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电机与拖动实习报告
2025-08-30人已围观
电机与拖动实习报告
(一) 实验目的
1.学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2.认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3.熟悉他励直流电动机(即并励直流电动机按他励方式)的接线、起动、改变电
机转向与调速的方法。
(二) 设计心得
通过本次实习得到很多以前不了解的知识，加强了自己的动手能力，知道了直流电动机的特性的额定控制。我觉得这次的课程设计的出发点和落足点都是很好的，让我们在把理论付诸于实践的过程中，复习了知识，又动手实践一番，了解了电动制作的过程，学会了对电机的各种试验的方法步骤，遇到问题和故障时，懂得如何解决。
首先，感谢学校和老师给我们这个一次实训机会，了解这些东西，老师我们这么多天来的关心，每一次一次的失败，得到的是老师的鼓励，让我我知道干我们一行额只有通过一次一次的失败，总结教训才能获得成功的。做事一定要有一丝不苟的精神，不能有一丝的马虎。
再次，在上课时不理解的、不太清楚的，在这里得到一个正面的认识，学以致用，以前总是知道自己学的东西是干什么的，现在知道了理论是实践的基础，有了这次经验，知道做事不能一口吃个胖子。谢谢老师。工厂的生活过过！那是一种快的节奏的生活，我们的生活是很慢的那种，通过实践学习的！！
电机与拖动综合实训心得体会
电机、仪表、拖动综合实训报告
一、电机实训部分
1、三相异步电动机的结构
(1)定子
定子铁心：导磁和嵌放定子三项绕组， 0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成，内圆均匀开槽，槽形有半闭口、半开口和开口槽三种，适用于不同的电机定子绕组。
电枢绕组：绝缘导线绕制线圈，由若干线圈按一定规律连接成三项对称绕组，交流电机的定子绕组成为电枢绕组。
(2)转子铁芯：导磁和嵌放转子绕组，0.5mm硅钢片，外圆开槽
转子绕组：分为笼型和绕线型两种
笼型绕组：其电路为铸铝或铜条
绕线型绕组：对称三项绕组星型接法
气隙：中小型电机的气隙为0.2—2mm
(3)工作原理
定子三相对称绕组，接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场(电生磁)，切割转子导体，感应电势和电流(磁变生电)，载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩(电磁生力)，使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转。
2、直流电机的结构和工作原理
(1)直流电动机的结构
直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成，其结构如图1所示。
图1 直流电动机的主要结构
磁极。磁极是电动机中产生磁场的装置，如图2所示。它分成极心1和极掌2两部分。极心上放置励磁绕组3，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适，并用来挡住励磁绕组,磁极是用钢片叠成的，固定在机座4(即电机外壳)上,机座也是磁路的一部分。机座常用铸钢制成。
图2 直流电动机的磁极及磁路
1－极心 2－极掌 3－励磁绕组 4－机座
电枢。电枢是电动机中产生感应电动势的部分。直流电动机的电枢是旋转的，电枢铁心呈圆柱状，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放有电枢绕组。
换向器(整流子)。换向器是直流电动机的一种特殊装置，主要由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路联接。换向器是直流电动机的结构特征，易于识别。
(2)直流电动机的工作原理
当电流经过电刷流入电枢绕组根据电磁定律通电导体(即线圈)在磁场中会受到电磁力的作用，在电枢受到电磁力的作用下形成电磁转矩，克服组转矩驱动转子转动，实现了电能转化为机械能。
3、电机的拆卸步骤
(1)切断电源，拆开电动机与电源的接线，并对电源线线头作好绝缘处理。
(2)脱开皮带轮或连轴器，松掉地脚螺栓。
(3)拆卸皮带轮或连轴器。
(4)拆卸风罩、风扇。
(5)拆卸轴承盖和端盖,对于绕线式电动机，先提起和拆除电刷，电刷架和引出线。
(6)抽出或吊出转子。
4、星形连接、三角形连接的方法和区别
(1)星形连接的三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起，不接任何一相电，也可不接零线，这样每个绕组的电压是相电压，也就是每相对地的电压，也就是通常指的220V。
(2)三角形接法是三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压，每个绕组的电压是相电压，也就是相相之间的电压，通常是指的220的√￣3倍，380V
