第一篇：電機拖動論文之異步電機的發(fā)展與現(xiàn)狀

電機及拖動論文

之異步電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

異步電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

摘 要

近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器中，更需要有大量的中、小功率電動機。由于這種電動機的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，它的使用、保養(yǎng)和維護工作也越來越重要。電動機機應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。本文主要介紹了異步電動機技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：技術(shù)現(xiàn)狀，工作原理，運行維護

電能是國民經(jīng)濟中應(yīng)用最廣泛的能源，而電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等各個環(huán)節(jié)都依賴于各種各樣的電機；電力拖動是國民經(jīng)濟各部門中采用最多最普遍的拖動方式，是生產(chǎn)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(jīng)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(jù)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(jié)構(gòu)及工作原理分類電動機按結(jié)構(gòu)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(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)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(jié)構(gòu)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(fù)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(zhuǎn)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(qū)動用電動機和控制用電動機。驅(qū)動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)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(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 電動機按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機）。6．按運轉(zhuǎn)速度分類 電動機按運轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)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(diào)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(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機。

電動機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀電動機是一種實現(xiàn)機、電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動機的發(fā)展也促進了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產(chǎn)機械的原動機，一個多世紀(jì)以來，雖然電動機的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動機的類型增加了許多，在運行性能，經(jīng)濟指標(biāo)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(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動機的理論基礎(chǔ)上又發(fā)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(yīng)的特點，已成為電動機學(xué)科的一個獨立分支。

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

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機械。拖動各種生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，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(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟，能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)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(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。

縱觀電力拖動的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動方式并存于各個生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式，19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟實用的交流電動機，致使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進步，對電力拖動在起動，制動，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)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(shù)上難以實現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時期內(nèi)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(zhuǎn)速系統(tǒng)。

雖然直流電動機具有調(diào)速性能優(yōu)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(huán)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(zhuǎn)速，單機容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動機的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)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(diào)速性能優(yōu)良，維修費用低等優(yōu)點，將廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)電氣自動化領(lǐng)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(fā)展異步電機是一種交流電機，也叫感應(yīng)電機，主要作電動機使用。異步電動機廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，例如機床、水泵、冶金、礦山設(shè)備與輕工業(yè)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(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)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(lǐng)域，控制電機得到廣泛應(yīng)用。異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小水電站、風(fēng)力發(fā)電機也可采用異步電機。異步電機之所以得到廣泛應(yīng)用，主要由于它有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)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(dāng)好的工作特性。

異步電機主要的缺點是：目前尚不能經(jīng)濟的在較大范圍內(nèi)平滑調(diào)速以及它必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率，雖然異步電機的交流調(diào)速已有長足進展，但成本較高，尚不能廣泛使用；在電網(wǎng)負(fù)載中，異步電機所占比重較大，這個滯后的無功功率對電網(wǎng)是一個相當(dāng)重的負(fù)擔(dān)，它增加了線路損耗、妨礙了有功功率的輸出。當(dāng)負(fù)載要求電動機容量較大而電網(wǎng)功率因數(shù)又較低的情況下，最好采用同步電動機來拖動

異步發(fā)電機的發(fā)展對發(fā)電機產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了較大的沖擊力。主電容器是用來使發(fā)電機建立空載電壓的電容器，一般是將它們聯(lián)結(jié)成一組，并接于發(fā)電機出線端。附加電容器要根據(jù)實際負(fù)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(fā)電機由空載至滿載，維持發(fā)電機額定電壓不變的電容器。

2010年我國異步發(fā)電機行業(yè)面對新的發(fā)展形勢，因為新進入企業(yè)不斷增多，上游原材料價格持續(xù)上漲，發(fā)電機租賃行業(yè)發(fā)展的也相當(dāng)不錯。導(dǎo)致行業(yè)利潤降低，因此我國異步發(fā)電機行業(yè)市場競爭也日趨激烈。必需并聯(lián)恰當(dāng)數(shù)值的勵磁電容。固然受金融危機影響使得異步發(fā)電機行業(yè)近兩年發(fā)展速度略有減緩，但跟著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及國際金融危機的逐漸消退，我國異步發(fā)電機行業(yè)重新迎來良好的發(fā)展機遇。異步發(fā)電機在水輪機的驅(qū)動下，當(dāng)其轉(zhuǎn)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(fā)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(fù)荷則應(yīng)將其附加 電容器并接在負(fù)荷之上，隨負(fù)荷的投入而投入。面臨這一現(xiàn)狀，異步發(fā)電機行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極應(yīng)對，注重培養(yǎng)立異能力，不斷進步自身出產(chǎn)技術(shù)，加強企業(yè)競爭上風(fēng)，于此同時異步發(fā)電機行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應(yīng)全面掌握該行業(yè)的市場運行態(tài)勢，不斷學(xué)習(xí)該行業(yè)最新出產(chǎn)技術(shù)，了解該行業(yè)國家政策法規(guī)走向，把握 同行業(yè)競爭對手的發(fā)展動態(tài)，只有如斯才能使企業(yè)充分了解該行業(yè)的發(fā)展動態(tài)及自身在行業(yè)中所處地位，并制定準(zhǔn)確的發(fā)展策略以使企業(yè)在殘酷的市場競爭中取得領(lǐng)先上風(fēng)。

