SB電機(jī)及拖動(dòng)復(fù)習(xí)筆記 (By Myosotis.)

直流電機(jī)的基本原理（第一罚勾、第二章）

? ? 1.直流與交流：

從直流電動(dòng)機(jī)外部看珍策，電機(jī)電刷兩端的電壓托启、電流和電動(dòng)勢(shì)都是直流的，但電樞繞組內(nèi)部的每個(gè)元件電壓攘宙、電流和電動(dòng)勢(shì)都是交流的屯耸。因此?

直流：勵(lì)磁電流、電樞電流蹭劈、電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)疗绣、主磁極的磁通；?

交流：電樞元件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)链方、電樞導(dǎo)體的電流持痰、電樞鐵芯的磁通

? ? 2.電動(dòng)機(jī)的磁極發(fā)生改變后是否還有電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生：

判斷標(biāo)準(zhǔn)：相同極性的磁極必須間隔放置，次級(jí)間至少有一對(duì)電刷在工作

????3.什么是電樞反應(yīng)祟蚀，電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)有什么影響工窍？

直流電機(jī)再負(fù)載運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場(chǎng)有勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生前酿，由于電樞磁動(dòng)勢(shì)的存在使負(fù)載時(shí)氣隙磁場(chǎng)和空載時(shí)僅有勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的主磁場(chǎng)不同患雏，電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。對(duì)磁場(chǎng)的影響：1.使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變 2.考慮飽和時(shí)罢维，還存在失磁效應(yīng)淹仑，使沒極磁通比空載時(shí)略有減小。

? ? 4.直流電機(jī)中的物理量以及表達(dá)式：

? ? ? ? p——極對(duì)數(shù)? ? ? ? ? ? Z——總槽數(shù)? ? ? ? $\tau$ ——極距(指一個(gè)磁極占多少槽)= $\frac{Z}{2p}$

? ? ? ? k——換向片數(shù)? ? ? ? N——總導(dǎo)體數(shù)? ? ? ?? $N_{y}$ ——每個(gè)元件串聯(lián)匝數(shù)

? ? ? ? a——繞組中并聯(lián)支路數(shù) 單疊繞組中a=p? 單玻繞組中a=1

? ? ? ? 額定輸出轉(zhuǎn)矩 $T_{2N}=9.55\frac{P_{N} }{n_{N} }$ ?其中 $P_{N}$ 為額定輸出功率肺孵， $n_{N}$ 為額定轉(zhuǎn)速

? ? 5.并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件

? ? ? ? 1.電機(jī)中必須有剩磁

? ? ? ? 2.勵(lì)磁回路電阻必須小于臨界電阻? ? ?

? ? ? ? 3.勵(lì)磁電阻與電樞繞組連接必須和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確配合? ?

? ? 6.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩

? ? ? ? 電樞電動(dòng)勢(shì)： $E_{a}=C_{e}\Phi n$ ?匀借，其中 $C_{e}=\frac{pN}{60a}$

? ? ? ? 電磁轉(zhuǎn)矩：???? $T=C_{T}\Phi I_{a}$ ?,? ?其中 $C_{T}=\frac{pN}{2a\pi} =9.55C_{e}$ ? ? ? ?

? ?????? $\Phi$ ——每極磁通? ? ? ? ?n——轉(zhuǎn)速???????? $I_{a}$ ——電樞電流

? ? 7.判斷發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)

? ???????判斷發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)：如果 $U>E_{a}$ ，則為電動(dòng)機(jī)(此時(shí)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓大于電樞電壓平窘，所以這是通電驅(qū)動(dòng)電機(jī)吓肋，為電動(dòng)機(jī))，反之則是發(fā)電機(jī)

? ? 8.直流電機(jī)可逆運(yùn)行原理

? ? ? ? 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換瑰艘，關(guān)鍵取決于加載電機(jī)軸上轉(zhuǎn)矩的性質(zhì)和大小是鬼。如果能使n改變以改變 $U$ 和 $E_{a}$ 間的大小關(guān)系肤舞，即可在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間相互轉(zhuǎn)換

? ? 9.直流電機(jī)運(yùn)行特性? ??

? ? ? ? I.并勵(lì)發(fā)電機(jī)

? ? ? ? ? ? 電壓平衡方程式：

? ?????????????? $E_{a} = U+I_{a}R_{a}$ ? ?，其中 $E_{a}$ 為電樞電動(dòng)勢(shì)均蜜，U為回路總電壓李剖， $I_{a}、R_{a}$ 分別為電樞電流囤耳、電樞中的總電阻篙顺。

? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)矩方程式：

? ?????????????? $T_{1} = T + T_{0}$ ? ? ? ? 其中? $T_{1}$ 為輸入到電機(jī)的轉(zhuǎn)矩， $T$ 為電磁轉(zhuǎn)矩(發(fā)電的轉(zhuǎn)矩)紫皇， $T_{0}$ 為消耗的轉(zhuǎn)矩慰安。

? ? ? ? ? ? 功率方程式：

? ?????????????? $P_{1}=P_{M}+P_{0}$ ? ? ? ??

其中 $P_{1}$ 為輸入的總功率腋寨， $P_{M}$ 為電磁功率(輸入到電樞繞組的功率) 聪铺， $P_{0}$ 為在轉(zhuǎn)矩中被消耗的功率，

? ?????????????? $P_{0} = p_{Fe}+p_{m}+p_{s}$

其中 $p_{Fe}-鐵損耗萄窜， p_{m}-機(jī)械摩擦損耗铃剔， p_{s}-附加損耗$

? ? ? ? ? ? ? ? ? 其中： $P_{M}=E_{a}I_{a} = UI_{a}+I_{a}^2R_{a}=U(I_{f}+I)+I_{a}^2R_{a} =UI+UI_{f}+I_{a}^2R_{a}=P_{2}+P_{cuf}+P_{cua}$

? ? ? ? ? ? ? ? 因此 $P_{M} = P_{2}+P_{cuf}+P_{cua}$ ?，其中 $P_{cuf}$ ——?jiǎng)?lì)磁回路的電功率查刻， $P_{cua}$ ——電樞電阻消耗的電功率

? ? ? ? ? ? ? ? 綜上所述： $P_{1}=P_{2}+\sum_{}^{} P$ ?键兜，其中 $\sum_{}^{}P=P_{cuf}+P_{cua}+p_{Fe}+p_{m}+p_{s}$ , $P_{1}$ ——輸入的總功機(jī)械率， $P_{2}$ ———發(fā)電機(jī)最終輸出的電功率

????????II.直流電動(dòng)機(jī)

????????????電壓平衡方程式：

? ?????????????? $U=E_{a}+I_{a}R_{a}$

? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)矩平衡方程式：

? ?????????????? $T_{}=T_{2}+T_{0}$ ? ? ? ? 其中 $T$ ——電磁轉(zhuǎn)矩? ? ? ?? $T_{2}$ ——電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩???????? $T_{0}$ ——電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩(即機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩)

? ? ? ? ? ? 功率平衡方程式：

? ?????????????? $UI_{a}=E_{a}I_{a}+I_{a}^2R_{a}$ ? ? ? ? (這條方程只針對(duì)于電樞穗泵，沒有看勵(lì)磁回路)普气，加上勵(lì)磁回路后:

? ?????????????? $UI=UI_{a}+UI_{f}=E_{a}I_{a}+I_{a}^2R_{a}+UI_{f}$ ? ? ? ? 這條方程等效于：

? ?????????????? $P_{1}=P_{M}+p_{cua}+p_{cuf}$ ? ? 其中 $P_{M}$ ——傳入電樞的電磁功率，cua和cuf分別是電樞和勵(lì)磁回路的電阻損耗

? ? ? ? ? ? ? ? 而 $P_{M}=P_{2}+p_{Fe}+p_{s}+p_{m}$ ? ? 其中 $P_{2}$ ——電動(dòng)機(jī)最終輸出的機(jī)械功率佃延，F(xiàn)e s m都是機(jī)械轉(zhuǎn)矩的各種損耗现诀，即空載損耗

