电机与拖动期末复习总结

复习课陈小勤13628183592复习内容•0绪论：磁路•1电力拖动系统动力学•2直流电机的原理及直流电动机的拖动•3变压器•4异步电机原理及异步电动机电力拖动•5其它：同步电机转动原理和电动机的选择0绪论：磁路重点:1.1磁路的基本定律;1.2铁磁材料的特性（饱和性与磁滞性）及基本磁化曲线;难点:1.3磁滞回线；1.4铁心损耗；1.5磁路的计算。一、磁场、磁路的基本概念磁场、磁路、主磁通、漏磁通、主磁路、漏磁路、励磁线圈、励磁电流二、基本变量及相互关系B、H、Ф、μ、Rm、FBSΦ5370010~10H/m104rrHBHB磁滞回线形状与磁性材料的关系磁滞回线宽：硬磁材料；磁滞回线窄：软磁材料（电机一般采用）1.安培环路定律2.磁路欧姆定律3.磁路基尔霍夫定律4.电磁感应定律5.电磁力定律三、磁路的基本定律FNIIHdllnkk1AlRRFmm,33221131,0mmmkkkRRRiHFBlvedtdNe,BlirFrTBliF,mfNE44.4mRNNINFINIL221电力拖动系统动力学•重点：•1.1单轴拖动系统的动力学方程•1.2多轴电力系统的简化（两个标准：传递功率和储存动能不变）•1.3电力拖动系统稳定运行的条件•难点：•多轴电力拖动系统的简化•如思考题：2-1，2-4，作业2-11.1单轴拖动系统的动力学方程dtdvmmaLFF直线运动方程：dtdnGDLTT3752旋转运动方程：1.2多轴电力拖动系统的简化一、旋转系统转矩折算原则：系统传递的功率不变1.电动状态（工作机构）（电动机）ffTLT（工作机构）（电动机）jfTLT2.发电机制动状态（工作机构）（电机）ffTLT（工作机构）（电机）jfTLT1.电动状态1.2多轴电力拖动系统的简化（工作机构）（电机）222jGDGDfL无电动机和发电机之分二、旋转系统飞轮矩折算的原则：系统储藏的动能不变22221221222)1(DLbaGDjjDGjGDGDGD总飞轮矩：1.2多轴电力拖动系统的简化三、平移系统转矩和飞轮矩折算nFvnFvFvLTFvLT55.9260（工作机构）（电机）（工作机构）（电机）221221LJvLm223652nvfGLGD1.2多轴电力拖动系统的简化四、升降系统转矩和飞轮矩折算提升运动：电动机为电动状态；下降运动：电动机为发电状态（1）提升运动：nnjGRjGRnjGRLTnjGRLTGv9.55-Gv9.55TGv9.55,Gv9.55或若计入损耗则：（同平移）或1.转矩的折算：1.2多轴电力拖动系统的简化四、升降系统转矩和飞轮矩折算提升运动：电动机为电动状态；下降运动：电动机为发电状态（2）下降运动：1-21-2-T-LT,jGRjGRjGRjGRjGRjGRjGR方向相反损耗与上升时大小相同负载转矩折算值1.转矩的折算：1.2多轴电力拖动系统的简化四、升降系统转矩和飞轮矩折算提升运动：电动机为电动状态；下降运动：电动机为发电状态2.飞轮矩的折算：不分上升和下降运动223652nvfGLGD平移223652nvfGLGD提升多轴电力拖动系统简化总结•旋转运动（发电机）（电动机）jfTLTjfTLT222jGDGDfL（下降））（（上升或平移）nFvnFvLTnFvLTnn55.91-255.955.9GV9.55-GV9.55T223652nvLGLGD•升降或平移运动1.3系统稳定运行的条件电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：（1）T=TL。只有在两条机械特性的交点处，才能实现转矩平衡。（2）在工作点处，dndTdndTL2直流电机的原理及直流电动机的拖动•重点：•2.1直流电机运行原理（电枢反应）•2.2直流电机的平衡关系•2.3直流发电机的运行特性(主要是他并励)•2.4直流电动机的运行特性（尤其他、并励的机械特性）•2.5直流电动机的电力拖动问题（他、并励的起动、制动和调速）•难点：•直流电机绕组的形式，直流电机的电枢反应和换向•直流电机的起动、制动和调速2.1直流电机电枢反应和换向•绕组形式：叠绕组和波绕组；叠绕组：枢电流大、电动势小，波绕组：电枢电流小，电动势大。•电刷在几何中心线：交轴电枢反应（去磁，原因：铁磁材料的饱和特性）•电刷不在几何中心线：既有直轴与有交轴电枢反应•对电机运行的影响：电动机前极尖磁密加强，后极尖减弱，发电机反之。•改善换向的方法：几何中心线处加附加极（换向极），在极靴上加补偿绕组（均与电枢绕组串联）2.2直流电机的平衡关系•一、两个重要公式（电和磁的联系）apNCe60nCEeaeTCapNC55.92aTICTaaaaaRIUURIUE2发电机：aaaaaaRIEURIEU2电动机：•二、电压平衡（如何判断发电机与电动机状态？Ea与U的关系）2.2直流电机的平衡关系•三、功率平衡adFemecbcuaadFemecaaMpppppPpppIEpPP201　　　　　　发电机：bcuaadFemecbcuaMpppppPppPP21　　　　　　直流电动机。