電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)考點(diǎn)總結(jié).

1、考點(diǎn)總結(jié)第四章電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是:Te -TL =0 且dTe dndTLdn：0n轉(zhuǎn)速(r/mi n)I Te 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 Tl 生產(chǎn)機(jī)械的阻轉(zhuǎn)矩第五章一、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式:If2MI fic)d)Ifif un+ -a)b)圖5-15直流電機(jī)的勵(lì)磁方式復(fù)勵(lì)式a）他勵(lì)式 b） 并勵(lì)式 b） 串勵(lì)式 b）按勵(lì)磁繞組的供電方式不同，直流電機(jī)分 4種：他勵(lì)直流電機(jī) 并勵(lì)直流電機(jī) 串勵(lì)直流電機(jī) 復(fù)勵(lì)直流電機(jī)二、基礎(chǔ)公式 1.額定功率Pn 直流電動(dòng)機(jī)中，Pn是指輸出的機(jī)械功率的額定值：Pn F =Tn 2応E （ Tn為額定輸出轉(zhuǎn)矩，n”為額定轉(zhuǎn)速）60直流發(fā)電機(jī)中，PN是指

2、輸出的電功率的額定值：Pn 二Un I n2.電樞電動(dòng)勢(shì)Ea直流電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)：|Ea二Ce叩n （單位V ） Ce為電動(dòng)勢(shì)常數(shù) Ce =np Z （ np 磁極對(duì)數(shù)，Z電樞總有效邊數(shù)，a支路對(duì)數(shù)）3.電磁轉(zhuǎn)矩Te 直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩:（單位Nm ）Ct為轉(zhuǎn)矩常數(shù)Ct = np Z （ np 磁極對(duì)數(shù)，Z電樞總有效邊數(shù)，a支路對(duì)數(shù)） 2兀a4. 常數(shù)關(guān)系式由于竺=字9.55 故G = 9.55 CeCe2兀三、直流電機(jī)（一）分類：直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)：直流電能T T機(jī)械能 直流發(fā)電機(jī)：機(jī)械能-直流電能（二）直流電動(dòng)機(jī)（考點(diǎn)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)【如下圖】）圖5-18直流電動(dòng)機(jī)物理量的正方

3、向與等效電路a）物理量的參考正方向 b） 等效電路1. 電壓方程：勵(lì)磁回路：UfRflf電樞回路：UEa Rala （特點(diǎn)：5也）（Ra 包括電樞繞組和電刷壓降的等效電阻Ea 直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）其中Ea二Cen 2.轉(zhuǎn)矩方程：TTl T03. 功率方程：輸入電功率電磁功率輸入電功率R二勵(lì)磁回路輸入電功率Pf +電樞回路輸入電功率Pa（注意：一般題目沒(méi)有給出勵(lì)磁信息，那么輸入電功率=電樞回路輸入電功率）電樞回路輸入電功率Pa二電磁功率Rm+銅耗功率3cua勵(lì)磁回路輸入的電功率：Pf =UfIf二RfIf2 電樞回路輸入的電功率：（PcuRaI2 電樞回路的銅耗Rm二EaIanpZnpZ 60，

4、巳二5打二 EaRaI a I Ea IaPcua電機(jī)的電磁功率）且有 Eala : nIa- I： = 丁。即 EaJ 二 T。6060a2 n2 歸（原本基礎(chǔ)公式為Te = CtI ）而由上式可得電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的另一種計(jì)算公式:PemPemPemTe9.55灼2 nn60故Te二9.55 Pem （ Pem的取值單位為W才適用）nTe二9550 Pem （ Pem的取值單位為kW才適用）n電磁功率 輸出機(jī)械功率電磁功率二機(jī)械功率二機(jī)械空載功率（損耗）+機(jī)械負(fù)載功率（輸出功率） 由于 TeTlTo 和Pem=Tj 故T 隘二厶 PoPlPl 電機(jī)的機(jī)械負(fù)載功率P0 電機(jī)的空載損耗，包括機(jī)械摩

5、擦損耗厶Pm和鐵心損耗TFe輸入電功率RT輸出機(jī)械功率P2電功率電磁功率機(jī)械功率PlPemP2=圖5-19直流電動(dòng)機(jī)的功率圖P = P + Pa = APcuf + 去Pcua + Pem = Pcu + ge + 比Pm + 比Padd + B B + 邑比 P 式中F2 電動(dòng)機(jī)的輸出功率，有P2=PL; Padd 電動(dòng)機(jī)的附加損耗，是未被包括在銅耗、鐵耗和機(jī)械損耗之內(nèi)的其他損耗； -P電動(dòng)機(jī)的總損耗，并有2 2二卩二 PcufPcua：PFePm：Padd = RflfRaia卩0Padd故電動(dòng)機(jī)的效率為：二P2=1 PP1F2二巾4. 工作特性：圖臣流電動(dòng)機(jī)的T作特性5. 如何避免造成“