? ? ? ? ? ? ? ? 綜上： $P_{1}=P_{2}+p_{cuf}+p_{cua}+p_{m}+p_{Fe}+p_{s}=P_{2}+\sum\nolimits_{a}^b P$ ? ?其中 $P_{1}$ ——從電網(wǎng)吸收的功率, $P_{2}$ ——輸出的機(jī)械功率

????????????無論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，其效率 $\eta =\frac{P_{2}}{P_{1}}$

? ? 10.直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（并/他勵(lì)）

? ? ? ? ? ? ? ? 機(jī)械特性一般表達(dá)式： $n=\frac{U}{C_{e}\Phi}-\frac{R_{a}}{C_{e}\Phi}I_{a}$ ? ?履肃，這條方程一般用來計(jì)算出 $C_{e}\Phi_{N}$

????????????????由于自變量一般是轉(zhuǎn)矩而不是電樞電流仔沿，因此其表達(dá)是一般為：

? ?????????????? $n=\frac{U}{C_{e}\Phi}-\frac{R_{a}+R_{c}}{C_{e}C_{T}\Phi^2}T=\frac{U}{C_{e}\Phi}-\frac{R_{a}+R_{c}}{9.55C_{e}^2\Phi^2}T$

? ? ? ? ? ? ? ? ?理想空載轉(zhuǎn)速? $n_{0}=\frac{U_{N}}{C_{e}\Phi_{N}}$ ?，此時(shí)電樞電流為0? ? ?當(dāng) $T=T_{N}$ 時(shí)候?qū)?yīng)的轉(zhuǎn)速即額定轉(zhuǎn)速尺棋，TN為額定負(fù)載

? ? ? ? ? ? 固有機(jī)械特性：即電動(dòng)機(jī)的電壓為額定電壓封锉，磁通為額定磁通，不串入電阻時(shí)候的電動(dòng)機(jī)特性

? ? ? ? ? ? 人為機(jī)械特性：即人為改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù) 1.改變電動(dòng)機(jī)電壓? 2.給電動(dòng)機(jī)電樞串入電阻? 3.增大或減小磁通? ?無論怎么改變膘螟，改變之后直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線都是斜率為負(fù)的一次方程成福，其Y軸的截距為正，代表理想空載轉(zhuǎn)速荆残。

直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（第三章）

? ? 1.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式

? ?????? $T-T_{L} = \frac{GD^2}{375}\frac{dn}{dt}$ ? ? 其中 $T$ ——電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩奴艾， $T_{L}$ ——負(fù)載轉(zhuǎn)矩，? $GD^2$ ——飛輪轉(zhuǎn)矩脊阴， $\frac{dn}{dt}$ 轉(zhuǎn)速變化率

? ? 2.負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件? ?

? ? ? ? 注意符號(hào)問題：規(guī)定負(fù)載的正方向是和運(yùn)動(dòng)的正方向相反

? ? ? ? I. 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

? ? ? ? ? ? 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速大小無關(guān)握侧，轉(zhuǎn)速改變時(shí)候轉(zhuǎn)矩大小不變蚯瞧。分為反抗性和位能性負(fù)載

? ? ? ? ? ? 反抗性（摩擦性）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性：類似于摩擦力，其轉(zhuǎn)矩的方向和運(yùn)動(dòng)方向永遠(yuǎn)相反

? ? ? ? ? ? 位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：方向和大小保持恒定品擎，即無論轉(zhuǎn)速是哪個(gè)方向其方向和大小保持恒定埋合，在某些情況可以使系統(tǒng)加速，(如吊著一個(gè)物體下放萄传，其負(fù)載就是位能性的甚颂，無論是上升還是下放過程中其轉(zhuǎn)矩方向都是向下運(yùn)動(dòng)的)

? ? ? ? II.恒功率負(fù)載

????????????恒功率負(fù)載的特性為功率保持不變，其轉(zhuǎn)矩大小和轉(zhuǎn)速成反比

???????????? $P_{F}=T_{F}\Omega =T_{F}\frac{2\pi n}{60}=\frac{T_{Fn}}{9.55}=\frac{K}{9.55}=常數(shù)$

? ? ? ? III.電力拖動(dòng)系統(tǒng)恒定運(yùn)行條件

? ?????????? $T=T_{L}$ ?秀菱，且 $\frac{dT}{dn}-\frac{dT_{L}}{dn}<0$ ? ? 注意這里的自變量是n振诬，也就是說要把y軸看成自變量，一般TL都是不隨著n變的所以其導(dǎo)數(shù)為0衍菱，因此只要T對(duì)n的導(dǎo)數(shù)小于0系統(tǒng)道理上說能穩(wěn)定運(yùn)行（一般情況赶么，實(shí)際要根據(jù)導(dǎo)數(shù)值判斷為穩(wěn)）

? ? 3.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

? ? ? ? ? ? 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線，當(dāng)轉(zhuǎn)速為0的時(shí)候脊串，其電樞電流很大辫呻，很容易燒壞電樞，因此需要采取措施使n=0時(shí)候啟動(dòng)電流減小琼锋，方法分為降壓?jiǎn)?dòng)和串電阻啟動(dòng)放闺。

? ? ? ? I.降壓?jiǎn)?dòng)

? ? ? ? ? ? 原理就是把特性曲線往下移，使當(dāng)轉(zhuǎn)速為0時(shí)候電樞電流較小不會(huì)燒壞繞組缕坎。

? ? ? ? ? ? 啟動(dòng)電流應(yīng)滿足 $I_{st}\leq 2I_{N}$ ?怖侦，因此啟動(dòng)電壓應(yīng)滿足 $I_{L}R_{a}<U_{st}<2I_{a}R_{a}$

降壓起啟動(dòng)械特性曲線

? ? ? ? II.串電阻啟動(dòng)

? ? ? ? ? ? 根據(jù)電壓方程式 $U = E_{a}+I_{a}R_{a}$ ? ，啟動(dòng)時(shí) $E_{a}$ =0, 故 $U_{N} = I_{st}(R_{a}+R_{c})$

? ? ? ? ? ? 因此 $I_{st} = \frac{U_{N}}{R_{c}+R_{a}}$ ? 谜叹，由此可以確定啟動(dòng)電阻的大小

? ? ? ? ? ? 直流電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)通常使用分級(jí)啟動(dòng)匾寝，即不同轉(zhuǎn)速階段串入的電阻阻止不同，不同階段的機(jī)械特性曲線不同叉谜。如下圖所示

串電阻分級(jí)啟動(dòng)特性曲線

? ? ? ? ? ?? $T_{1}$ 為啟動(dòng)時(shí)候的最大轉(zhuǎn)矩旗吁，通常取 $T_{1} = 2T_{N}$ ； $T_{2}$ 為切換轉(zhuǎn)矩停局，其通常取 $T_{2} = (1.2-1.5)T_{L}$

? ? ? ? ? ? 分級(jí)電阻的計(jì)算： $\beta = \frac{I_{1}}{I_{2}}=\frac{R_{m}}{R_{m-1}}=\frac{R_{m-1}}{R_{m-2}}=...=\frac{R_{1}}{R_{a}}$ ? ? ? ? 因此有 $\beta = \sqrt[m]{\frac{R_{m}}{R_{a}}}$ ? ,m為串電阻啟動(dòng)的級(jí)數(shù)很钓，? $m=\frac{\lg {\frac{R_{m}}{R_{a}}}}{\lg \beta}$

? ? ? ? ? ? 而對(duì)于 $R_{m}$ ,由于啟動(dòng)時(shí)候 $U_{N} = I_{st}R_{m}$ ?，可以有啟動(dòng)電流和額定電壓算出 $R_{m}$

? ? ? ? ? ? (注意： $R_{k}董栽，k=1,2,3...$ 码倦，其是包含了 $R_{a}$ 的總電樞電阻，而不是總電阻減去Ra）

? ? ? ? ? ? 通用電阻公式(串入的電阻)? $R_{stk} = \beta^{k-1}(\beta-1)R_{a}$ ?锭碳，其中k為第k階段袁稽，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)從k最大到k=1的過程，因此k最大時(shí)候Rstk最大

