電機(jī)拖動(dòng)知識(shí)點(diǎn)概要

1、直流發(fā)電機(jī)工作原理：當(dāng)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞以恒定方向旋轉(zhuǎn)式，線圈邊將切割磁力線并感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)，由于電刷和換向器的“整流”作用，使電刷極性保持不變，在電刷間產(chǎn)生直流電動(dòng)勢(shì)。

2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理：在電刷兩端加直流電壓，經(jīng)電刷和換向器作用使同一主磁極下線圈邊中的電流方向不變，該主磁極下線圈邊所受電磁力的方向亦不變，從而產(chǎn)生單一方向的電磁轉(zhuǎn)矩，使電樞沿同一方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。

3、直流電機(jī)的可逆原理：同一臺(tái)電機(jī)既能作電動(dòng)機(jī)亦能作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的現(xiàn)象。

4、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)：主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子和轉(zhuǎn)子之間存在氣隙。

①定子：由主磁極、換向極、機(jī)座、端蓋、軸承、電刷裝置等組成。②轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子的作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；它包括：電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、軸和風(fēng)扇等。

5、直流電機(jī)電樞繞組（基本形式：疊繞組和波繞組）分類：單疊繞組、單波繞組、復(fù)疊繞組、復(fù)波繞組及混合繞組等。

單疊繞組特點(diǎn)：同一個(gè)元件的出線端連接于相鄰的兩個(gè)換向片上，相鄰元件依次串聯(lián)，后一個(gè)元件的首端與前一個(gè)元件的尾端連在一起并接到同一個(gè)換向片上，最后一個(gè)元件首端與第一個(gè)元件尾端連在一起，形成一個(gè)閉合回路。【注：支路對(duì)數(shù)a等于電機(jī)的極對(duì)數(shù)p，即a=p】單波繞組特點(diǎn)：同一個(gè)元件的兩個(gè)出線端所接的兩個(gè)換向片相隔接近于一對(duì)極距，元件串聯(lián)后形成波浪形，所以稱為“波繞組”�！咀ⅲ翰⒙�(lián)支路數(shù)總是2，即極對(duì)數(shù)a=1】

★單疊與單波繞組區(qū)別：單疊繞組可通過增加磁極對(duì)數(shù)來增加并聯(lián)支路對(duì)數(shù)，適用于低電壓、大電流的電機(jī)。單波繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a=1，每條并聯(lián)支路數(shù)串聯(lián)的元件數(shù)較多，適用于小電流、較高電壓的電機(jī)。

6、直流電機(jī)分類（按勵(lì)磁方式分）：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)7、主磁通和漏磁通定義及其作用：同時(shí)與電樞繞組（即轉(zhuǎn)子繞組）和勵(lì)磁繞組（即定子繞組）相交鏈的磁通稱為主磁通；只與勵(lì)磁繞組（即定子繞組）相交鏈的磁通稱為漏磁通。主磁通與通電的轉(zhuǎn)子繞組相作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；漏磁通無用。

8、直流電機(jī)的電樞反應(yīng)定義及電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響：電樞繞組中通電后，電樞磁場(chǎng)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)；影響：①使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變，磁通密度分布不再均勻，物理中性線偏離幾何中性線；②在磁場(chǎng)飽和時(shí)有去磁作用，使每個(gè)磁極下的總磁通有所減小。

9、直流電機(jī)的換向過程及換向改善方法：

由電機(jī)繞組連接分析可知，直流電機(jī)的電樞繞組是一閉合繞組，電刷把這一閉合電路分成幾個(gè)支路，每個(gè)支路的元件數(shù)相等。一個(gè)電刷兩邊所接的兩條支路中電流方向相反，電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，繞組元件從一個(gè)支路經(jīng)電刷進(jìn)入另一個(gè)支路時(shí)，電流方向改變。繞組元件中電流改變方向的過程稱為換向。

改善換向的方法：裝配換向極、正確選用電刷和裝配補(bǔ)償繞組。10、直流電機(jī)中的損耗主要包括銅損耗(Pcu)、鐵損耗(PFe)、機(jī)械損耗(Pm)和附加損耗(Pad)。

