第一篇：電機拖動實習報告A（共）

(一)實驗目的1.學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。

2.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。

3.熟悉他勵直流電動機(即并勵直流電動機按他勵方式)的接線、起動、改變電

機轉向與調速的方法。

(二)設計心得

通過本次實習得到很多以前不了解的知識，加強了自己的動手能力，知道了直流電動機的特性的額定控制。我覺得這次的課程設計的出發點和落足點都是很好的，讓我們在把理論付諸于實踐的過程中，復習了知識，又動手實踐一番，了解了電動制作的過程，學會了對電機的各種試驗的方法步驟，遇到問題和故障時，懂得如何解決。

首先，感謝學校和老師給我們這個一次實訓機會，了解這些東西，老師我們這么多天來的關心，每一次一次的失敗，得到的是老師的鼓勵，讓我我知道干我們一行額只有通過一次一次的失敗，總結教訓才能獲得成功的。做事一定要有一絲不茍的精神，不能有一絲的馬虎。

再次，在上課時不理解的、不太清楚的，在這里得到一個正面的認識，學以致用，以前總是知道自己學的東西是干什么的，現在知道了理論是實踐的基礎，有了這次經驗，知道做事不能一口吃個胖子。謝謝老師。工廠的生活過過！那是一種快的節奏的生活，我們的生活是很慢的那種，通過實踐學習的！

電機與拖動綜合實訓心得體會

電機、儀表、拖動綜合實訓報告

一、電機實訓部分

1、三相異步電動機的結構

(1)定子

定子鐵心：導磁和嵌放定子三項繞組，0.5mm硅鋼片沖制涂漆疊壓而成，內圓均勻開槽，槽形有半閉口、半開口和開口槽三種，適用于不同的電機定子繞組。

電樞繞組：絕緣導線繞制線圈，由若干線圈按一定規律連接成三項對稱繞組，交流電機的定子繞組成為電樞繞組。

(2)轉子鐵芯：導磁和嵌放轉子繞組，0.5mm硅鋼片，外圓開槽

轉子繞組：分為籠型和繞線型兩種

籠型繞組：其電路為鑄鋁或銅條

繞線型繞組：對稱三項繞組星型接法

氣隙：中小型電機的氣隙為0.2—2mm

(3)工作原理

定子三相對稱繞組，接通三相對稱電源，流過三相對稱電流，產生旋轉磁場(電生磁)，切割轉子導體，感應電勢和電流(磁變生電)，載流導體在磁場中受到電磁力的作用，形成電磁轉矩(電磁生力)，使轉子朝著旋轉磁場旋轉的方向旋轉。

2、直流電機的結構和工作原理

(1)直流電動機的結構

直流電動機主要由磁極、電樞、換向器三部分組成，其結構如圖1所示。

圖1 直流電動機的主要結構

<1>磁極。磁極是電動機中產生磁場的裝置，如圖2所示。它分成極心1和極掌2兩部分。極心上放置勵磁繞組3，極掌的作用是使電動機空氣隙中磁感應強度的分布最為合適，并用來擋住勵磁繞組,磁極是用鋼片疊成的，固定在機座4(即電機外殼)上,機座也是磁路的一部分。機座常用鑄鋼制成。

圖2 直流電動機的磁極及磁路

1－極心 2－極掌 3－勵磁繞組 4－機座

<2>電樞。電樞是電動機中產生感應電動勢的部分。直流電動機的電樞是旋轉的，電樞鐵心呈圓柱狀，由硅鋼片疊成，表面沖有槽，槽中放有電樞繞組。

<3>換向器(整流子)。換向器是直流電動機的一種特殊裝置，主要由許多換向片組成，每兩個相鄰的換向片中間是絕緣片。在換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉動的電樞繞組得以同外電路聯接。換向器是直流電動機的結構特征，易于識別。

(2)直流電動機的工作原理

當電流經過電刷流入電樞繞組根據電磁定律通電導體(即線圈)在磁場中會受到電磁力的作用，在電樞受到電磁力的作用下形成電磁轉矩，克服組轉矩驅動轉子轉動，實現了電能轉化為機械能。