? ? 4.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

? ? ? ? 根據(jù)機(jī)械特性曲線 $n = \frac{U}{C_{e}\Phi}-\frac{R_{a}+R_{c}}{C_{e}C_{T}\Phi^2}T$ ,調(diào)速的方法無非就三種擒抛，改變電壓推汽、改變電樞電阻补疑、改變磁通。

? ? ? ? I.降壓調(diào)速

? ? ? ? ? ? 即改變U以改變特性曲線歹撒，使在同一負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)候轉(zhuǎn)速不同

? ? ? ? ? ? 特點(diǎn)：1.對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載莲组，改變電壓后在該負(fù)載點(diǎn)工作時(shí)候電樞電流 $I_{a}$ 不改變? 2.調(diào)速穩(wěn)定性好? 3.可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速? 4.只能是基速向下調(diào)

降壓調(diào)速

? ? ? ? II.串電阻調(diào)速

? ? ? ? ? ? 通過串電阻改變機(jī)械特性曲線的斜率以改變對(duì)應(yīng)負(fù)載點(diǎn)的轉(zhuǎn)速

? ? ? ? ? ? 特點(diǎn)： 1.對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，改變電壓后在該負(fù)載點(diǎn)工作時(shí)候電樞電流 $I_{a}$ 不改變? ?2.調(diào)速穩(wěn)定性差(個(gè)人猜測(cè)是由于電阻精度暖夭？)? 3.調(diào)速過程損失能量大(串入的電阻損耗電功率)? 4.只能向轉(zhuǎn)速下降的方向調(diào)? 5.只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速(電阻阻值離散)

串電阻調(diào)速機(jī)械特性曲線

? ? ? ? III.弱磁調(diào)速(為什么不能強(qiáng)磁妖爷？)

????????????通過改變磁通以改變機(jī)械特性曲線的斜率和截距坷备，從而改變對(duì)應(yīng)負(fù)載點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩

? ? ? ? ? ? 特點(diǎn)：1.對(duì)恒功率負(fù)載，改變磁通以后對(duì)應(yīng)負(fù)載點(diǎn)的電樞電流不變? 2.可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速(只需要改變勵(lì)磁回路的電壓or電流or電阻都能改變磁通斥废，相對(duì)連續(xù))? 3.既可以提速也可以降速

弱磁調(diào)速機(jī)械特性曲線

? ? ? ? ? ? 實(shí)際使用中在·多采用降壓調(diào)速和若此調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方法挪圾，串電阻方法一般不用

????????IV.調(diào)速性能指標(biāo)

? ? ? ? ? ? （1）調(diào)速范圍D?? $D=\frac{n_{max}}{n_{min}}=\frac{n_{max}\delta}{\Delta n_N(1-\delta)}$ ? ? 可以看出來D越大調(diào)速的范圍越大宾尚，性能越好

? ? ? ? ? ? （2）靜差率 $\delta$ ? ?? $\delta=\frac{\Delta n}{n_{0}}\ast 100\% = \frac{n_{0}-n}{n_{0}}*100\%$ ? ? 表示該負(fù)載點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和理想空載轉(zhuǎn)速的(差距?)靜差率越小蕉陋，負(fù)載改變時(shí)候轉(zhuǎn)速的變化越小竖螃，機(jī)械特性越硬，性能越好糕韧。

? ? 5.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

? ? ? ? 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)分為能耗制動(dòng)枫振、反接制動(dòng)喻圃、回饋制動(dòng)

? ? ? ? I.能耗制動(dòng)：切斷電動(dòng)機(jī)電源電壓并且串入電樞電阻

能耗制動(dòng)過程

? ? ? ? ? ? 制動(dòng)開始瞬間電樞電流 $I_{a} = \frac{0-E_{a}}{R_{a}+R_{\Omega}}<0$ ? ?制動(dòng)的能耗都消耗在制動(dòng)電阻上萤彩，

? ? ? ? ? ? 串入制動(dòng)電阻的最小值?? $R_{\Omega min} = \frac{E_{a}}{I_{amax}}-R_{a}$ ? 其中 $E_{a}$ 為制動(dòng)開始瞬間電樞電動(dòng)勢(shì)的值? ? $I_{amax}一般等于2I_{N}$

? ? ? ? ? ? 能耗制動(dòng)的功率： $P_{M}<0 , P_{2}<0$ ? P2為電動(dòng)機(jī)輸出功率，PM為電磁功率斧拍，電動(dòng)機(jī)將負(fù)載釋放的動(dòng)能或減少的位能轉(zhuǎn)變成電能全部消耗在電樞回路電阻上雀扶。

? ? ? ? II.反接制動(dòng)：

????????????（1）電樞電源反接的反接制動(dòng)：反接電樞電源，并且串入電阻

反接制動(dòng)機(jī)械特性曲線

? ? ? ? ? ? ????根據(jù) $n = \frac{-U}{C_{e}\Phi}-\frac{R_{a}+R_{c}}{C_{e}C_{T}\Phi^2}T$ ?肆汹，此時(shí)機(jī)械特性曲線經(jīng)過一三四象限愚墓，制動(dòng)開始瞬間的電樞電流 $I_{a}=\frac{-U-E_{a}}{R_{a}+R_{\Omega}}<0$ ?,電磁轉(zhuǎn)矩也對(duì)應(yīng)小于0，當(dāng)運(yùn)行到C點(diǎn)時(shí)候需要切斷電源否則電動(dòng)機(jī)會(huì)反向運(yùn)行昂勉。

? ? ? ? ? ? ? ? 串入的制動(dòng)電阻最小值為 $R_{\Omega min} = \frac{-U-E_{a}}{-I_{amax}}-R_{a}=\frac{U+E_{a}}{I_{amax}}-R_{a}$ ? ? 而 $I_{amax}一般等于2I_{N}$

? ? ? ? ? ? ? ? 電源反向的反接制動(dòng)功率關(guān)系：P1>0? ,? PM<0? ,? P2<0? ,電樞電源做正功浪册，輸出功率為負(fù)，電能和機(jī)械能都消耗在回路電阻上岗照。

? ? ? ? ? ? （2）轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)：只適合位能性負(fù)載村象，實(shí)現(xiàn)重物穩(wěn)速下降

? ? ? ? ? ? ? ? 通過串入電阻，使得斜率下降攒至，降到C點(diǎn)時(shí)候轉(zhuǎn)速為0厚者，此時(shí)位能性負(fù)載仍然會(huì)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速反向迫吐，穩(wěn)速下放

? ? ? ? ? ? ? ? 制動(dòng)電阻為? $R_{\Omega} = \frac{U+E_{aD}}{I_{L}}-R_{a}$ ? ?? $E_{aD}$ 為在D點(diǎn)運(yùn)行的電樞電動(dòng)勢(shì)库菲， $E_{aD} = C_{e}\Phi n_{D}$

? ? ? ? ? ? ? ? ????轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)功率關(guān)系：P1>0? P2,PM<0? ?電源做正功，和位能一起消耗在回路電阻上志膀。

? ? ? ? III.回饋制動(dòng)：

? ? ? ? ? ? （1）正向回饋制動(dòng)：轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向反向熙宇，轉(zhuǎn)速高于空載轉(zhuǎn)速鳖擒，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，機(jī)械能部分回饋為電能

? ??????????????????回饋制動(dòng)過程：? ? 降壓調(diào)速和增磁調(diào)速過程（通過改變電機(jī)的電氣狀態(tài)以制動(dòng)）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 正向回饋運(yùn)行（通過改變外部轉(zhuǎn)矩）：通過改變外部負(fù)載轉(zhuǎn)矩使電機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速烫止，使電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)败去，機(jī)械能回饋到電網(wǎng)? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????變成電能

? ? ? ? ? ? ? ? （2）反向回饋制動(dòng)：拖動(dòng)位能性負(fù)載，電源反接使得電機(jī)反向運(yùn)行烈拒，且運(yùn)行的轉(zhuǎn)速大于額定空載轉(zhuǎn)速圆裕，使電機(jī)為發(fā)電機(jī)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?對(duì)于回饋制動(dòng)，功率關(guān)系為： $P_1<0;P_M<0,P_2<0$

變壓器（第四章）

? ? 1. 基本原理與結(jié)構(gòu)

????????? $\frac{U_{1}}{U_{2}} =\frac{E_{1}}{E_{2}}=\frac{N_1}{N_2}=k$ ? ? 1—原邊 2—副邊? ?E—電動(dòng)勢(shì)? N—匝數(shù)

? ? 2.變壓器銘牌數(shù)據(jù)

? ? ? ? 1. 額定電壓U1N U2N? ? ?2.額定電流I1N I2N? ?3.額定容量單相： $S_N = U_{2N}I_{2N} =U_{1N}I{1N}$ ? ?

