电机与拖动教案.docVIP

电机概述 电机的定义 电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置，是电动机和发电机的统称。将电能转换为机械能的电机称为电动机。将机械能转换为电能的电机称为发电机；将机械能转换为电能的电机称为发电机。 工作原理 电磁感应定律、电磁力定律及电流的磁效应。 构造的一般原则 用适当的导磁和导电材料构成能互相进行电磁感应的电路和磁路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到能量转换的目的。 电机分类 旋转电机：动力电机：交流电机 感应电机：感应发电机 感应电动机 同步电机：同步电动机 同步发电机 同步补偿机 直流电机 直流发电机 直流电动机 微特电机：伺服电动机、步进电动机、测速发电机 变压器：电力变压器 升压变压器、降压变压器 特种变压器 自耦、三绕组、互感器 直流电机 直流电机优缺点： 优点：启动性能和调速性能好，过载能力大。 缺点：存在电流换向问题，结构工艺复杂，使用有色金属多，价格昂贵，运行可靠性差 直流电机发展形势 随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整流装置取代。但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍将在许多场合继续发挥作用 一、直流电机的工作原理 直流发电机的工作原理：简单分析 一台电机原则上既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，只是外界的条件不同而已。如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输送电能，电动机将机械能变换成电能而成为发电机；如在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入，电机即可拖动生产机械，将电能变换成机械能而成为电动机。一台电机，即可作为发电机运行，又可作为电动机运行，这是直流电机的可逆原理 二、直流电机的结构 由两个主要部分组成：静止部分（称为定子），主要用来产生磁场 转动部分（称为转子）是机电能量转换的枢纽 在定转子之间，有一定的气隙称为气隙 三、直流电机的铭牌：额定值 四、直流电机的磁场 1、直流电机的空载磁场 2、直流电机负载时的磁场及电枢反应 3、直流电机的换向 五、直流电机的感应电势和电磁转矩 1、感应电势 Ea=Ce Φn 电机的电枢电动势Ea与每级磁通Φ成正比，与电枢转速n成正比 2、电磁转矩 T=CTΦIa 电磁转矩与每级磁通和电枢电流的乘积成正比 六、直流电机的工作特性 1、电压平衡方程式 2、转矩平衡方程式 3、功率平衡方程式 第二章、直流电动机的电力拖动 一、电力拖动系统的运动方程 T-TL=GD2/375 dn/dt 可确定系统的状态 方程式中各量正负号确定的规则 二、生产机械的负载转矩特性 恒转矩负载特性 ：TL的大小不变 恒功率负载特性： TL与转速n成反比 风机泵类负载特性： TL与转速的平方成正比 三、他励直流电动机的机械特性 1、机械特性的一般表达式 2、固有机械特性 条件：当U=UN，Φ=ΦN, R=0时的机械特性 特点：硬特性 3、人为机械特性 电枢串电阻的人为特性 特点：1）n0不变 2）β变大，稳定性能变差 降低电压的人为特性 特点：1）n0与电源电压成正比 2）β不变 弱磁的人为特性 特点：1）n0变大 2）β变大 四、他励直流电动机的启动 电动机的启动要求：启动转矩足够大 启动电流不可太大 他励直流电动机的启动主要是设法减小启动电流 电动机的启动方式分为直接启动、降压启动、电枢回路串电阻启动 直流电动机一般不能直接启动 他励直流电动机的启动方法有电枢串电阻启动和降低电压启动 五、他励直流电动机的调速 1、调速的基本概念 2、调速指标 3、他励直流电动机的调速方法 1）电枢串电阻调速 特点：向下调速， 有级调速，稳定性能变差，损耗大 2）降低电枢电压调速 特点：向下调速、 无级调速，稳定性能不变，效率高 3）弱磁调速 特点：向上调速， 有级调速，稳定性能变差，损耗大，受换向限制 六、他励直流电动机的制动 制动的特征是电磁转矩T与转速n的方向相反 制动的作用：1、减速 2、匀速下放重物 他励直流电动机的制动方法有：能耗制动、反接制动、回馈制动 第三章 变压器 一、变压器的构造 变压器是一种利用电磁感应工作的静止的装置，其主要功能是将交变电压变为同