电机与拖动基础知识重点

YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】 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：

tnGDTTdd3752Le 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）。 3 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。 4 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。

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。 6 直流电机的励磁方式：

dndTdndTLe 7直流电机的电枢电压方程和电动势： 直流电机电磁转矩

eaffaTGII 8 直流电动机功率方程

9直流电机工作特性

ΦnCEea

aTeΦICTaaaIREUa 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。 11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

当U=UN ,If=IfN时，η=f(Ia)的关系曲线 2FemecCufaaac2

1af

2Δ100%1()pppIRIUPPUII



aa

ee

RU

nICC 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 （3）电枢回路串接电阻 3 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 ≤ IN， 为电机的过载倍数）； 2) Tst ≥（～）TN ； （1）电枢回路串电阻起动

e0e2

Te

aeaeaaa )(TnTΦCCRRΦCUΦCRRIUn

aNstR

UI

stNTstIΦCT （2）减压起动

4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 e

TΦCCRRΦCUn2NTeaNeN 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（~）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。

5 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 eNTNe

ebaTΦCΦCRRn

aNe

ebaIΦCRRn B能耗制动运行状态 (2)反接制动 A电枢反接制动 e2

NTerbaNe

NTΦCCRRΦCUn

N

N

rb

2IUR 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

e2

NTerbaNe

NTΦCCRRΦCUn

NN

rb

2IUR B 反向回馈制动运行

6 他励直流电动机的四象限运行 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

2 变压器的额定参数 kNNEEUU

212121 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 3 一次、二次绕组感应电动势

4 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

1N1N2N2NNIUIUSN11NN2N2N33IUIUS

m212m111 4.44 j 4.44 jΦNfEΦNfE



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 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。

6 变压器带负载时的相量图 7 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 I0

2R 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（℃）。

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UZZ 20020FefIPIpR

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