6、飛車”？答：直流電動(dòng)機(jī)在使用時(shí)一定要保證勵(lì)磁回路連接可靠， 絕不能斷開。原因：一旦勵(lì)磁電流If = 0,則電機(jī)主磁通將迅速下降至剩磁磁 通，若此時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)載較輕，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將迅速上升，造成“飛車”； 若電動(dòng)機(jī)的負(fù)載為重載，則電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩將小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩， 使電 機(jī)轉(zhuǎn)速減小，但電樞電流將飛速增大，超過(guò)電動(dòng)機(jī)允許的最大電流值， 引起電樞繞組因大電流過(guò)熱而燒毀。 因此，在閉合電動(dòng)機(jī)電樞電路前 應(yīng)先閉合勵(lì)磁電路，保證電動(dòng)機(jī)可靠運(yùn)行。（三）直流發(fā)電機(jī)（考點(diǎn)：他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)【如下圖】）圖5-21直流發(fā)電機(jī)物理量的正方向與等效電路 a）物理量的參考正方向b） 等效電路1.電壓方程：Ea =UaRaIa（

7、特點(diǎn)：U a 電磁功率輸入機(jī)械功率Pm（原動(dòng)機(jī)）=電磁功率Pem +克服空載功率PoR = Pm =Tm =（Te +T）聽(tīng)=Pem +邛0 電磁功率 輸出電功率電磁功率Rm二輸出電功率P2+銅耗功率厶PcuaRm = Ea I a = UI aRa I a = p2 * 二 Pcua輸入機(jī)械功率Pi 輸出電功率P2機(jī)械功率電磁功率電功率=P2 =1RP2 十 Mp式中二巾 直流發(fā)電機(jī)的總損耗，LP - pm四、考題解答1 .某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為 & =17kW, U N =220V, 額定電樞電流I N、額定電磁轉(zhuǎn)矩和額定負(fù)載時(shí)的輸入電功率。IPFeUPcuaIPaddnN=1500

8、r/min ,N =83%。計(jì)算分析：電機(jī)的額定功率指的是輸出功率， 損耗=電磁功率）（發(fā)電機(jī)的額定功率電動(dòng)機(jī)的額定功率Pn指的是機(jī)械功率（沒(méi)有空載Pn指的是電功率）解：額定電樞電流In=n Un.17 103 A=93.10A額定電磁轉(zhuǎn)矩T _卩I eN 一0.83 2203cPn =9.55 Pn =9.55 17 10 (N m) 108.23( N m)2 nnN150060額定負(fù)載時(shí)輸入電功率法一：RUn IN =220 93.10 =20482W =20.48kW法二：P1 = PnN2.有一他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：Pn =46kW , U n =230V, nN=1000r/

9、min , Ra=0.V1 ,已知巾0=1kW，巾add=0.01 Pn，求額定負(fù)載下 R、Pem和N。17 103W = 20.48kW0.83Pn指的是電功率;分析：電機(jī)的額定功率指的是輸出功率，發(fā)電機(jī)的額定功率 解：Padd =0.01Pn =0.46kWPN46103In nA 二 200AU n 2302Pcua = In Ra = 400CW = 4kW二 p - Po =Padd=Pcua =1 0.46 4 = 5.46kW額定負(fù)載下輸入功率P =PN +HAp = (46 + 5.46)kW=51.46kW額定負(fù)載下電磁功率Rm = Pn 十 Apcua = (46 十 4)

10、kW = 50kW額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)效率、丄 nPN46法一 ：N N100% =89.39%P 51.46- -p5.46法二：N =11100% =1-10.61% =89.39%Pn +Mp46+5.46第六章一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：1.機(jī)械特性的一般形式n Ua-la(Ra R) 5 Ra R T n =CeUaRaRCeCeCt2= n0 - TeCeCCt式中no-直流電機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速,Un0 :Ce1 -直流電機(jī)機(jī)械特性的斜率,r3、RMIf 4Rala_ UaQ+ TAUfRfo1Rc圖6-1他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖2.固有機(jī)械特性(特點(diǎn)：電樞電壓、勵(lì)磁電壓均為額定值)n _ U