3、電機的拆卸步驟

(1)切斷電源，拆開電動機與電源的接線，并對電源線線頭作好絕緣處理。

(2)脫開皮帶輪或連軸器，松掉地腳螺栓。

(3)拆卸皮帶輪或連軸器。

(4)拆卸風罩、風扇。

(5)拆卸軸承蓋和端蓋,對于繞線式電動機，先提起和拆除電刷，電刷架和引出線。

(6)抽出或吊出轉子。

4、星形連接、三角形連接的方法和區別

(1)星形連接的三個繞組，每一端接三相電壓的一相，另一端接在一起，不接任何一相電，也可不接零線，這樣每個繞組的電壓是相電壓，也就是每相對地的電壓，也就是通常指的220V。

(2)三角形接法是三個繞組首尾相連，在三個聯接端分別接三相電壓，每個繞組的電壓是相電壓，也就是相相之間的電壓，通常是指的220的√￣3倍，380V

二、儀表實訓部分

DT862-4型三相四線直接接入式有功電度表線路圖

DD862-4 單相電能表直接接入式電度表線路圖

(4)測量時不準改換量程。需要改換量程時，把被測導線從鉗口中退出后方可進行。

(5)使用鉗型電流表時應戴絕緣手套，穿絕緣鞋，潮濕和雷雨天氣不可在室外使用。

(6)測量完畢，一定把開關放在最大量程的檔位，以免下次使用時未經選擇量程而被測電流又較大而損壞儀表。

三、拖動實訓部分

1、設計課題：電動機正反轉啟動反接制動

2、設計電路圖：

(1)實驗原理圖

(2)元件布局圖

3、實驗設備、儀器、儀表：萬用表一塊、鼠籠型三相異步電動機一臺、接線端子一個、負荷開關一個、熔斷器5個、交流接觸器3個、熱繼電器一個、控制按鈕3個，速度繼電器（由兩個電位器替代）、工具一套、導線若干

四 試驗心得

在實訓過程中，我深刻體會到工具的重要性，以及熟練使用工具所帶來的極大便利。在此次實訓中，老師所強調的公益性在實訓中通過老師的講解我慢慢體會到工藝性也是為電路的性能提高而設計的，所以講求工藝性也必是一個好的電工所應具備的技能。電工是一個要求有嚴謹態度的職業，這說明細微之處可見大，設計電路應保證良好的工作性能以及方便檢修檢測的性能。熟練掌握電機結構和使用工具會給拆裝帶來極大便利，對于儀表的使用也應是在掌握儀表功能的基礎上。綜上可得基礎和態度對于一個電工有著必然的重要性。在這次實習中，我的各方面能力都得到了鍛煉和提高，這也會對我以后的學習、生活和工作產生深遠的影響。我會不斷努力，攀登人生的最高峰。此次實習雖已結束，時間不長，但卻有重要的意義，它是我看到了自己的不足，也使我看到了自己的長處，并鍛煉了我各方面的能力。

第二篇：電機與拖動實習總結

張家口職業技術學院 電機修理實習報告

指導教師：劉素芳 系 別：電氣系 專業班級： 10樓宇 姓 名：趙程果

日 期：2011.12.19-12.23一、三相異步電動機介紹

作電動機運行的三相異步電機。三相異步電動機轉子的轉速低于旋轉磁場的轉速，轉子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產生電磁轉矩，實現能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節省各種材料。按轉子結構的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調速困難。繞線式三相異步電動機的轉子和定子一樣也設置了三相繞組并通過滑環、電刷與外部變阻器連接。調節變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調節電動機的轉速。二、三相異步電動機原理

當向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產生了一個以同步轉速n1沿定子和轉子內圓空間作順時針方向旋轉的旋轉磁場。由于旋轉磁場以n1轉速旋轉，轉子導體開始時是靜止的，故轉子導體將切割定子旋轉磁場而產生感應電動勢（感應電動勢的方向用右手定則判定）。由于導子導體兩端被短路環短接，在感應電動勢的作用下，轉子導體中將產生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。轉子的載流導體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉子軸產生電磁轉矩，驅動轉子沿著旋轉磁場方向旋轉。

通過上述分析可以總結出電動機工作原理為：當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載 1

流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。

三、三相異步電動機的維修

用三相異步鼠籠式電動機為例：其電動機的參數如下

型號：JO3-90-s2；功率為2.2千瓦，鐵心長135mm，氣隙0.3mm，每槽線數60根，線直徑0.62mm，繞組為單層鏈式，電壓為380v，額定電流為4.85A，設計為24槽2極電機，輕速2880轉/分、頻率50HZ、溫度75度、重量23公斤、Y型接法.。

