电机与拖动总结
直流电机
•直流电机基本工作原理、结构； •直流电机的电枢绕组
•直流电机的磁场分析；
•直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率； •直流电动机基本电磁关系、运行特性，电压、 电磁功率平衡式； •直流电机的换向；
直流电机的基本结构总结
主要由定子、转子两部分组成
直流电机 定子 转子
机座 换向极
直流电机基本公式
电磁转矩： 感应电动势：
M em pN I a CM I a 2a CM 60 pN Ea n Ce n Ce 2 60 a
电枢回路电势平衡式： 电动机转速特性：
U Ea I a Ra
U Ia R n C E
直流电动机起动
U Ia Ra R
直接起动； 限制起动电流 降低端电压； 电枢回路串电阻
直流电动机的制动
制动运行：从轴上吸收机械能转换成电 能而消耗在电机内部或反馈电网。 特点：转矩与转速方向相反 制动方式： 能耗制动 反接制动（电压反向的反接制动， 电 动势反向的反接制动） 回馈制动
' I1N rk U1N U 2 I1 N xk U 100% cos 2 sin 2 U1N U U 1N 1N * rk* cos 2 xk sin 2
I2 U I (r cos 2 x sin 2 ); I I2N
直流电动机调速
直流电动机的转速公式：
n
U I a ( Ra R j ) Ce
直流电动机的调速方法： （1）改变励磁电流从而改变磁通；
（2）改变施加在电枢两端的电压U； （3）改变串入电枢回路的调节电阻；
变压器
• 变压器基本结构与基本原理； • 变压器空载运行之物理现象及电势、电流分析； • 变压器负载运行时电磁关系与等效电路；
直流电机的换向
影响换向的因素； （电抗电动势、旋转电动势） 改善换向的方法； （装换向极是最有效的手段） 换向极和补偿绕组的作用；
直流电机的电力拖动
• 直流电动机的机械特性； • 电力拖动的稳定性判据； • 直流电动机的起动； • 直流电动机的制动；
• 直流电动机的调速；
掌握电动及制动等不同运行状态下电量及转矩相互关系。
单迭绕组和单波绕组
单迭绕组：先串联所有上元件边在同一极下的元件， 形 成一条支路。 每增加一对主极就增加一对支路。 2a＝2p。
单波绕组：把全部上元件边在相同极性下的元件相连， 形成一条支路。 整个绕组只有一对支路， 极数的增减与 支路数无关。 2a＝2。
电枢磁场、电枢反应
直流电机负载后，电枢绕组有电流通过， 该电流建立的磁场简称电枢磁场，电枢磁 场对主磁场的影响就称为电枢反应。 当电机带上负载后，电机的气隙磁场由 主磁场和电枢两个磁场共同决定。电枢磁 动势的出现，使气隙磁场发生畸变，即电 枢反应。
机械特性
U R 机械特性一般表达式： n C C C 2 M em e e M
固有机械特性：通过理想空载点和额定工作点确定
人为机械特性： 电枢回路串电阻人为特性； 改变端电压人为特性； 减弱磁通人为特性
稳定性判据
稳定点的条件：
dM em dM Z dn dn
通常具有上翘机械特性的拖动系统运行是不稳定的。
I1 r1
x1
I m
' x' I 2 2
r2'
' U 2
U 1
rm
xm
' E E 2 1
' ZL
T型等值电路
变压器基本公式
E I Z U 1 1 1 1 ' E ' I ' Z ' U 2 2 2 2 I ' I I 1 2 m E ' E
主磁极 电刷装置
电枢铁心 换向器
电枢绕组 轴承
风扇 转轴
直流电动机运行时的几点结论
1. 外施电压、电流是直流， 电枢线圈内电流是交流； 2. 线圈中感应电势与电流方向相反； 3. 线圈是旋转的，电枢电流是交变的。 电枢电流产 生的磁场在空间上是恒定不变的；
4. 产生的电磁转矩M与转子转向相同， 是驱动性质；
* 2 * k * k * 2
联接组别（例）
A
E AX E BX
B
E CX
C
（1）在接线图上标出各相电动势相量； （2）画出原绕组电动势相量位形图；
X a
Y b
E by
Z c
E ax
x
E cz
y z
（3）根据同一铁心柱上原、副绕组感应电 动势的相位关系， 画出副边绕组电动势位 形图。将“a”点与“A”点重合，使相位关 系更直观。
直流电动机功率平衡式
P 1 P em pcua ( pcuf )
Pem P2 p0
p0 p fe pmec pad
p 1 P p
2
P 1 P 2 pcua pcuf p Fe p pad P 2 p
2 n 60
1 2
I Z E 1 m m ' I ' Z ' U
2 2 L
有效值：
E1 4.44 f1 N1m
变压器参数测定
一、空载试验
空载试验可以测出变压器的励磁参数。为了便于测试 和安全， 空载试验在低压侧施加电压。
空载运行时，总阻抗
Z0 Z1 Z m (r1 jx1 ) (rm jxm )
激磁参数：
Zm
p0 U1 2 ; rm 2 ; xm Z2 r m m I0 I0
二、短路试验
为了便于测试， 短路试验常在高压侧加电源电压，低压 侧直接短路。 参数计算：
pk U1 2 2 Z k ; rk 2 ; xk Z k rk Ik Ik
电压变化率
用参数表达的电压变化率
• 原、副边折算以及电压、磁势平衡式；
• 标么值的运用； • 等效电路 • 三相变压器及联结组别。 掌握变压器空载、负载运行分析方法，及由磁势不 变导出折算的概念与等值电路的建立。
等效电路
I1 r1
x1
I1
' x2
r2'Βιβλιοθήκη U 2' I 2
' E 2
' ZL
U 1
E 1
（1）电路中全部的 量和参数都是每一相 的值。原边为实际值， 副边为折算值。 （2）等效的是稳态 对称运行状态。