空載勵磁和負(fù)載并聯(lián)電容量的選擇，準(zhǔn)確選擇空載勵磁并聯(lián)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(shè)備；選得過小，空載電壓又太低，選擇空載勵磁電容應(yīng)使發(fā)電機產(chǎn)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(fā)電所要具備的前提，為了同時知足動力及照明負(fù)荷的用電，通常應(yīng)選擇“Y”型接法的異步電念頭，以便于引出中性線。電念頭轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)略低于原念頭轉(zhuǎn)速，原念頭轉(zhuǎn)速一般比電念頭同期轉(zhuǎn)速高出5%～10%左右為宜。

在農(nóng)村將異步電念頭改為發(fā)電機的經(jīng)驗如下：發(fā)電機的勵磁方式，發(fā)電機勵磁方式有兩種，一種叫他勵方式，這種方式是電網(wǎng)供應(yīng)勵磁電流來建立磁場。為了降低造價，應(yīng)選擇容量在15kW以內(nèi)，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?zhèn)€電容器上，產(chǎn)生一個容性電流，該電流便成為發(fā)電機的勵磁電流。電念頭轉(zhuǎn)子上必需有一定的剩磁。

第二篇：電機及拖動基礎(chǔ)論文之異步電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

電

機

及

拖

動

基

礎(chǔ)

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文

之

異

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電

機的現(xiàn)

狀

與

發(fā)

展

院系：工學(xué)院機械系

專業(yè)：機械設(shè)計制造極其自動化

班級：機電班

學(xué)號：

姓名：

日期：2012.異步電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

摘要

近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器中，更需要有大量的中、小功率電動機。由于這種電動機的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，它的使用、保養(yǎng)和維護工作也越來越重要。

電動機機應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。

本文主要介紹了異步電動機技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：技術(shù)現(xiàn)狀，工作原理，運行維護

電能是國民經(jīng)濟中應(yīng)用最廣泛的能源，而電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等各個環(huán)節(jié)都依賴于各種各樣的電機；電力拖動是國民經(jīng)濟各部門中采用最多最普遍的拖動方式，是生產(chǎn)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(jīng)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(jù)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(jié)構(gòu)及工作原理分類電動機按結(jié)構(gòu)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(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)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(jié)構(gòu)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(fù)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(zhuǎn)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(qū)動用電動機和控制用電動機。驅(qū)動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)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(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類

電動機按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機）。6．按運轉(zhuǎn)速度分類

電動機按運轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)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(diào)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(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機。

電動機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀電動機是一種實現(xiàn)機、電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動機的發(fā)展也促進了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產(chǎn)機械的原動機，一個多世紀(jì)以來，雖然電動機的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動機的類型增加了許多，在運行性能，經(jīng)濟指標(biāo)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(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動機的理論基礎(chǔ)上又發(fā)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(yīng)的特點，已成為電動機學(xué)科的一個獨立分支。

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

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機械。拖動各種生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，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(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟，能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)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(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。

縱觀電力拖動的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動方式并存于各個生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式，19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟實用的交流電動機，致使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進步，對電力拖動在起動，制動，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)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(shù)上難以實現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時期內(nèi)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(zhuǎn)速系統(tǒng)。

雖然直流電動機具有調(diào)速性能優(yōu)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(huán)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(zhuǎn)速，單機容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動機的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)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(diào)速性能優(yōu)良，維修費用低等優(yōu)點，將廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)電氣自動化領(lǐng)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(fā)展異步電機是一種交流電機，也叫感應(yīng)電機，主要作電動機使用。異步電動機廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，例如機床、水泵、冶金、礦山設(shè)備與輕工業(yè)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(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)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(lǐng)域，控制電機得到廣泛應(yīng)用。異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小水電站、風(fēng)力發(fā)電機也可采用異步電機。

異步電機之所以得到廣泛應(yīng)用，主要由于它有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)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(dāng)好的工作特性。

異步電機主要的缺點是：目前尚不能經(jīng)濟的在較大范圍內(nèi)平滑調(diào)速以及它必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率，雖然異步電機的交流調(diào)速已有長足進展，但成本較高，尚不能廣泛使用；在電網(wǎng)負(fù)載中，異步電機所占比重較大，這個滯后的無功功率對電網(wǎng)是一個相當(dāng)重的負(fù)擔(dān)，它增加了線路損耗、妨礙了有功功率的輸出。當(dāng)負(fù)載要求電動機容量較大而電網(wǎng)功率因數(shù)又較低的情況下，最好采用同步電動機來拖動

異步發(fā)電機的發(fā)展對發(fā)電機產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了較大的沖擊力。主電容器是用來使發(fā)電機建立空載電壓的電容器，一般是將它們聯(lián)結(jié)成一組，并接于發(fā)電機出線端。附加電容器要根據(jù)實際負(fù)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(fā)電機由空載至滿載，維持發(fā)電機額定電壓不變的電容器。

2010年我國異步發(fā)電機行業(yè)面對新的發(fā)展形勢，因為新進入企業(yè)不斷增多，上游原材料價格持續(xù)上漲，發(fā)電機租賃行業(yè)發(fā)展的也相當(dāng)不錯。導(dǎo)致行業(yè)利潤降低，因此我國異步發(fā)電機行業(yè)市場競爭也日趨激烈。必需并聯(lián)恰當(dāng)數(shù)值的勵磁電容。固然受金融危機影響使得異步發(fā)電機行業(yè)近兩年發(fā)展速度略有減緩，但跟著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及國際金融危機的逐漸消退，我國異步發(fā)電機行業(yè)重新迎來良好的發(fā)展機遇。異步發(fā)電機在水輪機的驅(qū)動下，當(dāng)其轉(zhuǎn)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(fā)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(fù)荷則應(yīng)將其附加