二、仪表实训部分
DT862-4型三相四线直接接入式有功电度表线路图
DD862-4 单相电能表直接接入式电度表线路图
(4)测量时不准改换量程。需要改换量程时，把被测导线从钳口中退出后方可进行。
(5)使用钳型电流表时应戴绝缘手套，穿绝缘鞋，潮湿和雷雨天气不可在室外使用。
(6)测量完毕，一定把开关放在最大量程的档位，以免下次使用时未经选择量程而被测电流又较大而损坏仪表。
三、拖动实训部分
1、设计课题：电动机正反转启动反接制动
2、设计电路图：
(1)实验原理图
(2)元件布局图
3、实验设备、仪器、仪表：万用表一块、鼠笼型三相异步电动机一台、接线端子一个、负荷开关一个、熔断器5个、交流接触器3个、热继电器一个、控制按钮3个，速度继电器（由两个电位器替代）、工具一套、导线若干
四 试验心得
在实训过程中，我深刻体会到工具的重要性，以及熟练使用工具所带来的极大便利。在此次实训中，老师所强调的公益性在实训中通过老师的讲解我慢慢体会到工艺性也是为电路的性能提高而设计的，所以讲求工艺性也必是一个好的电工所应具备的技能。电工是一个要求有严谨态度的职业，这说明细微之处可见大，设计电路应保证良好的工作性能以及方便检修检测的性能。熟练掌握电机结构和使用工具会给拆装带来极大便利，对于仪表的使用也应是在掌握仪表功能的基础上。综上可得基础和态度对于一个电工有着必然的重要性。在这次实习中，我的各方面能力都得到了锻炼和提高，这也会对我以后的学习、生活和工作产生深远的影响。我会不断努力，攀登人生的最高峰。此次实习虽已结束，时间不长，但却有重要的意义，它是我看到了自己的不足，也使我看到了自己的长处，并锻炼了我各方面的能力。
张家口职业技术学院 电机修理实习报告
指导教师：刘素芳 系 别：电气系 专业班级：
10楼宇 姓 名：赵程果
日 期：2011.12.19-12.23
一、三相异步电动机介绍
作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
二、三相异步电动机原理
当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载 1
流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
三、三相异步电动机的维修
用三相异步鼠笼式电动机为例：其电动机的参数如下
型号：JO3-90-s2；
功率为2.2千瓦，铁心长135mm，气隙0.3mm，每槽线数60根，线直径0.62mm，绕组为单层链式，电压为380v，额定电流为4.85A，设计为24槽2极电机，轻速2880转/分、频率50HZ、温度75度、重量23公斤、Y型接法.。
其绕组展开图如下：
一、拆卸电机
拆除原有线圈的方法：
可用通电加热法②烘箱加热③木炭加热④煤气、喷灯等⑤溶液法
对于小功率的电机所用的溶液为：
丙酮 25% 酒精 20% 苯 55% 把定子泡在其中；
对于大功率的电机则要刷溶液，配置方法：
丙酮 50% 甲苯 45% 石蜡 5% 先将石蜡熔化之后，去热源，加入甲苯，再加入丙酮，搅拌之后，即可使用。在刷时，用毛刷将溶剂刷于电动机两边的端部和槽，后再将电动机盖好，防止溶剂挥发太快，
一、二个小时后即可拆除。
二、更换定子绕组及拆装注意事项
异步电动机的损坏，绝大多数为定子绕组绝缘烧毁，这时需要重新更换定子绕组。三相电动机通常需要全部更换，单相电动机有时可更换部分线圈
1、拆除定子绕组之前，应先弄清线圈之间的连接关系，记清线圈连接头在电机的哪一端，记下线圈的节距及线圈在两端伸出的长度。
2、拆线圈时要注意不要损伤定子铁芯，特别是槽口部分比较容易变形。
3、线圈全部拆卸后，应清理槽内残余绝缘物，以免重新下线时槽内空间不够用。
4、如无修理手册可查，则应先测量导线的直径，并弄清每个线圈的匝数
5、用木板制作绕线模，木模尺寸一定要适当。可先用一根铜线在木模上绕成一匝线圈，然后将这匝线圈放在铁心槽中，看它两端伸出的长度是否与原先前 相符合，如相差较多，则必须修改木模尺寸。绕制的先前过小，下线将和困难；
线圈过大，不但浪费材料，而且会使端部漏磁增多，影响电机的性能。
6、绕线时使用绕线机，木模两侧要放挡板，螺帽要拧紧，以免绕线时打滑，影响计数器的准确性。绕线过程应注意避免线的交叉，以减少下线时的困难
7、嵌线
1）嵌线工具和辅助材料
嵌线工具一般有压线板、划线板、弯头长柄剪刀及木制或橡皮榔头，辅助材料为绝缘等级等
2） 嵌线过程
按定子绕组展开图和电动机的引出线位置来确定引出线的槽号，嵌线、划线、导线压实、层间绝缘、封槽口垫端部相间及端部包扎等
① 线圈引出线及过线的处理:把线圈绕好的线圈因出线整直，套上相应的黄蜡管或塑料管
② 将线圈的宽度稍微压缩一下，对极对数少的电动机，线圈的宽度要比电动机的内孔稍微小一些，并且将线圈的直线部分捏扁，根据所需要是向左还是向右捏扁