其繞組展開圖如下：

一、拆卸電機

拆除原有線圈的方法：

可用通電加熱法②烘箱加熱③木炭加熱④煤氣、噴燈等⑤溶液法

對于小功率的電機所用的溶液為：

丙酮 25% 酒精 20% 苯 55% 把定子泡在其中；

對于大功率的電機則要刷溶液，配置方法：

丙酮 50% 甲苯 45% 石蠟 5% 先將石蠟熔化之后，去熱源，加入甲苯，再加入丙酮，攪拌之后，即可使用。在刷時，用毛刷將溶劑刷于電動機兩邊的端部和槽，后再將電動機蓋好，防止溶劑揮發太快，一、二個小時后即可拆除。

二、更換定子繞組及拆裝注意事項

異步電動機的損壞，絕大多數為定子繞組絕緣燒毀，這時需要重新更換定子繞組。三相電動機通常需要全部更換，單相電動機有時可更換部分線圈

1、拆除定子繞組之前，應先弄清線圈之間的連接關系，記清線圈連接頭在電機的哪一端，記下線圈的節距及線圈在兩端伸出的長度。

2、拆線圈時要注意不要損傷定子鐵芯，特別是槽口部分比較容易變形。

3、線圈全部拆卸后，應清理槽內殘余絕緣物，以免重新下線時槽內空間不夠用。

4、如無修理手冊可查，則應先測量導線的直徑，并弄清每個線圈的匝數

5、用木板制作繞線模，木模尺寸一定要適當。可先用一根銅線在木模上繞成一匝線圈，然后將這匝線圈放在鐵心槽中，看它兩端伸出的長度是否與原先前 相符合，如相差較多，則必須修改木模尺寸。繞制的先前過小，下線將和困難；線圈過大，不但浪費材料，而且會使端部漏磁增多，影響電機的性能。

6、繞線時使用繞線機，木模兩側要放擋板，螺帽要擰緊，以免繞線時打滑，影響計數器的準確性。繞線過程應注意避免線的交叉，以減少下線時的困難

7、嵌線

1）嵌線工具和輔助材料

嵌線工具一般有壓線板、劃線板、彎頭長柄剪刀及木制或橡皮榔頭，輔助材料為絕緣等級等

2）嵌線過程

按定子繞組展開圖和電動機的引出線位置來確定引出線的槽號，嵌線、劃線、導線壓實、層間絕緣、封槽口墊端部相間及端部包扎等

① 線圈引出線及過線的處理:把線圈繞好的線圈因出線整直，套上相應的黃蠟管或塑料管

② 將線圈的寬度稍微壓縮一下，對極對數少的電動機，線圈的寬度要比電動機的內孔稍微小一些，并且將線圈的直線部分捏扁，根據所需要是向左還是向右捏扁

③ 嵌線時要注意為了使繞組端部整齊，在嵌線時，在下完一個線圈節矩之前的各個線圈的上層邊還不能下到槽內，應將所有未下到槽內的上層邊吊起來，將已下到槽內的線圈端部用榔頭將它整形成喇叭口的形式

④ 劃線:當下層邊下到槽內后，再將上層邊呀槽口，理直導線將其捏扁，再用劃線板在線圈的兩側，將導線劃到槽內。

⑤ 導線壓實:壓實時不能用力過猛，要用木榔頭輕敲 ⑥ 層間絕緣:層與層之間應加上層間絕緣 ⑦ 封槽口:先將導線壓實，再用鐵板折合槽絕緣 ⑧ 墊好端部相間絕緣

⑨ 包扎端部:需先將端部扎緊，使在浸漆處理之后就成為一個整體

8、把所以線圈下完后，分清三相，進行接線，9、對線圈端部進行整形，并插入相間絕緣。相間絕緣紙的形狀和尺寸要通過試插后進行修改，以保證各項線圈端部互不接觸，又不影響端部的包扎。