11、并勵(lì)直流電機(jī)自勵(lì)建壓的條件：①發(fā)電機(jī)的主磁路必須有剩磁；②勵(lì)磁繞組與電樞繞組連接的極性要正確，使勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與剩磁方向一致；③勵(lì)磁回路的總電阻必須小于該轉(zhuǎn)速下的臨界電阻。12、固有機(jī)械特性：當(dāng)U=UN、Φ=ΦN、R=Ra時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性13、變壓器的基本結(jié)構(gòu)：主要由鐵芯、繞組和絕緣、引線裝置、油箱、冷卻裝置和保護(hù)裝置等組成。

14、三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行所要滿足的條件：①各變壓器一次和二次額定電壓分別要相等，即變比相等；②各臺(tái)變壓器具有相同的連接組；③各臺(tái)變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值要相等，短路阻抗角也相等�！静⒙�(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)】：①可以提高供電的可靠性；②可以提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；③可以減少總的備用容量，并可隨著負(fù)載的增加分期安裝變壓器以減少初裝投資。模塊十

15、三相異步電機(jī)主要作電動(dòng)機(jī)用；三相同步電機(jī)主要作發(fā)電機(jī)用。交流電機(jī)的繞組以相數(shù)分為：單相繞組和三相繞組；

三相交流電機(jī)定子繞組根據(jù)繞法分：疊繞組和波繞組；按槽內(nèi)導(dǎo)體層數(shù)分：單層繞組和雙層繞組；按繞組節(jié)距分：整距繞組和短距繞組。三相單層繞組分：鏈?zhǔn)嚼@組、交叉式繞組和同心式繞組。三相雙層繞組分：雙層疊繞組和雙層波繞組。

16、三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)：①三相對(duì)稱繞組流過三相對(duì)稱電流時(shí)產(chǎn)生的三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，旋轉(zhuǎn)速度n=

160f1，P與定子繞組電流頻率f1成正比，與極對(duì)數(shù)p成反比；②三相

基波合成磁動(dòng)勢(shì)F1的幅值等于一相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)Fp1的倍，在旋轉(zhuǎn)過程中，磁動(dòng)勢(shì)幅值保持不變，磁動(dòng)勢(shì)相量矢端軌跡是一個(gè)圓，故稱為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；③三相電流中哪一項(xiàng)電流的瞬時(shí)值達(dá)到最大值時(shí)，三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)的幅值就位于那一相繞組的軸線上，所以三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)的旋轉(zhuǎn)方向總是從電流的超前相轉(zhuǎn)向滯后相；④當(dāng)某項(xiàng)電流達(dá)到最大值時(shí)，則旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)恰好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上。17、為什么一般交流電機(jī)采用短距分布繞組：為削弱或抑制高次諧波產(chǎn)生的電勢(shì)和磁勢(shì)。

18、三相異步電機(jī)主要包括兩部分：固定不動(dòng)的定子部分和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子部分。

異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組分為兩大類：鼠籠式和繞線式。19、[模塊十八：電力拖動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)]

生產(chǎn)負(fù)載的機(jī)械特性可分為：⒈恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性①反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性②位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載鐵芯⒉恒功率負(fù)載特性；⒊風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載特性。

20、電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件：①電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載特性必須有交點(diǎn)，即T=TL;②在交點(diǎn)（T=TL）處,系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則就是不穩(wěn)定的。

21、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)要求：①啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst足夠大，Tst>TL;②啟動(dòng)電流Ist必須限制在允許范圍內(nèi)；③啟動(dòng)時(shí)間短；④啟動(dòng)設(shè)備簡單、經(jīng)

dTdTL濟(jì)、可靠。

22、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式：①直接啟動(dòng)；②電樞回路串電阻啟動(dòng)；③降壓啟動(dòng)。

23、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)方法：①保持電樞端電壓極性不變，將勵(lì)磁繞組反接，使勵(lì)磁電流反向，而改變磁通的方向；②保持勵(lì)磁繞組的電壓極性不變，將電樞繞組反接，使電樞電流改變方向。24、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法（3種）：①改變電樞回路串入電阻Rad；②改變電樞端電壓U；③改變氣隙磁通Φ。

