步电动机拖动,异步电动机机械特征与各个参数关系,32,第32页,异步电动机起动存在问题、产生原因以及处理思绪、方法,异步电动机制动与直流电机不一样之处；,异步电动机调速方法和特点,33,第33页,交流异步机与直流电机在电机参数上区分有哪些？,交流异步机起动存在问题与直流电动机起动存在问题有何区分？原因何在？,交流异步机调速方法有哪些？你认为最好调速方法是哪种？为何？,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？,34,第34页,我对直流电机思索,直流电机部分：,1.直流电机产生原理：为何要多线圈；为何要换向。,2.直流电机结构具备特点。（电枢绕组）,3.直流电机所产生转矩和电势大小跟哪些原因相关？,4.直流电动机能量传递过程。,5.直流电动机运行状态与哪些变量相关？,6.电力拖动系统具备什么条件才能确保系统稳定？（负载转矩特征）,35,第35页,7.直流电动机起动存在问题和处理方案？,8.直流电动机运行状态改变有哪些伎俩，这些伎俩对其运行状态结果有何关系？详细改变过程。,9.直流电动机铭牌数据含义。,比如：,1.直流电动机电枢绕组流过电流是直流还是交流？每一个线圈所产生电势是直流还是交流？,36,第36页,2.当改变电枢电压后，电机运行状态改变过程和改变结果.,3.直流电动机电磁功率是何种形式能量，其大小与哪些变量相关？,4.任意一个电力拖动系统是否是稳定，怎样判断？,5.要求以某种转速运行，有几个方法能够实现？,6.电机铭牌数据中额定功率含义是什么？,37,第37页,变压器部分：,1.变压器含有变压、变流、变负载、变相位作用，其改变关系结论是什么？,2.三相变压器连接组别。,3.电流互感器为何不能开路？电压互感器为何不能短路？,38,第38页,直流电机部分,39,第39页,
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