③ 嵌线时要注意为了使绕组端部整齐，在嵌线时，在下完一个线圈节矩之前的各个线圈的上层边还不能下到槽内，应将所有未下到槽内的上层边吊起来，将已下到槽内的线圈端部用榔头将它整形成喇叭口的形式
④ 划线:当下层边下到槽内后，再将上层边呀槽口，理直导线将其捏扁，再用划线板在线圈的两侧，将导线划到槽内。
⑤ 导线压实:压实时不能用力过猛，要用木榔头轻敲 ⑥ 层间绝缘:层与层之间应加上层间绝缘 ⑦ 封槽口:先将导线压实，再用铁板折合槽绝缘 ⑧ 垫好端部相间绝缘
⑨ 包扎端部:需先将端部扎紧，使在浸漆处理之后就成为一个整体
8、把所以线圈下完后，分清三相，进行接线，
9、对线圈端部进行整形，并插入相间绝缘。相间绝缘纸的形状和尺寸要通过试插后进行修改，以保证各项线圈端部互不接触，又不影响端部的包扎。
10、用细绳包扎端部，包扎后在适当整形，使线圈端部不接触机座和端盖，又不妨碍转子的放入
11、用摇表检查各项绕组对机壳及各项绕组之间的绝缘电阻
12、用万用表检查各相绕组的直流电阻是否基本相等。在有三相调压器的条件下，应降压测三相电流，看是否平衡。
13、为了节省绝缘漆，单台修理一般不把定子浸在漆中，而是采用刷绝缘漆的方法。
14、在刷漆之前要预热，刷漆后要烘干。小型电机可放在烘箱中加热，也可用红外线灯加热
四、三相异步电动机定子绕组故障的检修
1、短路运行
一、观察法
1.仔细观察，若有烧焦绝缘的地方，可能即为短路处。
2．使电动机先空载运行20分钟(发现异常情况应立即停机)，然后拆除端盖，用手摸线圈的末端，若某一部分线圈比邻近线圈温度高，则此线圈可能短路。
二、电桥法
用电桥分别测量各相绕组电阻，如果三相电阻相差5%以上，则电阻小的一相一般为短路相。
三、电流检查法
分别测量三祖绕组的电流，若三相电流相差5％以上，则电流大的—相一般为短路相。
2、缺相运行
1.故障现象
电机不能起动，即使空载能起起动，转速慢慢上升，有嗡嗡声；
电机冒烟发热，并伴有烧焦味。
2.检查结果
拆下电机端盖，可看到绕组端部有1/3或2/3的极相绕组或焦或变成深棕色。
3.故障原因及处理方法
（1）电动机供电回路熔丝回路接触不良或受机械损伤，致使某相熔丝熔断。
（2）电动机供电回路三相熔丝规格不同，容量小的熔丝烧断。应根据电动机功率大小，更换为规格相同的熔丝。
（3）电动机供电回路中的开关(隔离开关、胶盖开关等)及接触器的触头接触不良(烧伤或松脱)。修复并调整动、静触头，使之接触良好。
（4）线路某相缺相。查出断线处，并连接牢固。
（5）电动机绕组连线间虚焊，导致接触不良。认真检查电动机绕组连接线并焊牢。
3、过载运行
1.故障现象
电动机电流超过额定值；
电动机温升超过额定温升。
2.检查结果
电机三组绕组全部烧毁；
轴承无润滑脂或砂架损坏；
定、转子铁心相磨擦，俗称扫膛。
3.故障原因及处理方法
（1）负载过重时，要考虑适当减载或更换容量合适的电动机。
（2）电源电压过高或过低，需加装三相电源稳压补偿柜。
（3）电机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀，绝缘电阻下降。应根据具体情况，进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机。
（4）轴承缺油、干磨或转子机械不同心，导致电动机转子扫膛，使电动机电流超过额定值。首先应认真检查轴承磨损情况，若不合格需更换新轴承；
其次，清洗轴承并注入适量润滑脂。然后检查电动机端盖，若端盖中心孔因磨损致使转子不同心，应对端盖进行处理或更换。
（5）机构传动部分发生故障，致使电动机过载而烧坏电机绕组。检查机械部分存在的故障，采取措施处理解决，使之转动灵活。
4、绕组接地
1.故障现象
电机空载无法起动；
电动机供电回路熔丝熔断或开关跳闸。
2.检查结果
定子槽口绕组和铁心有烧伤痕迹，并有铜熔点；
槽内绕组与铁心击穿；
绕组引出线外皮绝缘损坏。
3.故障原因及处理方法
（1）电动机在修复时，塞入竹楔不注意，使槽口绕组绝缘破坏；
竹楔年久老化，绝缘不良。应按电机下线工艺挑选优质竹楔，并做好绝缘处理。下线时注意不要使竹楔划伤导线。
（2）对于长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机，应更换为封闭型电动机。
（3）开启式电动机因金属或金属切屑进入电动机内使绕组绝缘破坏。对此，应在电机周围加设防护网或防护板。
（4）转子平衡块松动或脱落，刮破电动机绕组绝缘。应将平衡块重新调整好方位并固定住，并处理好绕组破损处。
（5）对于无避雷器或避雷器失效的，应加设避雷器或重新校验避雷器。
5、绕组相间短路
1.故障现象
电机无法起动；
电机供电回路熔丝熔断或开关跳闸；
电机绕组冒烟，有烧焦味。
2.检查结果
相间短路部位的多股导线烧断，其周围有铜熔点。
3.故障原因及处理方法
（1）对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机，应将烧伤的导线挑开，清理后焊好，并包好绝缘压平，下入槽后刷上绝缘漆并烘干。若无法修复时，应按原数据重绕。
