电机学与拖动基础张建辉pdf

电机学与电机拖动基础实验

广西大学电气工程学院

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电机实验的基本要求和安全操作规程

1- 1实验的基本要求

电机实验目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生根据实验目的拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需资料，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。通过上述的实验环节可以巩固和加深学生对电机及拖动理论的理解。

一、 预习

实验前，应复习教材书有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、方法及步骤明确实验过程中应注意的问题。

实验前应写好预习报告，经过指导老师检查认为确实作好了实验前的准备，方可 开始作实验。

二、实验工作方法

1、 分好实验小组，每组由3-4人组成。小组内应合理分工，以保证操作正确，记录准确

可靠。

2、 选择挂件和仪表

实验前先选择好本次实验所用的挂件并按要求的顺序挂好，根据实验性质选择仪表量程。 3、 接线技巧

接线原则上是先接串联主回路或大电流回路，后接并联回路或测量及信号回路。 三相电路可使用三种不同颜色的导线 以便检查。 4、 接通电源（起动电机），观察仪表及设备

实验线路接好后，应在指导老师检查确认无误后方能接通电源或起动电机，应注

意观察仪表有无异常（反向或满量程

绪 论 0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N1、N 2中通入直流电流I1、I2，试问： （1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁 动势为多少？ （2） N 2中电流I2反向，总磁动势又为 多少？ （3） 若在图中a、b处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少？ （4） 比较1、3两种情况下铁心中的B、H的相对大小，及3中铁心和气隙中H的相对大小？ 解：1）F1?I1N1?I2N2 2）F2?I1N1?I2N2 3）F3?F1?I1N1?I2N2不变 4）由于F1?F3，而Rm1??Rm3，所以?1???3，B1??B3， 图0-9 习题0-8附图 H1??H3。 在3）中，BFe?B?，由于?Fe???0，所以 HFe?BFe?Fe??H??B??0 0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为2Ω。将其接入110V交流电源，测得输入功率为22W，电流为1A，试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。 2p??p?p?22?1?2?20w 解：Fecu 1

cos??PS?22?0.2 11

绪 论 0-8 在图0-9所示的磁路中，线圈N1、N 2中通入直流电流I1、I2，试问： （1） 电流方向如图所示时，该磁路上的总磁 动势为多少？ （2） N 2中电流I2反向，总磁动势又为 多少？ （3） 若在图中a、b处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少？ （4） 比较1、3两种情况下铁心中的B、H的相对大小，及3中铁心和气隙中H的相对大小？ 解：1）F1?I1N1?I2N2 2）F2?I1N1?I2N2 3）F3?F1?I1N1?I2N2不变 4）由于F1?F3，而Rm1??Rm3，所以?1???3，B1??B3， 图0-9 习题0-8附图 H1??H3。 在3）中，BFe?B?，由于?Fe???0，所以 HFe?BFe?Fe??H??B??0 0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为2Ω。将其接入110V交流电源，测得输入功率为22W，电流为1A，试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。 2p??p?p?22?1?2?20w 解：Fecu 1

cos??PS?22?0.2 11

电机拖动基础---杭州电子科技大学

杭州电子科技大学自动化学院电气工程系

电机与拖动基础第二十三讲王家军 Email: wangjiajun@2009年5月11日

电机拖动基础---杭州电子科技大学

第十一章

电动机的选择

一,电动机(种类)的选择 1,电动机的主要种类直流电动机他励直流电动机并励直流电动机鼠笼式异步电动机串励直流电动机复励直流电动机

交流电动机

异步电动机

三相异步电动机

普通鼠笼式高启动转矩式(深槽式,双笼式)多速电动机

绕线式异步电动机单相异步电动机

同步电动机

凸极同步电动机

隐极同步电动机

永磁同步电动机

第1页

电机拖动基础---杭州电子科技大学

2,电动机种类选择时考虑的主要内容 1)电动机的机械特性; 2)电动机的调速性能; 3)电动机的启动性能; 4)电源情况; 5)经济性.二,电动机类型的选择 1,安装方式卧式和立式 2,轴伸个数单轴和多轴

