第一篇：電機拖動自動控制系統--實驗總結

電力拖動自動控制系統實驗總結

專業：電氣工程及其自動化

姓名：常宇 學號：Z011142228

不得不說，這次的實驗給我的感覺和上學期的電力電子實驗挺像的，必須要用心去做才能學到東西，實驗本身才會顯得有意義，否則只會是消磨時間。

電力拖動自動控制系統的實驗已經結束，在4次實驗中，我們做了晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗、單閉環不可逆直流調速系統實驗、雙閉環可逆直流脈寬調速系統實驗和三相SPWM、馬鞍波、SVPWM變頻調速系統實驗。

電力拖動自動控制系統這門課程知識的實用性很強，因此實驗就顯得非常重要。

不得不說，在這四次實驗中，讓我印象深刻的是單閉環不可逆直流調速系統實驗。這個實驗可以說是我所花時間最多、個人認為最難的一次實驗。第一次的實驗沒能成功是因為實驗臺的DJK04電機調速控制實驗I模塊損壞，第二次實驗也是費盡千辛萬苦才把實驗順利完成。雖然這個實驗比較難、耗時長，但我卻從中學習到了許多。我們第一次實驗線路連接好但電機并不能轉動，我們也正是利用老師傳授的方法判斷出了實驗模塊不能正常工作。即使沒有成功做出實驗預期的結果，我們依然收獲了，我們通過自己的判斷可以正確的分析線路的故障、排除故障。我感覺這比稀里糊涂的完成實驗更有意義。

在這三次實驗中，我們離不開丁老師的幫助。我十分贊成丁老師的這種教學方法，讓同學們自己通過實驗指導書自己做實驗、自己發現問題、分析問題和解決問題，我認為這樣才能真正的達到實驗的目的，這樣才能提高學生的操作動手能力、獨立思考的能力。丁老師也能處處為學生著想，最后一次實驗中老師就說過學校能為老師辦公室安裝空調，卻不能為實驗室裝空調，讓學生大熱天的做實驗。老師聽完這一番話，我們真的非常感動。像丁老師這樣能為學生著想的老師真的很少很少，我們在實驗課后都統一認為丁老師是位好老師，是能處處為學生著想的老師。

非常感謝丁老師在實驗過程中給予我們的幫助，悉心的教導和耐心的解答，使我們在實驗過程中不斷地學習到新的東西，這樣的實驗做起來才比較有意思，才不會讓學生覺得無聊或者是應付了事，才能培養和提高我們專業的學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力。

第二篇：電機拖動實驗指導書

電機學實驗指導書 華南農業大學工程學院 自動化系

2005.3 1 實驗的基本要求

電機實驗課的目的在于培養學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養學生學會根據 實驗目的，實驗內容及實驗設備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需 數據，進行分析研究，得出必要結論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中 精力，及時認真做好實驗。現按實驗過程提出下列基本要求。

一、實驗前的準備

實驗前應復習教科書有關章節，認真研讀實驗指導書,了解實驗目的、項目、方法與 步驟，明確實驗過程中應注意的問題(有些內容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的 編號，使用及其規定值等)，并按照實驗項目準備記錄抄表等。

實驗前應寫好預習報告,經指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始作 實驗。

認真作好實驗前的準備工作，對于培養同學獨立工作能力，提高實驗質量和保護實驗 設備都是很重要的。

二、實驗的進行

1、建立小組，合理分工

每次實驗都以小組為單位進行,每組由2～3 人組成，實驗進行中的接線、調節負載、保持電壓或電流、記錄數據等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作協調，記錄數據 準確可靠。

2、選擇組件和儀表

實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然后依次排列組 件和儀表便于測取數據。

3、按圖接線

根據實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先 接串聯主回路，再接并聯支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導線或插頭。

4、起動電機，觀察儀表

在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規范起動電機，觀

察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。

5、測取數據

預習時對電機的試驗方法及所測數據的大小作到心中有數。正式實驗時,根據實驗步 驟逐次測取數據。

6、認真負責，實驗有始有終

實驗完畢，須將數據交指導教師審閱。經指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用 的組件、導線及儀器等物品整理好。2

三、實驗報告

實驗報告是根據實測數據和在實驗中觀察和發現的問題，經過自己分析研究或分析討 論后寫出的心得體會。

實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結論明確。實驗報告包括以下內容：

1)實驗名稱、專業班級、學號、姓名、實驗日期、室溫℃。

2)列出實驗中所用組件的名稱及編號，電機銘牌數據(PN、UN、IN、nN）等。3)列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值，電源 端編號等。

4)數據的整理和計算

5)按記錄及計算的數據用坐標紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm×8cm，曲線要用曲 線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點仍按實際數據標出。

6)根據數據和曲線進行計算和分析，說明實驗結果與理論是否符合，可對某些問題 提出一些自己的見解并最后寫出結論。實驗報告應寫在一定規格的報告紙上，保持整潔。7)每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師批閱。實驗安全操作規程

為了按時完成電機實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規定的安 全操作規程：

1)實驗時，人體不可接觸帶電線路。

2)接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。

3)學生獨立完成接線或改接線路后必須經指導教師檢查和允許，并使組內其他同學

引起注意后方可接通電源。實驗中如發生事故，應立即切斷電源，經查清問題和妥善處理 故障后，才能繼續進行實驗。

4)電機如直接起動則應先檢查功率表及電流表的電流量程是否符合要求，有否短路 回路存在，以免損壞儀表或電源。

5)總電源或實驗臺控制屏上的電源接通應由實驗指導人員來控制，其他人只能由指 導人員允許后方可操作，不得自行合閘。3 目 錄

實驗一 三相變壓器………………………………………………………………4 實驗二 三相變壓器的聯接組和不對稱短路……………………………………11 實驗三 單相變壓器的并聯運行…………………………………………………21 實驗四 直流電機認識實驗… … … … … … … … … … … … … … … … … 24 實驗五 直流并勵電動機… … … … … … … … … … … … … … … … … … 28 實驗六 直流串勵電動機… … … … … … … … … … … … … … … … … … 32 實驗七 三相鼠籠異步電動機的工作特性………………………………………36 實驗八 單相電容起動異步電動機………………………………………………45 實驗九 直流他勵電動機在各種運轉狀態下的機械特性………………………48 實驗十 三相異步電動機在各種運行狀態下的機械特性………………………52 實驗十一 三相異步電動機的正反轉控制線路…………………………………57 實驗十二 順序控制線路…………………………………………………………60 實驗十三 三相鼠籠式異步電動機的降壓起動控制線路………………………63 實驗十四 設計性實驗……………………………………………………………67 實驗十五 綜合性實驗……………………………………………………………67 4 實驗一 三相變壓器

一、實驗目的

1、通過空載和短路實驗，測定三相變壓器的變比和參數。

2、通過負載實驗，測取三相變壓器的運行特性。

二、預習要點

1、如何用雙瓦特計法測三相功率，空載和短路實驗應如何合理布置儀表。

2、三相心式變壓器的三相空載電流是否對稱，為什么？

3、如何測定三相變壓器的鐵耗和銅耗。

4、變壓器空載和短路實驗時應注意哪些問題？一般電源應加在哪一方比較合適？

三、實驗項目

1、測定變比

2、空載實驗

測取空載特性U0L=f(I0L)，P0=f(U0L), cosφ0=f(U0L)。

3、短路實驗

測取短路特性UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，cosφK=f(IKL)。

4、純電阻負載實驗

保持U1=UN，cosφ2=1 的條件下，測取U2=f(I2)。

四、實驗方法

1、實驗設備

序號 型 號 名 稱數 量 1 D33 交流電壓表 1件 2 D32 交流電流表 1件 D34-3 單三相智能功率、功率因數表 1件 4 DJ12 三相心式變壓器 1件 D42 三相可調電阻器 1件 6 D51 波形測試及開關板 1件

2、屏上排列順序

D33、D32、D34－

3、DJ12、D42、D51

3、測定變比

圖 1-1 三相變壓器變比實驗接線圖 D D 0 1三相調壓交流電源U V W a b c x y z X Y Z A B C U 1 V V U 2 5 實驗線路如圖1-1 所示，被測變壓器選用DJ12 三相三線圈心式變壓器，額定容量 PN=152/152/152W，UN=220/63.6/55V，IN=0.4/1.38/1.6A，Y/△/Y 接法。實驗時只用高、低壓兩組線圈,低壓線圈接電源，高壓線圈開路。將三相交流電源調到輸出電壓為零的位 置。開啟控制屏上電源總開關，按下“開”按鈕，電源接通后，調節外施電壓U=0.5UN＝ 27.5V 測取高、低線圈的線電壓UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，記錄于表1-1 中。表1-1 高壓繞組線電壓(V)低壓繞組線電壓(V)變比(K)UAB Uab KAB UBC Ubc KBC UCA uca KCA 計算：變比 K：平均變比：

4、空載實驗

圖 1-2 三相變壓器空載實驗接線圖

1)將控制屏左側三相交流電源的調壓旋鈕調到輸出電壓為零的位置，按下“關”按鈕, 在斷電的條件下，按圖1-2 接線。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。

2)按下“開”按鈕接通三相交流電源，調節電壓，使變壓器的空載電壓U0L=1.2UN。3)逐次降低電源電壓，在(1.2～0.2)UN 范圍內，測取變壓器三相線電壓、線電流和功 率。

4)測取數據時，其中U0=UN 的點必測,且在其附近多測幾組。共取數據8-9 組記錄于 表1-2 中。ca CA CA bc BC BC U U K U U = K = = ab AB AB U U K()3 1 AB BC CA K = K + K + K D D 0 1三相調壓交流電源 U V W a b c x y z X Y Z A B C V 2 V 1 V 3 W 2 W 1 A 2 A 1 A 3 * * * * 6

5、短路實驗

1)將三相交流電源的輸出電壓調至零值。按下“關”按鈕，在斷電的條件下，按圖 1-3 接線。變壓器高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。

