電機及拖動電機及拖動緒論第一章直流電機第二章直流電動機的電力拖動第三章三相異步電動機第四章三相異步電動機的電力拖動電機及拖動緒論第一章直流電機第二章直流電動機的電力拖動第三章三相為什么要學電機？請同學們就電機的相關應用舉例。《電機及拖動》PPT課件緒論

電機是利用電磁感應原理工作的機械。

電機常用的分類是按功能分，有發(fā)電機、電動機、變壓器和控制電機四大類；歸納如下：電機變壓器直流電機直流發(fā)電機直流電動機交流電機控制電機同步電機同步發(fā)電機同步電動機異步電機異步發(fā)電機異步電動機緒論電機是利用電磁感應原理工作的機械。歸納如緒論

電機拖動系統(tǒng)是用電動機來拖動機械運行的系統(tǒng)。包括：電動機、傳動機構、生產機械、控制設備和電源五個部分。它們之間的關系如下

電動機傳動機構生產負載控制設備電源緒論電機拖動系統(tǒng)是用電動機來拖動機械運行的系

本章主要討論直流電機的基本結構和工作原理，討論直流電機的磁場分布、感應電動勢、電磁轉矩、電樞反應及影響、換向及改善換向方法，從應用角度分析直流發(fā)電機的運行特性和直流電動機的工作特性。1.2直流電機的電樞電動勢和電磁轉矩1.3直流發(fā)電機1.4直流電動機1.1直流電機的基本工作原理與結構本章主要討論直流電機的基本結構和工作原理，討論1.1直流電機的基本工作原理和結構1.1.1直流電機的主要結構主磁極：產生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵磁繞組構成換向磁極：改善換向。電刷裝置：與換向片配合,完成直流與交流的互換機座和端蓋：起支撐和固定作用。定子轉子電樞鐵心：主磁路的一部分，放置電樞繞組。電樞繞組：由帶絕緣的導線繞制而成，是電路部分。換向器：與電刷裝置配合,完成直流與交流的互換轉軸軸承1.1直流電機的基本工作原理和結構1.1.1直流電機的主1.1.2直流電機的工作原理1.1直流電機的基本工作原理和結構一、直流發(fā)電機工作原理

右圖為直流發(fā)電機的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉導磁圓柱體上的線圈，線圈連同導磁圓柱體稱為電機的轉子或電樞。線圈的首末端a、d連接到兩個相互絕緣并可隨線圈一同旋轉的換向片上。轉子線圈與外電路的連接是通過放置在換向片上固定不動的電刷進行的。直流發(fā)電機是將機械能轉變成電能的旋轉機械。1.1.2直流電機的工作原理1.1直流電機的基本工作原理搶答:一直導體放在磁場中，并與磁力線垂直，當導體運動的方向與磁力線方向成()夾角時導體中產生的電動勢最大。A、90°B、30°C、45°D、0°答案:A法拉第電磁感應定律——回路中的一部分導體做切割磁感線的運動，產生的感應電動勢計算公式為E＝BLvsinθ，式中θ為導體運動方向與磁感線方向的夾角．

搶答:當原動機驅動電機轉子逆時針旋轉時同，線圈abcd將感應電動勢。如右圖，導體ab在N極下，a點高電位，b點低電位；導體cd在S極下，c點高電位，d點低電位；電刷A極性為正，電刷B極性為負。當原動機驅動電機轉子逆時針旋轉時同，線圈abcd將感

當原動機驅動電機轉子逆時針旋轉后，如右圖。與電刷A接觸的導體總是位于N極下，與電刷B接觸的導體總是位于S極下,電刷A的極性總是正的，電刷B的極性總是負的，在電刷A、B兩端可獲得直流電動勢。

導體ab在S極下，a點低電位，b點高電位；導體cd在N極下，c點低電位，d點高電位；電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負。