3,防护方式开启式,防护式,封闭式和防暴式等.第2页

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三,电动机额定电压和额定转速的选择 1,额定电压的选择电动机电压等级,相数,频率都要与供电电源一致. 2,额定转速的选择对于电动机本身而言,额定功率相同的电动机额定转速越高,体积越小,造价越低.一般来说,电动机的转子越细长

1 答：电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。这类材料应具有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。

0.2在图0.3中，当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 和2N 中各感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？

答：当给线圈1N 外加正弦电压1u 时，线圈1N 中便有交变电流流过，产生相应的交变的磁动势，并建立起交变磁通，该磁通可分成同时交链线圈1N 、2N 的主磁通和只交链线圈1N 的漏磁通。这样，由主磁通分别在线圈1N 和2N 中感应产生交变电动势21,e e 。由漏磁通在线圈1N 中产生交变的σ1e 。电动势的大小分别和1N 、2N 的大小，电源的频率，交变磁通的大小有关。

0-3 感应电动势=

e dt d ψ-中的负号表示什么意思？

答：

dt d e ψ-=是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示

为

dt d N e Φ-=；当磁路是线性的，且磁场是由电流产生时，有L Li ,=ψ为常数，则可写成dt di L e -=。

0.4试比较磁路和电路的相似点和不同点。

现代远程教育

《电机学》

课 程 学 习 指 导 书

作者：辛小南

第一章 导论

(一)

本章学习目标

1． 了解电机的定义，电机在国民经济中的作用，以及电机的分类； 2． 理解铁磁材料的基本特性；

3． 熟练掌握电机分析中常用的基本电磁定律，磁路的基本定律。

（二）本章重点、要点

全电流定律；电磁感应定律；电磁力定律；磁路的欧姆定律；铁磁材料的磁导率以及铁磁材料的磁滞和涡流现象，磁滞损耗和涡流损耗。

（三）本章练习题或思考题

1．电机和变压器的磁路常用什么材料制成？

2．涡流损耗是什么原因引起的？如何减小涡流损耗？

3．自感系数的大小与哪些因素？一个空心线圈与一个绕在闭合铁心上的线圈，哪一个自感系数大？

第二章 直流电机

(一)

本章学习目标

1．了解直流电机的基本结构、额定值；电刷以及换向器在直流电机中的作用；直流电枢绕

组(单叠和单波)的联接规律；他(并)励直流电动机的工作，他(并)励直流电动机起动和调速方法；

2．理解直流电机的基本工作原理以及直流电枢绕组的联结规律；直流电机的磁场以及励磁

方式；换向的定义，换向过程中存在的电动势以及改善换向的方法。

3．掌握电枢反应的定义，交轴电枢反应对气隙磁场的影响；电动势以及电磁转矩的计算公

一、填空题（每空2分，共20分）

1、某他励直流电动机额定数据为： UN＝220V，IN＝10A，nN＝1500r/min,电枢回路总电阻Ra＝0.5?。则额定负载时电动机的电磁功率 ，电磁转矩 。

2、他励直流电动机理想空载转速n0=1613r/min，额定转速nN=1500r/min，采用降低电源电压调速，要求静差度?max＝20％，则电动机带额定负载时最低转速为 ，其调速范围D＝ 。

3、额定容量SN=100KVA、额定电压为U1N/U2N=35000/400V的三相变压器，其一次侧额定电流为 A，二次侧额定电流为 A。 4、三相笼型异步电动机绕组为?接，?M=2.5，KT=1.3，供电变压器容量足够大，该电动机 （能或不能）用Y－?起动方式拖动额定负载起动。 5、某三相四极50HZ绕线式感应电动机，定、转子对称三相绕组均为Y接，转子额定电压为240V，额定转差率SN＝0.04。当转子频率为50Hz时转子每

