電拖復(fù)習(xí)資料

1、1 直流電機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)一、直流電機(jī)的用途一、直流電機(jī)的用途一切電機(jī)都是以一切電機(jī)都是以電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律作為主要依據(jù)設(shè)計(jì)而成的。作為主要依據(jù)設(shè)計(jì)而成的。它的基本功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量的相互轉(zhuǎn)換。它的基本功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量的相互轉(zhuǎn)換。直流電機(jī)直流電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。.二二 直流電機(jī)的工作原理直流電機(jī)的工作原理NSn發(fā)電機(jī)（發(fā)電機(jī)（右手定則右手定則）機(jī)械能機(jī)械能電能電能SNn電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)（左手定則左手定則）電能電能機(jī)械能機(jī)械能axxliBflvBe注意：注意：電刷固定在空間不動(dòng)

2、，而半圓銅片與導(dǎo)體電刷固定在空間不動(dòng)，而半圓銅片與導(dǎo)體 一起旋轉(zhuǎn)。一起旋轉(zhuǎn)。Naisax發(fā)電機(jī)：電樞繞組中感應(yīng)的交變電勢(shì)，依靠換向器的換向作發(fā)電機(jī)：電樞繞組中感應(yīng)的交變電勢(shì)，依靠換向器的換向作 用用,利用靜止的電刷把同一磁極下導(dǎo)體電勢(shì)引出，利用靜止的電刷把同一磁極下導(dǎo)體電勢(shì)引出， 變?yōu)橹绷麟妱?shì)輸出。變?yōu)橹绷麟妱?shì)輸出。電動(dòng)機(jī)：通過(guò)電刷和換向器的共同作用，使得同磁極下的導(dǎo)體電動(dòng)機(jī)：通過(guò)電刷和換向器的共同作用，使得同磁極下的導(dǎo)體 邊流過(guò)的電流方向不變，導(dǎo)體受力方向不變，進(jìn)而產(chǎn)邊流過(guò)的電流方向不變，導(dǎo)體受力方向不變，進(jìn)而產(chǎn) 生方向恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。生方向恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

3、在電樞線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流都是交流的。在電樞線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流都是交流的。通過(guò)換向片及電刷的通過(guò)換向片及電刷的整流整流作用才變成從外部看的作用才變成從外部看的兩電刷間的直流電動(dòng)勢(shì)。兩電刷間的直流電動(dòng)勢(shì)。雖然電樞線圈是旋轉(zhuǎn)的且電樞線圈中的電流是交變的，雖然電樞線圈是旋轉(zhuǎn)的且電樞線圈中的電流是交變的，但從空間上看，但從空間上看，N極與極與S極下的電樞電流的方向是不變的。極下的電樞電流的方向是不變的。因此，由電樞電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)從空間上看也是一個(gè)因此，由電樞電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)從空間上看也是一個(gè)恒定不變的磁場(chǎng)恒定不變的磁場(chǎng)。電樞線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與其電流的方向始終一致。電樞線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與

4、其電流的方向始終一致。當(dāng)接上負(fù)載時(shí)，電樞繞組中就有電流，此電流與磁場(chǎng)當(dāng)接上負(fù)載時(shí)，電樞繞組中就有電流，此電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，該電磁力使轉(zhuǎn)軸受到一個(gè)力矩，相互作用產(chǎn)生電磁力，該電磁力使轉(zhuǎn)軸受到一個(gè)力矩，稱之為稱之為電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩，其方向是與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反的，是，其方向是與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反的，是制動(dòng)制動(dòng)性質(zhì)。性質(zhì)。.雖然外施電壓及電流都是直流，但在電樞繞組內(nèi)部，雖然外施電壓及電流都是直流，但在電樞繞組內(nèi)部，電樞電流和電樞電動(dòng)勢(shì)都是交流。這是通過(guò)換向片電樞電流和電樞電動(dòng)勢(shì)都是交流。這是通過(guò)換向片及電刷的及電刷的逆變逆變作用，將作用，將外部直流變成內(nèi)部的交流外部直流變成內(nèi)部的交流。雖然電樞線

5、圈是旋轉(zhuǎn)的且電樞線圈中的電流是交變的，雖然電樞線圈是旋轉(zhuǎn)的且電樞線圈中的電流是交變的，但從空間上看，由電樞電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)仍是一個(gè)但從空間上看，由電樞電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)仍是一個(gè)恒定不變的磁場(chǎng)恒定不變的磁場(chǎng)。當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞導(dǎo)體切割磁力線也會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞導(dǎo)體切割磁力線也會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。其方向與電樞電流的方向始終相反，故稱之為其方向與電樞電流的方向始終相反，故稱之為反電勢(shì)反電勢(shì)。轉(zhuǎn)子是在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下才能旋轉(zhuǎn)，所以電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子是在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下才能旋轉(zhuǎn)，所以電磁轉(zhuǎn)矩的方向是與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向一致，是方向是與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向一致，是驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的。此時(shí)，電動(dòng)性質(zhì)的。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)從電源輸入電

6、能，通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能從軸上機(jī)從電源輸入電能，通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能從軸上輸出而帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出而帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。.對(duì)于同一臺(tái)電機(jī)，在不同的外部條件下，即可作發(fā)電機(jī)對(duì)于同一臺(tái)電機(jī)，在不同的外部條件下，即可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理，稱為電機(jī)的運(yùn)行，也可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理，稱為電機(jī)的可逆可逆原理。原理。.電機(jī)的可逆原理，是電機(jī)理論中的普遍原理。它不僅電機(jī)的可逆原理，是電機(jī)理論中的普遍原理。它不僅適用于直流電機(jī)，而且也適用于交流電機(jī)。適用于直流電機(jī)，而且也適用于交流電機(jī)。6 6 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)一、直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)一、直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí) 的基本方程和功率關(guān)系的基本方

7、程和功率關(guān)系 電動(dòng)機(jī)慣例電動(dòng)機(jī)慣例 基本方程基本方程（并勵(lì)）（并勵(lì)）U=Ea+IaRaM=M2+M0Ea=CenM=CmIaIf =Uf / Rf=f(If，Ia) 功率關(guān)系功率關(guān)系而 M=M2+M0UIa=EaIa+Ia2RaP1=UI=U(If+Ia)= UIf +(Ea +IaRa +2uc)Ia = pcuf +pcua + pc + Pem 效率效率%10012PP%10012pPpPem=P2+p0 其中其中P2 為為輸出的機(jī)械功率輸出的機(jī)械功率U=Uf I =Ia+ IfEaMIf+Uf+UIa二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性1. 工作特性工作特性工作特性