2)按下“開”按鈕，接通三相交流電源，緩慢增大電源電壓，使變壓器的短路電流 IKL=1.1IN。

表1-2 實 驗 數 據計 算 數 據 U0L(V)I0L(A)P0(W)序 號

Uab Ubc Uca Ia0 Ib0 Ic0 P01 P02 U0L(V)I0L(A)P0(W)cosΦ0

圖 1-3 三相變壓器短路實驗接線圖 3)逐次降低電源電壓，在1.1～0.2IN 的范圍內，測取變壓器的三相輸入電壓、電流及 功率。U V W A B C X Y Z x y z a c V2 V1 V3 W2 W1 A2 A1 A3 * * * * 7 4)測取數據時，其中IKL=IN 點必測，共取數據5-6 組。記錄于表1-3 中。實驗時記下 周圍環境溫度(℃)，作為線圈的實際溫度。

6、純電阻負載實驗

1)將電源電壓調至零值，按下“關”按鈕，按圖1-4 接線。變壓器低壓線圈接電源, 高壓線圈經開關S 接負載電阻RL，RL 選用D42 的1800Ω變阻器共三只，開關S 選用D51 掛件。將負載電阻RL 阻值調至最大，打開開關S。

2)按下“開”按鈕接通電源，調節交流電壓，使變壓器的輸入電壓U1=UN。

3)在保持U1=U1N 的條件下，合上開關S，逐次增加負載電流，從空載到額定負載范 圍內，測取三相變壓器輸出線電壓和相電流。

4)測取數據時，其中I2=0 和I2=IN 兩點必測。共取數據7-8 組記錄于表1-4 中。表1-3 室溫 ℃ 實驗 數 據 計 算 數 據 UKL(V)IKL(A)PK(W)序 號

UAB UBC UCA IAK IBK ICK PK1 PK2 UKL(V)IKL(A)PK(W)cosΦK

圖 1-4 三相變壓器負載實驗接線圖 U V W a b c x y z X Y Z A B C U 1 V V U 2 A 1 A 2 A 3 S R L 8 OL OL a b c L ab bc ca L U I P P P P I I I I U U U U 3 cos 3 3 0 0 0 01 02 0 0 = = + + + = + + = φ

表1-4 U1=U1N= V； cosφ2=1 序 U2（V）I2（A）

號UAB UBC UCA U2 IA IB IC I2

五、注意事項

在三相變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表和功率表的合理布置。做短路實驗時操 作要快，否則線圈發熱會引起電阻變化。

六、實驗報告

1、計算變壓器的變比

根據實驗數據，計算各線電壓之比，然后取其平均值作為變壓器的變比。

2、根據空載實驗數據作空載特性曲線并計算激磁參數

(1)繪出空載特性曲線U0L =f(I0L)，P0=f(U0L)，cosφ0=f(U0L)表 1-1 中

(2)計算激磁參數

從空載特性曲線查出對應于U0L=UN 時的I0L 和P0 值，并由下式求取激磁參數。ca CA CA bc BC BC ab AB AB U U K U U K U K = U

=

= , , 9 2 ' 2 ' 2 ' K X X K r r K Z Z K K K K K K = = = 0 0 2 0 0 0 0 2 2 3 3 m L m L m m m r P I U U Z I I X Z r ? ? ? = = = = ?

式中 0 0L 0 0 , I I 3 = = ? ?

L U U，P0 ——變壓器空載相電壓，相電流，三相空載功率（注： Y 接法，以后計算變壓器和電機參數時都要換算成相電壓，相電流）。

3、繪出短路特性曲線和計算短路參數

(1)繪出短路特性曲線 UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，cosφK=f(IKL)式中

(2)計算短路參數

從短路特性曲線查出對應于IKL=IN 時的UKL 和PK 值，并由下式算出實驗環境溫度θ ℃時的短路參數

式中 , PK——短路時的相電壓、相電流、三相短路 功率。

折算到低壓方

換算到基準工作溫度下的短路參數ｒK75℃和ZK75℃，計算短路電壓百分數 1 2 3 3 cos 3 AB BC CA AK BK CK KL KL K K K K K KL KL U U U U I I I I P P P P U I φ

+ + + + = = = + = ； ； ' '2 '2 ' 2 ' 3 3 K K K KL KL K K K K K K X Z r I U I U Z I r P = ? = = = ? ? ? , I I I 3 K KL N = = = ? ? KL K U U 10 KN N K C P I r ° = 75 3 2?)100% cos 1(*2 2 0 2 * 2 2 0 2 × + + + = ? ? N KN KN I P P I P P I P ? η 75 2 2 75 75 234.5 75 K C K 234.5 K C K C K r r Z r X θ θ ° ° ° + = + = + 75 75 100% 100% 100% N K C K N N K C Kr N N K KX N I Z u U u I r U u I X U ? ? ? ? ° ° = ×

= × = ×

計算 IK=IN 時的短路損耗

4、根據空載和短路實驗測定的參數，畫出被試變壓器的“T”型等效電路。

5、變壓器的電壓變化率

(1)根據實驗數據繪出cosφ2=1 時的特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N 時的 電壓變化率 20 2 20 u U U 100% U ? Δ = ×

(2)根據實驗求出的參數，算出I2=IN，cosφ2=1 時的電壓變化率 2(cos sin)Kr KX Δu = β u ? + u ?

6、繪出被試變壓器的效率特性曲線

(1)用間接法算出在cosφ2=0.8 時，不同負載電流時變壓器效率，記錄于表1-5 中。表1-5 cosφ2=0.8 P0= W PKN= W I2* P2(W)η 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 11 KN m P β = P0

式中 I*2PNcosφ2=P2 PN 為變壓器的額定容量

PKN 為變壓器IKL=IN 時的短路損耗 P0 為變壓器的U0L=UN 時的空載損耗

(2)計算被測變壓器η=ηmax 時的負載系數βm。實驗二 三相變壓器的聯接組和不對稱短路

一、實驗目的

1、掌握用實驗方法測定三相變壓器的極性。

2、掌握用實驗方法判別變壓器的聯接組。

3、研究三相變壓器不對稱短路。

二、預習要點

1、聯接組的定義。為什么要研究聯接組。國家規定的標準聯接組有哪幾種。

2、如何把Y/Y-12 聯接組改成Y/Y-6 聯接組以及把Y/Δ-11 改為Y/Δ-5 聯接組。

3、在不對稱短路情況下，哪種聯接的三相變壓器電壓中點偏移較大。

三、實驗項目

1、測定極性

2、連接并判定以下聯接組(1)Y/Y-12(2)Y/Y-6(3)Y/Δ-11(4)Y/Δ-5

3、不對稱短路

(1)Y/Y0-12 單相短路(2)Y/Y-12 兩相短路

4、測定Y/Y0 連接的變壓器的零序阻抗。

四、實驗方法

1、實驗設備 12 序號 型號 名 稱 數 量 1 D33 交流電壓表 1 件 D32 交流電流表 1 件 D34-3 單三相智能功率、功率因數表 1 件 4 DJ11 三相組式變壓器 1 件 5 DJ12 三相心式變壓器 1 件 6 D51 波形測試，開關板 1 件 7 單蹤示波器（另配）1 臺

2、屏上排列順序

D33、D32、D34-

3、DJ12、DJ11、D51

3、測定極性

(1)測定相間極性

被測變壓器選用三相心式變壓器DJ12，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量

PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y 接法。測得阻值大的為高壓繞組，用A、B、C、X、Y、Z 標記。低壓繞組標記用a、b、c、x、y、z。1)按圖2-1 接線。A、X 接電源的U、V 兩端子，Y、Z 短接。2)接通交流電源，在繞組A、X 間施加約50%UN 的電壓。

3)用電壓表測出電壓UBY、UCZ、UBC，若UBC=│UBY-UCZ│，則首末端標記正確； 若UBC=│UBY+UCZ│，則標記不對。須將B、C 兩相任一相繞組的首末端標記對調。4)用同樣方法，將B、C 兩相中的任一相施加電壓，另外兩相末端相聯，定出每相首、末端正確的標記。2-1 測定相間極性接線圖

(2)測定原、副方極性

1)暫時標出三相低壓繞組的標記a、b、c、x、y、z,然后按圖2-2 接線，原、副 方中點用導線相連。

2)高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，用電壓表測量電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、U V W A B C X Y Z x y z a b c D D 0 1三相調壓交流電源 13 圖 2-2 測定原、副方極性接線圖

Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，則A 相高、低壓繞組同相，并且首端A 與a 端點為同極性。若UAa=UAX+Uax，則A 與a 端點為異極性。3)用同樣的方法判別出B、b、C、c 兩相原、副方的極性。4)高低壓三相繞組的極性確定后，根據要求連接出不同的聯接組。

4、檢驗聯接組

(1)Y/Y-12 圖 2-3 Y/Y-12 聯接組(α)接線圖(ｂ)電勢相量圖

按圖 2-3 接線。A、a 兩端點用導線聯接，在高壓方施加三相對稱的額定電壓，測出UAB、Uab、UBb、UCc 及UBc，將數據記錄于表2-1 中。表2-1 實驗 數 據 計 算 數 據 UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)U V W A B C X Y Z x y z a b c D D 0 1三相調壓交流電源 X Y Z A B c C b E a b E A B U V W A B C X Y Z x y z a b c D D 0 1 三相調壓交流電源(b)ab L U U K AB = 14 ab AB L Bc ab L L Bb Cc L ab U K U U U K K U U K U = = ? + = = ? 1(1)2(1)(1)= 2 + + = = + Bc ab L L Bb Cc L ab U U K K U U K U 根據Y/Y-12 聯接組的電勢相量圖可知： 為線電壓之比

若用兩式計算出的電壓UBb，UCc，UBc 的數值與實驗測取的數值相同，則表示繞組連接正

確，屬Y/Y-12 聯接組。(2)Y/Y-6 圖 2-4 Y/Y-6 聯接組

(α)接線圖(ｂ)電勢相量圖 將Y/Y-12 聯接組的副方繞組首、末端標記對調,A、a 兩點用導線相聯，如圖2-4 所示。按前面方法測出電壓UAB、Uab、UBb、UCc 及UBc，將數據記錄于表 2-2 中。根據 Y/Y-6 聯接組的電勢相量圖可得 表 2-2 實驗 數 據 計 算 數 據 UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc

(V)若由上兩式計算出電壓UBb、UCc、UBc 的數值與實測相同，則繞組連接正確，屬于Y/Y-6 ab L U U K AB = X Y Z B C b E a b E A B U V W A B C X Y Z x y a c D D 0 1三相調壓交流電源 * * * * a c A z *(a)(b)15 聯接組。

(3)Y/△-11 按圖 2-5 接線。A、a 兩端點用導線相連，高壓方施加對稱額定電壓，測取UAB、Uab、UBb、UCc 及UBc，將數據記錄于表2-3 中 圖 2-5 Y/Δ-11 聯接組(α)接線圖(ｂ)電勢相量圖 表 2-3 實驗 數 據 計 算 數 據 UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根據Y/Δ-11 聯接組的電勢相量可得 若由上式計算出的電壓UBb、UCc、UBc 的數值與實測值相同，則繞組連接正確，屬Y/Δ-11 聯接組。

(4)Y/Δ-5 將Y/Δ-11 聯接組的副方繞組首、末端的標記對調，如圖2-6 所示。實驗方法同前，測取UAB、Uab、UBb、UCc 和UBc，將數據記錄于表2-4 中。根據Y/Δ-5 聯接組的電勢相量圖可得

若由上式計算出的電壓UBb、UCc、UBc 的數值與實測相同，則繞組聯接正確，屬于Y/ Δ-5 聯接組。

5、不對稱短路 ab L U U K AB = = = = 2 ? 3 +1 Bb Cc Bc ab L L U U U U K K X Y Z B C b E a b U E A B V W A B C X Y Z a c D D 0 1三相調壓交流電源 * * a A c * * * *(a)(b)= = = 2 + 3 +1 Bb Cc Bc ab L L U U U U K K 16 圖 2-6 Y/Δ-5 聯接組(α)接線圖(ｂ)電勢相量圖 表 2-4 實驗 數 據 計 算 數 據 UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)(1)Y/Y0 連接單相短路 <1> 三相心式變壓器

按圖 2-7 接線。被試變壓器選用三相心式變壓器。將交流電壓調到輸出電壓為零的位 置，接通電源，逐漸增加外施電壓, 直至副方短路電流I2K≈I2N 為止，測取副方短路電流 I2K 和原方電流IA、IB、IC。將數據記錄于表2-5 中。圖2-7 Y/Y0 連接單相短路接線圖 ab L U U K AB = U V W a b c X Y Z x y z A B C U 1 V V U 2 D D 0 1三相調壓交流電源 A A A I2 K X Y Z B C b E A B U V W A B C X Y Z a c D D 0 1三相調壓交流電源 * * * * a A c *(a)(b)* E a b 17 表2-5 I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)<2> 三相組式變壓器

被測變壓器改為三相組式變壓器，接通電源，逐漸施加外加電壓直至UAB=UBC=UCA=220V，測取

副方短路電流和原方電流IA、IB、IC。將數據記錄于表2-6 中。表 2-6 I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)(2)Y/Y 聯接兩相短路 <1> 三相心式變壓器

按圖2-8 接線。將交流電源電壓調至零位置。接通電源，逐漸增加外施

電壓，直至I2K≈I2N 為止，測取變壓器副方電流I2K 和原方電流IA、IB、IC 將數 據記錄于表2-7 中。

圖2-8 Y/Y 連接兩相短路接線圖 表 2-7 I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)U V W a c X Y Z x y z A B C D D 0 1三相調壓交流電源 A A A I2 K 18 <2> 三相組式變壓器

被測變壓器改為三相組式變壓器，重復上述實驗，測取數據記錄于表2-8 中。表2-8 I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)

6、測定變壓器的零序阻抗(1)三相心式變壓器

按圖2-9 接線。三相心式變壓器的高壓繞組開路，三相低壓繞組首末端串聯后接到電

源。將電壓調至零，接通交流電源，逐漸增加外施電壓，在輸入電流I0=0.25IN 和I0=0.5IN 的兩種情況下，測取變壓器的I0、U0 和P0，將數據記錄于表2-9 中。圖2-9 測零序阻抗接線圖 表2-9 I0L(A)U0L(V)P0L(W)0.25IN= 0.5IN=(2)三相組式變壓器

由于三相組式變壓器的磁路彼此獨立，因此可用三相組式變壓器中任何一臺單相變壓

器做空載實驗，求取的激磁阻抗即為三相組式變壓器的零序阻抗。若前面單相變壓器空載 實驗已做過，該實驗可略。

五、實驗報告

1、計算出不同聯接組的UBb、UCc、UBc 的數值與實測值進行比較，判別繞組連接是 否正確。

2、計算零序阻抗 U V W a b c x y z V W D D 0 1三相調壓交流電源 * * 19 Y/Y0 三相心式變壓器的零序參數由下式求得：

式中： , P0——變壓器空載相電壓，相電流，三相空載功率

分別計算 I0=0.25IN 和I0=0.5IN 時的Z0、r0、X0，取其平均值作為變壓器的零序阻抗，電阻

和電抗，并按下式算出標么值：

式中 N? I 和N? U 為變壓器低壓繞組的額定相電流和額定相電壓。

3、計算短路情況下的原方電流(1)Y/Y0 單相短路 副方電流, 0..2.= = = ?

I a I K I b I c 原方電流設略去激磁電流不計，則 式中K 為變壓器的變比。將A I.、B I.、C I.計算值與實測值進行比較，分析產生誤差的原因，并討論Y/Y0 三相 組式變壓器帶單相負載的能力以及中點移動的原因。(2)Y/Y兩相短路 副方電流, 0.2...I a = ? I b = I K I C = 2 0 2 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 X Z r I P r I U I U Z L L = ? = = = ? ? ? L L I I U U 0 0 0 0 , 3 = = ? ? ? ? ? ? ? ? N N N N N N U I X X U I r r U I Z Z * 0 0 * 0 0 * 0 0 = = = K I I I K I I K B C K A 3 3 2 2...2..= = = ? 20 原方電流, 0 2....= ? = ? = C K A B I K I I I 把實測值與用公式計算出的數值進行比較，并做簡要分析。

4、分析不同連接法和不同鐵心結構對三相變壓器空載電流和電勢波形的影響。

5、由實驗數據算出Y/Y 和Y/Δ接法時的原方UAB/UAX 比值, 分析產生差別的原因。

六、附錄

變壓器聯接組校核公式

（設 ab AB L ab L U = 1，U = K ×U = K）組別 UBb=UCc UBc UBc/UBb 12 ?1 L K 2 ? +1 L L K K >1 1 2 ? 3 +1 L L K K 2 +1 L K >1 2 2 ? +1 L L K K 2 + +1 L L K K >1 3 2 +1 L K 2 + 3 +1 L L K K >1 4 2 + +1 L L K K +1 L K >1 5 2 + 3 +1 L L K K 2 + 3 +1 L L K K =1 6 +1 L K 2 + +1 L L K K <1 7 2 + 3 +1 L L K K 2 +1 L K <1 8 2 + +1 L L K K 2 ? +1 L L K K <1 9 2 +1 L K 2 ? 3 +1 L L K K <1 10 2 ? +1 L L K K ?1 L K <1 2 ? 3 +1 L L K K 2 ? 3 +1 L L K K =1 21 實驗三 單相變壓器的并聯運行

一、實驗目的

1、學習變壓器投入并聯運行的方法。

2、研究并聯運行時阻抗電壓對負載分配的影響。

二、預習要點

1、單相變壓器并聯運行的條件。

2、如何驗證兩臺變壓器具有相同的極性。若極性不同，并聯會產生什么后果。

3、阻抗電壓對負載分配的影響。

三、實驗項目

1、將兩臺單相變壓器投入并聯運行。

2、阻抗電壓相等的兩臺單相變壓器并聯運行，研究其負載分配情況。

3、阻抗電壓不相等的兩臺單相變壓器并聯運行，研究其負載分配情況。

四、實驗線路和操作步驟

1、實驗設備

2、屏上排列順序

D33、D32、DJ11、D41、D51 圖 3-1 單相變壓器并聯運行接線圖 序號 型 號 名 稱 數 量 1 D33 交流電壓表 1 件 2 D32 交流電流表 1 件 DJ11 三相組式變壓器 1 件 4 D41 三相可調電阻器 1 件 5 D51 波形測試及開關板 1 件 U V W V 1 A 1 X 2 A 2 X 2 x R S 2 2 a A I2 1 x 1 a A I1 S 3 A I R L 22 實驗線路如圖3-1 所示。圖中單相變壓器1、2 選用三相組式變壓器DJ11 中任意兩臺，變壓器的高壓繞組并聯接電源，低壓繞組經開關S1 并聯后，再由開關S3 接負載電阻RL。由于負載電流較大，RL 可采用并串聯接法(選用D41 的90Ω與90Ω并聯再與180Ω串聯，共225Ω阻值)的變阻器。為了人為地改變變壓器2 的阻抗電壓，在其副方串入電阻R(選 用D41 的90Ω與90Ω并聯的變阻器)。

3、兩臺單相變壓器空載投入并聯運行步驟。(1)檢查變壓器的變比和極性。

1)將開關S1、S3 打開，合上開關S2。

2)接通電源，調節變壓器輸入電壓至額定值,測出兩臺變壓器副方電壓

U1a1x 和U2a2x 若U1a1x=U2a2x，則兩臺變壓器的變比相等，即K1=K2。

3)測出兩臺變壓器副方的1a 與2a 端點之間的電壓U1a2a，若U1a2a=U1a1x-U2a2x，則首端

1a 與2a 為同極性端，反之為異極性端。(2)投入并聯

檢查兩臺變壓器的變比相等和極性相同后，合上開關S1，即投入并聯。若K1 與K2 不 是嚴格相等，將會產生環流。

4、阻抗電壓相等的兩臺單相變壓器并聯運行。1)投入并聯后，合上負載開關S3。

2)在保持原方額定電壓不變的情況下，逐次增加負載電流，直至其中一臺變壓器的輸 出電流達到額定電流為止。

3)測取I、I1、I2，共取數據4～5 組記錄于表3-1 中。表 3-1 I1(A)I2(A)I(A)

5、阻抗電壓不相等的兩臺單相變壓器并聯運行。

打開短路開關S2，變壓器2 的副方串入電阻R，R 數值可根據需要調節（一般取5-10 Ω之間），重復前面實驗測出I、I1、I2，共取數據5～6 組記錄于表3-2 中。23 表 3-2 I1(A)I2(A)I(A)

五、實驗報告

1、根據實驗(2)的數據，畫出負載分配曲線I1=f(I)及I2=f(I)。

2、根據實驗(3)的數據，畫出負載分配曲線I1=f(I)及I2=f(I)。

3、分析實驗中阻抗電壓對負載分配的影響。實驗四 直流電機認識實驗

一、實驗目的

1、認識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等組件及使用方法。

2、熟悉他勵電動機(即并勵電動機按他勵方式)的接線、起動、改變電機轉向與調速 的方法。

二、預習要點

1、如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表電流表的量程。

2、直流電動機起動時，為什么在電樞回路中需要串接起動變阻器? 不串接會產生什 么嚴重后果?