電容器并接在負(fù)荷之上，隨負(fù)荷的投入而投入。面臨這一現(xiàn)狀，異步發(fā)電機行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極應(yīng)對，注重培養(yǎng)立異能力，不斷進步自身出產(chǎn)技術(shù)，加強企業(yè)競爭上風(fēng)，于此同時異步發(fā)電機行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應(yīng)全面掌握該行業(yè)的市場運行態(tài)勢，不斷學(xué)習(xí)該行業(yè)最新出產(chǎn)技術(shù)，了解該行業(yè)國家政策法規(guī)走向，把握

同行業(yè)競爭對手的發(fā)展動態(tài)，只有如斯才能使企業(yè)充分了解該行業(yè)的發(fā)展動態(tài)及自身在行業(yè)中所處地位，并制定準(zhǔn)確的發(fā)展策略以使企業(yè)在殘酷的市場競爭中取得領(lǐng)先上風(fēng)。

空載勵磁和負(fù)載并聯(lián)電容量的選擇，準(zhǔn)確選擇空載勵磁并聯(lián)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(shè)備；選得過小，空載電壓又太低，選擇空載勵磁電容應(yīng)使發(fā)電機產(chǎn)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(fā)電所要具備的前提，為了同時知足動力及照明負(fù)荷的用電，通常應(yīng)選擇“Y“型接法的異步電念頭，以便于引出中性線。電念頭轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)略低于原念頭轉(zhuǎn)速，原念頭轉(zhuǎn)速一般比電念頭同期轉(zhuǎn)速高出5%～10%左右為宜。

在農(nóng)村將異步電念頭改為發(fā)電機的經(jīng)驗如下：發(fā)電機的勵磁方式，發(fā)電機勵磁方式有兩種，一種叫他勵方式，這種方式是電網(wǎng)供應(yīng)勵磁電流來建立磁場。為了降低造價，應(yīng)選擇容量在15kW以內(nèi)，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?zhèn)€電容器上，產(chǎn)生一個容性電流，該電流便成為發(fā)電機的勵磁電流。電念頭轉(zhuǎn)子上必需有一定的剩磁。

第三篇：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(xué)號：000000000000

異步電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

電能是國民經(jīng)濟中應(yīng)用最廣泛的能源，而電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等各個環(huán)節(jié)都依賴于各種各樣的電機。電力拖動是國民經(jīng)濟各部門中采用最多最普遍的拖動方式，是生產(chǎn)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(jīng)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(jù)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(jié)構(gòu)及工作原理分類 電動機按結(jié)構(gòu)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(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)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(jié)構(gòu)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(fù)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(zhuǎn)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(qū)動用電動機和控制用電動機。驅(qū)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(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等用電動機）及其它通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)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(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 電動機按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機）。

6、按運轉(zhuǎn)速度分類 電動機按運轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)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(diào)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(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻。

電動機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

電動機是一種實現(xiàn)機、電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，反過來，電動機的發(fā)展也促進了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產(chǎn)機械的原動機一個多世紀(jì)以來，雖然電動機的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動機的類型增加了許多，在運行性能、經(jīng)濟指標(biāo)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(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展在一般旋轉(zhuǎn)電動機的理論基礎(chǔ)上又發(fā)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(yīng)的特點，已成為電動機學(xué)科的一個獨立分支。

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

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機械。拖動各種生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，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(diào)節(jié)性能好、耗損小、經(jīng)濟、能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)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(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。

縱觀電力拖動的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動方式并存于各個生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式。19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟實用的交流電動機，致使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進步，對電力拖動在起動、制動、正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)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(shù)上難以實現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來在可逆、可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時期內(nèi)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(zhuǎn)速系統(tǒng)。

雖然直流電動機具有調(diào)速性能優(yōu)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(huán)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(zhuǎn)速、單機容量的發(fā)展也受到了限制。所以在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展調(diào)速電動機。半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)。尤其是70年代以來大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動機的串級調(diào)速、各種類型的變頻調(diào)速、無換向器電動機調(diào)速等使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬、穩(wěn)態(tài)精度高、動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)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(diào)速性能優(yōu)良、維修費用低等優(yōu)點，將廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)電氣自動化領(lǐng)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(fā)展

異步電機是一種交流電機，也叫感應(yīng)電機，主要作電動機使用。異步電動機廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，例如機床、水泵、冶金、礦山設(shè)備與輕工業(yè)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(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)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(lǐng)域控制電機得到廣泛應(yīng)用。異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小水電站、風(fēng)力發(fā)電機也可采用異步電機。

異步電機之所以得到廣泛應(yīng)用。主要由于它有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)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(dāng)好的工作特性。異步電機主要的缺點是目前尚不能經(jīng)濟的在較大范圍內(nèi)平滑調(diào)速以及它必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率。雖然異步電機的交流調(diào)速已有長足進展，但成本較高，尚不能廣泛使用。在電網(wǎng)負(fù)載中，異步電機所占比重較大，這個滯后的無功功率對電網(wǎng)是一個相當(dāng)重的負(fù)擔(dān)。它增加了線路損耗、妨礙了有功功率的輸出。當(dāng)負(fù)載要求電動機容量較大而電網(wǎng)功率因數(shù)又較低的情況下，最好采用同步電動機來拖動。