8、是指工作特性是指U=UN，If = IfN 時(shí)，n = f (P2)，M = f (P2)，= f (P2)，2PIa表示。，工作特性常用aaaIfIfMIfn. 轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性 n = f (Ia)akIn 0. 轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性M = f (Ia)amICMaecaeICRRCUecaaCRRIUn)(理想空載理想空載轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速機(jī)械特性機(jī)械特性斜率斜率. 效率特性效率特性= f (Ia)2acuIp = f (Ia)為一條二次曲線。為一條二次曲線?？梢宰C明：可以證明：當(dāng)可變損耗當(dāng)可變損耗pcu等于不變損耗等于不變損耗p0時(shí)，效率時(shí)，效率 達(dá)到最大值達(dá)到最大值。2. 機(jī)械特性機(jī)械特性機(jī)械特性

9、是指當(dāng)電源電壓機(jī)械特性是指當(dāng)電源電壓U，勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流If以及電樞回路總電阻以及電樞回路總電阻Ra+Rc為常數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為常數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，之間的關(guān)系，即即n= f (M)。當(dāng)當(dāng)U=UN，If=IfN，Rc=0時(shí)，的機(jī)械特性稱為時(shí)，的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性或或自然機(jī)械特性自然機(jī)械特性。注意：注意：在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，絕對(duì)不允許勵(lì)磁回路開(kāi)路。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，絕對(duì)不允許勵(lì)磁回路開(kāi)路。若若0，則則n，Ia，將燒毀電動(dòng)機(jī)。將燒毀電動(dòng)機(jī)。kMn 0MCRRUmca2eeCCeCcaaRRIUn.例例 題題例：例：一臺(tái)一臺(tái)Z261型他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，

10、型他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=17KW，UN=220V， IN=90A，nN=1500r/min，UfN=110V，N=86%，Ra=0.2， Rf=27.5，加額定電壓和額定勵(lì)磁電流作負(fù)載運(yùn)行時(shí)，加額定電壓和額定勵(lì)磁電流作負(fù)載運(yùn)行時(shí)， 電樞電流電樞電流Ia=70A，空載損耗，空載損耗p0=510W，忽略電樞反應(yīng)的影，忽略電樞反應(yīng)的影 響及附加損耗，試求：響及附加損耗，試求：理想空載轉(zhuǎn)速；理想空載轉(zhuǎn)速；額定輸出轉(zhuǎn)矩、額定電磁轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩；額定輸出轉(zhuǎn)矩、額定電磁轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩；負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速和輸出功率；負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速和輸出功率；負(fù)載運(yùn)行時(shí)的總損耗和效率；負(fù)載運(yùn)行時(shí)的總損耗和效率；若在電樞回路串入

11、若在電樞回路串入RC=0.3的電阻，在其它條件的電阻，在其它條件 不變的情況下，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。不變的情況下，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 NmnPnPPMNNNNNNN23.1081500101755. 955. 9602232NmICMNNmN74.11590286. 1NmMMMNN51. 723.10874.11520min/3 .16331347.02200rCUnNeN286.11347.055.955.9NeNmCC1347.015002 .090220NaNNNenRIUC解：(1) WRUIUpffNffNf4405 .27110422WRIpaacu9802 . 07022KWWp

12、pppcuf93. 119305109804400%82.87%10093. 191.1393. 11%10012pPp min/5 .1373701347. 03 . 02 . 03 .163350rICRRnnaNeca min/4 .1529701347. 02 . 03 .163330rICRnnaNeaWnICIEPaNeaaM14420704 .15291347. 0KWWpPPM91.13139105101442002重點(diǎn)重點(diǎn)&8三相變壓器的線圈連接組三相變壓器的線圈連接組一、三相線圈的連接方法一、三相線圈的連接方法三相變壓器是由對(duì)稱的三相繞組組成。三相變壓器是由對(duì)稱的三

13、相繞組組成。分析三相變壓器常常使用其中一相來(lái)研究。分析三相變壓器常常使用其中一相來(lái)研究。在計(jì)算時(shí)要使用相值，損耗也要折算成一相。在計(jì)算時(shí)要使用相值，損耗也要折算成一相。常用連接方法有星形（常用連接方法有星形（Y）連接和三角形（）連接和三角形（）連接。）連接。常用的連接組有常用的連接組有Y/Y， /Y，Y/等。等。連接時(shí)必須注意各繞組的連接時(shí)必須注意各繞組的極性必須一致極性必須一致，否則將會(huì)燒毀變壓器。否則將會(huì)燒毀變壓器。三角形連接有順連（三角形連接有順連（AXCZBY）和）和倒連（倒連（AXBYCZ）兩種。）兩種。二、線圈連接組的判定二、線圈連接組的判定判定的方法是根據(jù)時(shí)鐘表示法。判定的方法是

14、根據(jù)時(shí)鐘表示法。時(shí)鐘表示法時(shí)鐘表示法把高壓邊和低壓邊的同名向量看作時(shí)鐘面上把高壓邊和低壓邊的同名向量看作時(shí)鐘面上 的長(zhǎng)針（分針）和短針（時(shí)針）。讓長(zhǎng)針固的長(zhǎng)針（分針）和短針（時(shí)針）。讓長(zhǎng)針固 定指向定指向12，則短針?biāo)傅臅r(shí)數(shù)就是連接組中，則短針?biāo)傅臅r(shí)數(shù)就是連接組中 的標(biāo)號(hào)。的標(biāo)號(hào)。同名端同名端 原、副繞組中相對(duì)應(yīng)的極性相同的接線端。原、副繞組中相對(duì)應(yīng)的極性相同的接線端。同名端測(cè)試：同名端測(cè)試： 區(qū)分高、低壓繞組：區(qū)分高、低壓繞組：高壓繞組中電流小，導(dǎo)線細(xì)，電阻大；高壓繞組中電流小，導(dǎo)線細(xì)，電阻大；低壓繞組中電流大，導(dǎo)線粗，電阻小。低壓繞組中電流大，導(dǎo)線粗，電阻小?？捎萌f(wàn)用表的電阻檔（可用萬(wàn)