3、直流電動機起動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應調至什么位置? 為什么? 若勵 磁回路斷開造成失磁時,會產生什么嚴重后果?

4、直流電動機調速及改變轉向的方法。

三、實驗項目

1、了解DD01 電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機的使用方法。

2、用伏安法測直流電動機和直流發電機的電樞繞組的冷態電阻。

3、直流他勵電動機的起動、調速及改變轉向。

四、實驗設備及控制屏上掛件排列順序 24

1、實驗設備

序 號 型 號 名 稱 數 量 DD03 導軌、測速發電機及轉速表 1 臺 2 DJ23 校正直流測功機 1 臺 3 DJ15 直流并勵電動機 1 臺 4 D31 直流數字電壓、毫安、安培表 2 件 5 D42 6 D44 7 D51 8 D41 三相可調電阻器 1 件

可調電阻器、電容器 1 件 波形測試及開關板 1 件 三相可調電阻器 1 件

2、控制屏上掛件排列順序

D31、D42、D41、D51、D31、D44

五、實驗說明及操作步驟

1、由實驗指導人員介紹DDSZ-1 型電機及電氣技術實驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機實驗的基本要求，安全操作和注意事項。

2、用伏安法測電樞的直流電阻 圖4-1 測電樞繞組直流電阻接線圖

（1）按圖4-1 接線，電阻R 用D44 上1800Ω和180Ω串聯共1980Ω阻值并調至最大。A 表選用D31 直流、毫安、安培表，量程選用5A 檔。開關S 選用D51 掛箱。（2）經檢查無誤后接通電樞電源，并調至220V。調節R 使電樞電流達到0.2A（如果 電流太大，可能由于剩磁的作用使電機旋轉，測量無法進行；如果此時電流太小，可能由 于接觸電阻產生較大的誤差），迅速測取電機電樞兩端電壓U 和電流I。將電機分別旋轉三 分之一和三分之二周，同樣測取U、I 三組數據列于表4-1 中。

（3）增大R 使電流分別達到0.15A 和0.1A，用同樣方法測取六組數據列于表4-1 中。取三次測量的平均值作為實際冷態電阻值()3 1 a a1 a2 a3 R = R + R + R +2 5 0 V可調直流電樞電源 R V S 1 S 2 +0 1 1 60 60 tf P P f t N n S n = = N Δ

= 39 注意事項

<1> 在測量時，電動機的轉子須靜止不動。<2> 測量通電時間不應超過1 分鐘。

(2)電橋法

用單臂電橋測量電阻時，應先將刻度盤旋到電橋大致平衡的位置。然后按下電池按鈕，接通電源，等電橋中的電源達到穩定后，方可按下檢流計按鈕接入檢流計。測量完畢，應 先斷開檢流計，再斷開電源，以免檢流計受到沖擊。數據記錄于表7-3 中。電橋法測定繞組直流電阻準確度及靈敏度高，并有直接讀數的優點。表7-3 繞 組 Ⅰ 繞 組 Ⅱ 繞 組 Ⅲ R（Ω）

5、判定定子繞組的首末端

先用萬用表測出各相繞組的兩個線端，將其中的任意兩相繞組串聯，如圖7-2 所示。將控制屏左側調壓器旋鈕調至零位，開啟電源總開關，按下“開”按鈕，接通交流電源。調節調壓旋鈕，并在繞組端施以單相低電壓U=80～100V,注意電流不應超過額定值，測出 第三相繞組的電壓，如

圖 7-2 三相交流繞組首末端測定

測得的電壓值有一定讀數，表示兩相繞組的末端與首端相聯，如圖4-2(a)所示。反之，如測得電壓近似為零，則兩相繞組的末端與末端(或首端與首端)相聯，如圖4-2(b)所示。用同樣方法測出第三相繞組的首末端。

6、空載實驗

1)按圖7-3 接線。電機繞組為Δ接法(UN=220V)，直接與測速發電機同軸聯接，負載 電機DJ23 不接。

2)把交流調壓器調至電壓最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，使電機起動旋轉，觀 察電機旋轉方向。并使電機旋轉方向符合要求(如轉向不符合要求需調整相序時，必須切 斷電源)。

3)保持電動機在額定電壓下空載運行數分鐘，使機械損耗達到穩定后再進行試驗。A V U = 8 0～1 0 0 V Y B X A Z C U = 0 A V U = 8 0～1 0 0 V Y B X A Z C U = 0 40 圖 7-3 三相鼠籠式異步電動機試驗接線圖

4)調節電壓由1.2 倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或功率顯著增大為止。在 這范圍內讀取空載電壓、空載電流、空載功率。

5)在測取空載實驗數據時，在額定電壓附近多測幾點，共取數據7～9 組記錄于表7-4 中。

7、短路實驗 1)測量接線圖同圖7-3。用制動工具把三相電機堵住。制動工具可用DD05 上的圓盤 固定在電機軸上，螺桿裝在圓盤上。

2)調壓器退至零，合上交流電源，調節調壓器使之逐漸升壓至短路電流到1.2 倍額 定電流，再逐漸降壓至0.3 倍額定電流為止。

3)在這范圍內讀取短路電壓、短路電流、短路功率。表 7-4 序 U0L（V）I0L（A）P0（W）

號 UAB UBC UCA U0L IA IB IC I0L PⅠ PⅡ P0 cosφ0 V W W U V W A V V A A A M A R f V R L * * * * M G IF If +-2 2 0 V 勵磁電源

表 7-5 序 UKL（V）IKL（A）PK（W）

號 UAB UBC UCA UKL IA IB IC IKL PⅠ PⅡ PK cosφK

4)共取數據5～6 組記錄于表7-5 中。

8、負載實驗

1)測量接線圖同圖7-3。同軸聯接負載電機。圖中Rf 用D42 上1800Ω阻值，RL 用D42 上1800Ω阻值加上900Ω并聯900Ω共2250Ω阻值。

2)合上交流電源，調節調壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。

3)合上校正過的直流電機的勵磁電源，調節勵磁電流至校正值(50mA 或100mA)并保 持不變。

4)調節負載電阻RL（注：先調節1800Ω電阻，調至零值后用導線短接再調節450Ω 電阻），使異步電動機的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25 倍額定電流。

5)從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，在這范圍內讀取異步電動機的定子電流、輸入功率、轉速、直流電機的負載電流IF 等數據。6)共取數據8～9 組記錄于表7-6 中。表 7-6 U1φ=U1N=220V（Δ）If= mA 序 I1L（A）P1（W）號 IA IB IC I1L PⅠ PⅡ P1 IF(A)T2(N·m)n(r/min)42

五、實驗報告

1、計算基準工作溫度時的相電阻

由實驗直接測得每相電阻值，此值為實際冷態電阻值。冷態溫度為室溫。按下式換 算到基準工作溫度時的定子繞組相電阻：

式中ｒ1ref —— 換算到基準工作溫度時定子繞組的相電阻，Ω； ｒ1c ——定子繞組的實際冷態相電阻，Ω； θref ——基準工作溫度，對于 E 級絕緣為75℃； θc ——實際冷態時定子繞組的溫度，℃；

2、作空載特性曲線：I0L、P0、cosφ0=f(U0L)

3、作短路特性曲線：IKL、PK=f(UKL)

4、由空載、短路實驗數據求異步電機的等效電路參數。(1)由短路實驗數據求短路參數 短路阻抗： 短路電阻： 短路電抗：

式中，PK——電動機堵轉時的相電壓，相電流，三相短 路功率（Δ接法）。轉子電阻的折合值：

≈

式中r1C 是沒有折合到75℃時實際值。定、轉子漏抗：

≈ ≈

(2)由空載試驗數據求激磁回路參數 空載阻抗 空載電阻 C ref ref C r r θ θ + + = 235 235 1 1 KL KL K K K I U I U Z = = 3 ? ? 2 2KL K K K K I P I r = P = ? 2 2 K K K X = Z ? r 3 , IK KL K KL U =U = I ? ? '2 r K C r r1 ? 1σ X ' 2σ X 2 K X L L I U I U Z 0 0 0 0 0 3 = = ? ? 2 0 0 2 0 0 0 3 L I P I r = P = ? 43 空載電抗

式中，P0——電動機空載時的相電壓、相電流、三相空載 功率（Δ接法）。激磁電抗

激磁電阻

式中PFe 為額定電壓時的鐵耗，由圖7-4 確定。2 0 U ' 0 P(2)0 ' 0 P = f U 2N U P m e c P F e O K 圖 7-4 電機中鐵耗和機械耗

5、作工作特性曲線P1、I1、η、S、cosφ1=f(P2)。由負載試驗數據計算工作特性，填入表7-7 中。表 7-7 U1=220V(Δ)If = mA

序 電動機輸入電動機輸出 計 算 值

號(A)P1(W)T2(N·m)n(r/min)P2(W)S(%)η(%)cosφ1 2 0 2 0 0 X = Z ? r 3 , I I0L 0 0 0 = = ? L ? U U 0 1σ X X X m = ? 2 0 2 0 3 L Fe Fe m I P I r = P = ? 1? I 44 計算公式為：

式中 ——定子繞組相電流，A； ——定子繞組相電壓，V； S——轉差率；

η——效率。

6、由損耗分析法求額定負載時的效率 電動機的損耗有： 鐵 耗： PFe 機械損耗： Pmec 定子銅耗： 轉子銅耗：

雜散損耗 Pad 取為額定負載時輸入功率的0.5%。式中 Pem——電磁功率，W；

鐵耗和機械損耗之和為：

為了分離鐵耗和機械損耗，作曲線，如圖7-4。

延長曲線的直線部分與縱軸相交于K 點，K 點的縱座標即為電動機的機械損耗Pmec，過K 點作平行于橫軸的直線，可得不同電壓的鐵耗PFe。電機的總損耗 1? I 1? U 1 2 1 1 P 3I r CU ? = P Pem S CU 100 2 = em cu Fe P = P ? P ? P 1 1 1 2 0 0 ' 0 P P P P I r Fe mec ? = + = ?