10、用細繩包扎端部，包扎后在適當整形，使線圈端部不接觸機座和端蓋，又不妨礙轉子的放入

11、用搖表檢查各項繞組對機殼及各項繞組之間的絕緣電阻

12、用萬用表檢查各相繞組的直流電阻是否基本相等。在有三相調壓器的條件下，應降壓測三相電流，看是否平衡。

13、為了節省絕緣漆，單臺修理一般不把定子浸在漆中，而是采用刷絕緣漆的方法。

14、在刷漆之前要預熱，刷漆后要烘干。小型電機可放在烘箱中加熱，也可用紅外線燈加熱 四、三相異步電動機定子繞組故障的檢修

1、短路運行

一、觀察法

1.仔細觀察，若有燒焦絕緣的地方，可能即為短路處。

2．使電動機先空載運行20分鐘(發現異常情況應立即停機)，然后拆除端蓋，用手摸線圈的末端，若某一部分線圈比鄰近線圈溫度高，則此線圈可能短路。

二、電橋法

用電橋分別測量各相繞組電阻，如果三相電阻相差5%以上，則電阻小的一相一般為短路相。

三、電流檢查法

分別測量三祖繞組的電流，若三相電流相差5％以上，則電流大的—相一般為短路相。

2、缺相運行

1.故障現象

電機不能起動，即使空載能起起動，轉速慢慢上升，有嗡嗡聲；電機冒煙發熱，并伴有燒焦味。

2.檢查結果

拆下電機端蓋，可看到繞組端部有1/3或2/3的極相繞組或焦或變成深棕色。

3.故障原因及處理方法

（1）電動機供電回路熔絲回路接觸不良或受機械損傷，致使某相熔絲熔斷。

（2）電動機供電回路三相熔絲規格不同，容量小的熔絲燒斷。應根據電動機功率大小，更換為規格相同的熔絲。

（3）電動機供電回路中的開關(隔離開關、膠蓋開關等)及接觸器的觸頭接觸不良(燒傷或松脫)。修復并調整動、靜觸頭，使之接觸良好。

（4）線路某相缺相。查出斷線處，并連接牢固。

（5）電動機繞組連線間虛焊，導致接觸不良。認真檢查電動機繞組連接線并焊牢。

3、過載運行

1.故障現象

電動機電流超過額定值；電動機溫升超過額定溫升。

2.檢查結果

電機三組繞組全部燒毀；軸承無潤滑脂或砂架損壞；定、轉子鐵心相磨擦，俗稱掃膛。

3.故障原因及處理方法

（1）負載過重時，要考慮適當減載或更換容量合適的電動機。

（2）電源電壓過高或過低，需加裝三相電源穩壓補償柜。

（3）電機長期嚴重受潮或有腐蝕性氣體侵蝕，絕緣電阻下降。應根據具體情況，進行大修或更換同容量、同規格的封閉電動機。

（4）軸承缺油、干磨或轉子機械不同心，導致電動機轉子掃膛，使電動機電流超過額定值。首先應認真檢查軸承磨損情況，若不合格需更換新軸承；其次，清洗軸承并注入適量潤滑脂。然后檢查電動機端蓋，若端蓋中心孔因磨損致使轉子不同心，應對端蓋進行處理或更換。

（5）機構傳動部分發生故障，致使電動機過載而燒壞電機繞組。檢查機械部分存在的故障，采取措施處理解決，使之轉動靈活。

4、繞組接地

1.故障現象

電機空載無法起動；電動機供電回路熔絲熔斷或開關跳閘。

2.檢查結果

定子槽口繞組和鐵心有燒傷痕跡，并有銅熔點；槽內繞組與鐵心擊穿；繞組引出線外皮絕緣損壞。

3.故障原因及處理方法

（1）電動機在修復時，塞入竹楔不注意，使槽口繞組絕緣破壞；竹楔年久老化，絕緣不良。應按電機下線工藝挑選優質竹楔，并做好絕緣處理。下線時注意不要使竹楔劃傷導線。

（2）對于長期受潮或在腐蝕性氣體中工作的電動機，應更換為封閉型電動機。

（3）開啟式電動機因金屬或金屬切屑進入電動機內使繞組絕緣破壞。對此，應在電機周圍加設防護網或防護板。

（4）轉子平衡塊松動或脫落，刮破電動機繞組絕緣。應將平衡塊重新調整好方位并固定住，并處理好繞組破損處。

（5）對于無避雷器或避雷器失效的，應加設避雷器或重新校驗避雷器。

5、繞組相間短路

1.故障現象

電機無法起動；電機供電回路熔絲熔斷或開關跳閘；電機繞組冒煙，有燒焦味。

2.檢查結果

相間短路部位的多股導線燒斷，其周圍有銅熔點。

3.故障原因及處理方法

（1）對于下線時導線表面絕緣劃傷或繞組端部絕緣不好的電動機，應將燒傷的導線挑開，清理后焊好，并包好絕緣壓平，下入槽后刷上絕緣漆并烘干。若無法修復時，應按原數據重繞。

