电机及拖动基础总复习20111212.pdf
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1、1 电机与拖动基础总复习 试题类型 一、填空题() 二、判断题() 三、选择题() 四、简答题() 五、计算题() 第一章电机的基本原理 1按电机供电电源的不同,可以分为直流电机和交流电机两大类。 2把穿过某一截面 S 的磁力线根数被称为磁通量 。在均匀磁场中,把单位面 积内的磁通量称为磁通密度B。 3非导磁材料,比如:铜、橡胶和空气等,具有与真空相近的导磁率,因此在 这些材料中,磁场强度H 与磁通密度 B 的关系是线性的。在导磁材料中,磁场 强度 H 与磁通密度 B 的关系不是线性的。 4磁通与电压之间存在如下关系: 1)如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势; 2)感
2、应电动势的大小与磁通的变化率成正比。 5电机作为一种机电能量转换装置能够将电能转换为机械能,也能将机械能转 换为电能。由于机械系统和电气系统是两种不同的系统,其能量转换必须有一个 中间媒介,这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。 6 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和为铁心损耗。 第二章电力拖动系统动力学基础 1电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制 设备和电源组成,通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。 2电力拖动运动方程的实用形式为 由电动机的电磁转矩Te与生产机械的负载转矩TL的关系: 1)当 Te = TL时, dn/dt = 0,表示电动机以恒定转速旋
3、转或静止不动,电 力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态; 2)若 TeTL时, dn/dt 0,系统处于加速状态; 3)若 TeTL时, dn/dt 0,系统处于减速状态。 也就是一旦dn/dt 0 ,则转速将发生变化,我们把这种运动状态称为 动态或过渡状态。 3生产机械的负载转矩特性: 4拖动系统稳定运行的充分必要条件: Te=TL且 t nGD TT d d 375 2 Le dn dT dn dT L e 2 5 电动机工作在电动状态飞轮矩的折算 第三章直流电机原理 1直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部 件组成。定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组
4、成。转子(又称电枢) 由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 2直流电机的绕组有五种形式:单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和 蛙绕组(叠绕和波绕混合绕组) 。 3. 极距、绕组的节距(第一节距、第二节距、合成节距)的概念和关系。 4. 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路,因此其主要特点是绕组的 并联支路对数 a等于极对数 np。 5. 电枢反应 :直流电机在主极建立了主磁场,当电枢绕组中通过电流时,产生 电枢磁动势, 也在气隙中建立起电枢磁场。 这时电机的气隙中形成由主极磁场和 电枢磁场共同作用的合成磁场。 这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢 反应。 6. 直流
5、电机的励磁方式: 7. 直流电机的电枢电压方程和电动势: 直流电机电磁转矩 8. 直流电动机功率方程 9. 直流电机工作特性 nCE ea aTe ICT pPPppppPppPPP 22addmFeCuemCuaCufaf1 cL L Lc L L j TT T aaa IREU a 3 10. 直流电动机励磁回路连接可靠,绝不能断开 一旦励磁电流If = 0,则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通,若此时电动机负载 较轻,电动机的转速将迅速上升,造成“ 飞车” ;若电动机的负载为重载,则电动 机的电磁转矩将小于负载转矩,使电机转速减小, 但电枢电流将飞速增大, 超过 电动机允许的最大电流值,引起
6、电枢绕组因大电流过热而烧毁。 11. 自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件 (1)电机必须有剩磁,如果没有须事先进行充磁; (2)励磁绕组的极性必须正确,也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确; (3)励磁回路的电阻不能太大,即其伏安特性的斜率U/If不能太陡,否则如 果伏安特性的斜率太陡, 与发电机空载特性交点很低或无交点,就无法建立空载 电压。总之,自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压,然后才能带负载运 行。 12. 他励直流发电机的外特性 随着电流的增大,其输出电压下降。这是因为:随着发电机的负载增加,其 电枢反应的去磁效应增强,使每极磁通量减小,导致电枢电动势下降。电枢 回路电阻
7、上的电压将随着电流上升而增大,使发电机的输出电压下降。 13. 效率 他励直流发电机带负载运行时,其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流Ia的平方成 正比,称为可变损耗;其他部分损耗与电枢电流无关,称为不变损耗。当负载较 小时, Ia也较小,此时发电机的损耗是以不变损耗为主,但因输出功率小而效 率低;随着负载增加,P2增大而效率上升,当可变损耗与不变损耗相等时效率 达到最大值。 第四章直流电机拖动基础 1. 他励直流电动机的机械特性 2. 人为机械特性 (1)改变电枢电压 一组平行曲线 (2)减小每极气隙磁通 特性曲线倾斜度增加, 电动机的转速较原来有所提高, 整个特性曲线均在固有机 械特性之上 e0
8、e 2 Te a e a e aaa )( TnT CC RR C U C RRIU n 4 (3)电枢回路串接电阻 n0=Const ;R越大,曲线越倾斜 3 他励直流电动机的起动 一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是: 1) 限制 Ist(Ist IN,为电机的过载倍数); 2) Tst(1.11.2)TN; 3) 起动设备简单、可靠。 (1)电枢回路串电阻起动 a N st R U I stNTst ICT 5 (2)减压起动 4 他励直他励直流电动机的调速 调速范围、静差率、平滑性 (1)串电阻调速 特点: 1)实现简单,操作方便; 2)低速时机械特性变软,静差率增大,相对稳定性变差
9、; 3)只能在基速以下调速,因而调速范围较小,一般D 2; 4)由于电阻是分级切除的,所以只能实现有级调速,平滑性差; 5)由于串接电阻上要消耗电功率,因而经济性较差,而且转速越低,能耗越 大。 (2) 调电压调速 e T CC RR C U n 2 NTe a Ne N 6 特点是: 1)由于调压电源可连续平滑调节,所以拖动系统可实现无级调速; 2)调速前后机械特性硬度不变,因而相对稳定性较好; 3)在基速以下调速,调速范围较宽,D 可达 1020; 4)调速过程中能量损耗较少,因此调速经济性较好; 5)需要一套可控的直流电源。 (3) 弱磁调速 特点: 1)由于励磁电流 I fRr,使得转
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