（2）绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适 应，连线的绝缘套管应比焊点长15～25mm。
6、绕组匝间短路
1.故障现象:电机在运转中冒烟，局部温升过高，并有烧焦味。 2.检查结果:电动机三相电流不平衡；
几匝或一个线圈变成裸线。
3.故障原因及处理方法:（1）烧坏几匝或一个线圈时，若槽满率不高，可进行穿绕修理。
五、心得体会
这次的电机实习也就是拆装电机，在地下室进行的，是从理论中的电机定子、转子、绕组?到真正电机的拆装过渡，是我们的又一次难忘的专业成长。
这次实习我们组是班里唯一一组同心式电机，其绕线方法，拆装过程与其他组不同，给我们带来了很多困难，但是也是一种挑战。虽然最后并不完美但我们学到了很多知识，又懂得了一些道理！
在实习中每天都很累，尤其在给电机下线的时候特别难弄，有好几次特别辛苦中午都没有回去，压线压的手都酸的，好不容易压好了下午老师一检查发现压错了，又重新返工，想想都不甘心。但是结果告诉了我们不管干什么都要项老师说的那样“‘三思而慎行’多思考而后细心办事”否则就会事半功倍，前功尽弃。
最值得一提的还是在最后试车的时候。第一次试车并没有成功，发现机壳短路，有两项不通电，但在检测时是通电的，经过老师的指导和反复分析是接线时绝缘漆没有完全磨掉，导致接触不良。在二次试车失败后真的是垂头丧气，都想放弃了，最后在老师同学的激励下，我们有细细的检查，接线并没有抱希望的最后一次试车成功了，很好的结束了实习！
这次实习让我们明白了不论做事做人都要三思而慎行，当我们努力了但失败
的时候其实成功只离我们一步之遥，所以不要轻易放弃！
结 论
1、从三相鼠笼异步电机出现的常见故障分：电气故障和机械故障两大类，电气性故障主要包括定子绕组故障和转子导条故障。本文只分析定子绕组。
一般来说，定子绕组匝间、相间短路故障是最常见的和最危险的故障。这种故障的最明显的标志是绕组出现局部过热, 相电流的对称性破坏等。这些故障的发生, 不仅导致电机损坏, 而且可能导致损坏生产线中的其他设备, 造成生产损失。因此, 工业生产过程迫切需要开展对电机迅速有效的状态监测及故障诊断，从而避免恶性事故和不必要的停机造成的经济损失。
2、定子绕组故障主要是主绝缘和匝间损坏以及线圈烧损。产生故障的原因是外界因素，通风冷却不好等等。
3、产生故障的原因是外界因素，通风冷却不好、水蒸汽或油泄入点击内部，甚至由于操作不当引起过电压或过电流，损坏绝缘等等。在电机的使用过程中只要改善工作条件，保证操作正确，定子方面的故障是可以大大减少的。
定子绕组短路匝数较少时，对电动机的运行的影响很小，故障征兆表现不明显。但是短路处温度较高，长期发展下去将引起周围绝缘破坏，导致更为严重的匝间短路，甚至发生相间短路、单相对地短路、线圈和定子铁芯的烧损等严重的故障。
4、在理论的指导下，利用现在较为常用的三相异步鼠笼式电动机进行验证理论，通过理论与实际相结合，使我对电动机有了更深刻的了解。
电机与拖动论文
班级：班班班班班班班班班班
姓名：某某某
学号：000000000000
异步电机的现状与发展
电能是国民经济中应用最广泛的能源，而电能的生产、传输、分配和使用等各个环节都依赖于各种各样的电机。电力拖动是国民经济各部门中采用最多最普遍的拖动方式，是生产过程电气化、自动化的重要前提。由此可见，电机及电力拖动在国名经济中起着极其重要的作用。
电机的分类
1、按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2、按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3、按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
4、按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等用电动机）、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等用电动机）及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等用电动机）。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5、按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6、按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻。
电动机技术发展现状
电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展，反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能、经济指标等方面也都有了很大的改进和提高。而且随着自动控制系统和计算机技术的发展在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机。控制电动机具有高可靠性、好精确度、快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。