實際直流發(fā)電機的電樞是根據實際需要有多個線圈。線圈分布在電樞鐵心表面的不同位置，按照一定的規(guī)律連接起來，構成電機的電樞繞組。磁極也是根據需要N、S極交替旋轉多對。當原動機驅動電機轉子逆時針旋轉后，二、直流電動機工作原理

把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負極。此時電樞線圈中將電流流過。

直流電動機是將電能轉變成機械能的旋轉機械。

在磁場作用下，N極性下導體ab受力方向從右向左，S極下導體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉矩。當電磁轉矩大于阻轉矩時，電機轉子逆時針方向旋轉。二、直流電動機工作原理把電刷A、B接到直流電原N極性下導體ab轉到S極下，受力方向從左向右，原S極下導體cd轉到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉矩作用下繼續(xù)逆時針方向旋轉。

與直流發(fā)電機相同，實際的直流電動機的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。

當電樞旋轉到右圖所示位置時原N極性下導體ab轉到S極下，受力方向從左向右，原S1.2.1直流電機的電樞電動勢1.2直流電機的電樞電動勢和電磁轉矩產生:電樞旋轉時,主磁場在電樞繞組中感應的電動勢簡稱為電樞電動勢。大小:)(電動勢常數為電機的結構常數其中1.2.1直流電機的電樞電動勢1.2直流電機的電樞電動1.2.2直流電機的電磁轉矩產生:電樞繞組中有電樞電流流過時,在磁場內受電磁力的作用,該力與電樞鐵心半徑之積稱為電磁轉矩。大小:為電機的轉矩常數，有其中1.2.2直流電機的電磁轉矩產生:電樞繞組中有電樞電流流過1.3.1直流發(fā)電機的勵磁方式1.3直流發(fā)電機

供給勵磁繞組電流的方式稱為勵磁方式。分為他勵和自勵兩大類，自勵方式又分并勵、串勵和復勵三種方式。1、他勵：直流電機的勵磁電流由其它直流電源單獨供給。

他勵直流發(fā)電機的電樞電流和負載電流相同，即：1.3.1直流發(fā)電機的勵磁方式1.3直流發(fā)電機2、并勵：發(fā)電機的勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)。且滿足3、串勵：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。滿足2、并勵：3、串勵：4、復勵

并勵和串勵兩種勵磁方式的結合。電機有兩個勵磁繞組，一個與電樞繞組串聯(lián)，一個與電樞繞組并聯(lián)。4、復勵1.3.2直流發(fā)電機的基本方程如圖規(guī)定各物理量的參考方向一.電動勢平衡方程從方程式可見，直流發(fā)電機滿足二.轉矩平衡方程發(fā)電機軸上有三個轉矩：原動機輸入給的驅動轉矩、電磁轉矩和機械摩擦及鐵損引起的空載轉矩。轉矩平衡方程為：1.3.2直流發(fā)電機的基本方程如圖規(guī)定各物理量的參考方向一1.4直流電動機1.4.1直流電機的可逆原理

一臺電機既可作為發(fā)電機運行，又可作為電動機運行，這就是直流電機的可逆原理。

1.4直流電動機1.4.1直流電機的可逆原理第1章直流電機1.4.2直流電動機的基本方程規(guī)定各物理量的參考方向如圖,電動機的基本方程如下：第1章直流電機1.4.2直流電動機的基本方程規(guī)定各物理量1.4.3直流電動機的工作特性1、轉速特性他勵（并勵）直流電動機的工作特性定義：當、時，由方程式可得1.4.3直流電動機的工作特性1、轉速特性他勵（并勵）直流直流電動機的轉速公式為)。A、n=(U-IaRa)/CeφB、n=(U+IaRa)/CeφC、n=Ceφ/(U-IaRa)D、n=Ceφ/(U+IaRa)答案：A直流電動機的轉速公式為)。2.1他勵直流電動機的機械特性