15、用表的電阻檔（R1檔）測(cè)量出來(lái)。檔）測(cè)量出來(lái)。 將高、低壓繞組任意標(biāo)號(hào)將高、低壓繞組任意標(biāo)號(hào); 將將X與與x聯(lián)在一起；聯(lián)在一起； 在在AX端加適當(dāng)?shù)慕涣麟妷憾思舆m當(dāng)?shù)慕涣麟妷篣AX； 測(cè)量測(cè)量UAa和和Uax ； 判斷：判斷：若若UAa=UAXUax，則為減極性，即，則為減極性，即A與與a為同名端；為同名端；若若UAa=UAXUax，則為加極性，即，則為加極性，即A與與a為異名端。為異名端。高壓高壓低壓低壓AXaxUAX 單相變壓器的連接組單相變壓器的連接組只有只有I/I12和和I/I 6兩種連接組別。兩種連接組別。 三相變壓器的連接組三相變壓器的連接組 Y/Y連接連接 Y/連接連接Y/Y連接

16、均為連接均為偶數(shù)偶數(shù)連接組。連接組。Y/連接均為連接均為奇數(shù)奇數(shù)連接組。連接組。(1) Y,y聯(lián)接聯(lián)接uvwUVWEUEVEW1212聯(lián)接組別：聯(lián)接組別：Y,y-12Y,y-12VUWvuw第一步第一步第二步第二步長(zhǎng)針長(zhǎng)針短針短針(2) D,y聯(lián)接：聯(lián)接： uvwUVWEUEVEW1212一次側(cè)：一次側(cè)：D D逆相序聯(lián)接：逆相序聯(lián)接：U U頭頭V V尾尾V V頭頭W W尾尾W W頭頭U U尾尾和和U UV V比較即可得組別：比較即可得組別：箭頭由箭頭由U U尾尾(W(W頭頭) )指向指向U U頭頭UVW第一步1 1、作一次側(cè)電、作一次側(cè)電位升位圖：位升位圖：以以V VU U為垂線，為垂線，代表

17、代表1212點(diǎn)方向點(diǎn)方向V 2 2、按繞組首尾聯(lián)接關(guān)系、按繞組首尾聯(lián)接關(guān)系 和箭頭指同名端畫(huà)圖和箭頭指同名端畫(huà)圖例如例如同名端在同名端在U U頭頭UW第二步第二步其余兩相類(lèi)似畫(huà)出其余兩相類(lèi)似畫(huà)出U2V2W2VU第四步：聯(lián)接第四步：聯(lián)接u-vu-vDy-1Dy-1 uvw第三步第三步 二次側(cè)：二次側(cè)：按一次側(cè)圖平行作圖按一次側(cè)圖平行作圖v2w2u2同名端在字母?jìng)?cè)時(shí)同名端在字母?jìng)?cè)時(shí)Y Y聯(lián)接時(shí)箭頭均指離中心點(diǎn)聯(lián)接時(shí)箭頭均指離中心點(diǎn)箭頭方向與一次側(cè)相同箭頭方向與一次側(cè)相同例：例：v v相繞組對(duì)應(yīng)相繞組對(duì)應(yīng)UVUVw w對(duì)對(duì)VWVW，u u對(duì)對(duì)WUWUEUVEuv1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)三相

18、異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)定子定子上裝有三相對(duì)稱繞組。上裝有三相對(duì)稱繞組。定子的三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱交流電流后，定子的三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱交流電流后，在電機(jī)氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其同步轉(zhuǎn)速為在電機(jī)氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其同步轉(zhuǎn)速為pfn1160轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是一個(gè)自身短路的多相繞組。是一個(gè)自身短路的多相繞組。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于轉(zhuǎn)子繞組是自身閉合回路，所以就有電電動(dòng)勢(shì)，由于轉(zhuǎn)子繞組是自身閉合回路，所以就有電流流過(guò)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其方向與旋轉(zhuǎn)磁流流過(guò)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向

19、一致，于是轉(zhuǎn)子就沿著場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致，于是轉(zhuǎn)子就沿著n1的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。NSn1n異步電動(dòng)機(jī)模型籠型轉(zhuǎn)子原理原理：定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以速度：定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以速度n1切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（發(fā)電機(jī)右手定則），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（發(fā)電機(jī)右手定則）， 在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中形成電流，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中形成電流， 使導(dǎo)體受電磁力作用形成電磁轉(zhuǎn)矩，使導(dǎo)體受電磁力作用形成電磁轉(zhuǎn)矩， 推動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速推動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n順順n1方向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn) （電動(dòng)機(jī)左手定則）（電動(dòng)機(jī)左手定則）, 并從軸上輸出一定大小的機(jī)械功率并從軸上輸出一定大小的機(jī)械功率. (n不能等于不能等于n1）特點(diǎn)：特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)內(nèi)必須有一個(gè)以電動(dòng)機(jī)內(nèi)必須有

20、一個(gè)以n1旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的前提；旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的前提； 電動(dòng)運(yùn)行時(shí)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)n恒不等于恒不等于n1（異步）必要條件異步）必要條件n1；正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率s很小，很小，一般一般s=0.010.05。1nn當(dāng)已知轉(zhuǎn)差率時(shí)，可求出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，即當(dāng)已知轉(zhuǎn)差率時(shí)，可求出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，即snn113 異步電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系異步電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系一、功率平衡方程式一、功率平衡方程式 輸入功率輸入功率11111cosIUmP 又稱為可變損耗1CupFemmFeprImp211相電壓相電壓相電流相電流 定子損耗定子損耗又稱為

21、不變損耗1Fep12111rImpCuFeCuemppPP11 轉(zhuǎn)子損耗轉(zhuǎn)子損耗 電磁功率電磁功率02Fep22212rImpCu 機(jī)械功率機(jī)械功率2CuemmecpPP 輸出功率輸出功率ppPPmecmec2 功率平衡方程式功率平衡方程式pppppPPmecCuFeCu21121 機(jī)械損耗和附加損耗機(jī)械損耗和附加損耗 ppmec能量轉(zhuǎn)換關(guān)系功率關(guān)系 電磁功率、機(jī)械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的關(guān)系電磁功率、機(jī)械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的關(guān)系21EE1U1r1xmrmx1I2I2r2xmIssr121CupFep2CupemPmecP22212rImpCusrImPem/2221ssrImPmec/)1 (2

22、221emCusPp2emmecPsP)1 ( 二、轉(zhuǎn)矩平衡方程式二、轉(zhuǎn)矩平衡方程式異步電機(jī)以轉(zhuǎn)速異步電機(jī)以轉(zhuǎn)速n穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩有穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩有3個(gè)：個(gè)：Tem；T0；T2，其平衡式為：，其平衡式為：60/2 n02TTTem式中：式中：/22PT/ )(/00admecpppTmecemememPsPsPT11)1 ()1 (/60/211n150022rad/s157rad/s6060ssnrad/s152rad/s6014522602n同步角速度同步角速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度總機(jī)械功率總機(jī)械功率mech2mech(10000 10050)W101