电动机的功能是将电能转换成机械能。它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械。
在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动、液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单、调节性能好、耗损小、经济、能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。
纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式。19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用。但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动、制动、正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来在可逆、可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动。而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。
虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点但是由于它具有电刷与换向器（又称整流子），使得他的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制，如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用，其电压等级、额定转速、单机容量的发展也受到了限制。所以在20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展调速电动机。
半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速、无换向器电动机调速等使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽、稳态精度高、动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良、维修费用低等优点，将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。
异步电机的发展
异步电机是一种交流电机，也叫感应电机，主要作电动机使用。异步电动机广泛应用于工农业生产中，例如机床、水泵、冶金、矿山设备与轻工业机械等都用它作为原动机，其容量从几千瓦到几千千瓦。日益普及的家用电器，例如在洗衣机、风扇、电冰箱、空调器中采用单向异步电动机，其容量从几瓦到几千瓦。在航天、计算机等高科技领域控制电机得到广泛应用。异步电机也可以作为发电机使用，例如小水电站、风力发电机也可采用异步电机。
异步电机之所以得到广泛应用。主要由于它有如下优点：结构简单、运行可靠、制造容易、价格低廉、坚固耐用，而且有较高的效率和相当好的工作特性。
异步电机主要的缺点是目前尚不能经济的在较大范围内平滑调速以及它必须从电网吸收滞后的无功功率。虽然异步电机的交流调速已有长足进展，但成本较高，尚不能广泛使用。在电网负载中，异步电机所占比重较大，这个滞后的无功功率对电网是一个相当重的负担。它增加了线路损耗、妨碍了有功功率的输出。当负载要求电动机容量较大而电网功率因数又较低的情况下，最好采用同步电动机来拖动。
异步发电机的发展对发电机产业产生了较大的冲击力。主电容器是用来使发电机建立空载电压的电容器。一般是将它们联结成一组，并接于发电机出线端。附加电容器要根据实际负荷的大小进行投，所以它们必需分成若干组分别接入电路。附加电容器是用来使发电机由空载至满载，维持发电机额定电压不变的电容器。
2013年我国异步发电机行业面对新的发展形势，因为新进入企业不断增多、上游原材料价格持续上涨、发电机租赁行业发展的也相当不错。导致行业利润降低，因此我国异步发电机行业市场竞争也日趋激烈。必需并联恰当数值的励磁电容。固然受金融危机影响使得异步发电机行业近两年发展速度略有减缓。但跟着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退，我国异步发电机行业重新迎来良好的发展机遇。异步发电机在水轮机的驱动下，当其转速达到额定值时，利用其剩磁建立微小的剩磁电压。