相电阻r2＝0.06?，漏抗X2?＝0.2?。则额定运行时转子电动势的频率为 Hz，转子相电动势有效

一、填空题（每空2分，共20分）

1、某他励直流电动机额定数据为： UN＝220V，IN＝10A，nN＝1500r/min,电枢回路总电阻Ra＝0.5?。则额定负载时电动机的电磁功率 ，电磁转矩 。

2、他励直流电动机理想空载转速n0=1613r/min，额定转速nN=1500r/min，采用降低电源电压调速，要求静差度?max＝20％，则电动机带额定负载时最低转速为 ，其调速范围D＝ 。

3、额定容量SN=100KVA、额定电压为U1N/U2N=35000/400V的三相变压器，其一次侧额定电流为 A，二次侧额定电流为 A。 4、三相笼型异步电动机绕组为?接，?M=2.5，KT=1.3，供电变压器容量足够大，该电动机 （能或不能）用Y－?起动方式拖动额定负载起动。 5、某三相四极50HZ绕线式感应电动机，定、转子对称三相绕组均为Y接，转子额定电压为240V，额定转差率SN＝0.04。当转子频率为50Hz时转子每

相电阻r2＝0.06?，漏抗X2?＝0.2?。则额定运行时转子电动势的频率为 Hz，转子相电动势有效

1-1 变压器的铁心起什么作用？为什么要用表面涂绝缘的硅钢片叠制？ 1-2 一台降压变压器，其原、副绕组那个匝数多？那个导线粗？ 1-3 储油柜的作用是什么？ 1-4 变压器的绝缘套管起什么作用？

1-6 什么是主磁通？什么是漏磁通？它们在性质和作用上有哪些区别？

1-7 电势E1和E2在数量上和相位上关系如何？它们的性质和作用有什么区别？ 1-8 试分析原绕组（高压侧）匝数比原设计值减小时，铁心饱和程度、空载电流、铁

损和变比各将如何变化？

1-9 一台单相变压器，额定电压为220V/110V，如果不慎将低压侧误接到220V的电

源上，将产生什么后果？

1-10 在多数变压器上设有能改变高压绕组匝数的调压开关，如一台降压变压器，当其

副边电压偏低时应如何改变原绕组的匝数？

1-11 说变压器的原绕组相当于负载，副绕组相当于电源，这各是相对什么而言？ 1-12 为什么变压器在外加电压U一定时，主磁通最大值?m基本不变？

1-13 磁势平衡指的是什么？变压器负载时原绕组电流I1如何分成两个分量？它们各

有何特点？各起什么作用？

1-14 电压平衡和磁势平衡是如何相互制约的？

1-15 变压器原、副方的电压U1、U2，在数量上和相位上关系

电机学试卷

一、 填空题

1、 变压器负载运行（空载运行）是指变压器一次绕组接

额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组接负载（开路）时运行状态。

2、 三相感应电动机在运行时有一相断线，能继续运行；

当电机停转后，否再启动。（能或否？）

3、 三相双绕组变压器的标准连接组别有Y,yn0、Y,d11、

YNd11、YN,y0、Y,y0 。

4、 有一台4极36槽的三相交流电机，则该电机是极距

τ= 9，每极每相槽数q=3，槽距角α=20°。 5、 同步电机同所有旋转电机一样，其运行是可逆的，它

既可作发电机运行，又可作电动机运行，还可作调相机运行。

6、 当同步发电机并网运行时，其cosα=0.8（滞后），

电机运行于过励状态。

差率调速。

7、 异步电动机的调速方法有变频调速、变极调速、变转

8、 直流电机接励磁方式的不同又分为他励电机、并励电

机、串励电机、复励电机。

9、 变压器带负载运行，当负载增大，则其铜损耗增大，

铁损耗不变。

10、 直流电机的定子由主磁极、换向磁极、机座及电刷装

置等组成。

11、 变压器效率的大小与负载大小、性质以及空载损耗和

短路损耗有关。

12、 变压器理想的并联运行需要满足的条件有：变比相

等、连接组别相同、短路阻抗标幺值及短路阻抗角相等。