25、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)。【注】a、能耗制動(dòng)過程中，電機(jī)靠系統(tǒng)的動(dòng)能發(fā)電，并將發(fā)出的電能消耗在電樞回路的電阻上，因此稱為能耗制動(dòng)；b、反接制動(dòng)時(shí)電源輸入的電功率和負(fù)載輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)化成電功率后，全部消耗在電樞回路的電阻上。C、回饋制動(dòng)時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)變成直流發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，將系統(tǒng)獲得的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能回饋給電網(wǎng)。26、【三相異步電動(dòng)機(jī)】鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法：直接啟動(dòng)和降壓啟動(dòng)兩類。

直接啟動(dòng)也稱全壓啟動(dòng)；降壓啟動(dòng)分為以下四種：①定子串電阻或電抗降壓啟動(dòng)；②自耦變壓器降壓啟動(dòng)；③星-三角啟動(dòng)；④三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。

27、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法（3種）：①改變電源頻率f;②改變繞組的磁極對(duì)數(shù)p；③改變轉(zhuǎn)差率s.28、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法同第25項(xiàng)。

擴(kuò)展閱讀：電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)要點(diǎn)復(fù)習(xí)

電機(jī)復(fù)習(xí)提綱

第一章：

一、概念：主磁通，漏磁通，磁滯損耗，渦流損耗磁路的基本定律:

安培環(huán)路定律:

HLNi磁路的歐姆定律作用在磁路上的磁動(dòng)勢(shì)F等于磁路內(nèi)的磁

通量Φ乘以磁阻Rm

磁路與電路的類比：與電路中的歐姆定律在形式上十分相似。E=IR磁路的基爾霍夫定律

（1）磁路的基爾霍夫電流定律

穿出或進(jìn)入任何一閉合面的總磁通恒等于零（2）磁路的基爾霍夫電壓定律

沿任何閉合磁路的總磁動(dòng)勢(shì)恒等于各段磁路磁位差的代數(shù)

和。

第二節(jié)常用鐵磁材料及其特性一、鐵磁材料

1、軟磁材料：磁滯回線較窄。剩磁和矯頑力都小的材料。軟磁材料磁導(dǎo)率較高，可用來制造電機(jī)、變壓器的鐵心。

2、硬磁材料：磁滯回線較寬。剩磁和矯頑力都大的鐵磁材料稱為硬磁材料，可用來制成永久磁鐵。二、鐵心損耗

1、磁滯損耗材料被交流磁場(chǎng)反復(fù)磁化，磁疇相互摩擦而消耗的能量。

2、渦流損耗鐵心內(nèi)部由于渦流在鐵心電阻上產(chǎn)生的熱能損耗。3、鐵心損耗磁滯損耗和渦流損耗之和。第二章：

一、盡管電樞在轉(zhuǎn)動(dòng)，但處于同一磁極下的線圈邊中電流方向應(yīng)始終不變，即進(jìn)行所謂的“換向”。二、一臺(tái)直流電機(jī)

作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在直流電機(jī)的兩電刷端上加上直流電壓，電樞旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能；

作為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流電機(jī)的電樞，電刷端引出直流電動(dòng)勢(shì)，作為直流電源，輸出電能。三、直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)（定子、轉(zhuǎn)子）定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)

轉(zhuǎn)子又稱為“電樞”,作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，電路和磁路之間必須在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以旋轉(zhuǎn)電機(jī)必須具備靜止的和轉(zhuǎn)動(dòng)的兩大部分，且靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間要有一定的間隙（稱為：氣隙）四、直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)直流電機(jī)的額定值有：1、額定功率PN(kW)2、額定電壓UN(V)3、額定電流IN(A)4、額定轉(zhuǎn)速nN(r/min)5、額定勵(lì)磁電壓UfN(V)