Σ = + + + + Fe cu cu ad mec P P P P P P 1 2 100% 0.105 3 cos 100% 1500 1500 3 3 3 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 = × = = × ? = + + = = P P P nT U I

第三篇：《電力拖動自動控制系統》學習心得

《電力拖動自動控制系統》學習心得

進入到大四我們接觸到了一門新的課程叫《電力拖動自動控制系統》,幾次課上下來發現這門課包含的內容實在是太多了，涉及到了自動控制原理、電機拖動、電力電子和高數等多門學科的知識，讓我覺得學起來有點吃力。但經過老師的細細梳理，使我慢慢對這門課程有了新的認識，電力拖動是以電動機作為原動機拖動機械設備運動的一種拖動方式。電力拖動裝置由電動機及其自動控制裝置組成。自動控制裝置通過對電動機起動、制動的控制，對電動機轉速調節的控制，對電動機轉矩的控制以及對某些物理參量按一定規律變化的控制等，可實現對機械設備的自動化控制。

現代運動控制已成為電機學，電力電子技術，微電子技術，計算機控制技術，控制理論，信號檢測與處理技術等多門學科相互交叉的綜合性學科。課上老師簡單介紹了運動控制及其相關學科的關系，隨著其他相關學科的不斷發展，運動控制系統也在不斷發展，不斷提高系統的安全性，可靠性，在課上跟隨老師的思路，使我對運動控制系統有了更深刻的理解。

運動控制系統的任務是通過對電動機電壓，電流，頻率等輸入電量的控制,來改變工作機械的轉矩，速度，位移等機械量，使各種機械按人們期望的要求運行,以滿足生產工藝及其他應用的需要。工業生產和科學技術的發展對運動控制系統提出了日益復雜的要求，同時也為研制和生產各類新型的控制裝置提供了可能。在前期課程控制理論、計算機技術、數據處理、電力電子等課程的基礎上，學習以電動機為被控對象的控制系統，培養學生的系統觀念、運動控制系統的基本理論和方法、初步的工程設計能力和研發同類系統的能力。

課堂上老師全面、系統、深入地介紹了運動控制系統的基本控制原理、系統組成和結構特點、分析和設計方法。

運動控制內容主要包括直流調速、交流調速和伺服系統三部分。直流調速部分主要介紹單閉環、雙閉環直流調速系統和以全控型功率器件為主的直流脈寬調速系統等內容；交流調速部分主要包括基于異步電動機穩態模型的調速系統、基于異步電動機動態模型的高性能調速系統以及串級調速系統；隨動系統部分介紹直、交流隨動系統的性能分析與動態校正等內容。此外，書中還介紹了近幾年發展起來的多電平逆變技術和數字控制技術等內容。《運動控制系統》既注重理論基礎，又注重工程應用，體現了理論性與實用性相統一的特點。書中結合大量的工程實例，給出了其仿真分析、圖形或實驗數據，具有形象直觀、簡明易懂的特點。

第一部分中主要介紹直流調速系統，調節直流電動機的轉速有三種方法：改變電樞回路電阻調速閥，減弱磁通調速法，調節電樞電壓調速法。

變壓調速是是直流調速系統的主要方法，系統的硬件結構至少包含了兩部分：能夠調節直流電動機電樞電壓的直流電源和產生被調節轉速的直流電動機。隨著電力電子技術的發展，可控直流電源主要有兩大類，一類是相控整流器，它把交流電源直接轉換成可控直流電源；另一類是直流脈寬變換器，它先把交流電整流成不可控的直流電，然后用PWM方式調節輸出直流電壓。本章說明了兩類直流電源的特性和數學模型。當用可控直流電源和直流電動機組成一個直流調速系統時，它們所表現車來的性能指標和人們的期望值必然存在一個不小的差距，并做出了分析。開環控制系統無法滿足人們期望的性能指標，本章就閉環控制的直流調速系統展開分析和討論。論述哦了轉速單閉環直流調速系統的控制規律，分析了系統的靜差率，介紹了PI調節器和P調節器的控制作用。轉速單閉環直流調速系統能夠提高調速系統的穩態性能，但動態性能仍不理想，轉速，電流雙閉環直流調速系統是靜動態性能良好，應用最廣的直流調速系統；還介紹了轉速，電流雙閉環系統的組成及其靜特性，數學模型，并對雙閉環直流調速系統的動態特性進行了詳細分析。

第二部分主要介紹交流調速系統。交流調速系統有異步電動機和同步電動機兩大類。異步電動機調速系統分為3類：轉差功率消耗型調速系統，轉差功率饋送型調速系統，轉差功率不變型調速系統。同步電動機的轉差率恒為零，同步電動機調速只能通過改變同步轉速來實現，由于同步電動機極對數是固定的，只能采用變壓變頻調速。

本章介紹了基于等效電路的異步電動機穩態模型，討論異步電動機變壓變頻調速的基本原理和基頻以下的電流補償控制。首先介紹了交流PWM變頻器的主電路，然后討論正選PWM（SPWM），電流跟蹤PWM（CFPWM）和電壓空間矢量PWM(SVPWM)三種控制方式，討論了電壓矢量與定子磁鏈的關系，最后介紹了PWM變頻器在異步電動機調速系統中應用的特殊問題。并討論了轉速開環電壓頻率協調控制的變壓變頻調速系統和通用變頻器。詳細討論了轉速閉環轉差頻率控制系統的工作原理和控制規律，并介紹了變頻調速在恒壓供水系統中的應用實例。

矢量控制和直接轉矩控制是兩種基于動態模型的高性能的交流電動機調速系統，矢量控制系統通過矢量變換和按轉子磁鏈定向，得到等效直流電機模型，然后按照直流電動機模型設計控制系統；直接轉矩控制系統利用轉矩偏差和定子磁鏈幅值偏差的符號，根據當前定子磁鏈矢量所在的位置，直接選取合適的定子電壓矢量，實施電磁轉矩和定子磁鏈的控制。兩種交流電動機調速系統都能實現優良的靜，動態性能，各有所長，也各有不足之處。

作為一個即將踏入社會的畢業生，這學期的學習又讓我充實了不少，也給自己奠定了基礎，非常感謝呂庭老師對我們的幫助，以后進入到工作崗位一定會做到學以致用。

第四篇：電機及電力拖動

《電機及電力拖動》習題 第一章

直流電機

1.直流電機有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？

2.一直流電動機，已知PN=13kw，UN=220V，nN=1500r/min，η=0.85，求額定電流IN。3.一直流發電機，已知PN=90kw，UN=230V，nN=1450r/min，η=0.89，求額定電流IN。4.一臺p對極的直流發電機，若將電樞繞組由單疊改為單波（導體數不變），問額定電壓、額定電流和額定功率如何變化？

5.計算下列各繞組的節距y1、y2和繪制繞組展開圖，安放主磁極和電刷，并求出支路對數。

1）單疊繞組2p=4，S=K=18； 2）單波繞組2p=4，S=K=19。

6.一臺4極直流發電機，電樞繞組為單疊整距繞組，每極磁通φ=3.5×10

?2wb，電樞總導體數N=152，求當轉速n=1200r/min時的空載電動勢E。若改為單波繞組，其他條件不變，則當空載電動勢為210V時，發電機轉速應為多少？若保持每條支路的電流I=50A不變，求電樞繞組為單疊和單波時，發電機的電磁轉矩Tem各為多少？ 7.什么叫電樞反應？電樞反應的性質與哪些因素有關？一般情況下，發電機的電樞反應的性質是什么？對電動機呢？

8.什么叫換向？為什么要改善換向？改善換向的方法有哪些？

9.說明裝置換向極改善換向的原理，一發電機改作電動機或轉向改變時，換相極繞組是否需要改接？為什么？

10.一臺4極80kw、230V、930r/min的并勵發電機，在75℃時的電樞回路電阻Ra=0.0259Ω，勵磁繞組電阻Rf=22.8Ω，額定負載時勵磁回路串入調節電阻Rpf=3.5Ω，電刷壓降2ΔUb=2V，鐵耗和機械損耗pfe+pΩ=2.3kw，附加損耗ps=0.05PN。求額定負載時，發電機的輸入功率、電磁功率、電磁轉矩和效率。

11.一臺并勵直流電動機，在額定電壓UN=220V，額定電流IN=80A的情況下運行，75℃的電樞電阻Ra=0.01Ω,電刷接觸壓降2ΔUb=2V，勵磁回路總電阻Rrf+Rpf=110Ω，附加損耗ps=0.01PN，效率η=0.85。求：（1）額定輸入功率P1；（2）額定輸出功率P2；（3）總損耗Σp；（4）電樞銅耗pcua；(5)勵磁回路損耗pf；（6）電刷接觸損耗pcub；（7）附加損耗ps；（8）機械損耗和鐵耗pΩ+pFe。