????????????三相： $S_N = \sqrt{3} U_{2N}I_{2N} = \sqrt{3}U_{1N}I{1N}$ ? ?4.頻率f=50Hz

? ? 3.變壓器空載運(yùn)行

? ? ? ? ? ? 初級(jí)繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值?? $E_1 =4.44f_1N_1\Phi_m$

? ? ? ? ? ? 次級(jí)繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值?? $E_2 =4.44f_1N_2\Phi_m$

? ? ? ? ? ? 初次級(jí)繞組電壓平衡方程式???? $U_1 = -E_1-E_{\sigma 1}+I_0r_1$ ? ? ? ? $U_{20}=E_2$ ? ?? $\frac{E_1}{E_2}=k$

? ? ? ? ? ? 空載等效圖

? ??????????????????????????? $E_1 = -I_0(r_m+jx_m)=-I_0Z_m$ ? ??

? ?????????????????????????????? $r_m$ ——等效鐵耗電阻荆几， $r_m=\frac{p_{Fe}}{I_0^2}$ ? ?????????? $x_m$ ——等效勵(lì)磁電抗吓妆， $x_m = \sqrt{z_m^2-r_m^2}$

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? $Z_m = \frac{E_1}{I_0}=r_m+jx_m$ ? ? ——等效勵(lì)磁阻抗

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 因此 $U_1 = I_0(r_m+jx_m)+jI_0x_1+I_0r_1=-E_1+I_0Z_1$ ? ? ? ?? $U_{20} = E_2 = \frac{E_1}{k}$

? ? 4.變壓器的負(fù)載運(yùn)行

單相變壓器負(fù)載運(yùn)行電磁關(guān)系

? ? ? ? ? ? 1.磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式? ?????? $I_1N_1+I_2N_2=I_0N_1$

? ? ? ? ? ? 2.電壓平衡方程式? ?????????? $U_1=-E_1+I_1(r_1+jx_1) = -E_1+I_1Z_1$

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? $U_2 = E_2-I_2(r_2+jx_2) = E_2-I_2Z_2$ ? ?????? $r_2 、x_2$ ——次級(jí)繞組電阻吨铸、電抗

? ? ? ? 等效電路

T型等效電路圖

? ? ? ? ? ? ? ? 折算：? ?????? $E_2^!=kE_2=E_1$ ? ?行拢； $I_2^! = \frac{I_2}{k}$ ? ? ；?? $x_2^! = k^2x_2$ ? 诞吱； $r_2^! = k^2r_2$ ? 舟奠； $Z_L^! = k^2Z_L$

? ? ? ? ? ? ? ? 折算后的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式：? ?? $I_1N_1+I_2^!N_1 = I_0N_1;;I_1+I_2^!=I_0$

\Gamma

型等效電路圖

? ? 5.空載試驗(yàn)（開路實(shí)驗(yàn)）

空載試驗(yàn)

? ? ? ? 在低壓(匝數(shù)少)側(cè)進(jìn)行，用于測(cè) $p_{Fe}房维、Z_m沼瘫、r_m、x_m咙俩、k$

? ? ? ? 1. $p_{Fe} = P_0$

? ? ? ? 2. $z_0 = \frac{U_0}{I_0};\ \ r_0= \frac{P_0/3}{I_0^2};\ \ \ x_0=\sqrt{z_0^2-r_0^2}$

? ?????????? $r_m = r_0-r_1;\ \ x_m=x_0-x_1;\ \ Z_m=r_m+jx_m$ ? ? ? ? 一般忽略r1 x1因此有：

? ?????????? $r_m = r_0=\frac{P_0/3}{I_0^2};\ \ z_m=z_0=\frac{U_0}{I_0};\ \ x_m=x_0=\sqrt{z_m^2-r_m^2}$

? ? ? ? 3. $k=\frac{U_0}{U_{20}}$

? ? 6.短路實(shí)驗(yàn)

短路實(shí)驗(yàn)

? ? ? ? ? ? 在高壓側(cè)進(jìn)行耿戚，測(cè)得數(shù)據(jù) $p_{cu}、Z_k阿趁、r_k膜蛔、x_k（Z_1、r_1脖阵、x_1）$

? ? ? ? ? ? 1. $p_{cu} = P_k$ 皂股， $P_k$ 是三相加起來的電壓，在后續(xù)算電阻時(shí)候算的是一相的電阻命黔，因此要除三

? ? ? ? ? ? 2.短路參數(shù)? $z_k=\frac{U_k}{I_k};\ \ r_k=\frac{P_k/3}{I_k^2};\ \ x_k=\sqrt{z_k^2-r_k^2}$ ? ? ? ? 其中? $r_1=r_2^!=\frac{r_k}{2};\ \ \ x_1=x_2^!=\frac{x_k}{2}$

? ? ? ? ? ????? 對(duì)于銅線電阻呜呐，需要先進(jìn)行換算? $r_{k75} = r_{k\theta}\frac{234.5+75}{234.5+\theta},\ \ z_{k75} = \sqrt{r_{k75}^2+x_k^2},\ \ \ \theta$ ——實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度

? ? ? ? ? ? 3.阻抗電壓? $U_{kN} = I_{1N}z_{k75}$

? ? 7.變壓器的運(yùn)行特性

? ? ? ? 電壓變化率：當(dāng)初級(jí)電壓為額定值和負(fù)載功率因數(shù)一定時(shí)，變壓器從空載到額定負(fù)載纷铣，次級(jí)電壓變化量與次級(jí)額定電壓之比

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? $\Delta U=\frac{U_{2N}-U_2}{U_{2N}}=\frac{U_{1N}-U_2^!}{U_{1N}}$

? ?????????????????????????? $\Delta U=\beta(r_k\cos \varphi _2+x_k\sin \varphi_2)\frac{I_{1N}}{U_{1N}}$ ? ? 其中 $\varphi$ 為功率因數(shù)角卵史， $\beta=\frac{I_1}{I_{1N}}$

? ? ? ? 效率特性：初級(jí)銅耗和鐵耗：?? $p_{cu1} = I_1^2r_1;\ \ p_{Fe}=I_0^2r_m$ ? ?? $P_M=P_1-p_{cu1}-p_{Fe}$

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 次級(jí)銅耗：???? $p_{cu2}=I_2^2r_2 ;\ \ \ P_2 = P_M-p_{cu2}$

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?效率：? $\eta =\frac{P_2}{P_1}$

? ? 8.三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件

? ? ? ? 1. 并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的額定電壓影響等，即各臺(tái)變壓器的電壓比(k)應(yīng)該相同搜立。

? ? ? ? 2.并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器聯(lián)結(jié)號(hào)必須相同以躯。

? ? ? ? 3.并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的短路阻抗的標(biāo)幺值要相等。

? ? 9.三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的標(biāo)幺值

? ?????? $U_1^* = \frac{U_1}{U_{1N}}$ ? ?? $I_1^* = \frac{I_1}{I_{1N}}$ ? ?? $S_1^* = \frac{S_1}{S_{1N}}$ ? ? ,兩臺(tái)三相變壓器并聯(lián)使用時(shí)：

? ?????? $S_{I}^*:S_{II}^*=I_{I}^*:I_{II}^*=\frac{1}{U_{kI}^*}:\frac{1}{U_{kII}^*}$

三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理（第五章）

? ? 1.三相之間的線和相的關(guān)系

? ? ? ? Y接法 ——? $U_{相}=\frac{1}{\sqrt{3}}U_{線}$ ? ? ? ? ?? $\Delta$ 接法—— $I_相=\frac{1}{\sqrt{3}}I_線$

? ? ? ? 在三相變壓器給定的U和I中都是線電壓和線電流,而功率都是用相電壓和相電流算的

? ? 2.三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率

? ?????? $P_N=\sqrt3 U_NI_N\eta_N\cos\varphi_N$

? ? 3.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率

? ?????? $s=\frac{n_1-n}{n_1}$ ? ? 其中n為機(jī)械轉(zhuǎn)速， $n_1=\frac{60f}{p}=\frac{3000}{p}$ ——同步轉(zhuǎn)速?