23、50WPPpp電磁功率電磁功率emechCu2(10150335)W10485WPPp根據(jù)根據(jù)例例5-1中的數(shù)據(jù)，還知道電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗中的數(shù)據(jù)，還知道電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗 ，額定負(fù)載時(shí)的附加損耗，額定負(fù)載時(shí)的附加損耗 ，試計(jì)算各種功率和轉(zhuǎn)矩。，試計(jì)算各種功率和轉(zhuǎn)矩。mech100WpW50p22Fe33 3.917W321WmmpI R 22Cu22233 9.981.12W335WpI R 22Cu11133 11.421.33W520WpI R 解解定子和轉(zhuǎn)子的銅耗、及定子鐵耗定子和轉(zhuǎn)子的銅耗、及定子鐵耗例例5-25-2 負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩mN79.65mN1521000022PT空載

24、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩mech0150N m0.99N m152ppT電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩e20(65.790.99)N m66.78N mTTT或者或者ee10485N m66.78N m157nPT meche10150N m66.78N m152PT 六、電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式六、電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式221121111211max4xcxrrcfpUmT22112211221121121max2xcxsrcrsxcxrrrcTTem2211221112211)()(2xcxsrcrfsrpUmTem211rcr一般異步電動(dòng)機(jī)：一般異步電動(dòng)機(jī)：mmmmemssssssTT222max則：則：2 .

25、01 .0msssssmm2，代入上式并整理，得msrcxcxr/21221121mmmmemsrcrsssssrcrTT211211max222相對(duì)較小項(xiàng)的略去含msssssTTmmemmax2電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式為電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式為根據(jù)產(chǎn)品目錄給出的額定功率、額定轉(zhuǎn)速和過(guò)載根據(jù)產(chǎn)品目錄給出的額定功率、額定轉(zhuǎn)速和過(guò)載能力，就可使用實(shí)用表達(dá)式計(jì)算。能力，就可使用實(shí)用表達(dá)式計(jì)算。NNNnPT955012mmNmssNmTTmaxm過(guò)載倍數(shù)11nnnSNN例例 題題一臺(tái)繞線式三相四極異步電動(dòng)機(jī)，已知額定功率一臺(tái)繞線式三相四極異步電動(dòng)機(jī)，已知額定功率 額定電壓額定電壓 ，額定頻率，額定頻率 ，額

26、定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速 ，過(guò)載倍數(shù)，過(guò)載倍數(shù) 。求電機(jī)的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。求電機(jī)的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 和和 時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 。kWPN150VUN380HzfN50min/1460 rnN2mstTT02.0s解：由解：由 ，可知同步速，可知同步速min/1460 rnNmin/1500601rpfn額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率Ns027.015001460150011nnnsN額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩NMNmnPTNNN2.981146015095509550臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率ms1 . 0)122(027. 0)1(22mmNmss例例：最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩NmTTNmm4 .19622 .9812mT將實(shí)用公式

27、用標(biāo)么值表示將實(shí)用公式用標(biāo)么值表示22*22mmmmmmssssssssT將已知的將已知的 值代入上式得值代入上式得mms及2*01.04 .0ssT這就是本題給出的異步電機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式，給出一這就是本題給出的異步電機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式，給出一個(gè)個(gè)s值即可求出一個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值。值即可求出一個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值。mmNNmmmTTTTTssssTT/2*,396.0*stT說(shuō)明說(shuō)明 的的40%，NstTT 不到較小stTS=0.02時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩T769.0022.001.04 .0*TNmTTTN8 .7542 .981769.0*最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩stT將將s=1代入上式得代入上

28、式得396.0101.04 .0*stTNmTTTNstst6 .3882 .981396.0* 例例 11龍門(mén)刨床拖動(dòng)系統(tǒng)，已知電動(dòng)機(jī)龍門(mén)刨床拖動(dòng)系統(tǒng)，已知電動(dòng)機(jī)D的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速 飛輪矩飛輪矩 ，工作臺(tái)重，工作臺(tái)重 ，工件重，工件重 ，各傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)及飛輪矩如下：，各傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)及飛輪矩如下： min,/084rn 22001mNGDdNG80001NG020012 齒輪號(hào) 1 2 3 4 5 齒數(shù)Z 15 60 20 100 80 4.0 17 7.0 34 3022mNGD齒輪齒輪5的節(jié)距的節(jié)距 ，求刨床拖動(dòng)系統(tǒng)在電動(dòng)機(jī)軸上總，求刨床拖動(dòng)系統(tǒng)在電動(dòng)機(jī)軸上總的飛輪矩。的飛輪矩。mmts2

29、5M12345G1G2V提示：提示：齒輪齒輪1與與2、3與與4嚙合，即線速度相等嚙合，即線速度相等 齒輪齒輪2與與3、4與與5同軸，即角速度、轉(zhuǎn)速相等同軸，即角速度、轉(zhuǎn)速相等5443322115nnnnnnnnnnnn解：解：4321nnnn同軸，轉(zhuǎn)速相等同軸，轉(zhuǎn)速相等3412ZZZZ)ZZnnntZntZvv21(122122211121嚙合，與嚙合嚙合節(jié)距節(jié)距t相等相等旋轉(zhuǎn)部分飛輪矩旋轉(zhuǎn)部分飛輪矩2341225242122322212d2rZZZZGDGDZZGDGDGDGDGD2225242m66N.105201001560GDGD15600 . 7170 . 4100直線部分飛輪矩直線

30、部分飛輪矩222222sm26N.204808 . 0120008000365nGv365GD系統(tǒng)總的飛輪矩系統(tǒng)總的飛輪矩22s2r2m92N.12526.2066.105GDGDGD齒輪齒輪5轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n5min/24)20/100)(15/60(480)/)(/(n34125rzzzznsmmntzv/8 . 0min/4824025. 080555某起重機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)如圖示。各運(yùn)動(dòng)部件的有某起重機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)如圖示。各運(yùn)動(dòng)部件的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：關(guān)數(shù)據(jù)如下： a b c d e f g h 電動(dòng)機(jī) 蝸桿 蝸輪 齒輪 齒輪 卷筒 導(dǎo)輪 重物 雙頭 20 10 40 0.15 0.025 0.