異步發(fā)電機的發(fā)展對發(fā)電機產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了較大的沖擊力。主電容器是用來使發(fā)電機建立空載電壓的電容器。一般是將它們聯(lián)結(jié)成一組，并接于發(fā)電機出線端。附加電容器要根據(jù)實際負(fù)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(fā)電機由空載至滿載，維持發(fā)電機額定電壓不變的電容器。

2013年我國異步發(fā)電機行業(yè)面對新的發(fā)展形勢，因為新進入企業(yè)不斷增多、上游原材料價格持續(xù)上漲、發(fā)電機租賃行業(yè)發(fā)展的也相當(dāng)不錯。導(dǎo)致行業(yè)利潤降低，因此我國異步發(fā)電機行業(yè)市場競爭也日趨激烈。必需并聯(lián)恰當(dāng)數(shù)值的勵磁電容。固然受金融危機影響使得異步發(fā)電機行業(yè)近兩年發(fā)展速度略有減緩。但跟著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及國際金融危機的逐漸消退，我國異步發(fā)電機行業(yè)重新迎來良好的發(fā)展機遇。異步發(fā)電機在水輪機的驅(qū)動下，當(dāng)其轉(zhuǎn)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(fā)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(fù)荷則應(yīng)將其附加，電容器并接在負(fù)荷之上，隨負(fù)荷的投入而投入。面臨這一現(xiàn)狀，異步發(fā)電機行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極應(yīng)對，注重培養(yǎng)立異能力，不斷進步自身出產(chǎn)技術(shù)，加強企業(yè)競爭上風(fēng)。于此同時異步發(fā)電機行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應(yīng)全面掌握該行業(yè)的市場運行態(tài)勢，不斷學(xué)習(xí)該行業(yè)最新出產(chǎn)技術(shù)，了解該行業(yè)國家政策法規(guī)走向，把握同行業(yè)競爭對手的發(fā)展動態(tài)。只有如斯才能使企業(yè)充分了解該行業(yè)的發(fā)展動態(tài)及自身在行業(yè)中所處地位，并制定準(zhǔn)確的發(fā)展策略以使企業(yè)在殘酷的市場競爭中取得領(lǐng)先上風(fēng)。

空載勵磁和負(fù)載并聯(lián)電容量的選擇。準(zhǔn)確選擇空載勵磁并聯(lián)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(shè)備，選得過小，空載電壓又太低，選擇空載勵磁電容應(yīng)使發(fā)電機產(chǎn)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(fā)電所要具備的前提，為了同時知足動力及照明負(fù)荷的用電，通常應(yīng)選擇“Y”型接法的異步電念頭，以便于引出中性線。電念頭轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)略低于原念頭轉(zhuǎn)速，原念頭轉(zhuǎn)速一般比電念頭同期轉(zhuǎn)速高出5%～10%左右為宜。

在農(nóng)村將異步電念頭改為發(fā)電機的經(jīng)驗如下：發(fā)電機的勵磁方式，發(fā)電機勵磁方式有兩種，一種叫他勵方式，這種方式是電網(wǎng)供應(yīng)勵磁電流來建立磁場。為了降低造價，應(yīng)選擇容量在15kW以內(nèi)，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?zhèn)€電容器上，產(chǎn)生一個容性電流，該電流便成為發(fā)電機的勵磁電流。電念頭轉(zhuǎn)子上必需有一定的剩磁。

第四篇：電機拖動論文

電機與拖動讀書報告

1.電機的分類與介紹

1.1 電機的分類

（1）同步型電機：交流同步電機；永磁同步電機；無刷直流電機；步進電動機；開關(guān)磁阻電動機；

（2）異步型（感應(yīng)型）電機：三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動機；單相異步電動機；三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機；（3）排斥型電機。

下面具體介紹三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動機和單相異步電動機兩種電機。

1.2 三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動機

結(jié)構(gòu)組成圖

1.2.1定子

電動機的靜止部分稱為定子，主要包括定子鐵心、定子繞組和機座等。

（1）定子鐵心

作用：磁路一部分；放置定子繞組。

材料：0.35~0.5mm硅鋼片疊裝

槽的類型：半閉口型（小 型）

半開口型（中大型）

開口型（高壓型）（2）定子繞組

作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場

材料：高強度漆包線（小型）絕緣處理的銅條（大中型）

接法：星形或三角形（六個出線端）

（3）機座

作用：固定定子鐵心，保護整臺電機

材料：鑄鐵（中小型）鋼板（大型）

1.2.2 轉(zhuǎn)子

電動機的旋轉(zhuǎn)部分為轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸及風(fēng)葉等組成。

（1）轉(zhuǎn)子鐵心

作用：電動機磁路一部分

材料：0.5mm相互絕緣硅鋼片（2）轉(zhuǎn)子繞組

作用：產(chǎn)生感應(yīng)電流和電動勢，在旋轉(zhuǎn) 磁場作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩

分類：a、籠型轉(zhuǎn)子

結(jié)構(gòu)：單籠型、雙籠型、深槽式，其中單籠型又分鑄鋁和銅條轉(zhuǎn)子。

1.2.3其他附件：

1、端蓋

2、軸承和軸承蓋

3、風(fēng)扇和風(fēng)罩

1.3 單相異步電動機

1.3.1 基本結(jié)構(gòu)