五、直流電機(jī)電樞繞組的基本形式有兩種：一種叫單疊繞組，另一種叫單波繞組。

單疊繞組的特點(diǎn)：元件的兩個(gè)端子連接在相鄰的兩個(gè)換向片上。元件的跨距：上層元件邊與下層元件邊的距離稱為跨距,元件跨距稱為第一節(jié)距y1(用所跨的槽數(shù)計(jì)算)。一般要求元件的跨距等于電機(jī)的極距。上層元件邊與下層元件邊所連接的兩個(gè)換向片之間的距離稱為換向器節(jié)距yc(用換向片數(shù)計(jì)算)。

直流電機(jī)的電樞繞組除了單疊、單波兩種基本形式以外，還有其他形式，如復(fù)疊繞組、復(fù)波繞組、混合繞組等。

各種繞組的差別主要在于它們的并聯(lián)支路，支路數(shù)多，相應(yīng)地組成每條支路的串聯(lián)元件數(shù)就少。

原則上，電流較大，電壓較低的直流電機(jī)多采用疊繞組；電流較小，電壓較高，就采用支路較少而每條支路串聯(lián)元件較多的波繞組。

所以大中容量直流電機(jī)多采用疊繞組，而中小型電機(jī)采用波繞組。

六、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式

1、他勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，而是由其他直流電源對(duì)勵(lì)磁繞組供電。

2、并勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)。3、串勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。

4、復(fù)勵(lì)直流電機(jī)兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)，另一個(gè)與電樞繞組串聯(lián)。七、直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的磁場(chǎng)及電樞反應(yīng)

當(dāng)直流電機(jī)帶上負(fù)載以后，在電機(jī)磁路中又形成一個(gè)磁動(dòng)勢(shì)，這個(gè)磁動(dòng)勢(shì)稱為電樞磁動(dòng)勢(shì)。此時(shí)的電機(jī)氣隙磁場(chǎng)是由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生的。

電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。

第五節(jié)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算

先求出每個(gè)元件電動(dòng)勢(shì)的平均值，然后乘上每條支路中串聯(lián)元件數(shù)。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為

EaCenCeKfIfnGafIf

直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式是直流電機(jī)重要的基本公式之一。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea的大小與每極磁通Φ(有效磁通）和電樞轉(zhuǎn)速的乘積成正比。如不計(jì)飽和影響，它與勵(lì)磁電流If和電樞機(jī)械角速度乘積成正比。二、電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算

Te2pZ4πaIapZ2πaIaCTIa電磁轉(zhuǎn)矩也可以表示為

TeGafIfIa其中G=CK

電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式是直流電機(jī)的重要基本公式,

它表明：電磁轉(zhuǎn)矩Te的大小與每極磁通Φ和電樞電流Ia的乘積成正比。

或：如不計(jì)飽和影響，它與勵(lì)磁電流If和電樞電流Ia的乘積成正比。

三、幾個(gè)重要關(guān)系式

直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式：EaCen直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式：電動(dòng)勢(shì)常數(shù)：Ce轉(zhuǎn)矩常數(shù)：CTpZ2πaPZ60aTeCTIa電動(dòng)勢(shì)常數(shù)與轉(zhuǎn)矩常數(shù)的關(guān)系：CT9.55Ce電動(dòng)機(jī)電樞回路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式。

U=Ea+RaIaEa=CeΦn

四、直流電動(dòng)機(jī)的工作特性是指其端電壓U=UN(額定電壓），電樞回路中無外加電阻、勵(lì)磁電流If=IfN（額定勵(lì)磁電流）時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩Te和效率η三者與輸出功率P2之間的關(guān)系。（一）并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性1.轉(zhuǎn)速特性2.轉(zhuǎn)矩特性

nUCeRaCeIaIaTeCTIaCT3.效率特性η=(P2/P1)×100%

電機(jī)勵(lì)磁損耗、機(jī)械損耗、鐵耗等于電樞銅耗時(shí)，效率最大。（二）串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性

串勵(lì)電機(jī)不允許在空載或負(fù)載很小的情況下運(yùn)行。五、直流發(fā)電機(jī)的工作特性直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性1、空載特性

當(dāng)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，n=nN時(shí)，勵(lì)磁繞組端加上勵(lì)磁電壓Uf,調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流If0,得出空載特性曲線U0=f(I0)。2、負(fù)載運(yùn)行