第二章直流電動機的電力拖動2.2他勵直流電動機的制動2.3他勵直流電動機的調速2.1他勵直流電動機的機械特性第二章直流電2.1他勵直流電動機的機械特性2.1.1機械特性的表達式

直流電動機的機械特性是指電動機在電樞電壓、勵磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動機處于穩(wěn)態(tài)運行時，電動機的轉速與電磁轉矩之間的關系：由電機的電路原理圖可得機械特性的表達式：稱為理想空載轉速。實際空載轉速2.1他勵直流電動機的機械特性2.1.1機械特性的表達式搶答：直流電動機的機械特性是()之間的關系。A、電源電壓與轉速B、電樞電流與轉速C、勵磁電流與電磁轉矩D、電機轉速與電磁轉矩答案：D搶答：2.2他勵直流電動機的制動

當電磁轉矩的方向與轉速方向相同時,電機運行于電動機狀態(tài);當電磁轉矩方向與轉速方向相反時,電機運行于制動狀態(tài)。

2.2.1能耗制動電動制動電動狀態(tài)，如圖所示。將開關S投向制動電阻上即實現(xiàn)制動.

由于慣性，電樞保持原來方向繼續(xù)旋轉，電動勢方向不變。由產生的電樞電流的方向與電動狀態(tài)時的方向相反,對應的電磁轉矩與方向相反,為制動性質,電機處于制動狀態(tài)。

制動運行時，電機靠生產機械的慣性力的拖動而發(fā)電，將生產機械儲存的動能轉換成電能，消耗在電阻上，直到電機停止轉動。2.2他勵直流電動機的制動當電磁轉矩的方向與.直流并勵電動機采用能耗制動時，切斷電樞電源，同時電樞與電阻接通，并()，產生的電磁轉矩方向與電樞轉動方向相反，使電動機迅速制動。A、增大勵磁電流B、減小勵磁電流C、保持勵磁電流不變D、使勵磁電流為零答案：C.直流并勵電動機采用能耗制動時，切斷電樞電源，同時電樞與電2.2.2反接制動電壓反接制動時接線如圖所示。*電壓反接制動電動制動

開關S投向“電動”側時，電樞接正極電壓，電機處于電動狀態(tài)。進行制動時，開關投向“制動”側，電樞回路串入制動電阻后，接上極性相反的電源電壓，電樞回路內產生反向電流：

反向的電樞電流產生反向的電磁轉矩，從而產生很強的制動作用——電壓反接制動。注意：當電動機轉速降低至接近零時應立即斷開電源

2.2.2反接制動電壓反接制動時接線如圖所示。*電壓反接()直流電動機反接制動，當電動機轉速降低至接近零時應立即斷開電源?！?)直流電動機反接制動，當電動機轉速降低至接近零時應立2.3他勵直流電動機的調速

電力拖動系統(tǒng)的調速可以采用機械調、電氣調速或二者配合調速。通過改變傳動機構速比進行調速的方法稱為機械調速；通過改變電動機參數進行調速的方法稱為電氣調速。他勵直流電動機的轉速為電氣調速方法:1.調壓調速;2.電樞串電阻調速;3.調磁調速。

改變電動機的參數就是人為地改變電動機的機械特性，使工作點發(fā)生變化，轉速發(fā)生變化。調速前后，電動機工作在不同的機械特性上。2.3他勵直流電動機的調速電力拖動系統(tǒng)的調速可以采2.5.1評價調速的指標一、調速范圍:二、靜差率（相對穩(wěn)定性）δ%越小，相對穩(wěn)定性越好；δ%與機械特性硬度和n0有關。指負載變化時，轉速變化的程度，轉速變化小，穩(wěn)定性好。

D與δ%相互制約:δ越小,D越小,相對穩(wěn)定性越好;在保證一定的δ指標的前提下,要擴大D,須減少Δn,即提高機械特性的硬度。2.5.1評價調速的指標一、調速范圍:二、靜差率（相對穩(wěn)定三、調速的平滑性