（1）定子：電動機的定子由定子鐵心和定子繞組構(gòu)成，如圖2-2所示。

（2）轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，如圖2-3所示。轉(zhuǎn)子繞組一般有籠形轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子繞組兩種。

（3）其他部件：單相異步電動機的其他部件還有機殼、前后端蓋、風(fēng)葉等。

1.3.2 工作原理

設(shè)磁極按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，形成一個旋轉(zhuǎn)磁場，置于旋轉(zhuǎn)磁場中的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于籠型轉(zhuǎn)子繞組是閉合結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)右手定則，可以判斷出位于N極下的導(dǎo)條感應(yīng)電流方向為進入紙面；而位于 S 極下的導(dǎo)條感應(yīng)電流方向為穿出紙面。又因為載流導(dǎo)體在磁場中會受到電磁力的作用，根據(jù)左手定則可判斷出位于 N 極下的導(dǎo)條受力方向向左；位于 S 極下的導(dǎo)條受力方向向右。這樣，在籠型轉(zhuǎn)子上就形成一個逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向轉(zhuǎn)動起來。

若磁極按順時針方向旋轉(zhuǎn)，同理，轉(zhuǎn)子也會改變方向朝順時針方向轉(zhuǎn)動。另外，磁場若加快旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)子速度，轉(zhuǎn)子上感應(yīng)電流及電磁轉(zhuǎn)矩將增大，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速加快。

“異步”解釋：異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向一致，如果轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條不再切割磁感應(yīng)線，沒有電磁感應(yīng)，感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子失去旋轉(zhuǎn)動力，在固有阻力矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必然低于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，所以稱其為異步電動機。

如果電動機轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這種電動機稱為同步電動機。異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（也稱同步轉(zhuǎn)速 n0）與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速 n0 的比值用“轉(zhuǎn)差率” s 表示：

0

0

n?ns?n1.3.3 基本分類

（1）電阻起動式異步電動機（2）電容起動式異步電動機

（3）電容運轉(zhuǎn)式異步電動機

（4）電容起動運轉(zhuǎn)式異步電動機（5）罩極式電動機

2.異步電動機的起動方法

2.1 直接起動

直接起動，也就是全壓起動，是一種最簡單的起動方法也是三相異步電動機應(yīng)用最多的一種起動方法。小功率電機常常采用這種起動方式然而對較大功率的電機而言，這種起停方式的缺點也是顯而易見的。在這種起動方式下，起動電流約為標(biāo)稱電流的4-7倍;起動轉(zhuǎn)矩約為標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩的1.0?2.0倍。其特點是:電機端子少(一般為三端子電機)，可帶載起動、高電流峰值和大壓降起動，設(shè)備簡易。

直接起動是最簡單的起動方式，起動時通過空開或接觸器將電機直接接到電網(wǎng)上。具有起動設(shè)備簡單，起動速度快的優(yōu)點, 而且起動轉(zhuǎn)矩比采用降壓起動時大。在電網(wǎng)和負(fù)載兩方面都允許全壓直接起動的情況下，鼠籠式異步電動機仍以直接起動為宜．因為操縱控制方便，而且比較經(jīng)濟。

其危害很大電網(wǎng)沖擊大。過大的起動電流，會造成電網(wǎng)壓降，影響其他用電設(shè)備的正常進行。還可能使欠壓保護動作，造成用電設(shè)備的有害跳閘。同時過大的起動電流會使電機繞組發(fā)熱，從而加速絕緣老化，影響電機壽命；機械沖擊嚴(yán)重，過大的沖擊力矩容量造成電機轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)斷裂和定于端部繞組絕緣磨損，導(dǎo)致絕緣擊穿燒毀電機，轉(zhuǎn)軸扭曲，聯(lián)軸節(jié)、傳動齒輪損傷和皮帶撕裂等。

因此盡管直接起動方法簡單．起動設(shè)備也簡單，價格便宜，但為了限制電和機械的沖擊，以及保證電網(wǎng)的供電質(zhì)量，在某種場合，就得采取減壓起動方式，或者在繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子電路中串入阻抗進行起動。

圖2.1為三相交流異步電動機直接起動的電路圖。三相交流電源經(jīng)由組合開關(guān)K，熔斷器F1、F2、F3，交流接觸器KM的主觸點到電動機定子繞組，構(gòu)成了主電路。

2.2 降壓起動

降壓起動通過降低起動時加在定子繞組上的電壓來減小起動電流，起動結(jié)束后，再將定子繞組的兩端電壓恢復(fù)到額定值。降壓起動雖然能減小起動電流，但是起動轉(zhuǎn)矩也大大減小了，所以降壓起動一般適用于中、大容量的異步電動機輕載貨空載起動。

降壓起動適用于容量大于或等于20Kw并帶輕載的工況。由于輕載，故電動機起動時電磁轉(zhuǎn)矩很容易滿足負(fù)載要求。主要問題是起動電流大，電網(wǎng)難以承受過大的沖擊電流，因此必須降低起動電流。

在研究起動時，可以用短路阻抗Rk+jRk來等效異步電動機。電機的起動電流（即流過Rk+jRk上的電流）與端電壓成正比，而起動轉(zhuǎn)矩與電機端電壓的平方成正比，這就是說起動轉(zhuǎn)矩比起動電流降得更快。降壓之后在起動電流滿足要求的情況下，還要校核起動轉(zhuǎn)矩是否滿足要求。