無論他勵(lì)、并勵(lì)還是復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，建立電壓以后，在n=nN的條件下，加上負(fù)載后，發(fā)電機(jī)的端電壓都將發(fā)生變化。第七節(jié)直流電機(jī)的換向

元件內(nèi)電流方向改變的過程就是換向。直流電動(dòng)機(jī)換向器節(jié)距單位是換向片數(shù)。一、換向的電磁現(xiàn)象1、電抗電動(dòng)勢(shì)

在換向過程中，元件中電流方向?qū)�發(fā)生變化，由于電樞繞組是電感元件，所以必存自感和互感作用。換向元件中出現(xiàn)的由自感與互感作用所引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為電抗電動(dòng)勢(shì)ex=Lx2ia/Tc。2、電樞反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

由于電刷放置在磁極軸線下的換向器上，在幾何中心線處，雖然主磁場(chǎng)的磁密等于零，可是電樞磁場(chǎng)的磁密不為零。換向元件切割電樞磁變壓器的額定值

額定容量為變壓器的視在功率（用SN表示，單位kVA，VA）額定電壓（一次和二次繞組上分別為U1N和U2N，單位V,kV）額定電流（一次和二次繞組上分別為I1N和I2N，單位A,kA）二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式1、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式2、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式變壓器負(fù)載運(yùn)行基本方程式

I1N1I2N2ImN1E1/E2N1/N2kEIZU2222IZE1mmU1E1I1Z1第四節(jié)變壓器的等效電路

歸算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組來等效，同時(shí)，對(duì)該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。目的：用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。歸算原則：

1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。

一、繞組歸算

（一）電動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算

二次繞組歸算后，變壓器一次和二次繞組具有同樣的匝數(shù)，即kE2要把二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)歸算到一次側(cè)，只需要乘以電壓比k即可。E

（二）電流的歸算（三）阻抗的歸算二、近似等效電路圖

考慮到一般變壓器中，Zm>>Z1，若把勵(lì)磁支路前移，認(rèn)為在一定的電源電壓下，勵(lì)磁電流Im=常數(shù)，不受負(fù)載變化影響，同時(shí)，忽略Im在一次繞組中產(chǎn)生的漏阻抗壓降。這樣的電路稱為“Γ”形等電路。根據(jù)這種電路對(duì)變壓器的運(yùn)行情況進(jìn)行定量計(jì)算，所引起的誤差是很小的。

由于一般變壓器Im第六節(jié)三相變壓器

決定三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的步驟為：（要求會(huì)畫）

1）按規(guī)定的繞組端子標(biāo)志，連接成所規(guī)定的聯(lián)結(jié)組，畫出聯(lián)結(jié)圖。

2）標(biāo)明繞組的同名端和相電壓的方向。

3）判斷同一相的相電壓相位，畫出高、低壓對(duì)稱邊三相電勢(shì)的相量圖，將相量EAX與Eax的頭A和a畫在一起。4）根據(jù)高、低壓線電勢(shì)的相位差確定聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號(hào)。第七節(jié)變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行

描述變壓器運(yùn)行特性的主要指標(biāo)有兩個(gè)：電壓調(diào)整率和效率第三章課后習(xí)題3-13、3-16第四章異步電機(jī)（一）

三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理交流電機(jī)有兩大類：異步電機(jī)和同步電機(jī)。第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)

三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的前提是產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

當(dāng)三相對(duì)稱繞組接上三相對(duì)稱電源，就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。對(duì)稱三相電流通入對(duì)稱三相繞組時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小不變、轉(zhuǎn)速一定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

2、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理3、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)差ns-n的存在是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的必要條件。轉(zhuǎn)差表示為同步轉(zhuǎn)速的百分值，稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示。

nssnsnns100%

同步轉(zhuǎn)速

n>nss一、單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)脈振磁動(dòng)勢(shì)

整距線圈所形成的磁動(dòng)勢(shì)在任何瞬時(shí)，空間的分布總是一個(gè)矩形波，而在空間上任意一點(diǎn)的大小隨電流的變化而變化。這種從空間上看位置固定，從時(shí)間上看，大小在正負(fù)最大值之間變化的磁動(dòng)勢(shì)，稱為脈振磁動(dòng)勢(shì)。脈振磁動(dòng)勢(shì)的頻率就是交流電流的頻率。對(duì)于單相繞組磁動(dòng)勢(shì)，可以歸納以下幾點(diǎn)：