（2）繞組間連線及引用線的套管必須與電動機繞組的絕緣等級相適 應，連線的絕緣套管應比焊點長15～25mm。

6、繞組匝間短路

1.故障現象:電機在運轉中冒煙，局部溫升過高，并有燒焦味。2.檢查結果:電動機三相電流不平衡；幾匝或一個線圈變成裸線。

3.故障原因及處理方法:（1）燒壞幾匝或一個線圈時，若槽滿率不高，可進行穿繞修理。

五、心得體會

這次的電機實習也就是拆裝電機，在地下室進行的，是從理論中的電機定子、轉子、繞組?到真正電機的拆裝過渡，是我們的又一次難忘的專業成長。

這次實習我們組是班里唯一一組同心式電機，其繞線方法，拆裝過程與其他組不同，給我們帶來了很多困難，但是也是一種挑戰。雖然最后并不完美但我們學到了很多知識，又懂得了一些道理！

在實習中每天都很累，尤其在給電機下線的時候特別難弄，有好幾次特別辛苦中午都沒有回去，壓線壓的手都酸的，好不容易壓好了下午老師一檢查發現壓錯了，又重新返工，想想都不甘心。但是結果告訴了我們不管干什么都要項老師說的那樣“‘三思而慎行’多思考而后細心辦事”否則就會事半功倍，前功盡棄。

最值得一提的還是在最后試車的時候。第一次試車并沒有成功，發現機殼短路，有兩項不通電，但在檢測時是通電的，經過老師的指導和反復分析是接線時絕緣漆沒有完全磨掉，導致接觸不良。在二次試車失敗后真的是垂頭喪氣，都想放棄了，最后在老師同學的激勵下，我們有細細的檢查，接線??并沒有抱希望的最后一次試車成功了，很好的結束了實習！

這次實習讓我們明白了不論做事做人都要三思而慎行，當我們努力了但失敗 的時候其實成功只離我們一步之遙，所以不要輕易放棄！

結 論

1、從三相鼠籠異步電機出現的常見故障分：電氣故障和機械故障兩大類，電氣性故障主要包括定子繞組故障和轉子導條故障。本文只分析定子繞組。

一般來說，定子繞組匝間、相間短路故障是最常見的和最危險的故障。這種故障的最明顯的標志是繞組出現局部過熱, 相電流的對稱性破壞等。這些故障的發生, 不僅導致電機損壞, 而且可能導致損壞生產線中的其他設備, 造成生產損失。因此, 工業生產過程迫切需要開展對電機迅速有效的狀態監測及故障診斷，從而避免惡性事故和不必要的停機造成的經濟損失。

2、定子繞組故障主要是主絕緣和匝間損壞以及線圈燒損。產生故障的原因是外界因素，通風冷卻不好等等。

3、產生故障的原因是外界因素，通風冷卻不好、水蒸汽或油泄入點擊內部，甚至由于操作不當引起過電壓或過電流，損壞絕緣等等。在電機的使用過程中只要改善工作條件，保證操作正確，定子方面的故障是可以大大減少的。

定子繞組短路匝數較少時，對電動機的運行的影響很小，故障征兆表現不明顯。但是短路處溫度較高，長期發展下去將引起周圍絕緣破壞，導致更為嚴重的匝間短路，甚至發生相間短路、單相對地短路、線圈和定子鐵芯的燒損等嚴重的故障。

4、在理論的指導下，利用現在較為常用的三相異步鼠籠式電動機進行驗證理論，通過理論與實際相結合，使我對電動機有了更深刻的了解。

第三篇：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??？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？

第四篇：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）?？刂朴秒妱訖C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。

第五篇：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：三相籠型轉子異步電動機；單相異步電動機；三相繞線轉子異步電動機；（3）排斥型電機。

