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、微電子技術及現(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)展及廣泛的應用，它的使用、保養(yǎng)和維護工作也越來越重要。電動機機應用廣泛，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發(fā)展及現(xiàn)狀。

關鍵詞：技術現(xiàn)狀，工作原理，運行維護

電能是國民經(jīng)濟中應用最廣泛的能源，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(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、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(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)可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應電動機（舊標準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)速電動機和開關磁阻調(diào)速電動機。

電動機技術發(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)和計算機技術的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動機的理論基礎上又發(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(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)中得到了廣泛的應用，但隨著生產(chǎn)技術的發(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(xiàn)這些要求，所以20世紀以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內(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60年代以后，隨著電力電子技術的發(fā)展，半導體交流技術的交流技術的交流調(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的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應用創(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)響應快以及在四象限做可逆運行等良好的技術性能，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，將廣泛應用于各個工業(yè)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(fā)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，例如機床、水泵、冶金、礦山設備與輕工業(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、計算機等高科技領域，控制電機得到廣泛應用。異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小水電站、風力發(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(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)展的也相當不錯。導致行業(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(xiàn)狀，異步發(fā)電機行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極應對，注重培養(yǎng)立異能力，不斷進步自身出產(chǎn)技術，加強企業(yè)競爭上風，于此同時異步發(fā)電機行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應全面掌握該行業(yè)的市場運行態(tài)勢，不斷學習該行業(yè)最新出產(chǎn)技術，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，并制定準確的發(fā)展策略以使企業(yè)在殘酷的市場競爭中取得領先上風。

空載勵磁和負載并聯(lián)電容量的選擇，準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，可能損壞設備；選得過小，空載電壓又太低，選擇空載勵磁電容應使發(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(zhuǎn)速的選擇應略低于原念頭轉(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)供應勵磁電流來建立磁場。為了降低造價，應選擇容量在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：電機及拖動基礎論文之異步電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

電

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文

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異

步

電

機的現(xiàn)

狀

與

發(fā)

展

院系：工學院機械系

專業(yè)：機械設計制造極其自動化

班級：機電班

學號：

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、微電子技術及現(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)展及廣泛的應用，它的使用、保養(yǎng)和維護工作也越來越重要。

電動機機應用廣泛，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發(fā)展及現(xiàn)狀。

關鍵詞：技術現(xiàn)狀，工作原理，運行維護

電能是國民經(jīng)濟中應用最廣泛的能源，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(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、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(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)可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應電動機（舊標準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)速電動機和開關磁阻調(diào)速電動機。

電動機技術發(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)和計算機技術的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動機的理論基礎上又發(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(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)中得到了廣泛的應用，但隨著生產(chǎn)技術的發(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(xiàn)這些要求，所以20世紀以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內(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60年代以后，隨著電力電子技術的發(fā)展，半導體交流技術的交流技術的交流調(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的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應用創(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)響應快以及在四象限做可逆運行等良好的技術性能，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，將廣泛應用于各個工業(yè)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(fā)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，例如機床、水泵、冶金、礦山設備與輕工業(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、計算機等高科技領域，控制電機得到廣泛應用。異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小水電站、風力發(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(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)展的也相當不錯。導致行業(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(xiàn)狀，異步發(fā)電機行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極應對，注重培養(yǎng)立異能力，不斷進步自身出產(chǎn)技術，加強企業(yè)競爭上風，于此同時異步發(fā)電機行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應全面掌握該行業(yè)的市場運行態(tài)勢，不斷學習該行業(yè)最新出產(chǎn)技術，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，并制定準確的發(fā)展策略以使企業(yè)在殘酷的市場競爭中取得領先上風。

空載勵磁和負載并聯(lián)電容量的選擇，準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，可能損壞設備；選得過小，空載電壓又太低，選擇空載勵磁電容應使發(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(zhuǎn)速的選擇應略低于原念頭轉(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)供應勵磁電流來建立磁場。為了降低造價，應選擇容量在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

學號：000000000000

異步電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

電能是國民經(jīng)濟中應用最廣泛的能源，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(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、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(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)可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應電動機（舊標準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)速電動機和開關磁阻。

電動機技術發(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)和計算機技術的發(fā)展在一般旋轉(zhuǎn)電動機的理論基礎上又發(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(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)中得到了廣泛的應用。但隨著生產(chǎn)技術的發(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(xiàn)這些要求，所以20世紀以來在可逆、可調(diào)速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內(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60年代以后，隨著電力電子技術的發(fā)展調(diào)速電動機。半導體交流技術的交流技術的交流調(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的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應用創(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)響應快以及在四象限做可逆運行等良好的技術性能，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，將廣泛應用于各個工業(yè)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(fā)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，例如機床、水泵、冶金、礦山設備與輕工業(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、計算機等高科技領域控制電機得到廣泛應用。異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小水電站、風力發(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(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)展的也相當不錯。導致行業(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(xiàn)狀，異步發(fā)電機行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極應對，注重培養(yǎng)立異能力，不斷進步自身出產(chǎn)技術，加強企業(yè)競爭上風。于此同時異步發(fā)電機行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應全面掌握該行業(yè)的市場運行態(tài)勢，不斷學習該行業(yè)最新出產(chǎn)技術，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，并制定準確的發(fā)展策略以使企業(yè)在殘酷的市場競爭中取得領先上風。

空載勵磁和負載并聯(lián)電容量的選擇。準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，可能損壞設備，選得過小，空載電壓又太低，選擇空載勵磁電容應使發(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(zhuǎn)速的選擇應略低于原念頭轉(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)供應勵磁電流來建立磁場。為了降低造價，應選擇容量在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；開關磁阻電動機；

（2）異步型（感應型）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、風扇和風罩

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、風葉等。

1.3.2 工作原理

設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)子導條切割磁感應線，產(chǎn)生感應電動勢，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)生感應電流。根據(jù)右手定則，可以判斷出位于N極下的導條感應電流方向為進入紙面；而位于 S 極下的導條感應電流方向為穿出紙面。又因為載流導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 極下的導條受力方向向左；位于 S 極下的導條受力方向向右。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)子導條不再切割磁感應線，沒有電磁感應，感應電流和電磁轉(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，起動電流約為標稱電流的4-7倍;起動轉(zhuǎn)矩約為標稱轉(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，影響其他用電設備的正常進行。還可能使欠壓保護動作，造成用電設備的有害跳閘。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)絡引入到整流橋的輸入端。壓敏電阻網(wǎng)絡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個半導體主開關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的導通和管斷，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)設置和調(diào)試（2）易于調(diào)試

（3）牢固的 EMC 設計

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

（6）參數(shù)設置的范圍很廣，確保它可對廣泛的應用對象進行配置（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

（14）模塊化設計，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，應遵循以下原則：

(1)應使步距角和機械系統(tǒng)相匹配，以得到機床所需的脈沖當量。有時為了在機械傳動過程中得到更小的脈沖當量，一是改變絲杠的導程，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)的負載轉(zhuǎn)矩，使電機的矩頻特性能滿足機械負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，其承受的負載力矩也大。

(3)應當估算機械負載的負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載力矩(1)計算負載力矩

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

①切削負載力矩 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，滾珠絲杠的軸向負載力(即為空載時的導軌摩擦力)。

③ 由滾珠絲杠的預緊而產(chǎn)生的附加負載力矩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緊力；L為滾珠絲杠螺母副的基本導程;?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》復習題

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？