1）單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)是一種空間位置上固定、幅值隨時(shí)間變化的脈振磁動(dòng)勢(shì)。

2）單相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)幅值的位置與繞組的軸線相重合。3）單相繞組脈振磁動(dòng)勢(shì)中的基波磁動(dòng)勢(shì)幅值為；而v次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值為：；諧波次數(shù)越高，幅值越小。二、三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)

三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)具有以下特性：

1）是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)速均為同步轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)方向決定于電流的相序。

2）幅值F1不變，為各相脈振磁動(dòng)勢(shì)幅值的3/2倍，旋轉(zhuǎn)幅值軌跡是一個(gè)圓。

3）三相電流中任意一相電流瞬時(shí)值達(dá)到最大值時(shí)，三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)的幅值，恰好在這一組繞組的軸線上。

第五章異步電機(jī)（二）

三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理及單相異步電動(dòng)機(jī)第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁過程

空載的情況下：n≈ns,I2≈0

當(dāng)電機(jī)帶有機(jī)械負(fù)載后：n2、相位控制保持控制電壓幅值不變，改變其相位進(jìn)行控制；3、幅相控制同時(shí)改變控制電壓的幅值和相位來進(jìn)行（二）機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性1、機(jī)械特性

機(jī)械特性是指控制電壓信號(hào)一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。2、調(diào)節(jié)特性

調(diào)節(jié)特性是指輸出轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與控制電壓信號(hào)變化的關(guān)系。二、直流伺服電動(dòng)機(jī)

由直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法可知，改變電樞電壓或改變勵(lì)磁電流調(diào)速時(shí)，特性有所不同。所以直流伺服電動(dòng)機(jī)可由勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，用電樞繞組進(jìn)行控制；或由電樞繞組勵(lì)磁，用勵(lì)磁繞組進(jìn)行控制。由于直流伺服電動(dòng)機(jī)的功率不大，可以用永久磁鐵制磁極，省去勵(lì)磁繞組。

直流伺服電動(dòng)機(jī)多采用電樞控制方式。第二節(jié)測(cè)速發(fā)電機(jī)

測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種檢測(cè)元件，其基本任務(wù)是將機(jī)械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)。按照測(cè)速發(fā)電機(jī)的職能，對(duì)它的要求是：

1）輸出電壓與轉(zhuǎn)速成嚴(yán)格的線性關(guān)系，以達(dá)到高的精確度；2）輸出電動(dòng)勢(shì)斜率要大，即轉(zhuǎn)速變化所引起的電動(dòng)勢(shì)的變化要大，以滿足靈敏度的要求。

測(cè)速發(fā)電機(jī)也有交、直流兩大類。第三節(jié)自整角機(jī)第四節(jié)旋轉(zhuǎn)變壓器

第八章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式

電力拖動(dòng)裝置可分為電動(dòng)機(jī)、工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備及電源等四個(gè)組成部分

一、運(yùn)動(dòng)方程式電動(dòng)機(jī)在電力拖動(dòng)系統(tǒng)必須遵循兩個(gè)基本方程對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)

TTzJddtFFzmdvdt對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

1、當(dāng)TTzdndt0電動(dòng)機(jī)靜止或等速旋轉(zhuǎn)，電力拖動(dòng)

2、當(dāng)TTz

dndt0電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于加速狀態(tài)

3、當(dāng)

TTzdndt0電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于減速狀態(tài)

二、運(yùn)動(dòng)方程式中轉(zhuǎn)矩的正負(fù)符號(hào)分析運(yùn)動(dòng)方程式的一般形式T(T)z

式中正、負(fù)號(hào)的規(guī)定，預(yù)先規(guī)定某一旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎�方向，如果轉(zhuǎn)矩T的方向與參考方向相同取正號(hào)，相反取負(fù)號(hào)；而阻轉(zhuǎn)矩Tz的