3.變頻器

3.1 通用變頻器 3.1.1 基本結(jié)構(gòu)

主要包括三個部分：一是主電路接線端，包括接工頻電網(wǎng)的輸入端（R、S、T），接電動機的頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的輸出端（U、V、W）;二是控制端子，包括外部信號控制端子、變頻器工作狀態(tài)指示端子、變頻器與微機或其他變頻器的通信借口；三是操作面板，包括液晶顯示屏和鍵盤。結(jié)構(gòu)原理示意圖如下：

通用變頻器由主電路和控制電路組成，其基本構(gòu)成如下圖所示。其中，給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻的店里變換部分稱為主電路，主電路包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)（又稱平波電路）和逆變器等。

（1）整流器。電網(wǎng)側(cè)的變流器為整流器，它的作用是把工頻電源變成直流電源。三相交流電源一般需經(jīng)過壓敏電阻網(wǎng)絡(luò)引入到整流橋的輸入端。壓敏電阻網(wǎng)絡(luò)的作用是吸收交流電網(wǎng)浪通過電壓，從而避免浪涌侵入，導(dǎo)致步電壓而損壞變頻器。整流電路按其控制方式可以是直流電壓源，也可以是直流電流源。電壓型變頻器的整流電路屬于不可控整流橋直流電壓源，當(dāng)電源線電壓為380V時，整流器件的最大反向電壓一般為1000V，最大整流電流為通用變頻器額定電流的2倍。

（2）逆變器。負(fù)載側(cè)的變流器為逆變器。與整流器的作用相反，逆變器是將直流功率變換為所需求頻率的交流功率。逆變器最常見的結(jié)構(gòu)形式是利用6個半導(dǎo)體主開關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路。通過有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)的導(dǎo)通和管斷，可以得到任意頻率的三相交流輸出波形。

（3）中間直流環(huán)節(jié)。中間直流環(huán)節(jié)實際上是中間直流儲能環(huán)節(jié)，另一個作用是承擔(dān)對整流電路輸出進行濾波，以減少電壓或電流的波動。此外，由于異步電動機制動的需要，在直流中間電路中還設(shè)有制動電阻及其他輔助電路，這就是直流中間電路的作用。電壓型變頻器的直流中間電路的主要元器件是大容量電解電容，而電流型變頻器則主要由大容量電感器組成。

控制電路常由運算電路，檢測電路，控制信號的輸入、輸出電路，驅(qū)動電路和制動電路等組成。其主要任務(wù)是完成對逆變器的開完控制，對整流器的電壓控制，以及完成各種保護功能等。

通用變頻器中的制動電路是為了滿足異步電動機制動的需要而設(shè)置的，對于大、小容量的通用變頻器來說，為了階躍能源，一般采用電源再生單元講上述能量回饋給供電電源。而對于小容量通用變頻器來說，則通常采用只懂電路，講異步電動機反饋回來的能量在制動電路上消耗掉。

3.1.2 基本分類

通用變頻器按其主電路結(jié)構(gòu)形式可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器，如果主電路中沒有主流中間環(huán)節(jié)的稱為交-交變頻器。按其工作方式有電壓型變頻器和直流型變頻器。按其工作方式有電壓型變頻器和之流行變頻器；按其逆變器開關(guān)方式有PAM控制方式、PWM控制方式和高頻載波SPWM控制方式三種；按其逆變器控制方式有U/f控制方式。轉(zhuǎn)差頻率控制方式、矢量控制方式、矢量轉(zhuǎn)矩控制方式和直接轉(zhuǎn)矩控制等。

3.2 西門子變頻器（以440為例）

3.2.1 主要特性

（1）易于安裝，參數(shù)設(shè)置和調(diào)試（2）易于調(diào)試

（3）牢固的 EMC 設(shè)計

（4）可由 IT（中性點不接地）電源供電（5）對控制信號的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的

（6）參數(shù)設(shè)置的范圍很廣，確保它可對廣泛的應(yīng)用對象進行配置（7）電纜連接簡便

（8）具有多個繼電器輸出

（9）具有多個模擬量輸出(0 － 20 mA)（10）6個帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換為 NPN/PNP 接線（11）2個模擬輸入：

? AIN1：0 － 10 V，0 － 20 mA 和-10 至 +10 V ? AIN2：0 － 10 V，0 － 20 mA（12）2 個模擬輸入可以作為第 7 和第 8 個數(shù)字輸入

（13）BiCo(二進制互聯(lián)連接)技術(shù)

（14）模塊化設(shè)計，配置非常靈活

（15）脈寬調(diào)制的頻率高，因而電動機運行的噪音低（16）詳細的變頻器狀態(tài)信息和全面的信息功能

（17）有多種可選件供用戶選用：用于與 PC 通訊的通訊模塊，基本操作面板(BOP)，高級操作面板(AOP)，用于進行現(xiàn)場總線通訊的PROFIBUS 通訊模塊

3.2.2 基本結(jié)構(gòu)

4.電機的選型

4.1 步進電機的選型

4.1.1 選擇步進電機的幾個原則

對步進電機的初步選型，主要考慮三方面的問題：第一，步進電機的步距角要滿足進給傳動系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的要求；第二，步進電機的最大靜力矩要滿足進給傳動系統(tǒng)的空載快速啟動力矩要求；第三，步進電機的啟動矩頻特性和工作矩頻特性必須滿足進給傳動系統(tǒng)對啟動力矩與啟動頻率、工作運行力矩與運行頻率的要求。總之，應(yīng)遵循以下原則：