11、 NRatn2 TeCeNCeCT NCDTO時(shí)，n二n0= Ua是理想空載轉(zhuǎn)速，由Te二CT I可知，同時(shí)la =0 , CeNU N - Ea。 固有機(jī)械特性硬：斜率0 2較小，表示固有轉(zhuǎn)速的變化小，所有固有機(jī)械特CeCT %性比較硬。 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)n=0,由Ea二Ce門n，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea = 0，這時(shí)電樞電流為起動(dòng)電流I aI st ；電磁轉(zhuǎn)矩為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Te = CtN I a =Tst =CtN I st ；又因?yàn)殡姌须娮鑂aRa很小，在額定電壓的作用下，起動(dòng)電流將非常大， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電動(dòng)機(jī)所允許的最大電流，會(huì)燒壞換向器，因此直流電機(jī)一般不允許全電壓直接起動(dòng)。 若轉(zhuǎn)矩Te Tst, n

12、 ： 0 ,特性曲線在第四象限；若 Te : 0,n 0,則特性曲線在第二象限，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反，形成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。|3.人為機(jī)械特性_ U &+R電樞回路串接電阻Rn=Ce St 2 e改變電樞電壓U減小每極氣隙磁通卻使得n增加）.、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式（2種）降壓起動(dòng)電樞回路串電阻起動(dòng)三、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速耳空載到額定負(fù)載時(shí)的00o1. 靜差率：是指在同一條機(jī)械 轉(zhuǎn)速降與理想空載轉(zhuǎn)速之比。sN M no靜差率S值與機(jī)械特性的硬度及理想空載轉(zhuǎn)速no有關(guān)。當(dāng)理想空 載轉(zhuǎn)速no 定時(shí)，機(jī)械特性越硬，額定速降二入越小，則靜差率越小。2. 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法（根據(jù)3種

13、改變n的人為機(jī)械特性）特點(diǎn)：1 ）實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便；2）低速時(shí)機(jī)械特性變軟，靜差率增大，相 對(duì)穩(wěn)定性變差；3）只能在基速以下調(diào)速，因而調(diào)速范圍較 小，一般D 2 ;4）由于電阻是分級(jí)切除的，所以只能實(shí)現(xiàn) 有級(jí)調(diào)速，平滑性差；5 ）由于串接電阻上要消耗電功率，因而經(jīng) 濟(jì)性較差，而且轉(zhuǎn)速越低，能耗越大。（電樞串電阻調(diào)速的方法多用于對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如過(guò)去的起重機(jī)、電車等，現(xiàn)在已不多見(jiàn)。調(diào)電壓調(diào)速圖6-11調(diào)壓調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性U d0Ra * Rrecn2 TeCe NCeCT （整流裝置輸岀電壓Udo;整流裝置內(nèi)阻 Rrec）特點(diǎn)：1）由于調(diào)壓電源可連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，所以拖 動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)

14、調(diào)速；2）調(diào)速前后機(jī)械特性硬度不變，因而相對(duì) 穩(wěn)定性較好；3） 在基速以下調(diào)速，調(diào)速范圍較寬，D可 達(dá) 1020；因此調(diào)速經(jīng)4）調(diào)速過(guò)程中能量損耗較少， 濟(jì)性較好；（調(diào)壓調(diào)速多用在對(duì)調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械上，如機(jī)床、軋鋼機(jī)、造紙機(jī)等。U NRa弱磁調(diào)速Ce2 T eCeCT 2Pl珅帔班酬的機(jī)瞬性04-12劇礎(chǔ)調(diào)透原理n =特點(diǎn)：1）由于勵(lì)磁電流I f 電磁功率（s為轉(zhuǎn)差率） 電源輸入的功率R =3UsJcos出定子銅耗-pcus =3ls2Rs定子鐵耗巾Fe =3lf2Rf （轉(zhuǎn)子鐵耗很小，忽略不計(jì)）Rm 二 R1 一 Pcus 一 pFe 電磁功率 輸出機(jī)械功率（s為轉(zhuǎn)差率） 轉(zhuǎn)子銅耗

15、 卯皿=SRmRm Fem 匚 pCur = （1 S）Pem重點(diǎn)：Fm : - pCur : Pm = 1： S ： （1 S）B = Rm 一 Pm 一 Padd五、異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩PmRmC-1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步角速度）6060P2Pm=Pm -padd即T2 = Te -To （ T2 輸出轉(zhuǎn)矩；T）空載轉(zhuǎn)矩，Te =Po【F0 FPm r：Padd稱空載損耗】）第十章一、同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)瓦cos6?=常數(shù)圖8-15同步電動(dòng)機(jī)僅改變勵(lì)磁電流時(shí)的相量圖1、當(dāng)改變同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流時(shí)，能夠改變同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。2、當(dāng)改變勵(lì)磁電流時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)變化的規(guī)律可以分為三種情況，即 正常勵(lì)磁狀態(tài)、欠勵(lì)狀態(tài)和過(guò)勵(lì)狀態(tài)。3、同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一般要過(guò)勵(lì)，至少運(yùn)行在正常