异步电念头加上适量的电容器，便成为一台异步发电机，也就是将所需要的电容器。并接在异步电念头定子出线端即可。对于感性负荷则应将其附加，电容器并接在负荷之上，随负荷的投入而投入。面临这一现状，异步发电机行业业内企业要积极应对，注重培养立异能力，不断进步自身出产技术，加强企业竞争上风。于此同时异步发电机行业内企业还应全面掌握该行业的市场运行态势，不断学习该行业最新出产技术，了解该行业国家政策法规走向，把握同行业竞争对手的发展动态。只有如斯才能使企业充分了解该行业的发展动态及自身在行业中所处地位，并制定准确的发展策略以使企业在残酷的市场竞争中取得领先上风。
空载励磁和负载并联电容量的选择。准确选择空载励磁并联电容量很重要，假如电容量选择过大则造成空载电压太高，可能损坏设备，选得过小，空载电压又太低，选择空载励磁电容应使发电机产生的电压不超过铭牌划定的额定电压。自励式异步电机的选择和发电所要具备的前提，为了同时知足动力及照明负荷的用电，通常应选择"Y"型接法的异步电念头，以便于引出中性线。电念头转速的选择应略低于原念头转速，原念头转速一般比电念头同期转速高出5%～10%左右为宜。
在农村将异步电念头改为发电机的经验如下：发电机的励磁方式，发电机励磁方式有两种，一种叫他励方式，这种方式是电网供应励磁电流来建立磁场。为了降低造价，应选择容量在15kW以内，电压为 380/220V的异步电念头为宜。该剩磁电压加在接于定子出线真个电容器上，产生一个容性电流，该电流便成为发电机的励磁电流。电念头转子上必需有一定的剩磁。
电机与拖动读书报告
1.电机的分类与介绍
1.1 电机的分类
（1）同步型电机：交流同步电机；
永磁同步电机；
无刷直流电机；
步进电动机；
开关磁阻电动机；
（2）异步型（感应型）电机：三相笼型转子异步电动机；
单相异步电动机；
三相绕线转子异步电动机；
（3）排斥型电机。
下面具体介绍三相笼型转子异步电动机和单相异步电动机两种电机。
1.2 三相笼型转子异步电动机
结构组成图
1.2.1定子
电动机的静止部分称为定子，主要包括定子铁心、定子绕组和机座等。
（1）定子铁心
作用：磁路一部分；
放置定子绕组。
材料：0.35~0.5mm硅钢片叠装
槽的类型：半闭口型（小 型）
半开口型（中大型）
开口型 （高压型） （2）定子绕组
作用：产生旋转磁场
材料：高强度漆包线（小型） 绝缘处理的铜条（大中型）
接法：星形或三角形（六个出线端）
（3）机座
作用：固定定子铁心，保护整台电机
材料：铸铁（中小型） 钢板（大型）
1.2.2 转子
电动机的旋转部分为转子，由转子铁心、转子绕组、转轴及风叶等组成。
（1）转子铁心
作用：电动机磁路一部分
材料：0.5mm相互绝缘硅钢片 （2）转子绕组
作用：产生感应电流和电动势，在旋转 磁场作用下产生电磁转矩
分类：a、笼型转子
结构：单笼型、双笼型、深槽式，其中单笼型又分铸铝和铜条转子。
1.2.3其他附件：
1、端盖
2、轴承和轴承盖
3、风扇和风罩
1.3 单相异步电动机
1.3.1 基本结构
（1）定子：电动机的定子由定子铁心和定子绕组构成，如图2-2所示。
（2）转子：转子由转子铁心、转子绕组和转轴构成，如图2-3所示。转子绕组一般有笼形转子和绕线式转子绕组两种。
（3）其他部件：单相异步电动机的其他部件还有机壳、前后端盖、风叶等。
1.3.2 工作原理
设磁极按逆时针方向旋转，形成一个旋转磁场，置于旋转磁场中的转子导条切割磁感应线，产生感应电动势，由于笼型转子绕组是闭合结构，所以转子绕组中产生感应电流。根据右手定则，可以判断出位于N极下的导条感应电流方向为进入纸面；
而位于 S 极下的导条感应电流方向为穿出纸面。又因为载流导体在磁场中会受到电磁力的作用，根据左手定则可判断出位于 N 极下的导条受力方向向左；
位于 S 极下的导条受力方向向右。这样，在笼型转子上就形成一个逆时针方向的电磁转矩，从而驱动转子跟随旋转磁场按顺时针方向转动起来。
若磁极按顺时针方向旋转，同理，转子也会改变方向朝顺时针方向转动。另外，磁场若加快旋转切割转子速度，转子上感应电流及电磁转矩将增大，则转子转速加快。
“异步”解释：异步电动机的转子转向与旋转磁场转向一致，如果转子与旋转磁场转速相等，则转子与旋转磁场之间没有相对运动，转子导条不再切割磁感应线，没有电磁感应，感应电流和电磁转矩为零，转子失去旋转动力，在固有阻力矩的作用下，转子转速必然低于旋转磁场转速，所以称其为异步电动机。
如果电动机转子与旋转磁场以相同的转速旋转，这种电动机称为同步电动机。
异步电动机旋转磁场转速（也称同步转速 n0 ）与转子转速 n 之差称为转差，转差与同步转速 n0 的比值用“转差率” s 表示：
0
0
n?ns?n1.3.3 基本分类
（1） 电阻起动式异步电动机 （2） 电容起动式异步电动机
（3） 电容运转式异步电动机
（4） 电容起动运转式异步电动机 （5） 罩极式电动机
2.异步电动机的起动方法
2.1 直接起动
直接起动，也就是全压起动，是一种最简单的起动方法也是三相异步电动机应用最多的一种起动方法。小功率电机常常采用这种起动方式然而对较大功率的电机而言，这种起停方式的缺点也是显而易见的。在这种起动方式下，起动电流约为标称电流的4-7倍;起动转矩约为标称转矩的1.0?2.0倍。其特点是:电机端子少(一般为三端子电机)，可带载起动、高电流峰值和大压降起动，设备简易。