越接近1，平滑性越好，當時，稱為無級調速，即轉速可以連續(xù)調節(jié)。調速不連續(xù)時，級數有限，稱為有級調速。四、調速的經濟性

在一定的調速范圍內，調速的級數越多，調速越平滑。相鄰兩級轉速之比，為平滑系數主要指調速設備的投資、運行效率及維修費用等。三、調速的平滑性越接近1，平滑性越好，當時，.調速系統(tǒng)的調速范圍和靜差率這兩個指標()。A、互不相關B、相互制約C、相互補充D、相互平等答案：B.調速系統(tǒng)的調速范圍和靜差率這兩個指標()。三相異步電動機的基本工作原理和結構

第三章三相異步電動機。三相異步電動機的基本工作原理和結構第三章三相異4.1三相異步電動機的基本工作原理與結構4.1.1三相異步電動機的基本結構一、定子部分1.定子鐵心：由導磁性能很好的硅鋼片疊成——導磁部分。2、定子繞組：放在定子鐵心內圓槽內——導電部分。3、機座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強的機械強度和剛度。二、轉子部分1、轉子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。2、轉子繞組：1）鼠籠式轉子：轉子鐵心的每個槽內插入一根裸導條，形成一個多相對稱短路繞組。2）繞線式轉子：轉子繞組為三相對稱繞組，嵌放在轉子鐵心槽內。

異步電動機的氣隙是均勻的。大小為機械條件所能允許達到的最小值。三、氣隙4.1三相異步電動機的基本工作原理與結構4.1.1三相異步電《電機及拖動》PPT課件按轉子結構分：繞線型異步電動機鼠籠型異步電動機繼續(xù)繼續(xù)按轉子結構分：繞線型異步電動機鼠籠型異步電動機繼續(xù)繼續(xù)下面是它主要部件的拆分圖。

右圖是一臺三相鼠籠型異步電動機的外形圖。下面是它主要部件的拆分圖。右圖是一臺三相鼠籠鼠籠型轉子鐵心和繞組結構示意圖三相繞線型轉子結構圖返回鼠籠型轉子鐵心和繞組結構示意圖三相繞線型轉子結構圖返回《電機及拖動》PPT課件4.1.2三相異步電動機的基本工作原理U2U1W2V1W1V2n一、轉動原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產生圓形旋轉磁場。2、磁生電：旋轉磁場切割轉子導體感應電動勢和電流。3、電磁力：轉子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，將電能轉化為機械能。4.1.2三相異步電動機的基本工作原理U2U1W2V1W133.三相異步電動機是利用()的原理工作的。A、導體切割磁力線B、電流的線圈產生的磁場C、載流導體受力在磁場中運動D、電磁感應和載流導體在磁場中受力答案：D33.三相異步電動機是利用()的原理工作的。二、轉差率

轉差率是異步電機的一個基本物理量，它反映電機的各種運行情況。轉子未轉動時，電機理想空載時，作為電動機，轉速在范圍內變化，轉差率在0~1范圍內變。負載越大，轉速越低，轉差率越大；反之，轉差率越小。轉差率的大小能夠反映電機的轉速大小或負載大小。電機的轉速為：額定運行時，轉差率一般在0.01~0.06之間，即電機轉速接近同步速。

同步轉速與轉子轉速之差與同步轉速的比值稱為轉差率，用s表示，即：二、轉差率轉差率是異步電機的一個基本物理量，它三、異步電機的三種運行狀態(tài)根據轉差率的大小和正負,異步電機有三種運行狀態(tài)機械能轉變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C械能變成內能電能轉變?yōu)闄C械能能量關系制動制動驅動電磁轉矩轉差率轉速外力使電機快速旋轉外力使電機沿磁場反方向旋轉定子繞組接對稱電源實現(xiàn)發(fā)電機電磁制動電