电机与拖动基础知识重点.doc

电机与拖动基础总复习试题类型一、填空题（每题1分，共20分）二、判断题（每题1分，共10分）三、单项选择题（每题2分，共20分）四、简答题（两题，共15分）五、计算题（三题，共35分）电力拖动系统动力学基础1电力拖动系统一般由电动机、生产机械得传动机构、工作机构、控制设备与电源组成，通常又把传动机构与工作机构称为电动机得机械负载。 2电力拖动运动方程得实用形式为 由电动机得电磁转矩Te与生产机械得负载转矩TL得关系： 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，电力拖动系统得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TeTL 时， dn/dt 0，系统处于减速状态。 也就就是一旦 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生产机械得负载转矩特性：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、转轴与风扇等组成。2直流电机得绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组与蛙绕组（叠绕与波绕混合绕组）。3 极距、绕组得节距（第一节距、第二节距、合成节距）得概念与关系。4 单叠绕组把每个主磁极下得元件串联成一条支路，因此其主要特点就是绕组得并联支路对数a等于极对数np。5 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。这时电机得气隙中形成由主极磁场与电枢磁场共同作用得合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变得现象称为电枢反应。6 直流电机得励磁方式：7直流电机得电枢电压方程与电动势：直流电机电磁转矩 8 直流电动机功率方程9直流电机工作特性当U=UN ,If=IfN时，=f(Ia)得关系曲线10 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开一旦励磁电流为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，电动机得转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机得负载为重载，则电动机得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，超过电动机允许得最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。 11效率她励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路得铜耗与电流 Ia 得平方成正比，称为可变损耗；其她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，此时发电机得损耗就是以不变损耗为主，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。直流电机拖动基础1她励直流电动机得机械特性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，电动机得转速较原来有所提高（3）电枢回路串接电阻3 她励直流电动机得起动一般直流电动机拖动负载顺利起动得条件就是： 1)限制Ist（Ist l IN， l 为电机得过载倍数）； 2) Tst （1、11、2）TN ；（1）电枢回路串电阻起动（2）减压起动4她励直流电动机得调速调速范围、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）由于电阻就是分级切除得，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） 调电压调速特点就是：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1020； 4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好；5）需要一套可控得直流电源。（3） 弱磁调速特点：1）由于励磁电流I f Rr，使得转子内得功率因数cos2很小，所以尽管起动时转子电流Ir 很大，但其有功分量Ircos2并不大。而且，由于起动电流很大，定子绕组得漏阻抗压降增大，使得感应电势Es与与之成正比得主磁通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得能力有限；2）起动转矩小，而负载又要求有足够得转矩才能起动。（1）小容量电动机得轻载起动直接起动直接起动也称为全压起动。（、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-）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= 从电网上吸取得电流:I1 =Ist起动转矩与起动电流降低同样得倍数。 （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。（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得起动电阻，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。 4 异步电动机得调速从定子传入转子得电磁功率Pem可分成两部分：一部分为拖动负载得有效功率；另一部分就是转差功率 ， 与转差率成正比。把异步电动机得调速方法分为三类：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 转差功率得一部分消耗掉，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，所以转差功率得消耗也基本不变，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、 串级调速得基本原理2、 串级调速得控制方式 (1) 次同步调速方式 (2) 超同步调速方式 3、 串级调速得机械特性 (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 5 异步电动机得制动（1）异步电动机得能耗制动（2）异步电动机得反接制动（A） 转速反向得反接制动（B）定子两相对调反接制动两种反接制动电动机得转差率都大于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）异步电动机得回馈制动两种回馈制动电动机得转差率都小于0能量：从旋转系统获得势能转化为电能，并回馈给电网。6 异步电动机运行状态小结