? ? 4.三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組

? ?????? $Z_u$ ——定子總虛槽數(shù)???????? $p$ ——極對(duì)數(shù)???????? $\tau =\frac{Z_u}{2p}$ ——極距???????? $\theta=\frac{p*360}{Z_u}$ ——電角度???????? $m_1$ ——相數(shù)

? ?????? $q=\frac{Z_u}{2pm_1}$ ——每相槽數(shù)

? ? 5.單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)——脈振磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? I.整距線圈的磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ????基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值???? $F_{y1}=\frac{4}{\pi}\frac{\sqrt{2}}{2}IN_y=0.9IN_y$ ? ?????? $N_y$ ——匝數(shù)

? ? ? ? ????諧波磁動(dòng)勢(shì)的幅值???? $F_{y\nu}=\frac{1}{\nu }\frac{4}{\pi}\frac{\sqrt{2}}{2}IN_y=\frac{1}{\nu }0.9IN_y=\frac{F_{y1}}{\nu}$

? ? ? ? II.線圈組的磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ? ? 基波磁動(dòng)勢(shì)? $F_{q1} = qk_{q1}F_{y1}=0.9qk_{q1}IN_{y}$ ? ?? $\nu$ 次諧波磁動(dòng)勢(shì) $F_{q\nu} = qk_{q\nu}F_{y\nu}=0.9qk_{q\nu}IN_{y}$

? ? ? ? ? ? 基波磁動(dòng)勢(shì)分布系數(shù) $k_{q1}=\frac{F_{q1}}{qF_{y1}}=\frac{\sin{q\frac{\theta}{2}}}{q\sin{\frac{\theta}{2}}}$ ? ?? $\nu$ 次諧波磁動(dòng)勢(shì)分布系數(shù) $k_{q\nu}=\frac{\sin{q\frac{\nu\theta}{2}}}{q\sin{\frac{\nu\theta}{2}}}$

????????III.短距線圈組的磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ? ? 基波磁動(dòng)勢(shì)短距系數(shù)? $k_{y1}=\sin{\frac{y_1}{\tau}90}$ ? ?????? $\nu$ 次諧波磁動(dòng)勢(shì)短距系數(shù) $k_{y\nu}=\sin{\frac{\nu y_1}{\tau}90}$

? ? ? ? ? ? 基波繞組系數(shù)? $k_{N1}=k_{y1}k_{q1}$ ? ?????? $\nu$ 次諧波繞組系數(shù) $k_{N\nu}=k_{y\nu}k_{q\nu}$

? ? ? ? ? ? 基波磁動(dòng)勢(shì)幅值 $F_{q1}=2(0.9qIN_y)k_{N1}$ ? ?????? $\nu$ 次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值 $F_{q\nu}=\frac{2}{\nu}(0.9qIN_y)k_{N\nu}$

? ? ? ? IV.單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ? ?? $I_x$ ——相電流的有效值? 忧设；? a——并聯(lián)支路數(shù)? ?刁标；? ? ?串聯(lián)匝數(shù)N：? $N=\frac{2qN_yp}{a}$ (雙層繞組)? 、?? $N=\frac{qN_yp}{a}$ （單層繞組）

? ? ? ? ? ? 基波磁動(dòng)勢(shì)幅值? $F_{\Phi1}=0.9\frac{I_xN}{p}k_{N1}$ ? ?????? $\nu$ 次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值 $F_{\Phi\nu}=\frac{1}{\nu}0.9\frac{I_xN}{p}k_{N\nu}$

? ? 6.三相繞組磁動(dòng)勢(shì)——旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? I.三相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ? ? 三相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)? $F_{1}=\frac{3}{2}F_{\Phi1}=1.35\frac{I_xN}{p}k_{N1}$

? ? ? ? II.三相繞組的諧波磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ? ? 三相繞組諧波磁動(dòng)勢(shì)?? $F_{1}=\frac{3}{2}F_{\Phi\nu}=\frac{1.35}{\nu}\frac{I_xN}{p}k_{N\nu}$

? ? ? ? ? ? 1. $\nu$ 次諧波的極距為幾波的 $\frac{1}{\nu};\ \ \ \ \ \tau_\nu=\frac{\tau}{\nu}$

? ? ? ? ? ? 2. $\nu$ 次諧波的轉(zhuǎn)速為幾波轉(zhuǎn)速的 $\frac{1}{\nu};\ \ \ \ \ \ n_\nu=\frac{n_1}{\nu}=\frac{60f}{\nu p}$

? ? 7.三相交流電機(jī)繞組的電動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? I.線圈單個(gè)有效邊的基波電動(dòng)勢(shì)

???????????? $E_{c}=\frac{\pi}{\sqrt2}f\Phi_1=2.22f\Phi_1$ ? ? ? ? 其中 $\Phi_1=\frac{2}{\pi}B_m\tau l$

? ? ? ? II.線圈基波電動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ? ? 單個(gè)線圈?? $E_{t1}=2E_{c1}=4.44f\Phi_1$

? ? ? ? ? ? N匝線圈?? $E_{y1}^!=N_yE_{t1}=4.44N_yf\Phi_1$

? ? ? ? ? ? 當(dāng)線圈為短距線圈：

? ? ? ? ? ? 單個(gè)線圈?? $E_{t1} = 2E_{c1}\sin{\frac{y_1}{\tau}90}=4.44k_{y1}f\Phi_1$

? ? ? ? ? ? N匝線圈?? $E_{y1}=N_yE_{t1}=4.44N_yk_{y1}f\Phi_1$

? ? ? ? III.線圈組基波電動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? ? ? 線圈組基波電動(dòng)勢(shì)?? $E_{q1} = qk_{q1}E_{y1}=4.44qN_yK_{N1}f\Phi_1$

? ? ? ? IV.相電動(dòng)勢(shì)

????????????繞組相電動(dòng)勢(shì)基波有效值? $E_{\Phi1}=4.44Nk_{N1}f\Phi_1$ ? ? ? ? 其中 $N=\frac{2qN_yp}{a}$ （雙層繞組）???????? $N=\frac{qN_yp}{a}$ （單層繞組）

? ??????????繞組相電動(dòng)勢(shì)諧波有效值?? $E_{\Phi\nu}=4.44Nk_{N\nu}f_\nu\Phi_\nu$ ? ? 其中 $f_\nu=\nu f_1$ ? ?? $\Phi_\nu = \frac{2}{\pi}B_{m\nu}\frac{\tau}{\nu}l$

? ? 8.三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系

? ? ? ? 主要思想：把異步電動(dòng)機(jī)的定址晕、轉(zhuǎn)子看成三相變壓器的原邊膀懈、副邊

? ? ? ? I.轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系(相當(dāng)于變壓器副邊開路)

? ? ? ? ? ? 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在原、副邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)? $E_1 = 4.44f_1N_1k_{N1}\Phi_m$ ???? $E_2 = 4.44f_1N_2k_{N2}\Phi_m$

? ? ? ? ? ? 變比 $k_e=\frac{E_1}{E_2}=\frac{k_{N1}N_1}{k_{N2}N_2}$ ? ? ? ??