下面具體介紹三相籠型轉子異步電動機和單相異步電動機兩種電機。

1.2 三相籠型轉子異步電動機

結構組成圖

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：產生旋轉磁場

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 轉子

電動機的旋轉部分為轉子，由轉子鐵心、轉子繞組、轉軸及風葉等組成。

（1）轉子鐵心

作用：電動機磁路一部分

材料：0.5mm相互絕緣硅鋼片（2）轉子繞組

作用：產生感應電流和電動勢，在旋轉 磁場作用下產生電磁轉矩

分類：a、籠型轉子

結構：單籠型、雙籠型、深槽式，其中單籠型又分鑄鋁和銅條轉子。

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 基本結構

（1）定子：電動機的定子由定子鐵心和定子繞組構成，如圖2-2所示。

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

（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，形成一個旋轉磁場，置于旋轉磁場中的轉子導條切割磁感應線，產生感應電動勢，由于籠型轉子繞組是閉合結構，所以轉子繞組中產生感應電流。根據右手定則，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，在籠型轉子上就形成一個逆時針方向的電磁轉矩，從而驅動轉子跟隨旋轉磁場按順時針方向轉動起來。

若磁極按順時針方向旋轉，同理，轉子也會改變方向朝順時針方向轉動。另外，磁場若加快旋轉切割轉子速度，轉子上感應電流及電磁轉矩將增大，則轉子轉速加快。

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

如果電動機轉子與旋轉磁場以相同的轉速旋轉，這種電動機稱為同步電動機。異步電動機旋轉磁場轉速（也稱同步轉速 n0）與轉子轉速 n 之差稱為轉差，轉差與同步轉速 n0 的比值用“轉差率” 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）電容運轉式異步電動機

（4）電容起動運轉式異步電動機（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;起動轉矩約為標稱轉矩的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上。具有起動設備簡單，起動速度快的優點, 而且起動轉矩比采用降壓起動時大。在電網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，而且比較經濟。

其危害很大電網沖擊大。過大的起動電流，會造成電網壓降，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子籠條、端環斷裂和定于端部繞組絕緣磨損，導致絕緣擊穿燒毀電機，轉軸扭曲，聯軸節、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，以及保證電網的供電質量，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矩很容易滿足負載要求。主要問題是起動電流大，電網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，而起動轉矩與電機端電壓的平方成正比，這就是說起動轉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，還要校核起動轉矩是否滿足要求。

3.變頻器

3.1 通用變頻器 3.1.1 基本結構

主要包括三個部分：一是主電路接線端，包括接工頻電網的輸入端（R、S、T），接電動機的頻率、電壓連續可調的輸出端（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。結構原理示意圖如下：

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

（1）整流器。電網側的變流器為整流器，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過壓敏電阻網絡引入到整流橋的輸入端。壓敏電阻網絡的作用是吸收交流電網浪通過電壓，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。逆變器最常見的結構形式是利用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）中間直流環節。中間直流環節實際上是中間直流儲能環節，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構形式可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器，如果主電路中沒有主流中間環節的稱為交-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。轉差頻率控制方式、矢量控制方式、矢量轉矩控制方式和直接轉矩控制等。

3.2 西門子變頻器（以440為例）

3.2.1 主要特性

（1）易于安裝，參數設置和調試（2）易于調試

（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 個數字輸入

（13）BiCo(二進制互聯連接)技術

（14）模塊化設計，配置非常靈活

（15）脈寬調制的頻率高，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)，用于進行現場總線通訊的PROFIBUS 通訊模塊

3.2.2 基本結構

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的負載轉矩，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。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生的切削負載力矩；其二是由導軌摩擦力產生的摩擦負載力矩；其三是由滾珠絲杠的預緊而產生的附加負載力矩。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 為在切削狀態下，滾珠絲杠的軸向負載力，N；L為電機每轉一圈，機床執行部件在軸向移動的距離m；?為進給傳動系統的總效率，?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速；Jm為電機的轉動慣量。；Jd 為機械系統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，系統所需要的空載啟動加速力矩Tq。二是在機床切削狀態下，進給速度突然變化時，系統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時個參數之間的關系如下：

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

按上表參數計算10V時空載轉速： 計算方法如下：n?運行電壓?最大空載轉速=518r/min

峰值堵轉電壓運行電壓?峰值堵轉轉矩=0.01163N.m

峰值電壓計算10V時堵轉轉矩：M?27V轉速100轉時的轉矩和電流：

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

（1—計算方法如下：n?

已知電流/轉矩）?最大空載轉速

峰值堵轉轉矩/電流