31、40 0.075 8 1.25 1.25 10 000 0.1 0.1 編號(hào) 名稱齒數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J/kgm2 重力G/N直徑 d/m傳動(dòng)效率傳動(dòng)效率 t = 0.8，提，提升速度升速度 vm = 9.42 m/s。試求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速試求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 na以及折算到電動(dòng)機(jī)軸以及折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效上的等效 TL 和和 J。dnabafgcehvm例例 2 解: (1) 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 na 卷筒和導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速 nf = ng = vm dg = r/min = 30 r/min 9.42 3.140.1 轉(zhuǎn)速比 zc zb j1 = 20 2 = = 10 ze zd j2 = 40 10 = = 4

32、 轉(zhuǎn)速 na na = nb = j1 j2 nf = 10430 r/min = 1 200 r/mindnabafgcehvmdnabafgcehvm(2) 求等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL TL= Gmvmt n602 = Nm = 937 Nm 60 6.28 10 0009.42 0.81 200 (3) 求等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J JR = JaJb J1 = JcJd J2 = JeJfJg = (81.251.25) kgm2 = 10.5 kgm2 = (0.150.025) kgm2 = 0.175 kgm2 = (0.40.075) kgm2 = 0.475 kgm2 Jm = 9.3 Gm

33、 vm n22 = 9.3 kgm2 10 0009.422 1 2002 = 5.73 kgm2 dnabafgcehvmJ2 ( j1 j2)J = JR Jm J1j12 210.5 (104)2 = 0.175 5.73 kgm2 0.475 102= 5.916 kgm2 1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性TCCRRCUnmecae2電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性中，當(dāng)U、和和(Ra+Rc)一定時(shí)，一定時(shí)，n與與T為一次函數(shù)。為一次函數(shù)。，稱為機(jī)械特性的斜率令2mecaCCRRk當(dāng)當(dāng)T=0時(shí)，時(shí)， ，稱為理想空載轉(zhuǎn)速。，稱為理想空載轉(zhuǎn)速。eCUnn0k值值小

34、小，機(jī)械特性較平，稱為，機(jī)械特性較平，稱為硬特性硬特性；k值值大大，機(jī)械特性較斜，稱為，機(jī)械特性較斜，稱為軟特性軟特性。nn0轉(zhuǎn)速降轉(zhuǎn)速降kTnn0一、固有（自然）機(jī)械特性一、固有（自然）機(jī)械特性TCCRCUnNmeaNeN2稱為固有（自然）機(jī)械特性。稱為固有（自然）機(jī)械特性。2NmeaNCCRk其斜率NeNCUn0理想空載轉(zhuǎn)速TknnN0則稱為實(shí)際空載轉(zhuǎn)速。0nNNNNNnnTknnTT00時(shí)，當(dāng)額定轉(zhuǎn)速降額定轉(zhuǎn)速降當(dāng)當(dāng)NcaNRRRUU0即時(shí)，機(jī)械特性為時(shí)，機(jī)械特性為，時(shí)，當(dāng)00000nTknnTTN二、人為機(jī)械特性二、人為機(jī)械特性改變電壓、電阻、磁通當(dāng)中一個(gè)改變電壓、電阻、磁通當(dāng)中一個(gè)或

35、幾個(gè)就得到人為機(jī)械特性?；驇讉€(gè)就得到人為機(jī)械特性。1. 電樞回路串電阻電樞回路串電阻Rc的人為機(jī)械特性的人為機(jī)械特性條件：條件： U=UN=N R=Ra+Rc方程式為方程式為kTn 0特點(diǎn)特點(diǎn)： 理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速n0同固有特性；同固有特性； 當(dāng)當(dāng)Rc時(shí)，時(shí)，k，特性越軟，曲線越陡；，特性越軟，曲線越陡； 特性曲線是通過(guò)理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)的特性曲線是通過(guò)理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)的一族放射性直線一族放射性直線。用途用途： 起動(dòng)；起動(dòng)； 調(diào)速；調(diào)速；TCCRRCUnNmecaNeN2 制動(dòng)。制動(dòng)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性電樞串聯(lián)電阻時(shí)電樞串聯(lián)電阻時(shí)的人為機(jī)械特性的人為機(jī)械特性2

36、. 改變供電電壓改變供電電壓U的人為機(jī)械特性的人為機(jī)械特性條件條件： R=Ra（Rc=0）=N U可調(diào)可調(diào)方程式為方程式為T(mén)kCUNNe特點(diǎn)特點(diǎn)： 斜率同固有特性，同一轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降相等；斜率同固有特性，同一轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降相等； 理想空載轉(zhuǎn)速與供電電壓成正比變化；理想空載轉(zhuǎn)速與供電電壓成正比變化； 特性曲線是特性曲線是一組平行于固有特性的直線一組平行于固有特性的直線。當(dāng)采用晶閘管整流裝置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。當(dāng)采用晶閘管整流裝置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。注意：注意：實(shí)際上只能降壓，而不能升壓，以免損壞電動(dòng)機(jī)。實(shí)際上只能降壓，而不能升壓，以免損壞電動(dòng)機(jī)。TCCRCUnNmeaNe2.用途用途：

37、起動(dòng)；起動(dòng)； 調(diào)速；調(diào)速； 制動(dòng)；制動(dòng)； 電壓不同時(shí)的人為機(jī)械特性21NUUU3. 減弱磁通減弱磁通的人為機(jī)械特性的人為機(jī)械特性條件條件： U=UN R=Ra（Rc=0） 減小減小方程式為方程式為T(mén)CCRCUnmeaeN2特點(diǎn)特點(diǎn)： 理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)上移；理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)上移； 斜率增大；斜率增大； 特性曲線即不是平行線，也不是放射性直線。特性曲線即不是平行線，也不是放射性直線。用途用途：調(diào)速。：調(diào)速。 若勵(lì)磁電流可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則可以得到平滑調(diào)速。若勵(lì)磁電流可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則可以得到平滑調(diào)速。弱磁調(diào)速一般不單獨(dú)使用，往往同降壓調(diào)速配合使用，弱磁調(diào)速一般不單獨(dú)使用，往往同降壓調(diào)速配合使用，可使調(diào)速范圍