耗应考虑励磁绕组中的损中在铜耗如果是并励电机cufcuapp,2.2直流电机的平衡关系•四、转矩平衡01TTT发电机：02TTT电动机：•如期中考试题一，作业3.42.3直流发电机的运行特性•一、他励直流发电机的运行特性)(,0,:.10faNIfUInn空载特性)(,,:.2IfUIInnfNfN外特性)(,,:.3IfIconstUnnfN调节特性)(:.42Pf效率特性2.3直流发电机的运行特性•二、并励直流发电机的自励过程（掌握自励过程与自励条件，其特性与他励类似，但有差别）他励并励自励条件：①主磁路存在剩磁；②并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻2.3直流发电机的运行特性•三、串励直流发电机的外特性)()()(IfrrIEUIfIfEIIIrIfUnncfaafaafcfN分析方法：；关系：为串励电阻，图中；研究：条件：(1)U(2)I0IfIfEfacfarrIcfaarrIEIfU2.3直流发电机的运行特性•四、复励直流发电机的外特性2.4直流电动机的运行特性aNeaNeaICRCUnIf：转速特性)(n.1一、他（并）励直流电动机的工作特性)(.3aIf效率特性aNTaICTIf:)(T.2转矩特性如何改变并励电动机的转向？如思考题4.32.4直流电动机的运行特性•4.机械特性（固有和人为，图为固有）：TnTCCRCUnTeae020'n0nNnnTNT0T一、他（并）励直流电动机的工作特性人为机械特性要会画：降U，串电阻、弱磁固有机械特性的求取已知，求两点:1）理想空载点和额定运行。),0(0nnT),(NNnnTTNNNNnIUP,,,具体步骤：1）估算:aR2)32~21(NNNNaIPIUR2）计算:NTNeCC和NeNTCC55.93）计算理想空载点：NeNCUnT0,04）计算额定工作点：NNNTNnnICT,NNNNenRIUCa2.4直流电动机的运行特性二、串励直流电动机的工作特性（要知道，但非重点）（直线）（不变）饱和时：aNeaNeNICRCUn'''''eaaeaafeaafeafffCRICUIIkCRIkCUnIkIk不饱和时：)(.1aIfn转速特性)(.3aIf效率特性)(.aIfT转矩特性２（直线）饱和时：（抛物线）不饱和时：aTaTafTaTICTICIkCICT2'22.4直流电动机的运行特性二、串励直流电动机的工作特性)(.1aIfn转速特性)(.3aIf效率特性)(.aIfT转矩特性２2.4直流电动机的运行特性二、串励直流电动机的工作特性（复励略）（双曲线）不饱和时：''''2''''eaTeaTeaaeCRCTCUnICTCRICUn)(.4Tfn机械特性（直线）饱和时：aNTeaNeaTaNeaNeICCRCUnICTICRCUn2''2.5直流电动机的拖动问题•1.降压•2.电枢回路串电阻一、他励直流电动机的起动aNststTstRUIICT起动方法•另外：掌握起动电阻的计算•如：作业4-12.5直流电动机的拖动问题•电磁制动方式•1.能耗制动•2.反接制动•3.回馈（再生制动）二、他励直流电动机的制动TnTCCRCUnTeae02•如：作业4-8，4-122.5直流电动机的拖动问题•1.能耗制动二、他励直流电动机的制动TTCCRRnNTeBa02CBn0naRA0LTT电动机状态工作点制动瞬间工作点制动过程工作段电动机拖动反抗性负载，电机停转。若电动机带位能性负载,稳定工作点2.5直流电动机的拖动问题•2.反接制动（电源反接）二、他励直流电动机的制动T0nCBn0naRA0LTLTDETnTCCRRCUnNTeBaNeN022.5直流电动机的拖动问题•2.反接制动（倒拉反转反接制动）二、他励直流电动机的制动倒拉反转反接制动适用于低速下放重物。制动时在电路串入一个大电阻。BaRRCBn0naRA0LTTBTDKTLNTeBaTCCRRnn202.5直流电动机的拖动问题•3.回馈制动二、他励直流电动机的制动机车在下坡时正向回馈：当电车下坡时，运行转速可能超过理想空载转速,进入第二象限反向回馈：电压反接制动带位能性负载进入第四象限Bn0nA0LTTLT0n反向电动机运行2.5直流电动机的拖动问题•4.他励直流电动机的四象限运行二、他励直流电动机的制动2.5直流电动机的拖动问题•调速指标：•（1）调速范围•（2）调速稳定性（静差率）•（3）平滑性•（4）经济性三、他励直流电动机的调速minmaxnnD%100%100000nnnnnNN)1(maxNnnD1iinn2.5直流电动机的拖动问题•方法：•（1）降压•（2）串电阻•（3）弱磁三、他励直流电动机的调速TCCRCUnTeaeN2•如：作业4-4，4-72.5直流电动机的拖动问题•1.降压调速三、他励直流电动机的调速T0nnNUTLNnA1U01nA’B1n调速压前工作点A降压瞬间工作点稳定后工作点2.5直流电动机的拖动问题•2.串电阻调速三、他励直流电动机的调速nTTLRan0nNA0A’Bn1Ra+Rs1未串电阻时的工作点串电阻Rs1后,工作点由A→A’→BB’CRa+Rs1+Rs22.5直流电动机的拖动问题•3.弱磁调速三、他励直流电动机的调速01n1A’1nB调节磁场前工作点弱磁瞬间工作点A→A‘弱磁稳定后的工作点NTnTL0nANn2.5直流电动机的拖动问题•4.调速方式与负载类型的配合•降压和串电阻调速与恒转矩负载类型配合•弱磁调速与恒功率负载类型配合三、他励直流电动机的调速2.5直流电动机的拖动问题•串励电动机的调速可通过分析其人为机械特性出发•1.串电阻四、串励直流电动机的调速0不饱和饱和TnaRRRa（双曲线）不饱和时：''''eaTeNCRRCTCUn（直线）饱和时：aNTeaNeNICCRRCUn2'2.5直流电动机的拖动问题•串励电动机的调速可通过分析其人为机械