直接起动是最简单的起动方式，起动时通过空开或接触器将电机直接接到电网上。具有起动设备简单，起动速度快的优点, 而且起动转矩比采用降压起动时大。在电网和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，鼠笼式异步电动机仍以直接起动为宜．因为操纵控制方便，而且比较经济。
其危害很大电网冲击大。过大的起动电流，会造成电网压降，影响其他用电设备的正常进行。还可能使欠压保护动作，造成用电设备的有害跳闸。同时过大的起动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命；
机械冲击严重，过大的冲击力矩容量造成电机转子笼条、端环断裂和定于端部绕组绝缘磨损，导致绝缘击穿烧毁电机，转轴扭曲，联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等。
因此尽管直接起动方法简单．起动设备也简单，价格便宜，但为了限制电和机械的冲击，以及保证电网的供电质量，在某种场合，就得采取减压起动方式，或者在绕线式异步电动机的转子电路中串入阻抗进行起动。
图2.1为三相交流异步电动机直接起动的电路图。三相交流电源经由组合开关K，熔断器F
1、F
2、F3，交流接触器KM的主触点到电动机定子绕组，构成了主电路。
2.2 降压起动
降压起动通过降低起动时加在定子绕组上的电压来减小起动电流，起动结束后，再将定子绕组的两端电压恢复到额定值。降压起动虽然能减小起动电流，但是起动转矩也大大减小了，所以降压起动一般适用于中、大容量的异步电动机轻载货空载起动。
降压起动适用于容量大于或等于20Kw并带轻载的工况。由于轻载，故电动机起动时电磁转矩很容易满足负载要求。主要问题是起动电流大，电网难以承受过大的冲击电流，因此必须降低起动电流。
在研究起动时，可以用短路阻抗Rk+jRk来等效异步电动机。电机的起动电流（即流过Rk+jRk上的电流）与端电压成正比，而起动转矩与电机端电压的平方成正比，这就是说起动转矩比起动电流降得更快。降压之后在起动电流满足要求的情况下，还要校核起动转矩是否满足要求。
3.变频器
3.1 通用变频器 3.1.1 基本结构
主要包括三个部分：一是主电路接线端，包括接工频电网的输入端（R、S、T），接电动机的频率、电压连续可调的输出端（U、V、W）;二是控制端子，包括外部信号控制端子、变频器工作状态指示端子、变频器与微机或其他变频器的通信借口；
三是操作面板，包括液晶显示屏和键盘。结构原理示意图如下：
通用变频器由主电路和控制电路组成，其基本构成如下图所示。其中，给异步电动机提供调压调频的店里变换部分称为主电路，主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波电路）和逆变器等。
（1） 整流器。电网侧的变流器为整流器，它的作用是把工频电源变成直流电源。三相交流电源一般需经过压敏电阻网络引入到整流桥的输入端。压敏电阻网络的作用是吸收交流电网浪通过电压，从而避免浪涌侵入，导致步电压而损坏变频器。整流电路按其控制方式可以是直流电压源，也可以是直流电流源。电压型变频器的整流电路属于不可控整流桥直流电压源，当电源线电压为380V时，整流器件的最大反向电压一般为1000V，最大整流电流为通用变频器额定电流的2倍。
（2） 逆变器。负载侧的变流器为逆变器。与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为所需求频率的交流功率。逆变器最常见的结构形式是利用6个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。通过有规律的控制逆变器中主开关的导通和管断，可以得到任意频率的三相交流输出波形。
（3）中间直流环节。中间直流环节实际上是中间直流储能环节，另一个作用是承担对整流电路输出进行滤波，以减少电压或电流的波动。此外，由于异步电动机制动的需要，在直流中间电路中还设有制动电阻及其他辅助电路，这就是直流中间电路的作用。电压型变频器的直流中间电路的主要元器件是大容量电解电容，而电流型变频器则主要由大容量电感器组成。
控制电路常由运算电路，检测电路，控制信号的输入、输出电路，驱动电路和制动电路等组成。其主要任务是完成对逆变器的开完控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能等。
通用变频器中的制动电路是为了满足异步电动机制动的需要而设置的，对于大、小容量的通用变频器来说，为了阶跃能源，一般采用电源再生单元讲上述能量回馈给供电电源。而对于小容量通用变频器来说，则通常采用只懂电路，讲异步电动机反馈回来的能量在制动电路上消耗掉。
3.1.2 基本分类
通用变频器按其主电路结构形式可分为交-交变频器和交-直-交变频器，如果主电路中没有主流中间环节的称为交-交变频器。按其工作方式有电压型变频器和直流型变频器。按其工作方式有电压型变频器和之流行变频器；