????????????????????等效電路圖：

? ? ? ? II.轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的電磁關(guān)系（相當(dāng)于變壓器副邊短路）

? ? ? ? ? ? 定谨垃、轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值????? $E_1 = 4.44f_1N_1k_{N1}\Phi_m$ ? ?? $E_2 = 4.44f_1N_2k_{N2}\Phi_m$

? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)子繞組的折算

? ? ? ? ? ? ? ? 1.電流的折算

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 異步電動(dòng)機(jī)的電流變比 $k_i=\frac{m_1N_1k_{N1}}{m_2N_2K_{N2}}$ ? ? 于是有 $I_2^! = \frac{1}{k_i}I_2$

? ? ? ? ? ? ? ? 2.電動(dòng)勢(shì)的折算

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)變比 $k_{e} = \frac{N_1k_{N1}}{N_2k_{N2}}$ ? ? ? ? 于是有 $E_2^!=k_eE_2$

? ? ? ? ? ? ? ? 3.阻抗的折算

? ?????????????????? $r_2^!=k_ek_ir_2\ \ \ \ \ \ \ \ x_2^!=k_ek_ix_2$

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 等效電路圖：

? ? ? ? III.電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)候的電磁關(guān)系

? ? ? ? ? ? 1.轉(zhuǎn)子頻率? $f_2=\frac{p(n_1-n)}{60} = \frac{n_1-n}{n_1}\frac{pn_1}{60}=sf_1$

? ? ? ? ? ? 2.轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值 $E_{2s}=sE_2$

? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)子繞組的折算

? ? 9.三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩

? ? ? ? 功率平衡關(guān)系

? ? ? ? 從電源輸入電動(dòng)機(jī)的功率 $P_1=m_1U_1I_1\cos\varphi_1$

? ? ? ?? $P_1$ 進(jìn)入電機(jī)后現(xiàn)在釘子上消耗一小部分銅耗 $P_{cu1} = m_1I_1^2r_1$ ?

? ? ? ? 然后再在定子鐵芯消耗于渦流損耗和磁滯 $p_{Fe}=m_1I_m^2r_m$

? ? ? ? 剩下的即通過氣隙傳入到轉(zhuǎn)子電樞启搂，電磁功率：? $P_M=P_1-p_{cu1}-p_{Fe}=m_1I_2^{!2}\frac{r_2^!}{s}$

? ? ? ? 再在轉(zhuǎn)自上消耗銅耗 $p_{cu2} = m_1I_2^{!2}r_2^!$

? ? ? ? 剩余的就是總機(jī)械功率 $P_m = P_m-p_{cu2}=m_1I_2^{!2}(\frac{1-s}{s}r_2^!)$

? ? ? ? 最終輸出的機(jī)械功率為 $P_2=P_m-p_m-p_s=P_m-p_0=P_1-p_{cu1}-p_{Fe}-p_{cu2}-p_m-p_s$

? ? ? ? 由上可以得到? $P_M:p_{cu2}:P_m=1:s:(1-s)$

? ? ? ? 轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系

? ?????????????????? $\frac{P_m}{\Omega}=\frac{P_2}{\Omega}+\frac{p_0}{\Omega};\ \ \ \ T = T_2+T_0$ ? ?? $T$ ——電磁轉(zhuǎn)矩； $T_2$ ——輸出轉(zhuǎn)矩刘陶； $T_0$ ——空載轉(zhuǎn)矩

? ? 10.三相異步電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)

? ? ? ? 直接測(cè)得的物理量： $空載輸入功率P_0胳赌、空載相電壓U_1、空載相電流I_0$

? ? ? ? 通過測(cè)的量計(jì)算的參數(shù)：定子銅耗匙隔、鐵耗疑苫、以及空載的機(jī)械損耗，變壓器的阻抗 $（p_{cu1}纷责、p_{Fe}捍掺、p_{m}、x_m再膳、r_m)$

? ? ? ? 1.空載試驗(yàn)測(cè)得的功率就是定子鐵耗+銅耗+機(jī)械損耗

? ?????????? $P_0=p_{cu1}+p_{Fe}+p_m$

? ? ? ? 2.可以通過測(cè)得電壓和電流關(guān)系得到變壓部分的阻抗

? ?????????? $z_0=\frac{U_1}{I_0};\ \ r_0=r_1+r_m=\frac{P_0-p_m}{I_0^2};\ \ x_0=x_1+x_m=\sqrt{z_0^2-r_0^2}$

? ?????????? $r_1通常為已知參數(shù)挺勿，因此有x_m=x_0-x_1;\ \ r_m=r_0-r_1\ \ 或r_m=\frac{p_{Fe}}{I_0^2}$

? ? 11.三相異步電動(dòng)機(jī)短路試驗(yàn)（堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)）

? ? ? ? 堵轉(zhuǎn)的時(shí)候轉(zhuǎn)速為0，因此轉(zhuǎn)差率為1饵史，代表總機(jī)械功率得附加電阻 $\frac{1-s}{s}r_2^!=0$ 满钟，因此有以下等效電路圖：

????????直接測(cè)得物理量： $堵轉(zhuǎn)電壓U_{1k}、堵轉(zhuǎn)電流I_{1k}胳喷、堵轉(zhuǎn)時(shí)候的功率P_{1k}$

? ? ? ? 通過計(jì)算得到的物理量：

? ? ? ? ? ? 短路阻抗

? ?????????????? $z_k=\frac{U_{1k}}{I_{1k}};\ \ r_k=r_1+r_2^!=\frac{P_{1k}}{I_{1k}^2};\ \ x_k=x_1+x_2^!=\sqrt{z_k^2-r_k^2}$

? ? ? ? ? ? ? ? 1.在大型電動(dòng)機(jī)中： $x_1=x_2^!=\frac{x_k}{2}$

? ? ? ? ? ? ? ? 2.在100kW以下的小型異步電動(dòng)機(jī)，取 $x_2^!=0.97x_k(2\ 4\ 6極)夭织；\ \ x_2^!=0.57x_k(8\ 10極)$

三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（第六章）

? ? 1.三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

? ? ? ? I.物理表達(dá)式

? ?????????? $T=C_T\Phi_mI_2^!\cos\varphi_2^!;\ \ 其中C_T=\frac{p}{\sqrt2}m_1N_1k_{N1}為轉(zhuǎn)矩系數(shù)吭露，為常量$

? ? ? ? II.參數(shù)表達(dá)式

? ?????????? $T=\frac{P_M}{\Omega_1}=\frac{pm_1}{2\pi f_1}I_2^!\frac{r_2^!}{s}=\frac{pm_1}{2\pi f_1}*\frac{U_1^2*(\frac{r_2^!}{s})}{(r_1+r_2^!/s)^2+(x_1+x_2^!)^2}$ ? ? 不是人用的cnm

異步電動(dòng)機(jī)的T=f(s)曲線

? ? ? ? ? ? 臨界轉(zhuǎn)差率? ??

? ???????????????????????????????? $s_m=s_N(\lambda_m+\sqrt{\lambda_m^2-1})=\pm \frac{r_2^!}{x_1+x_2^!}（人用的，用前面那個(gè)比較精確）$

? ? ? ? ? ? 最大電磁轉(zhuǎn)矩? ?? $T_m=\pm \frac{pm_1U_1^2}{4\pi f_1(x_1+x_2^!)}$

? ? ? ? III.實(shí)用表達(dá)式

? ? ? ? ? ? 電磁轉(zhuǎn)矩?? $T=\frac{2T_m}{s/s_m+s_m/s}$ ? ? 這就表明在計(jì)算過程中通常需要先算出最大電磁轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)差率尊惰，就能得到T關(guān)于轉(zhuǎn)差率s的函數(shù)

? ? ? ? ? ? 臨界轉(zhuǎn)差率和最大電磁轉(zhuǎn)矩都用上面兩個(gè)人能用的公式近似算

? ? 2.三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性

? ? ? ? 電動(dòng)狀態(tài)：

? ? ? ? ? ? A點(diǎn)：理想空載運(yùn)行點(diǎn) 輸出轉(zhuǎn)矩為0 靜差率為0讲竿，實(shí)際上空載不可能運(yùn)行在這一點(diǎn)因?yàn)榧词故强蛰d的時(shí)候也有轉(zhuǎn)矩?fù)p耗 $T_0$