(1)應(yīng)使步距角和機械系統(tǒng)相匹配，以得到機床所需的脈沖當(dāng)量。有時為了在機械傳動過程中得到更小的脈沖當(dāng)量，一是改變絲杠的導(dǎo)程，二是通過步進電機的細分驅(qū)動來完成。但細分只能改變其分辨率，不能改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定的。

(2)．要正確計算機械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，使電機的矩頻特性能滿足機械負(fù)載要求并有一定的余量，保證其運行可靠。在實際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般來說，最大靜力矩大的電機，其承受的負(fù)載力矩也大。

(3)應(yīng)當(dāng)估算機械負(fù)載的負(fù)載慣量和機床要求的啟動頻率，使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機床快速移動的需要。(4)合理確定脈沖當(dāng)量和傳動鏈的傳動比。

4.1.2 計算折算到電機軸上的空載啟動力矩和切削時的負(fù)載力矩(1)計算負(fù)載力矩

電機軸上的負(fù)載力矩一般由三部分組成，其一是由切削分力產(chǎn)生的切削負(fù)載力矩；其二是由導(dǎo)軌摩擦力產(chǎn)生的摩擦負(fù)載力矩；其三是由滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩。每種負(fù)載力矩的計算方法不同。

①切削負(fù)載力矩 Tc(N·m)的計算

Tc?FL 2??i式中：F 為在切削狀態(tài)下，滾珠絲杠的軸向負(fù)載力，N；L為電機每轉(zhuǎn)一圈，機床執(zhí)行部件在軸向移動的距離m；?為進給傳動系統(tǒng)的總效率，?取0．90。

②摩擦負(fù)載力矩 Tu(N·m)的計算 Tu?FL 2??i式中：F 為在不切削狀態(tài)下，滾珠絲杠的軸向負(fù)載力(即為空載時的導(dǎo)軌摩擦力)。

③ 由滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩Tf(N·m)的計算

Tf?FL(1??0?2)

2??i式中：F 為滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力；L為滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程;?為滾珠絲杠螺母副的效率，取?=0．98。

④折算到電機軸上的負(fù)載力矩(N·m)的計算 空載(快進)時 T=Tu+Tf 切削(工進)時 T=Tc+Tf(2)計算電機軸上的加速力矩Top(N·m)2?9.8?n(Jm?Jd)

Top?60?980t式中：n 為運動部件以最快速度運動時電機的最高轉(zhuǎn)速；Jm為電機的轉(zhuǎn)動慣量。；Jd 為機械系統(tǒng)折算到電機軸上的負(fù)載慣量；t為加速時間。

(3)計算折算到電機軸上的加速力矩

該加速力矩Tq 就是電機軸上所需的加速力矩。一般有二種情況，一是機床移動部件空載快速啟動時，系統(tǒng)所需要的空載啟動加速力矩Tq。二是在機床切削狀態(tài)下，進給速度突然變化時，系統(tǒng)所需要的切削時的加速力矩Tq。

①空載啟動加速力矩 TQ(N·m)的計算 Tq=Taq+cjT=Taq+Tu+Tf ②切削時的加速力矩 Tt(N·m)的計算 Tt=Tat+Tcj =Tat+Tc+Tf 4.2 直流力矩電機的選型

4.2.1 基本介紹

4.2.2 選用實例

在計算力矩電機各參數(shù)時個參數(shù)之間的關(guān)系如下：

電壓與轉(zhuǎn)速成正比，電流與轉(zhuǎn)矩成正比，同一電壓下轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比； 在不同電壓下計算轉(zhuǎn)速時計算方法如下：

按上表參數(shù)計算10V時空載轉(zhuǎn)速： 計算方法如下：n?運行電壓?最大空載轉(zhuǎn)速=518r/min

峰值堵轉(zhuǎn)電壓運行電壓?峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩=0.01163N.m

峰值電壓計算10V時堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：M?27V轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩和電流：

M?（1—）?峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩=0.2915N.m 最大空載轉(zhuǎn)速運行轉(zhuǎn)速I?（1—最大轉(zhuǎn)速）?峰值堵轉(zhuǎn)電流=1.66A 最大空載轉(zhuǎn)速已知轉(zhuǎn)矩或電流計算轉(zhuǎn)速：

（1—計算方法如下：n?

已知電流/轉(zhuǎn)矩）?最大空載轉(zhuǎn)速

峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/電流

第五篇：電機與電力拖動

《電機與電力拖動》復(fù)習(xí)題

備注：1.請考生自帶計算器；

2.計算題只有答案以零分計。

一． 試說明他勵直流電動機的起動方法及其特點。二． 試說明變壓器并聯(lián)運行的條件。

三． 電壓變化率ΔU%和阻抗電壓UK有什么聯(lián)系？UK的大小決定于哪些因素？ UK的大小對變壓器運行的影響如何？

四． 一臺三相異步電動機，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子繞組上加三相額定電壓，會產(chǎn)生什么后果？