12.什么叫發電機的外特性？他勵發電機和并勵發電機的外特性有什么不同？為什么？ 13.一臺并勵發電機，額定運行時情況正常，當轉速降為1/2nN時，電樞電壓U=0，試分析原因。

14.一臺并勵直流電動機，銘牌數據為PN=96kw，UN=440V，IN=255A，IfN=5A，nN=1550r/min，并已知Ra=0.078Ω。試求：（1）電動機的額定輸出轉距TN；

（2）電動機的額定電磁轉距Tem；（3）電動機的理想空載轉速n0。

15.電動機的工作特性是什么？試比較不同勵磁方式對工作特性的影響。

第三章 的作用的？

變壓器

1.變壓器中主磁通與漏磁通的性質和作用有什么不同？在等效電路中是怎樣反映它們2.試分析一次繞組匝數比原設計值減少時，鐵心飽和程度、空載電流大小、鐵心損耗、二次側空載電壓和電壓比的變化。

3.勵磁電抗Xm的物理意義如何？Xm大好還是小好？若將鐵心抽出后Xm如何變化？若一次繞組匝數增加5%，而其余不變，則Xm大致如何變化？若鐵心疊片松散、片數不足，則Xm及I0如何變化？如鐵心硅鋼片接縫間隙較大時，對Xm及I0有何影響？ 4.變壓器空載運行時，一次側加額定電壓，為什么空載電流I0很小？如果接在直流電源上，一次側也加額定電壓，這時一次繞組的電流將有什么變化？鐵心中的磁通有什么變化？二次繞組開路和短路時對一次繞組中電流的大小有無影響？

5.為什么變壓器的空載損耗可以近似地看成是鐵耗，短路損耗可以近似地看成是銅耗？負載時的實際鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗無差別，為什么？

6.一臺50Hz單相變壓器，如接在60Hz的電網上運行，額定電壓不變，問空載電流、鐵心損耗、漏抗、勵磁阻抗及電壓調整率有何變化？

7.一臺單相變壓器，額定電壓為220v/110v，如果不慎將低壓側誤接到220v電源上，變壓器將發生什么現象？

8.有一臺單相變壓器，已知：SN=5000kvA，UN1/UN2=35kv/6.6kv，鐵心的有效截面積SFe=1120cm，鐵心中最大磁通密度Bm=1.45T，試求：高、低壓繞組的匝數和電壓比。9.一臺單相變壓器，額定容量為5kvA，高、低壓繞組均有兩個匝數相同的線圈，高、低壓側每個線圈的額定電壓分別為1100v和110v，先將他們進行不同方式的聯接。試問：可得幾種不同的電壓比？每種聯接時的高、低壓側額定電流為多少？

10.兩臺單相變壓器，電壓為220v/110v，一次側匝數相等，但空載電流I01=2 I02。今將兩臺變壓器的一次繞組順極性串聯起來加440v電壓，問兩臺變壓器二次側的空載電壓各為多少？

11．一臺單相變壓器電壓為220v/110v。當在高壓側加220v電壓時，空載電流為I0，2主磁通為Φ。試問：（1）若U2與u1連在一起，在U1與u2端加330v電壓，此時空載電流和主磁通各為多少？（2）若U2與u2連在一起，U1與u1端加110v電壓，則空載電流和主磁通又各為多少？

12．有一臺三相變壓器，已知：SN=100kvA，UN1/UN2=66.3kv/0.4kv，聯接組為Y,yn0因電源電壓改為10kv，如果用改繞高壓繞組的方法來滿足電源電壓的改變，而保持低壓繞組每相為55匝不變，則新的高壓繞組每相匝數應為多少？如果不改高壓繞組匝數會產生什么后果？

13．有一臺1000匝的鐵心線圈接到110v、50Hz的交流電源上，由安培表和瓦特表的讀數得知I1=0.5A、P1=10W，把鐵心抽出后電流和功率就變為100A和10000W。若不計漏磁，試求：（1）兩種情況下的參數和等效電路；（2）兩種情況下電流的無功分量和有功分量；（3）兩種情況下磁通的最大值。

14．有一臺單相變壓器，SN=100kvA，UN1/UN2=6000v/230v，f=50Hz，一、二次繞組的電阻和漏抗為R1=4.32Ω，R2=0.063Ω，X?1=8.9Ω，X?2=0.013Ω，試求：（1）折算到高壓側的短路參數Rk、Xk、Zk；（1）短路參數的標幺值；（3）求滿載時，當cosφ2=

1、cosφ2=0.8（滯后）和cosφ

2=0.8（超前）等三種情況下的電壓調整率，并對結果進行分析。

15．一臺單相變壓器，已知：R1=2.19Ω，X?1=15.4Ω，R2=0.15Ω，X?2=0.964Ω，Rm=1250Ω，Xm=12600Ω，N1=876匝，N2=260匝，U2=6000v，I2=180A，cosφ（滯后），試用近似等效電路和簡化等效電路求U1和I1。

16．一臺三相變壓器，SN=750kvA，UN1/UN2=10000v/400v，Y,yn0接法，在低壓側作空載試驗時得I0=60A，p0=3800w，在高壓側作短路試驗時得Uk=440v，pk=10900w（Ik1=IN1）,室溫20℃，試求：

（1）折算到高壓側的勵磁阻抗和短

路阻抗；

（2）

*短路阻抗的標幺值Rk*、Xk*、Zk2=0.8

；

（3）計算滿載及cosφ

*2=0.8（滯后）

時的ΔU、U2及?；

（4）計算最大效率?

max。17．變壓器出廠前要進行“極性”試驗，如圖所示。將U1、u1 聯結，在U1-U2端加電壓，用電壓表測U2-u2間電壓。設變壓器 的電壓220v/110v，如果U1、u1為同名端，電壓表的讀數是多少？如U1、u1為非同名端，則電壓表的讀數又是多少？

18．試說明三相變壓器組為什么不采用Y,y聯結，而三相心式變壓器又可用呢？為什么三相變壓器中希望有一邊接成三角形？

19．Y,d聯結的三相變壓器中，3次諧波在三角形聯結時能形成環流，基波電動勢能否在三角形中形成環流？Y,y聯結的三相變壓器組中，相電動勢中有3次謝波，線電動勢中有無3次諧波？為什么？

20．變壓器的一、二次繞組按圖示聯結，試畫出它們的線電勢相量圖，并判明其聯結組別。

21．有一三相變壓器，其一、二次繞組的同名端及端點標記如圖所示，試把變壓器接成Y,d7、D,y7、Y,y4、D,d4。

22．一臺Y,d聯結的三相變壓器，在一次側加額定電壓空載運行，此時將二次側的三角形聯結打開一角測量開口處的電壓，再將三角形閉合測量電流。試問：當此三相變壓器是三相變壓器組或三相心式變壓器時，所測得的數值有無變化？為什么？

23．有兩臺Y,d聯結的三相變壓器并聯運行,第一臺為5600kVA，6000V/3050V，*Zk(1)=0.055，第二臺為

*3200kVA，6000V/3000V，Zk(2)=0.055，試求：空載時兩臺變壓器內的環流及其標幺值。

24．兩臺變壓器并聯運行，均為Y,d11聯結，UN1/UN2=35kv/10.5kv。第一臺為1250kvA，*Zk(1)=6.5%，第二臺為

*2000kvA，Zk(2)=6%，試求：（1）總輸出為

3250kvA時，每臺變壓器的負載為多少？（2）在兩臺變壓器均不過載情況下，并聯組的最大輸出為多少？并聯組的利用率是多少？

25．有一臺5600kvA，6.6kv/3.3kv，Y,yn0

*聯結的三相雙繞組變壓器，Zk=0.105。現將其改成9.9kv/3.3kv的降壓自耦變壓器，試求：（1）自耦變壓器的額定容量；（2）額定電壓下的穩態短路電流，并與原雙繞組變壓器穩態短路電流相比較。

第四章 三相感應電動機的基本原理

1.試述感應電動機的工作原理，為什么說感應電機是一種異步電機？

2.什么叫同步轉速？它與那些因素有關？一臺三相4極交流電動機，試分別寫出電源頻率f=50Hz與f=60Hz時的同步轉速。

3.一三相交流電動機，電源頻率f=50Hz，試分別寫出當極數2p=2、4、6、8、10時的同步轉速。

4.何謂轉差率s？通常感應電動機的s值約為多少？

5.一臺三相4極感應電動機，已知電源頻率f=50Hz，額定轉速nN=1450r/min，求轉差率s。

6.有一個三相單層繞組，極數2p=4，定子槽數Z1=24，支路數a=1，試畫出繞組展開圖，并計算基波繞組因數。

7.上題中，將定子槽數改為Z1=36，試畫出繞組展開圖，并計算基波繞組因數。8.題6中，將極數改為2p=2，試畫出繞組展開圖，并計算基波繞組因數。

59.有一個三相雙層疊繞組，極數2p=4，定子槽數Z1=24，節距y1=6τ，支路數a=1，試畫出繞組展開圖，并計算繞組因數。

10．題9中，若支路數改為a=2和a=4，試畫出U相繞組的展開圖。

11．試比較單層繞組與雙層繞組各有什么優缺點？為什么容量稍大的電動機采用雙層繞組？

12．一臺三相感應電動機接在UN=380v，f=50Hz的電網上工作，定子繞組作三角形聯結，已知每相電動勢為額定電壓的92%，定子繞組的每相串聯匝數N1=312匝，繞組因數Kw1=0.96，試求每極磁通Φ1。

13．繞組中的諧波電動勢是如何產生的？由交流繞組產生的旋轉磁動勢的基波和υ次諧波在繞組中感應的電動勢的頻率為多少？

14．若在對稱的兩相繞組中（兩個繞組匝數、結構相同，在空間相隔90°電角度），通以對稱的兩相電流，iA=Imsinωt，iB=Imsinωt。試用解析法說明兩相合成磁動勢基波的性質。