? ? ? ? ? ? B點(diǎn)：額定工作點(diǎn)，在該點(diǎn)的轉(zhuǎn)速弄屡、轉(zhuǎn)矩题禀、轉(zhuǎn)差率、電流電壓膀捷、功率都是額定值迈嘹，其轉(zhuǎn)矩可以第一章的公式計(jì)算：

? ?????????????? $T_N=T_{2N}=9550\frac{P_N}{n_N}$

? ? ? ? ? ? C點(diǎn)：最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩 $T_m$ ，臨界轉(zhuǎn)差率 $s_m$

? ? ? ? ? ? ? ? 最大電磁轉(zhuǎn)矩和額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值為最大轉(zhuǎn)矩系數(shù)（過載能力） $\lambda _m=\frac{T_m}{T_N}$ ,一般的三相異步電動(dòng)機(jī) $\lambda _m=1.6-2.2$

? ? ? ? ? ? D點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)秀仲，在這一點(diǎn)轉(zhuǎn)差率為1融痛，轉(zhuǎn)速為0，把轉(zhuǎn)差率=1代入?yún)?shù)表達(dá)式中可以得到：

? ?????????????? $T_{st}=\frac{pm_1U_2^1r_2^!}{2\pi f_1[(r_1+r_2^!)^2+(x_1+x_2^神僵！)^2]}$ 雁刷，其中啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) $K_{st} = \frac{T_{st}}{T_N}$ ,一般 $K_{st}=0.8-1.2$

? ? 3.三相異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性

? ? ? ? I.降低定子電壓的人為機(jī)械特性? ? ?

? ? ? ? ? ? 僅降低定子電壓的話其臨界轉(zhuǎn)差率不變，但是最大電磁轉(zhuǎn)矩降低

? ? ? ? II.定子串接三相對(duì)稱電阻或電抗的人為機(jī)械特性

? ? ? ? ? ? 由圖可以得知定子串接三相對(duì)稱電阻或電抗時(shí)候臨界轉(zhuǎn)差率降低且最大電磁轉(zhuǎn)矩減少（電阻或電抗越大越明顯）

????????III.轉(zhuǎn)子串接三相對(duì)稱電阻或電抗的人為機(jī)械特性

? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)子串接三相對(duì)稱電阻或電抗后其機(jī)械特性如圖保礼，臨界轉(zhuǎn)差率增大沛励，最大電磁轉(zhuǎn)矩不變，也就是說串入電阻以后只改變轉(zhuǎn)差率炮障、轉(zhuǎn)速侯勉、而不改變輸出的轉(zhuǎn)矩，只要沿著直線向下方向就能找到改變后的工作點(diǎn)

? ? ? ? ? ? 設(shè)改變前轉(zhuǎn)差率為 $s$ 铝阐，改變后轉(zhuǎn)差率為 $s^!$ 址貌，則有：

? ?????????????? $\frac{s^!}{s}=\frac{r_2^!+r_c^!}{r_2^!}=\frac{r_2+r_c}{r_2}$ ? ? ,由此可以求出串入的阻值 $r_c=(\frac{s^!}{s}-1)r_2$

? ? 4.利用電磁轉(zhuǎn)矩使用表達(dá)式計(jì)算機(jī)械特性

? ? ? ? I.根據(jù)固有機(jī)械特性 $(T_N、s_N徘键、P_N练对、n_N、\lambda _m)$ 求 $s_m$

? ?????????? $T_N=9550\frac{P_N}{n_N};\ \ s_N=\frac{n_1-n_N}{n_1};\ \ T_m=\lambda _mT_N$

? ?????????? $根據(jù)實(shí)用表達(dá)式有：T_N=\frac{2\lambda _mT_N}{s_N/s_m+s_m/s_N}$ ? ??

? ? ? ? ? ? 因此有 $s_m^2-2\lambda _ms_Ns_m+s_N^2=0;\ \ s_m=s_N(\lambda _m+\sqrt{\lambda_m^2-1})$

? ? ? ? II.根據(jù)人為機(jī)械特性 $(T_L吹害、s^!)$ 求 $s_m^!$

? ? ? ? ? ? 根據(jù)實(shí)用表達(dá)式： $T_L=\frac{2\lambda _mT_N}{s^!/s_m^!+s_m^!/s^!}$ ? ? ?有： $s_m^!=s^!(\lambda _m\frac{T_N}{T_L}+\sqrt{\lambda_m^2(\frac{T_N}{T_L}^2)-1})$

? ?????????? $T=\frac{2T_m}{s_m}s$

? ? ? ? III.求人為特性串入的阻值或電抗

? ?????????? $r_c=(s_m^!/s_m-1)r_2$ ? ? ? ? 對(duì)于Y接： $r_2=z_{2s}=\frac{s_NE_{2N}}{\sqrt3 I_{2N}}$

? ? 5.籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)

? ? ? ? I.定子串三相對(duì)稱電阻或電抗啟動(dòng)

等效電路圖

? ? ? ? ? ? 設(shè)啟動(dòng)電流需要降低a倍螟凭， $a = \frac{I_{st}}{I_{st}^!},\ \ I_{st}:不串電阻時(shí)的啟動(dòng)電流\ \ I_{st}^!:串了電阻的啟動(dòng)電流$

? ? ? ? ? ? 核心： $I_{st}^!=\frac{1}{a}I_{st};\ \ \ \ T_{st}^!=\frac{1}{a^2}T_{st}$ ? ? ，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變成了原來的a方分之一

? ? ? ? ? ? 最后解得：

? ? ? ? ? ? ? ? 串電阻啟動(dòng)： $r_{st}=\sqrt{a^2r_k^2+(a^2-1)x_k^2}-r_k$

? ? ? ? ? ? ? ? 串電抗啟動(dòng)： $x_{st}=\sqrt{a^2x_k^2+(a^2-1)r_k^2}-x_k$

? ? ? ? ? ? ? ? 這里的 $r_k它呀、x_k$ 就是短路試驗(yàn)測(cè)得的那兩個(gè)

? ? ? ? II.Y-D降壓?jiǎn)?dòng)

? ? ? ? ? ? 原理就是定子原來是D接法螺男，線電流是相電流的根號(hào)三倍，現(xiàn)在改成Y接法纵穿，電壓變?yōu)樵瓉淼母?hào)三分之一下隧，電流變少了三分之一

? ? ? ? ? ? 核心： $I_{stY}=\frac{1}{3}I_{stD};\ \ \ \ T_{stY}=\frac{1}{3}T_{stD}$ ? ? ,注意到使用Y-D后啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩變成了原來的1/3

? ? ? ? III.自耦變壓器啟動(dòng)

? ?????????? $k=\frac{U_N}{U_1^!}=\frac{N_1}{N_2};\ \ \ I_{st}^!=\frac{1}{k^2}I_{st};\ \ \ \ T_{st}^!=\frac{1}{k^2}T_{st}$

? ? ? ? 綜上：

????6.三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)

? ? ? ? I.能耗制動(dòng)

? ? ? ? ? ? 道理和直流電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)差不多，都是斷電源然后接入電阻使其快速停下來谓媒，核心是計(jì)算出能耗制動(dòng)的機(jī)械特性方程式淆院、最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、制動(dòng)時(shí)候的臨界轉(zhuǎn)差率句惯、串入的制動(dòng)電阻土辩。? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? 能耗制動(dòng)的轉(zhuǎn)差率? ?? $\nu=\frac{n_1-(n_1+n)}{n_1}=-\frac{n}{n_1}$ ? ? 能耗制動(dòng)的轉(zhuǎn)差率為負(fù)數(shù)

? ? ? ? ? ? 能耗制動(dòng)的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩? ?? $T_{mT}=-\frac{m_1}{\Omega _1}*\frac{I_1^2x_m^2}{2(x_m+x_2^!)}$

? ? ? ? ? ? 能耗制動(dòng)最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率為? ?? $\nu_m=-\frac{r_2^!}{x_m+x_2^!}$

? ? ? ? ? ? 能耗制動(dòng)的機(jī)械特性使用表達(dá)式? ?? $T=\frac{2T_{mT}}{\nu/\nu_m+\nu_m/\nu}$ ? ??