GD2dn375dt方向如果與參考方向相同時(shí)取負(fù)號(hào)，相反取正號(hào)。第四節(jié)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性

在運(yùn)動(dòng)方程式中，阻轉(zhuǎn)矩（或稱負(fù)載轉(zhuǎn)矩）Tz與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系Tz=f(n)即為生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩可歸納為以下三種類型一、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性

恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性，就是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz與轉(zhuǎn)速n無關(guān)的特性，即當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz保持常值。二、通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性

通風(fēng)機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速大小有關(guān)，基本上與轉(zhuǎn)速的平方成正比。為反抗性負(fù)載。三、恒功率負(fù)載特性第九章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)第一節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系n=f(T)

一、固有機(jī)械特性與人為機(jī)械特性

當(dāng)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電壓及磁通均為額定值時(shí)，電樞沒有串聯(lián)電阻時(shí)的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性。nUNCeNRaCeCTN2TzKn2T（一）電樞串聯(lián)電阻時(shí)的人為機(jī)械特性（二）改變電壓時(shí)的人為機(jī)械特性（三）減弱電動(dòng)機(jī)磁通時(shí)的人為機(jī)械特性四、電力拖動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件

對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要得到穩(wěn)定運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)需要具有向下傾斜的機(jī)械特性，如果電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性向上翹，則不能穩(wěn)定運(yùn)行。第二節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法第三節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

1）電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相同，此時(shí)電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)械能以帶動(dòng)負(fù)載。

2）制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能。

制動(dòng)的目的是使拖動(dòng)系統(tǒng)停車，最簡單的方法是斷開電源，使系統(tǒng)停下來，這叫自由停車，自由停車需要較長的時(shí)間。如果希望制動(dòng)過程加快，可以使用電磁制動(dòng)器，也可使用電氣控制方法，常用的有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、在調(diào)速系統(tǒng)減速過程中，還可應(yīng)用回饋制動(dòng)。第四節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

采用一定的方法來改變生產(chǎn)機(jī)械的工作速度，以滿足生產(chǎn)的需要，這種方法通常稱為調(diào)速。

要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改變電樞電壓Ua或改變勵(lì)磁磁通Φ。但提高電動(dòng)機(jī)的電樞電壓受到繞組絕緣耐壓的限制，根據(jù)規(guī)定，只允許比額定電壓提高30%，因此提高電壓的可能范圍不大，實(shí)際上改變電壓Ua常應(yīng)用在減壓時(shí)，從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)速。改變勵(lì)磁磁通，增加Φ的可能性也不大，因?yàn)橐话汶妱?dòng)機(jī)的額定磁通已設(shè)計(jì)得使鐵心接近飽和。因此，改變勵(lì)磁磁通一般應(yīng)用也在減弱磁的方面，稱為弱磁調(diào)速，使轉(zhuǎn)速從額定值向上調(diào)節(jié)。

在調(diào)速的范圍要求較寬等情況下，可結(jié)合應(yīng)用上述二種方法，即在額轉(zhuǎn)速以下降低電壓，而在額定轉(zhuǎn)速以上弱磁。

一、調(diào)速指標(biāo)最主要的有兩大指標(biāo)：即技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（一）調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)1.調(diào)速范圍D

最大轉(zhuǎn)速與最小轉(zhuǎn)速之比，或最大線速度與最小線速度之比。2．靜差率（或稱相對(duì)穩(wěn)定性）

在一條機(jī)械特性上運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)由理想空載加載到額定負(fù)載，所出現(xiàn)的轉(zhuǎn)降ΔnN與理想空載轉(zhuǎn)速比之。

nNn0100%n0nNn0100%電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性愈硬，則靜差率愈小，相對(duì)穩(wěn)定性就愈高。

3．平滑性

在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級(jí)數(shù)愈多則認(rèn)為調(diào)速愈平滑。它是相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速或線速度之比。

nini1vivi1值愈接近于1，則平滑性愈好。時(shí)稱為無級(jí)調(diào)速，即轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，級(jí)數(shù)接近無窮多，此時(shí)調(diào)速的平滑性最好。4．調(diào)速時(shí)的容許輸出（或調(diào)速時(shí)的功率與轉(zhuǎn)矩）