15．一臺三相感應電動機，極數2p=6，定子槽數Z1=36，定子繞組為雙層疊繞組，節距5y1=6τ，每極串聯匝數N1=72。當通入對稱三相電流，每相電流的有效值為20A時，試求基波以及3、5、7次諧波的三相合成磁動勢的幅值及轉速。

第五章 三相感應電動機的運行原理

1． 與同容量的變壓器相比較，感應電動機的空載電流大，還是變壓器的空載電流大？為什么？

2． 感應電動機理想空載時，空載電流等于零嗎？為什么？

3． 說明感應電動機工作時的能量傳遞過程，為什么負載增加時，定子電流和輸入功率會自動增加？從空載到額定負載，電動機的主磁通有無變化？為什么？ 4． 什么叫做“單相量—多時軸”法？并說明感應電動機的時間相量圖。

5． 分析說明圖示得時—空相量圖，這時定子相量與轉子相量的相位關系說明什么問題？

6． 在分析感應電動機時，為什么要用一靜止的轉子來代替實際轉動的轉子？這時轉子要進行哪些折算？如何折算？

7． 感應電動機的等效電路有哪幾種？試說明T型等效電路中各個參數的物理意義？ 8． 一臺三相感應電動機的輸入功率為8.6kw，定子銅耗為425w、鐵耗為210w，轉差率s=0.034，試計算電動機的電磁功率、轉子銅耗及機械功率。9． 一臺三相感應電動機，額定數據如下：UnN=962r/min，三角形接法，已知cosφ

NN=380v，f

N=50Hz，P

N=7.5kw，=0.827，pcu1=470w，pFe=234w，p?=45w，ps=80w，求：（1）電動機極數。（2）額定負載時的轉差率和轉子頻率。（3）轉子銅耗pcu2。（4）效率η。

110．籠型轉子可以認為每個槽就是一相，每相槽數N2=2，試求籠型轉子的繞組因數Kw1。

11．一臺三相6極繞線型感應電動機，定轉子繞組均采用星形接法，額定功率PN=250kw，額定電壓UN1=500v，額定頻率fN=50Hz，滿載時的效率η=0.935，功率因數cosφ=0.9，定子每相電阻R1=0.0171Ω，每抗電流X?1=0.088Ω，轉子每相電抗X?2=0.0745Ω，繞組因數Kw1=0.926，Kw2=0.957，定子槽數Z1=72，每槽導體數N1=16，每相并聯支路數a=6，轉子槽數Z2=90，每槽導體數N2=2，每相并聯支路數a=1，空載電流I0=82.5A，試求：（1）額定負載時的定子電流。（2）忽略R1及Rm時的勵磁電抗Xm。（3）轉子阻?和抗的折算值Rr?2X?。

12．一臺三相繞線式感應電動機，UN=380v，fN=50Hz，星形接法，nN=1440r/min，已知?=0.4Ω，X?1=R1=Rr?2X?=1Ω，Xm=40Ω，Rm略去不計，定、轉子有效匝數比為4，求：

?（1）滿載時的轉差率。（2）由等效電路求出I1、I2和I0。（3）滿載時轉子每相電動勢E2的大小和頻率。（4）總機械功率P?。（5）額定電磁轉矩。

第六章

三相感應電動機的機械特性

1.何謂三相感應電動機的固有機械特性和人為機械特性？

2.三相籠型感應電動機的起動電流一般為額定電流的4～7倍，為什么起動轉矩只有額定轉矩的0.8～1.2倍？

3.三相感應電動機能夠在低于額定電壓下運行嗎？為什么？

4.繞線轉子感應電動機在起動時轉子電路中串入起動電阻，為什么能減小起動電流，增大起動轉矩？

5.一臺繞線式轉子感應電動機，已知：PN=75kw，U1N=380V，nN=720r/min，I1N=148A，ηN=90.5%，cosφ=0.85，λm=2.4，E2N=213V，I2N=220A，試用機械特性的實用表達式繪制電動機的固有機械特性和轉子串入0.0448Ω和人為機械特性。6.深槽式感應電動機和雙籠型感應電動機為什么能改變起動性能？

7.籠型感應電動機的起動方法有哪幾種？各有何優缺點？各適用于什么條件？ 8.一臺三相感應電動機，已知UN=380V，IN=20A，Δ接法，cosφN=0.87，ηN=87.5%，nN=1450r/min，Ist/IN=7，Tst/TN=K=1.4，λm=2，試求：（1）電動機軸上輸出的額定轉矩TN。（2）若要保證能滿載起動，電網電壓不能低于多少伏？（3）若采用Y—Δ起動，Ist等于多少？能否半載起動？

9.一臺繞線轉子感應電動機，已知PN=11kw，nN=1435r/min，E2N=243V，I2N=110A，設起動時負載轉矩為Tz=0.8TN，最大允許的起動轉矩Tst1=1.87TN，切換轉矩Tst2=TN，試用解析法求起動電阻的段數的每段的電阻值。

10.題9中的電動機，采用轉子串不對稱電阻方法起動，求各段電阻值（每次只短接一相的一段電阻，最后一級同時短接兩段電阻）。

11.一臺繞線轉子感應電動機，已知PN=11kw，nN=715r/min，E2N=163V，I2N=4.72A，Tst1/TN=1.8，負載轉矩Tz=98N?m，求4級起動時的每級起動電阻。

12.一臺三相4級的繞線轉子感應電動機，f1=50Hz，轉子每相電阻Rr=0.02Ω，nN=1485r/min，負載轉矩保持額定值不變，要求把轉速下降到1050r/min，問轉子每相中應串多大的電阻？

13.一臺三相籠型感應電動機，在能耗制動時，定子繞組的接法如圖所示，試決定等效的交流電流值。

14.題5的電動機，帶動一位能負載，Tz=TN，今采用倒拉反接制動下放負載，要求下放轉速為300r/min，問轉子每相應串接多大電阻。

15.題5的電動機，若采用回饋制動下放負載，已知轉子每相串入電阻為0.04Ω，負載轉矩為0.8TN，求此時電動機的轉速。

16.題5的電動機，用以起吊重物，當電動機轉子轉45轉，重物上升1m，如要求帶動額定負載的重物以8m/min的速度上升，求轉子電路中應串接的電阻值。

17.繞線轉子感應電動機PN=17kw，nN=970r/min，λm=2.5，E2N=230V，I2N=33A，若要求電動機有最短起動時間，試問其轉子回路應串入多大的電阻。

七章

其他種類的感應電動機

1.為什么單相感應電動機沒有起動轉矩？單相感應電動機有哪些起動方法？ 2.一臺三相感應電動機，定子繞組接成星形，工作中如果一相斷線，電動機能否繼續工作？為什么？

3.用什么方法可以改變分相式單相電動機的轉向？為什么？

4.串勵電動機為什么能交、直兩用？單相串勵電動機與值流串勵電動機在結構上有什么區別？為什么？要改變單相串勵電動機的轉向，可采用什么方法？

第八章 同步電機的基本類型和基本結構

1.什么叫同步電機？怎樣由其極數決定它的轉速，試問75r/min，50Hz的同步電機是幾極的？

2.比較汽輪發電機和水輪發電機的結構特點。3.為什么大容量的同步電機都采用旋轉磁極式結構？ 4.旋轉電樞式的同步電機與直流電機有什么相似處和差別？

第九章 同步發電機

1.一臺旋轉電樞式三相同步發電機，電樞以轉速n逆時針方向旋轉，主磁場對電樞是什么性質的磁場？對稱負載運行時，電樞反應磁動勢對電樞的轉向如何？對定子上主磁極的相對轉速又是多少？主極繞組能感應出電動勢嗎？ 2.何謂同步發電機的電樞反應？電樞反應的性質主要決定于什么？試分析討論同步發電機電樞反應為純去磁作用、純增磁作用、去磁兼交磁、純交磁等五種情況。3.試分析對稱穩定運行時同步發電機內部的磁通和感應電動勢，并由此畫出不及飽和時的相量圖。

4.三相同步發電機對稱穩定運行時，在電樞電流滯后和超前于勵磁電動勢E0的相位差大于90°的兩種情況下（即90°＜φ＜180°和﹣90°＜ψ＜﹣180°，電樞磁動勢Fad和Faq各起什么作用？

5.試述交軸和直軸同步電抗的意義。為什么同步電抗的數值一般較大，不可能做得很小？試分析下面幾種情況對同步電抗有何影響？（1）電樞繞組匝數增加；（2）鐵心飽和程度提高；（3）氣隙加大；（4）勵磁繞組匝數增加。

6.為什么要把同步發電機的電樞電流分解為它的直軸分量和交軸分量？如何分解法？有什么物理意義？如兩個分量各等于100A，實際流過電樞繞組的電流為多少A？在什么情況下電樞電流只有直軸分量？在什么情況下只有交軸分量？當一同步發電機供給純電阻負載時，電樞電流有哪些分量？

7.一臺隱極三相同步發電機，定子繞組為Y聯結，UN=400V，IN=37.5A，cosφN=0.85（滯后），Xt=2.38Ω（不飽和值），不計電阻，當發電機運行在額定情況下時，試求：（1）不飽和的勵磁電動勢E0；（2）功率角δN；（3）電磁功率PM；（4）過載能力Km。8.一臺凸極三相同步發電機，星形聯結，UN=400V，IN=6.45A，cosφN=0.8（滯后），每相同步電抗Xd=18.6Ω，Xq=12.8Ω，不計電阻，試求：（1）額定運行時的功率因數角δN及勵磁電動勢E0；（2）過載能力及產生最大電磁功率的功率角。

第十章 同步電動機和同步調相機

1.比較同步電動機和同步發電機的相量圖。

2.同步電動機的功率因數受哪些因素影響而發生變化？試用相量圖分析輸出功率改變時，保持勵磁不變，同步電動機的功率因數怎樣變化？

3.改變勵磁電流時，同步發電機和同步電動機的磁場發生什么變化？對電網有什么影響？

4.當轉子轉速等于同步轉速時，為什么同步電機能產生轉矩，而感應電動機不能產生轉矩？為什么轉子轉速低于同步轉速時，感應電機能產生轉矩，而同步電機不能產生轉矩？

5.從同步發電機過渡到電動機時，功率角δ、電流I、電磁轉矩T的大小和方向有何變化？

5.一水電站供應一遠距離用戶，為改善功率因數添置一臺調相機，此機應裝在水電站內還是裝在用戶附近？為什么？ 6.一臺三相隱極同步發電機，Y聯結，UN=380V，IN=26.3A，Xt=5.8Ω，不計電阻，若輸入功率為15kw時，試求：（1）cosφ=1時的功率角δ；（2）相電動勢E0=250V時的功率因數。