? ? ? ? ? ? 能耗制動(dòng)串電阻計(jì)算? ?? $r_t=(\frac{\nu_m^!}{\nu_m}-1)r_2$ ? ? ( $\nu_m^!$ 道理上題目一般會(huì)給)

? ? ? ? II.反接制動(dòng)

? ? ? ? ? ? 道理也和直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)差不多，通過反接電源產(chǎn)生方向相反的轉(zhuǎn)矩使得電機(jī)快速停下抢野，在反接制動(dòng)中要串入比起動(dòng)電阻還打的制動(dòng)電阻以保證點(diǎn)擊不會(huì)過熱燒壞

????????????反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)差率???? $s=\frac{n_1-n}{n_1}=\frac{|n_1|+|n|}{n_1}>1$

? ? ? ? ? ? 反接制動(dòng)串入的電阻阻值? ?? $r_c=(\frac{s_m^!}{s_m}-1)r_2$ ? ? （這公式和電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式都挺重要）

????????????反接制動(dòng)電磁功率? ?? $P_M=m_1I_2^{!2}\frac{r_2^!+r_t^!}{s}>0$

? ? ? ? ? ? 反接制動(dòng)總機(jī)械功率? ?? $P_m=(1-s)P_M=m_1I_2^{!2}(1-s)\frac{r_2^!+r_t^!}{s}<0$

? ? ? ? ? ? 反接制動(dòng)轉(zhuǎn)差功率（轉(zhuǎn)子銅損耗） $p_{cu2}=P_M+|P_m|>0$

? ? ? ? ? ? 以上表明在反接制動(dòng)中電源做正功拷淘，機(jī)械功率為負(fù)表明機(jī)械能被消耗，兩者都消耗在轉(zhuǎn)子銅耗和串接電阻

? ? ? ? III.回饋制動(dòng)

? ? ? ? ? ? 道理和直流電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)差不多指孤，當(dāng)拉著位能性負(fù)載時(shí)候轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速启涯，電機(jī)等效于一個(gè)發(fā)電機(jī)，電磁功率<0(電源吸收功率而不是釋放功率)、機(jī)械功率<0(機(jī)械能減少轉(zhuǎn)換成電能)逝嚎，銅耗>0(這nmb是廢話扁瓢，難道一個(gè)電阻tm能釋放功率？)

? ? ? ? ? ? 回饋制動(dòng)轉(zhuǎn)差率? ?? $s=\frac{|n_1|-|n|}{|n_1|}<0$

? ? ? ? 總結(jié)：能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)差率為負(fù)數(shù)补君、電磁功率為0引几，機(jī)械功率小于0，轉(zhuǎn)差功率大于0

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?反接制動(dòng)轉(zhuǎn)差率大于1挽铁、電磁功率大于0伟桅，機(jī)械功率小于0，轉(zhuǎn)差功率大于0

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?回饋制動(dòng)轉(zhuǎn)差率也為負(fù)數(shù)叽掘，電磁功率小于0楣铁、機(jī)械功率小于0、轉(zhuǎn)差功率大于0

最后編輯于：2019.06.15 17:01:40

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SB電機(jī)及拖動(dòng)復(fù)習(xí)筆記 (By Myosotis.)

直流電機(jī)的基本原理（第一罚勾、第二章）

? ? 1.直流與交流 ：

? ? 2.電動(dòng)機(jī)的磁極發(fā)生改變后是否還有電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生：

????3.什么是電樞反應(yīng)祟蚀，電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)有什么影響工窍？

? ? 4.直流電機(jī)中的物理量以及表達(dá)式：

? ? 5.并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件

? ? 6.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩

? ? 7.判斷發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)

? ? 8.直流電機(jī)可逆運(yùn)行原理

? ? 9.直流電機(jī)運(yùn)行特性? ??

? ? ? ? I.并勵(lì)發(fā)電機(jī)

? ??????????????? ? ? ??

? ??????????????

????????II.直流電動(dòng)機(jī)

????????????無論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，其效率

? ? 10.直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 （并/他勵(lì)）

直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（第三章）

? ? 1.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式

? ? 2.負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件? ?

? ? ? ? 注意符號(hào)問題：規(guī)定負(fù)載的正方向是和運(yùn)動(dòng)的正方向相反

? ? ? ? I. 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

? ? ? ? II.恒功率負(fù)載

? ? ? ? III.電力拖動(dòng)系統(tǒng)恒定運(yùn)行條件

? ? 3.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

? ? ? ? I.降壓?jiǎn)?dòng)

? ? ? ? II.串電阻啟動(dòng)

? ? 4.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

? ? ? ? I.降壓調(diào)速

? ? ? ? II.串電阻調(diào)速

? ? ? ? III.弱磁調(diào)速(為什么不能強(qiáng)磁妖爷？)

????????IV.調(diào)速性能指標(biāo)

? ? 5.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

? ? ? ? I.能耗制動(dòng)：切斷電動(dòng)機(jī)電源電壓并且串入電樞電阻

? ? ? ? II.反接制動(dòng)：

? ? ? ? III.回饋制動(dòng)：

變壓器（第四章）

? ? 1. 基本原理與結(jié)構(gòu)

? ? 2.變壓器銘牌數(shù)據(jù)

? ? 3.變壓器空載運(yùn)行

? ? ? ? ? ? 空載等效圖

? ? 4.變壓器的負(fù)載運(yùn)行

? ? ? ? 等效電路

? ? 5.空載試驗(yàn)（開路實(shí)驗(yàn)）

? ? 6.短路實(shí)驗(yàn)

? ? 7.變壓器的運(yùn)行特性

? ? 8.三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件

? ? 9.三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的標(biāo)幺值

三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理（第五章）

? ? 1.三相之間的線和相的關(guān)系

? ? 2.三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率

? ? 3.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率

? ? 4.三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組

? ? 5.單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)——脈振磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? I.整距線圈的磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? II.線圈組的磁動(dòng)勢(shì)

????????III.短距線圈組的磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? IV.單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)

? ? 6.三相繞組磁動(dòng)勢(shì)——旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? I.三相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? II.三相繞組的諧波磁動(dòng)勢(shì)

? ? 7.三相交流電機(jī)繞組的電動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? I.線圈單個(gè)有效邊的基波電動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? II.線圈基波電動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? III.線圈組基波電動(dòng)勢(shì)

? ? ? ? IV.相電動(dòng)勢(shì)

? ? 8.三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系

? ? ? ? 主要思想：把異步電動(dòng)機(jī)的定址晕、轉(zhuǎn)子看成三相變壓器的原邊膀懈、副邊

? ? ? ? I.轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系(相當(dāng)于變壓器副邊開路)

? ? ? ? II.轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的電磁關(guān)系（相當(dāng)于變壓器副邊短路）

? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)子繞組的折算

? ? ? ? III.電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)候的電磁關(guān)系

? ? 9.三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩

? ? 10.三相異步電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)

? ? 11.三相異步電動(dòng)機(jī)短路試驗(yàn)（堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)）

三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（第六章）

? ? 1.三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

? ? ? ? I.物理表達(dá)式

? ? ? ? II.參數(shù)表達(dá)式

? ? ? ? III.實(shí)用表達(dá)式

? ? 1.直流與交流：

? ?????????????? $P_{1}=P_{M}+P_{0}$ ? ? ? ??

? ?????????????? $P_{0} = p_{Fe}+p_{m}+p_{s}$

????????????無論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，其效率 $\eta =\frac{P_{2}}{P_{1}}$

? ? 10.直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（并/他勵(lì)）

? ? ? ? I.根據(jù)固有機(jī)械特性 $(T_N、s_N徘键、P_N练对、n_N、\lambda _m)$ 求 $s_m$

? ? ? ? II.根據(jù)人為機(jī)械特性 $(T_L吹害、s^!)$ 求 $s_m^!$