38、變寬。可使調(diào)速范圍變寬。注意：注意：磁通不可太小，否則理想空載轉(zhuǎn)速太高，電動(dòng)機(jī)的磁通不可太小，否則理想空載轉(zhuǎn)速太高，電動(dòng)機(jī)的 換向能力和機(jī)械強(qiáng)度承受不了。換向能力和機(jī)械強(qiáng)度承受不了。.21N四、四、 電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件(一)、穩(wěn)定運(yùn)行的概念、穩(wěn)定運(yùn)行的概念電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T和和負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL共同決定的。共同決定的。當(dāng)當(dāng)T=TL時(shí)，時(shí)， ，電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。，電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。0dtdn當(dāng)系統(tǒng)在某一工作點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，擾動(dòng)作用會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的當(dāng)系統(tǒng)在某一工作點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，擾動(dòng)作用會(huì)導(dǎo)

39、致系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。如果在擾動(dòng)持續(xù)期間，系統(tǒng)能在新的條件轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。如果在擾動(dòng)持續(xù)期間，系統(tǒng)能在新的條件下達(dá)到新的平衡，在新的工作點(diǎn)穩(wěn)速運(yùn)行，而且在擾動(dòng)消下達(dá)到新的平衡，在新的工作點(diǎn)穩(wěn)速運(yùn)行，而且在擾動(dòng)消失后能夠自動(dòng)回到原來(lái)的工作點(diǎn)穩(wěn)速運(yùn)行，這樣的系統(tǒng)是失后能夠自動(dòng)回到原來(lái)的工作點(diǎn)穩(wěn)速運(yùn)行，這樣的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。穩(wěn)定的。否則，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。(二二)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是：電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是： T=TL。只有在兩條機(jī)械特性的交點(diǎn)處，才能實(shí)現(xiàn)。只有在兩條機(jī)械特性的交點(diǎn)處，才能實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)矩

40、平衡。轉(zhuǎn)矩平衡。該點(diǎn)稱為工作點(diǎn)。該點(diǎn)稱為工作點(diǎn)。 在工作點(diǎn)處，在工作點(diǎn)處，dndTdndTL簡(jiǎn)便判定法：簡(jiǎn)便判定法：做一條水平直線于工作點(diǎn)上方，分別與兩條機(jī)械特性做一條水平直線于工作點(diǎn)上方，分別與兩條機(jī)械特性 相交。比較兩個(gè)轉(zhuǎn)矩的增量，若相交。比較兩個(gè)轉(zhuǎn)矩的增量，若dT dTL，則系統(tǒng)，則系統(tǒng) 穩(wěn)定。否則，系統(tǒng)不穩(wěn)定。穩(wěn)定。否則，系統(tǒng)不穩(wěn)定。在工作點(diǎn)上方做一條水平直線，分別交在工作點(diǎn)上方做一條水平直線，分別交T-n 曲線于曲線于A點(diǎn)，點(diǎn)， TL-n 曲線于曲線于B點(diǎn)，若點(diǎn)，若A點(diǎn)在點(diǎn)在B點(diǎn)左側(cè)，則系統(tǒng)穩(wěn)定，點(diǎn)左側(cè)，則系統(tǒng)穩(wěn)定， 否則，系統(tǒng)不穩(wěn)定。否則，系統(tǒng)不穩(wěn)定。.nTTTLABdTn0， E

41、a U）突然突然降低電樞電壓降低電樞電壓，則，則理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速n0降低降低，而實(shí)際轉(zhuǎn)速，而實(shí)際轉(zhuǎn)速n不能突變不能突變, 即即n高于高于n0 ，致使電樞電勢(shì)，致使電樞電勢(shì)Ea高于電網(wǎng)電壓高于電網(wǎng)電壓U，電動(dòng)機(jī)即運(yùn)行于回饋制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)即運(yùn)行于回饋制動(dòng)狀態(tài)。C CT0ADTTbLn n0回饋回饋n,T反號(hào) 制動(dòng)制動(dòng)降壓調(diào)速時(shí)的回饋制動(dòng)降壓調(diào)速時(shí)的回饋制動(dòng)（最終穩(wěn)定運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)最終穩(wěn)定運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)）B01n0nNU1UnNUU 11. 回饋制動(dòng)過(guò)程回饋制動(dòng)過(guò)程工作點(diǎn)變動(dòng)情況：工作點(diǎn)變動(dòng)情況：A B C D在在 B C 過(guò)程中，過(guò)程中，n n0 0，相應(yīng)地，相應(yīng)地Ea U ，所以為所以

42、為Ia負(fù)值，即有電流回饋給電網(wǎng)。負(fù)值，即有電流回饋給電網(wǎng)。由于電磁轉(zhuǎn)矩亦為負(fù)值，故電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。由于電磁轉(zhuǎn)矩亦為負(fù)值，故電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。在回饋制動(dòng)過(guò)程中，在回饋制動(dòng)過(guò)程中， Ia 0 ，T 0 ， Ea U ，所以，所以P1=UIa 0，即向電網(wǎng)回送電能，即向電網(wǎng)回送電能；而；而P2=T2 0，即，即 吸收機(jī)械功率吸收機(jī)械功率，因此這一過(guò)程是將機(jī)械能變成電能，因此這一過(guò)程是將機(jī)械能變成電能(即即發(fā)電機(jī)運(yùn)行發(fā)電機(jī)運(yùn)行)。.回饋制動(dòng)過(guò)程中，有功率回饋制動(dòng)過(guò)程中，有功率UNIa回饋電網(wǎng)回饋電網(wǎng)，因此與能耗制，因此與能耗制動(dòng)相比，從電能消耗來(lái)看，回饋制動(dòng)是較為經(jīng)濟(jì)的。動(dòng)相比，從電能消

43、耗來(lái)看，回饋制動(dòng)是較為經(jīng)濟(jì)的。要繼續(xù)保持回饋制動(dòng)狀態(tài)，必須要繼續(xù)保持回饋制動(dòng)狀態(tài)，必須不斷降低電壓不斷降低電壓，以，以實(shí)現(xiàn)在回饋制動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在回饋制動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)減速減速。例例 題題【例例1】他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為 該電機(jī)加額定電壓及額定勵(lì)磁，帶反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，在該電機(jī)加額定電壓及額定勵(lì)磁，帶反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，在轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n=1000r/min 時(shí)采用電氣制動(dòng)停車(chē)，若限定最大制動(dòng)電時(shí)采用電氣制動(dòng)停車(chē)，若限定最大制動(dòng)電流流 ，試，試計(jì)算采用能耗制動(dòng)和電壓反接制動(dòng)時(shí)電樞回路各應(yīng)串接計(jì)算采用能耗制動(dòng)和電壓反接制動(dòng)時(shí)電樞回路各應(yīng)串接多大的電阻？多大的電阻？AIVUkWP

