交流电机拖动基础

一、填空题

1. 三相异步电动机最大电磁转矩与转子回路电阻成（ ）关系，临界转差率与转子回路电阻成（ ）

关系。

2. 当1>s>0范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为（ ）；s在（ ）范围

内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动性质转矩。

3. 一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为（ ）r/min。 4. 当s在（ ）范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为（ ）；在（ ）

围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为（ ） 5. 异步电动机的机械特性是指（ ）与（ ）关系

6. 采用Y-YY连接方式的变极调速的异步电动机属于（ ）调速方式，它适用于（ ）负载。 7. 采用△-YY连接方式的变极调速的异步电动机属于（ ）调速方式，它适用于（ ）负载。

8. 拖动恒转矩负载进行调速时，应采用（ ）调速方式，而拖动恒功率负载时应采用（ ）调速方式。 9. 变频调速的异步电动机，在基频以

第四章 交流电机绕组的基本理论

4．1 交流绕组与直流绕组的根本区别是什么？ 交流绕组：一个线圈组彼此串联

直流绕组：一个元件的两端分别与两个换向片相联

4．2 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组而不用120°相带绕组？

相带：每个极下属于一相的槽所分的区域叫相带，在三相电机中常用60相带而不用120相带是因为：60相带所分成的电动势大于120相带所分成的相电势。 4．3 双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？ 双层绕组：amax?2P 单层绕组：amax?P

4．4 试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？

单层绕组：简单，下线方便，同心式端部交叉少，但不能做成短匝，串联匝数N小（同

样槽数），适用于?10kW异步机。

双层绕组：可以通过短距节省端部用铜（叠绕组）或减少线圈但之间的连线（波绕），更重要的是可同时采用分布和短距来改善电动势和磁动势的波形，因此现代交流电机大多采用双层绕组。

4．5 为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？

绕组短距

目 录

第1章 交流电机PLC控制工艺流程分析 .............................................................. 1

1.1交流电机PLC控制过程描述 ......................................................................... 1 1.2交流电机PLC控制过程工艺分析 ................................................................ 1 第2章 交流电机PLC控制系统总体方案设计 ...................................................... 5

2.1系统硬件组成................................................................................................... 5 2.2控制方法分析.......................................................

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院一、交流电机的调压调速

—交流电机调速理论与方法—

3 pU12 r '2/ S T= 2π f1[(r1+ r '2/ S ) 2+ ( x1+ x '2 ) 2]

普通异步电机机械特性

高转子电阻异步电机机械特性

相控技术：通断控制：

应用较多

谐波多

要求：α应大于φ,宽脉冲

每次接通均为重合闸，大电流冲击2

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院适合拖风机、水泵类负载负载转矩：电机转矩：

—交流电机调速理论与方法—

TL∞n 2∞(1 S ) 2I 2 2 R2 T∞ S

I 2∞(1 S ) S/ R2

调压调速系统应加负反馈

“—”

TL’: TL↑→n↓→ufn↓→ TL’’: TL↓→n↑→ufn↑→2008-9-19

Δ U↑→Uk↑→α↓→U1↑ΔU↑→Uk↓→α↑→U1↓“+”3

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院

—交流电机调速理论与方法—

轻载调压节能“大马拉小车”:

轻载，i↓→ pcu↓ U不变→ pFe基本不变轻载时降压： U↓→ pFe↓→η↑,cosφ↑

η↓,cosφ↓

4 200

交流电机的调压调速

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2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院一、交流电机的调压调速

—交流电机调速理论与方法—

3 pU12 r '2/ S T= 2π f1[(r1+ r '2/ S ) 2+ ( x1+ x '2 ) 2]

普通异步电机机械特性

高转子电阻异步电机机械特性

相控技术：通断控制：

应用较多

谐波多

要求：α应大于φ,宽脉冲

每次接通均为重合闸，大电流冲击2

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院适合拖风机、水泵类负载负载转矩：电机转矩：

—交流电机调速理论与方法—

TL∞n 2∞(1 S ) 2I 2 2 R2 T∞ S

I 2∞(1 S ) S/ R2

调压调速系统应加负反馈

“—”

TL’: TL↑→n↓→ufn↓→ TL’’: TL↓→n↑→ufn↑→2008-9-19

Δ U↑→Uk↑→α↓→U1↑ΔU↑→Uk↓→α↑→U1↓“+”3

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院

—交流电机调速理论与方法—

轻载调压节能“大马拉小车”:

轻载，i↓→ pcu↓ U不变→ pFe基本不变轻载时降压： U↓→ pFe↓→η↑,cosφ↑

η↓,cosφ↓

4 200

《现代电机控制技术》复习题

1. 试以“磁场”和“Bli”的观点，阐述电磁转矩生成的原因和实质。 答：P10

2. 任意波形的定子电流通入相绕组后能否产生基波磁动势？为什么？ 答：P22

3.试论述三相感应电动机各磁链矢量?s?、?g、?s、?r?、和?r的物理含义，指出它们之间的联系和区别，并写出相应的磁链方程。 答：P31

4.为什么可以采用空间矢量理论来分析电动机的动态控制问题？矢量控制的含义是什么？ 答：P41

5.为什么在转子磁场作用下，转子笼型绕组会具有换向器绕组的特性？ 答：P50

6.什么是磁场定向？为什么在基于转子磁场的矢量控制中，一定要先将MT轴系沿转子磁场方向进行磁场定向？ 答：P52，P61

7.试论述电动机参数变化对直接和间接磁场定向的影响。 答：P69,P70,P71，P73

8.基于气隙磁场定向和基于定子磁场定向的矢量控制与基于转子磁场定向的矢量控制比较，有什么本质的不同？ 答：P95

9.PMSM的磁场定向指的是什么？为什么PMSM的转子磁场定向相对三相感

应电动机的转子磁场定向要容易得多？ 答：P116

10.对于面装式PMSM，是怎样将其变换为一台等效的直流电动机的？ 答：P114

本科毕业设计（论文）

交流电机无速度传感器控制研

究

梁**

燕 山 大 学 里仁学院

2016年6月

本科毕业设计（论文）

交流电机无速度传感器控制

研究

学 院： 里仁学院 专 业： 自动化 学生 姓名： 梁** 学 号： *** 指导 教师： *** 答辩 日期： 2016/6/20

燕山大学里仁学院毕业设计(论文)任务书

学院：电气工程学院 专业(方向)：自动化 学 学生 专 业 *** 梁** 12级过程控制1班 号 姓名 班 级 题目名称 题目性质 题目类型 题目来源 1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）； 理论研究型（ ）；计算机软件型（ ? ）；综合型（ ）。 2.文管类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）。 题 目 1.毕业设计（ ? ） 2.论文（ ） 科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ?

八章习题和小结

一、R-L-C元件的特性

对交流电的阻碍作用 电压、电流的大小关系 电压、电流的相位关系 相量图（以电流为参考相量） 有功功率 无功功率 二、R-L-C串联电路 端电压表达式 阻抗表达式 端电压与电流大小关系 端电压与电流相位关系 相量图（以电流为参考相量） 有功功率 无功功率 视在功率 三、R-L-C串联谐振电路

谐振条件 谐振频率 谐振阻抗 谐振电流

电阻元件 电感元件 电容元件 RL?串联 RC串联 XL>XC R L C串联 XL< XC XL= XC R-L-C串联谐振电路 品质因数 元件上电压或电流 通 频 带 四、功率因数

电路的有功功率与视在功率的比值叫做

提高功率因数的方法，是在感性负载的两端 一只电容量适当的电

容器。

习题

一、是非题

1、电阻元件上电压、电流的初相一定都是零，所以他们同相 （） 2、正弦交流电路中，电容元件上的电压最大时，电流也最大（） 3、在同一交流电流作用下，电感L越大，电感中的电流就越小（） 4、在纯电容电路中，电流超前于电压。（） 5、正弦交流电路中，无功功率就是无用功率。（） 二、填空题

1、纯

第3章 试题库

一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分）

1、正弦交流电的三要素是指正弦量的 、 和 。

2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的 ；反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的 ；确定正弦量计时始位置的是它的 。

3、已知一正弦量i?7.07sin(314t?30?)A，则该正弦电流的最大值是 A；有效值是 A；角频率是 rad/s；频率是 Hz；周期是 s；随时间的变化进程相位是 ；初相是 ；合 弧度。

4、正弦量的 值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的 ，所以 值又称为方均根值。也可以说，交流电的 值等于与其 相同的直流电的数值。

5、两个 正弦量之间的相位之差称为相位差， 频率的正弦量之间不存在相位差的概念。

6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值，都是交流电的

课题：知道正弦交流电的基本常识

一、教学目标

1、了解正弦交流电的产生。

2、理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念。 3、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比较。

二、教学重点、难点分析

重点：

1、分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内，电流的大小及方向是怎样变化的。

2、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系，掌握同频率正弦量的相位比较。

3、交流电有效值的概念。

三、教学方法

讲授法 难点：

1、交流电的有效值。

五、课时计划：2课时 六、教学过程

Ⅰ.知识回顾

提问：什么条件下会产生感应电流？根据电磁感应的知识，设计一个发电

机模型。

学生设计：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。 II.新课

一、交流电的基本概论

1、交流电:大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流统称交流电 2、正弦交流电：随时间作正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。 3、正弦交流电的瞬时值

e＝Esin(ωt＋φ.) u＝Usin(ωt＋φ.) i＝Isin(ωt＋φ.)

二、正弦交流电的周期、频率和角频率

如图2所示，为交流电发电机产生交流电的过程及其对应