五． 一臺八極異步電動機電源頻率?=50Hz，額定轉(zhuǎn)差率SN=0.04，試求額定轉(zhuǎn)速nN。

六． 一臺單相變壓器，額定容量SN=1000kVA ,額定電壓U1N／U2N=60／6.3kV , 額定頻率?=50Hz，歸算至高壓側(cè)的ZK=61＋j205Ω，P0=5000W，PKN=16950W。求：（1）阻抗電壓UK；

（2）額定負(fù)載且cosψ2=0.8（滯后）時的電壓調(diào)整率；（3）cosψ2=0.8（滯后）時的最高效率。

七． 如果一對自整角機定子繞組的一根連接線接觸不良或脫開，試問是否能同步轉(zhuǎn)動？

八． 一臺直流發(fā)電機的額定數(shù)據(jù)為：PN=100kW，UN=230V，nN=2850r/min，ηN=85%，試求該發(fā)電機的額定電流IN及額定輸入功率P1N。

九． 如果一臺并勵發(fā)電機不能建立電壓時，檢查的方法是什么？ 十． 試說明變壓器的效率在什么樣的情況下達到最大值，這個最大值是如何得到的？

十一． 三相異步電動機能在低于額定電壓下長期運行嗎？為什么？

十二． 三相異步電動機的定、轉(zhuǎn)子鐵芯如用非磁性材料制成，會產(chǎn)生什么后果？

十三． 拆換異步電動機的定子繞組時，若把每相的匝數(shù)減少，則氣隙中的每極磁通與磁密數(shù)值將怎樣變化？ 十四． 異步電動機為什么又稱為感應(yīng)電動機？

十五． 一臺六極直流電機，1200r/min，74槽，每槽4個元件邊，單匝元件，單疊繞組，每極磁通為1.38×10-2Wb，電樞電流為120A，求其電磁轉(zhuǎn)矩及電樞電動勢。

十六． 一臺直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=17kW，UN=220V，nN=1500r/min，ηN=83%，試求該電動機的額定電流IN及額定輸入功率P1N。

十七． 一臺他勵直流電機并聯(lián)于U=220V電網(wǎng)上運行，單波繞組，已知p=2，N=372(電樞總導(dǎo)線數(shù))，n=1500r/min，每極磁通為φ=1.1×10-2Wb，電樞回路總電阻Ra=0.208Ω，PFe=362W，PΩ=204W，忽略附加損耗。試求：

a)b)此直流電機是發(fā)電機還是電動機？ 電磁轉(zhuǎn)矩、輸入功率和效率各為多少？

十八． 一臺他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW，UN=220V，IN=39.8A，nN=1500r/min，試計算并繪制其固有機械特性。十九． 一臺四極直流發(fā)電機是單疊繞組，每極磁通為3.79×10-2Wb，電樞總導(dǎo)線數(shù)為152根，轉(zhuǎn)速為n=1200r/min，求電機的空載電動勢。若改為單波繞組，其他條件不變，問空載電動勢為230V時，電機的轉(zhuǎn)速應(yīng)是多少？

二十． 一臺三相異步電動機PN=60kW，nN=577 r/min，cosψN=0.77，ηN=88.5%，試求在額定線電壓為

380V時的額定電流IN。

二十一． 一臺三相異步電動機的輸入功率8.6kW，定子銅耗為425W，鐵耗為210W，轉(zhuǎn)差率為S=0.034，試計算電動機的電磁功率、轉(zhuǎn)子銅耗及機械損耗。

二十二． 某臺直流發(fā)電機的額定數(shù)據(jù)為：PN=90kW，UN=230V，nN=1450r/min，ηN=89.6%，試求該發(fā)電機的額定電流IN。二十三． 一臺四極直流電動機，單疊繞組，額定轉(zhuǎn)速nN=1460r/min，36槽，每槽6個元件邊，每極磁通為2.2×10-2Wb，問電樞電流為800A時，求其電磁轉(zhuǎn)矩。

二十四． 電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩增大時，轉(zhuǎn)速似乎應(yīng)該上升，但從直流電動機的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速特性來看，電磁轉(zhuǎn)矩增大時，轉(zhuǎn)速反而下降，這是什么原因？

二十五． 并勵直流電動機在運行時若勵磁繞組斷線，會出現(xiàn)什么后果？

二十六． 三相異步電動機，額定功率PN=55kW，額定電壓UN=380V，額定電流IN=119A，額定轉(zhuǎn)速nN=570r/min，額定功率因素

cosψN=0.89，求同步轉(zhuǎn)速、極對數(shù)、額定負(fù)載時的效率和轉(zhuǎn)差率。已知電網(wǎng)頻率為50Hz。

二十七． 某臺直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=10kW,UN=220V, nN=1500r/min,ηN=88.6%,試求該電動機額定運行時的輸入功率P1及額定電流IN。

二十八． 有一臺三相變壓器，額定容量SN=50kVA , 高壓側(cè)額定電壓U1N=10kV , 低壓側(cè)額定電壓U2N=400V , 高低壓繞組都接成星形，試求高低壓側(cè)的額定電流I1N和I2N。

二十九． 某臺直流發(fā)電機為單疊繞組，每極磁通為3.5×10-2Wb，電樞總導(dǎo)線為152根，轉(zhuǎn)速為1200 r/min，求電機的空載電動勢。若改為單波繞組，其他條件不變，問空載電動勢為210V時，電機的轉(zhuǎn)速是多少？

三十． 為什么說交流異步測速發(fā)電機是交流侍服電動機的一種逆運行方式？