44、NNN5 .12,220,5 . 2,8 . 0min,/1500aNRrnNaII2max解：先求出制動(dòng)開(kāi)始時(shí)的電樞電勢(shì)解：先求出制動(dòng)開(kāi)始時(shí)的電樞電勢(shì)14. 015008 . 05 .12220NaNNNEnRIUCVnCENEa140100014. 0能耗制動(dòng)過(guò)程中應(yīng)串入電阻能耗制動(dòng)過(guò)程中應(yīng)串入電阻8 . 48 . 05 .122140maxaaabRIER電壓反接制動(dòng)過(guò)程中應(yīng)串入電阻電壓反接制動(dòng)過(guò)程中應(yīng)串入電阻6 .138 . 05 .122140220maxaaaNrbRIEUR 例例2 2 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下：一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下：kW29NPV440NUA2 .7

45、6NIr/min1050Nn393. 0aR（1）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)位能負(fù)載，在固有特性上作回饋制動(dòng)下）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)位能負(fù)載，在固有特性上作回饋制動(dòng)下放，放， ，求電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速。，求電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速。A60aI（2）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)位能負(fù)載，作反接制動(dòng)下放，）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)位能負(fù)載，作反接制動(dòng)下放， 時(shí)，轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速速 ，求串接在電樞電路中的電阻值、電網(wǎng)輸入的，求串接在電樞電路中的電阻值、電網(wǎng)輸入的功率、從軸上輸入的功率及電樞電路電阻上消耗的功率。功率、從軸上輸入的功率及電樞電路電阻上消耗的功率。 A50aIr/min600n（3）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)反作用負(fù)載，從）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)反作用負(fù)載，從 進(jìn)行能耗制動(dòng)，若

46、其進(jìn)行能耗制動(dòng)，若其最大制動(dòng)電流限制在最大制動(dòng)電流限制在100A，試計(jì)算串接在電樞電路中的電阻值。，試計(jì)算串接在電樞電路中的電阻值。 r/min500n解解 （1）NNNnRIUCae39. 01050393. 02 .76440電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速 NaNCRIUnar/min1190r/min39. 0393. 060440aeaInCURRRN（2）電樞電路總電阻）電樞電路總電阻 48.1350)600(39. 0440077.13393. 048.13aRRR電樞串接電阻電樞串接電阻 電網(wǎng)輸入功率電網(wǎng)輸入功率 aIUPN1kW22W22000W50440RIPa2電樞電

47、路電阻上消耗的功率電樞電路電阻上消耗的功率 kW7 .33W33700W48.13502軸上功率（為負(fù)值，表示從軸上輸入功率）軸上功率（為負(fù)值，表示從軸上輸入功率） aaaNaaIRIUIEP)(2kW7 .11W11700W50)48.1350440(（3）能耗制動(dòng)時(shí)最大電流出現(xiàn)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為）能耗制動(dòng)時(shí)最大電流出現(xiàn)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 stestnCEV195V50039. 0電樞電路總電阻電樞電路總電阻 95. 1100195ststaIERRR電樞電路串接電阻電樞電路串接電阻 557. 1393. 095. 1aRRR一、電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式一、電磁轉(zhuǎn)矩的物理

48、表達(dá)式602cos12221nIEmpfIkWfmmW122111160602cos222111cos21IkWpmmW22222cos21IkWpmmW22cosICmm才能產(chǎn)生有功功率。是有功分量。有功分量22cosI有關(guān)。都與以及、，但注意：上式不顯含SISm22cos1ePT.1 機(jī)械特性的三種表達(dá)式機(jī)械特性的三種表達(dá)式由近似等值電路得由近似等值電路得2212212xxsrrUIx22122112212xxsrrfsrpUmTx122212 fsrIpm60212221nsrIm1ePT二、參數(shù)表達(dá)式二、參數(shù)表達(dá)式幾個(gè)特殊點(diǎn)分析：幾個(gè)特殊點(diǎn)分析： 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩，得令0dsdT221

49、212xxrrSm臨界轉(zhuǎn)差率2212111214xxrrfpUmTxm最大轉(zhuǎn)矩”號(hào)用于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)；式中“”號(hào)用于發(fā)電機(jī)狀態(tài)?！?22121%5rxxr的條件時(shí)，可以忽略當(dāng)滿足212xxrSm則211214xxfpUmTxm結(jié)論：結(jié)論：21xmUTconstf，參數(shù)不變時(shí)，當(dāng)無(wú)關(guān)與2rTm2rSm2111xxTconstfconstUmx時(shí)，當(dāng)11fTconstUmx，參數(shù)不變時(shí)，當(dāng). 過(guò)載倍數(shù)過(guò)載倍數(shù)最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載倍數(shù)最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載倍數(shù)或過(guò)載能力。即或過(guò)載能力。即NmmTT 最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩1SstTT22122112212xxrrf

50、rpUmx21xstUTconstf，參數(shù)不變時(shí)，當(dāng)21xxmststTTT達(dá)到最大值，即可以使的電阻，在轉(zhuǎn)子回路中串入適當(dāng).結(jié)論：結(jié)論：當(dāng).1.1x1TconstfconstUst時(shí)，1xfTconstUst，參數(shù)不變時(shí)，當(dāng) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，稱為電動(dòng)機(jī)的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，稱為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。即NststTTk 額定工作點(diǎn)額定工作點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均為額定值的工作點(diǎn)。即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均為額定值的工作點(diǎn)。即)(NNsT ， 同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)的工作點(diǎn)，01Tnn 三、電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式三、電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式由參數(shù)表達(dá)

51、式得由參數(shù)表達(dá)式得221211121221221122142xxrrfpUmxxsrrfsrpUmTTxxm2222222121222mmSrSrSrrSSrrrmmmmSrrSSSSSrr2121212很小，且mSrr21也很小，可以忽略之mSrr212SSSSTTmmm2 機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式代入上式中，解得將NmmTT12mmNmSS轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式的線性化表達(dá)式轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式的線性化表達(dá)式項(xiàng)，則可以忽略很小時(shí)，當(dāng)mmmSSSSSSSSSTTmm2故的范圍。注意：上式只適用于NSS 0.86 計(jì)算的方法是按已知條件，利用機(jī)械特性（一般是實(shí)用表達(dá)式）計(jì)算的方法是按已知條件，利