容許輸出是指電動(dòng)機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過程中軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。（二）調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)決定于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用，而運(yùn)行

費(fèi)用又決定于調(diào)速過程的損耗，它可用設(shè)備的效率來說明。

P2P2ΔP二、降低電樞端電壓調(diào)速（一）電樞串聯(lián)電阻

電樞串電阻的調(diào)速方法的調(diào)速指標(biāo)不高，調(diào)速范圍不大，調(diào)速的平滑性不高，并且是有級(jí)調(diào)速。（二）降低電源電壓三、弱磁調(diào)速

弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是，在功率較小的勵(lì)磁電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制方便，能量損耗小，調(diào)速的平滑性較高。由于調(diào)速范圍不大，對(duì)于普通電動(dòng)機(jī)最多為D=2，對(duì)于特殊設(shè)計(jì)的額定轉(zhuǎn)速較低的調(diào)磁電動(dòng)機(jī)D=34，因此，常和額定轉(zhuǎn)速以下的降壓調(diào)速配合應(yīng)用，以擴(kuò)大調(diào)整范圍。

四、調(diào)速時(shí)的功率與轉(zhuǎn)矩

第十章三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式

與直流電動(dòng)機(jī)相同，三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性也是由轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩間的關(guān)系n=f(T)。其表達(dá)式有三種形式。一、物理表達(dá)式

cosTCT1mI二、參數(shù)表達(dá)式

得異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性參數(shù)表達(dá)式

Tm1U22R2s

三、實(shí)用表達(dá)式

sR22R1X1X2sR2Tmax1sm1R2TsRsm2sm1smsR2第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性與人為機(jī)械特性一、固有機(jī)械特性

固有機(jī)械特性是指異步電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓及額定頻率下，電動(dòng)機(jī)按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻（電抗或電容）時(shí)所獲得的機(jī)械特性曲線。二、人為機(jī)械特性

第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)一、電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)的方向相同。二、制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

異步電動(dòng)機(jī)可工作于回饋制動(dòng)，反接制動(dòng)及能耗制動(dòng)三種制動(dòng)狀態(tài)。其共同特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)由軸上吸收機(jī)械能，并轉(zhuǎn)換為電能。第十一章三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及起動(dòng)設(shè)備的計(jì)算第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法一、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法（一）直接起動(dòng)

（二）減壓起動(dòng)有四種降壓起動(dòng)的方法

1．電阻減壓或電抗減壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中，在定子電路串聯(lián)電阻或電抗，起動(dòng)電流在電阻或電抗上將產(chǎn)生壓降，降低了電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，起動(dòng)電流也減小了。

2．自耦補(bǔ)償起動(dòng)自耦減壓起動(dòng)是利用自耦變壓器降低加到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓，以減小起動(dòng)電流。3．星形一三角形（YΔ）起動(dòng)*4．延邊三角形起動(dòng)（三）軟起動(dòng)方法

1．限流或恒流起動(dòng)方法。用電子軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)限制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流或保持恒定的起動(dòng)電流，主要用于輕載軟起動(dòng)；

2．斜坡電壓起動(dòng)法。用電子軟起動(dòng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)定子電壓由小到大斜坡線性上升，主要用于重載軟起動(dòng)；

3．轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)法。用電子軟起動(dòng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，起動(dòng)的平滑性好，能夠降低起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是較好的重載軟起動(dòng)方法;

4．轉(zhuǎn)矩加脈沖突跳控制起動(dòng)法。此方法與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)法類似，其差別在于：起動(dòng)瞬間加脈沖突跳轉(zhuǎn)矩以克服電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升。此法也適用于重載軟起動(dòng)；

5．電壓控制起動(dòng)法。用電子軟起動(dòng)器控制電壓以保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，是較好的輕載軟起動(dòng)方法。

二、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法

三相繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法有：轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻和轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)頻敏變阻器兩種起動(dòng)方法。

第三節(jié)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)定子對(duì)稱起動(dòng)電阻的計(jì)算第四節(jié)三相籠型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)自耦變壓器的計(jì)算

第五節(jié)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)稱起動(dòng)電阻的計(jì)算

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