7.某工廠自6000V的電網上吸取cosφ=0.6的電功率2000kw，今裝一臺同步電動機，容量為720kw，效率為0.9，求功率因數提高為0.8時，同步電動機的額定電流和cosφD。

8.某工廠變電所變壓器的容量為2000kV·A，該廠電力設備的平均負載為1200kw，cosφ=0.65（滯后）。今欲新裝一臺500kw，cosφ=0.8（超前），η=95%的同步電動機，問當電動機滿載使全廠的功率因數是多少？變壓器過載否？

9.有一座工廠電源電壓為6000V，廠中使用了許多臺感應電動機，設其總輸出功率為1500kw，平均效率為70%，功率因數為0.7（滯后），由于生產需要，又增添一臺同步電動機。設當該同步電動機的功率因數為0.8（超前）時，已將全廠的功率因數調整到1，求此同步電動機承擔多少視在功率（kV?A）和有功功率（kw）。

第十一章 拖動系統電動機的選擇

1.電機的溫升、溫度以及環境溫度三者之間有什么關系？電機銘牌上的溫升值的含義是什么？

2.電機在實際使用中，電流、功率和溫升能否超過額定值？為什么？

3.電機的工作方式有哪幾種？試查閱國家標準—電機基本技術要求（GB755—81），說明工作制S3、S4、S5、S6、S7和S8的定義，并繪出負載圖。

4.電機的容許溫升取決于什么？若兩臺電機的通風冷卻條件不同，而其它條件完全相同，他們的容許溫升是否相同？

5.同一系列中，統一規格的電機，滿載運行時，他們的穩定溫升是否都一樣？為什么？

第五篇：電機拖動論文

電機與拖動論文

班級：班班班班班班班班班班

姓名：某某某

學號：000000000000

異步電機的現狀與發展

電能是國民經濟中應用最廣泛的能源，而電能的生產、傳輸、分配和使用等各個環節都依賴于各種各樣的電機。電力拖動是國民經濟各部門中采用最多最普遍的拖動方式，是生產過程電氣化、自動化的重要前提。由此可見，電機及電力拖動在國名經濟中起著極其重要的作用。

電機的分類

1、按工作電源分類 根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。

2、按結構及工作原理分類 電動機按結構及工作原理可分為異步電動機和同步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同電動機。異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。

3、按起動與運行方式分類 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電動機、電容盍式電動機、電容起動運轉式電動機和分相式電動機。

4、按用途分類 電動機按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。驅動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等用電動機）、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等用電動機）及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫療器械、電子儀器等用電動機）。控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。

5、按轉子的結構分類 電動機按轉子的結構可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。

6、按運轉速度分類 電動機按運轉速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。調速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無極變速電動機外還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關磁阻。

電動機技術發展現狀

電動機是一種實現機、電能量轉換的電磁裝置。它是隨著生產力的發展，反過來，電動機的發展也促進了社會生產力的不斷提高。從19世紀末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產機械的原動機一個多世紀以來，雖然電動機的基本結構變化不大，但是電動機的類型增加了許多，在運行性能、經濟指標等方面也都有了很大的改進和提高。而且隨著自動控制系統和計算機技術的發展在一般旋轉電動機的理論基礎上又發展出許多種類的控制電動機。控制電動機具有高可靠性、好精確度、快速響應的特點，已成為電動機學科的一個獨立分支。

電動機的功能是將電能轉換成機械能。它可以作為拖動各種生產機械的動力，是國民經濟各部門應用最多的動力機械。

在現代化工業生產過程中，為了實現各種生產工藝過程，需要各種各樣的生產機械。拖動各種生產機械運轉，可以采用氣動、液壓傳動和電力拖動。由于電力拖動具有控制簡單、調節性能好、耗損小、經濟、能實現遠距離控制和自動控制等一系列優點，因此大多數生產機械都采用電力拖動。按照電動機的種類不同，電力拖動系統分為直流電力拖動系統和交流電力拖動系統兩大類。

縱觀電力拖動的發展過程，交、直流兩種拖動方式并存于各個生產領域。在交流電出現以前，直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式。19世紀末期，由于研制出了經濟實用的交流電動機，致使交流電力拖動在工業中得到了廣泛的應用。但隨著生產技術的發展，特別是精密機械加工與冶金工業生產過程的進步，對電力拖動在起動、制動、正反轉以及調速精度與范圍等靜態特性和動態響應方面提出了新的更高的要求。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術上難以實現這些要求，所以20世紀以來在可逆、可調速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內幾乎都是采用直流電力拖動。而交流電力拖動則主要用于恒轉速系統。

雖然直流電動機具有調速性能優異這一突出特點但是由于它具有電刷與換向器（又稱整流子），使得他的故障率較高，電動機的使用環境也受到了限制，如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用，其電壓等級、額定轉速、單機容量的發展也受到了限制。所以在20世紀60年代以后，隨著電力電子技術的發展調速電動機。半導體交流技術的交流技術的交流調速系統得以實現。尤其是70年代以來大規模集成電路和計算機控制技術的發展，為交流電力拖動的廣泛應用創造了有利條件。諸如交流電動機的串級調速、各種類型的變頻調速、無換向器電動機調速等使得交流電力拖動逐步具備了調速范圍寬、穩態精度高、動態響應快以及在四象限做可逆運行等良好的技術性能，在調速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。除此之外，由于交流電力拖動具有調速性能優良、維修費用低等優點，將廣泛應用于各個工業電氣自動化領域中，并逐步取代直流電力拖動而成為電力拖動的主流。

異步電機的發展

異步電機是一種交流電機，也叫感應電機，主要作電動機使用。異步電動機廣泛應用于工農業生產中，例如機床、水泵、冶金、礦山設備與輕工業機械等都用它作為原動機，其容量從幾千瓦到幾千千瓦。日益普及的家用電器，例如在洗衣機、風扇、電冰箱、空調器中采用單向異步電動機，其容量從幾瓦到幾千瓦。在航天、計算機等高科技領域控制電機得到廣泛應用。異步電機也可以作為發電機使用，例如小水電站、風力發電機也可采用異步電機。

異步電機之所以得到廣泛應用。主要由于它有如下優點：結構簡單、運行可靠、制造容易、價格低廉、堅固耐用，而且有較高的效率和相當好的工作特性。異步電機主要的缺點是目前尚不能經濟的在較大范圍內平滑調速以及它必須從電網吸收滯后的無功功率。雖然異步電機的交流調速已有長足進展，但成本較高，尚不能廣泛使用。在電網負載中，異步電機所占比重較大，這個滯后的無功功率對電網是一個相當重的負擔。它增加了線路損耗、妨礙了有功功率的輸出。當負載要求電動機容量較大而電網功率因數又較低的情況下，最好采用同步電動機來拖動。

異步發電機的發展對發電機產業產生了較大的沖擊力。主電容器是用來使發電機建立空載電壓的電容器。一般是將它們聯結成一組，并接于發電機出線端。附加電容器要根據實際負荷的大小進行投，所以它們必需分成若干組分別接入電路。附加電容器是用來使發電機由空載至滿載，維持發電機額定電壓不變的電容器。

2013年我國異步發電機行業面對新的發展形勢，因為新進入企業不斷增多、上游原材料價格持續上漲、發電機租賃行業發展的也相當不錯。導致行業利潤降低，因此我國異步發電機行業市場競爭也日趨激烈。必需并聯恰當數值的勵磁電容。固然受金融危機影響使得異步發電機行業近兩年發展速度略有減緩。但跟著我國國民經濟的快速發展以及國際金融危機的逐漸消退，我國異步發電機行業重新迎來良好的發展機遇。異步發電機在水輪機的驅動下，當其轉速達到額定值時，利用其剩磁建立微小的剩磁電壓。

異步電念頭加上適量的電容器，便成為一臺異步發電機，也就是將所需要的電容器。并接在異步電念頭定子出線端即可。對于感性負荷則應將其附加，電容器并接在負荷之上，隨負荷的投入而投入。面臨這一現狀，異步發電機行業業內企業要積極應對，注重培養立異能力，不斷進步自身出產技術，加強企業競爭上風。于此同時異步發電機行業內企業還應全面掌握該行業的市場運行態勢，不斷學習該行業最新出產技術，了解該行業國家政策法規走向，把握同行業競爭對手的發展動態。只有如斯才能使企業充分了解該行業的發展動態及自身在行業中所處地位，并制定準確的發展策略以使企業在殘酷的市場競爭中取得領先上風。

空載勵磁和負載并聯電容量的選擇。準確選擇空載勵磁并聯電容量很重要，假如電容量選擇過大則造成空載電壓太高，可能損壞設備，選得過小，空載電壓又太低，選擇空載勵磁電容應使發電機產生的電壓不超過銘牌劃定的額定電壓。自勵式異步電機的選擇和發電所要具備的前提，為了同時知足動力及照明負荷的用電，通常應選擇“Y”型接法的異步電念頭，以便于引出中性線。電念頭轉速的選擇應略低于原念頭轉速，原念頭轉速一般比電念頭同期轉速高出5%～10%左右為宜。

在農村將異步電念頭改為發電機的經驗如下：發電機的勵磁方式，發電機勵磁方式有兩種，一種叫他勵方式，這種方式是電網供應勵磁電流來建立磁場。為了降低造價，應選擇容量在15kW以內，電壓為 380/220V的異步電念頭為宜。該剩磁電壓加在接于定子出線真個電容器上，產生一個容性電流，該電流便成為發電機的勵磁電流。電念頭轉子上必需有一定的剩磁。