52、用機(jī)械特性（一般是實(shí)用表達(dá)式）進(jìn)行，計(jì)算時(shí)必須注意不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下方程式中各參量的正負(fù)符號(hào)進(jìn)行，計(jì)算時(shí)必須注意不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下方程式中各參量的正負(fù)符號(hào)等不同特點(diǎn)。等不同特點(diǎn)。8 . 6TKr/min1460NnA166N2I 例例10-210-2 某繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的銘牌參數(shù)如下： kW75NPA144N1IV380N1UV399N2E（1）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，要求轉(zhuǎn)速 時(shí)，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入多大的電阻 （圖中B點(diǎn)）？N8 . 0 TTzr/min500Bn繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性5 5 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速及制動(dòng)電阻的計(jì)算繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速及制動(dòng)電阻的計(jì)算（2）從電動(dòng)狀態(tài)（圖）從電動(dòng)狀態(tài)（圖1

53、中中A點(diǎn)）點(diǎn)） 時(shí)換接到反接制動(dòng)狀態(tài)，如時(shí)換接到反接制動(dòng)狀態(tài)，如果要求開(kāi)始的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于果要求開(kāi)始的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于 （圖中（圖中C點(diǎn)），則轉(zhuǎn)子每相應(yīng)該串點(diǎn)），則轉(zhuǎn)子每相應(yīng)該串接多大電阻？接多大電阻？ NnnAN5 . 1 T（3）如果該電動(dòng)機(jī)帶位能負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩）如果該電動(dòng)機(jī)帶位能負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，要求穩(wěn)定的，要求穩(wěn)定的下放轉(zhuǎn)速下放轉(zhuǎn)速 r/min，求轉(zhuǎn)子每相的串接電阻值。，求轉(zhuǎn)子每相的串接電阻值。 N8 . 0 TTz300Dn解解NN1500 14600.02671500ssnnsn053. 011633990267. 032NN2N2IUsR62. 1053. 011445. 056. 4

54、12RssRmmfB取 （ 不合理） 56. 4ms097. 0ms097. 056. 418 . 08 . 28 . 08 . 2666. 02NNNN或TTTTsm（1）考慮異步機(jī)的機(jī)械特性為直線, 對(duì)于固有特性 15. 0267. 08 . 222NsKsTm66. 4666. 08 . 08 . 22NNTTsm6 . 1053. 01149. 066. 4fBR對(duì)于人為特性 666. 0BxssN8 . 0 TTTBx973. 11500146015000N0nnnsA（2）57. 08 . 615 . 18 . 25 . 18 . 2973. 12NNNN或TTTTsm44. 20

55、53. 011445. 08 . 6fAR取 8 . 6ms取57. 0ms16. 0053. 011445. 057. 0fAR考慮機(jī)械特性為直線149. 0ms37. 7973. 15 . 18 . 22NNmTTs57. 2053. 01149. 037. 7fCR（3）1500( 300)1.21500sDDsnnsn NDTT8 . 0175. 0225. 818 . 08 . 28 . 08 . 22 . 12或NNNNmTTTTs取 （ 時(shí)不能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)）225. 8ms175. 0ms96. 2053. 011445. 0225. 8fDR考慮機(jī)械特性為直線149. 0ms4 .

56、 82 . 18 . 08 . 22NNTTsm94. 2053. 01149. 04 . 8fDR91繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)接線圖及特性 例例10-310-3 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)同例繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)同例10-2，設(shè)從額定點(diǎn)，設(shè)從額定點(diǎn)A換接到能換接到能耗制動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)行點(diǎn)耗制動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)行點(diǎn)E（見(jiàn)下圖），如果要求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的開(kāi)始值等（見(jiàn)下圖），如果要求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的開(kāi)始值等于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，求轉(zhuǎn)子每相的串接電阻。能耗制動(dòng)時(shí)的接線于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，求轉(zhuǎn)子每相的串接電阻。能耗制動(dòng)時(shí)的接線如圖，定子通入大小為如圖，定子通入大小為 的直流電流，假如電動(dòng)機(jī)的空載電的直流電流，假如電

57、動(dòng)機(jī)的空載電流流 。假定應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)磁路的飽和。假定應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)磁路的飽和。05 . 2 IA800I解A200A805 . 25 . 20IIA3 .163321II04. 2803 .163011IIi查圖10-21的曲線，當(dāng) 時(shí)， 04. 21i5 . 1mm4 . 1mV033 80 380/31.5N m503N m21500/60mTmsI UTm905. 039938095. 095. 0N2N1UUk0434. 0905. 0053. 02222kRR0280 0.04351.40.0222380/3mmI RvVUN14600.9731500EEssnnvnnmN491mN1

58、4607595509550NNNnPTTE973. 0973. 05052490mmvv0947. 0998. 12mmvv2947. 04998. 1998. 12mv773. 0225. 1或取225. 1mv87. 2053. 010222. 0225. 112RvvRmmfE考慮能耗制動(dòng)特性為直線2973. 049050522EEmTmvTTvFmmFmTNFvvvvTTT2FFvv0222. 00222. 050524900000493. 00456. 02FFvv2000493. 040456. 00456. 02Fv028. 00176. 0或取 0176. 0Fv如果能耗制動(dòng)特

59、性為直線，轉(zhuǎn)子電路不串電阻，則 0361. 00176. 049050522FFmTmvTTv88. 2053. 010361. 02fER95 例例10-410-4 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)同例繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)同例10-2。如果使用能耗制動(dòng)使電。如果使用能耗制動(dòng)使電動(dòng)機(jī)快速停車(chē)，要求保證最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩動(dòng)機(jī)快速停車(chē)，要求保證最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 時(shí)，時(shí)， 。接線如圖所示。假定橋式整流后電壓與交流電壓有效值之比為接線如圖所示。假定橋式整流后電壓與交流電壓有效值之比為0.9，整流電壓經(jīng)電容濾波后增高整流電壓經(jīng)電容濾波后增高30%。試計(jì)算：。試計(jì)算：（1）直流勵(lì)磁電路中的附加電阻）直流勵(lì)磁電路

60、中的附加電阻 （2）異步機(jī)轉(zhuǎn)子電路每相應(yīng)串接的電阻）異步機(jī)轉(zhuǎn)子電路每相應(yīng)串接的電阻 N5 . 1 TTmT407. 0mv1R2RmN4905 . 15 . 1NTTmT解 （1）mN735查圖10-21，當(dāng)2 . 2mm7 . 21i7 . 1mV繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)接線圖A216A807 . 2011IiIA265231II0386. 0144338095. 00267. 0395. 01NN1N1IUsRV5 .20V0386. 0226521RIU6 . 12655 .203 . 19 . 03801IUURd（2）02180 0.4341.70.0269380/ 3mmI RvVU74