按其逆变器开关方式有PAM控制方式、PWM控制方式和高频载波SPWM控制方式三种；
按其逆变器控制方式有U/f控制方式。转差频率控制方式、矢量控制方式、矢量转矩控制方式和直接转矩控制等。
3.2 西门子变频器（以440为例）
3.2.1 主要特性
（1）易于安装，参数设置和调试 （2）易于调试
（3）牢固的 EMC 设计
（4）可由 IT （中性点不接地）电源供电 （5）对控制信号的响应是快速和可重复的
（6）参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置 （7）电缆连接简便
（8）具有多个继电器输出
（9）具有多个模拟量输出 (0 － 20 mA) （10）6个带隔离的数字输入，并可切换为 NPN/PNP 接线 （11）2个模拟输入：
? AIN1：0 － 10 V，0 － 20 mA 和 -10 至 +10 V ? AIN2：0 － 10 V，0 － 20 mA （12）2 个模拟输入可以作为第 7 和第 8 个数字输入
（13）BiCo (二进制互联连接)技术
（14）模块化设计，配置非常灵活
（15）脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低 （16）详细的变频器状态信息和全面的信息功能
（17）有多种可选件供用户选用：用于与 PC 通讯的通讯模块，基本操作面板 (BOP)，高级操作面板(AOP)，用于进行现场总线通讯的PROFIBUS 通讯模块
3.2.2 基本结构
4.电机的选型
4.1 步进电机的选型
4.1.1 选择步进电机的几个原则
对步进电机的初步选型，主要考虑三方面的问题：第一，步进电机的步距角要满足进给传动系统脉冲当量的要求；
第二，步进电机的最大静力矩要满足进给传动系统的空载快速启动力矩要求；
第三，步进电机的启动矩频特性和工作矩频特性必须满足进给传动系统对启动力矩与启动频率、工作运行力矩与运行频率的要求。总之，应遵循以下原则：
(1)应使步距角和机械系统相匹配，以得到机床所需的脉冲当量。有时为了在机械传动过程中得到更小的脉冲当量，一是改变丝杠的导程，二是通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不能改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定的。
(2)．要正确计算机械系统的负载转矩，使电机的矩频特性能满足机械负载要求并有一定的余量，保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般来说，最大静力矩大的电机，其承受的负载力矩也大。
(3)应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
(4)合理确定脉冲当量和传动链的传动比。
4.1.2 计算折算到电机轴上的空载启动力矩和切削时的负载力矩 (1)计算负载力矩
电机轴上的负载力矩一般由三部分组成，其一是由切削分力产生的切削负载力矩；
其二是由导轨摩擦力产生的摩擦负载力矩；
其三是由滚珠丝杠的预紧而产生的附加负载力矩。每种负载力矩的计算方法不同。
①切削负载力矩 Tc(N·m)的计算
Tc?FL 2i式中：F 为在切削状态下，滚珠丝杠的轴向负载力，N；
L为电机每转一圈，机床执行部件在轴向移动的距离m；
?为进给传动系统的总效率，?取0．90。
②摩擦负载力矩 Tu(N·m)的计算 Tu?FL 2i式中：F 为在不切削状态下，滚珠丝杠的轴向负载力(即为空载时的导轨摩擦力)。
③ 由滚珠丝杠的预紧而产生的附加负载力矩Tf(N·m)的计算
Tf?FL(10?2)
2i式中：F 为滚珠丝杠螺母副的预紧力；
L为滚珠丝杠螺母副的基本导程;?为滚珠丝杠螺母副的效率，取?=0．98。
④折算到电机轴上的负载力矩 (N·m)的计算 空载(快进)时 T=Tu+Tf 切削(工进)时 T=Tc+Tf (2) 计算电机轴上的加速力矩Top(N·m) 2?9.8?n(Jm?Jd)
Top?60?980t式中：n 为运动部件以最快速度运动时电机的最高转速；
Jm为电机的转动惯量。；
Jd 为机械系统折算到电机轴上的负载惯量；
t为加速时间。
(3) 计算折算到电机轴上的加速力矩
该加速力矩Tq 就是电机轴上所需的加速力矩。一般有二种情况，一是机床移动部件空载快速启动时，系统所需要的空载启动加速力矩Tq。二是在机床切削状态下，进给速度突然变化时，系统所需要的切削时的加速力矩Tq 。
①空载启动加速力矩 TQ(N·m)的计算 Tq=Taq+cjT=Taq+Tu+Tf ②切削时的加速力矩 Tt(N·m)的计算 Tt=Tat+Tcj=Tat+Tc+Tf 4.2 直流力矩电机的选型
4.2.1 基本介绍
4.2.2 选用实例
在计算力矩电机各参数时个参数之间的关系如下：
电压与转速成正比，电流与转矩成正比，同一电压下转速与转矩成反比；
在不同电压下计算转速时计算方法如下：
按上表参数计算10V时空载转速：
计算方法如下：n?运行电压?最大空载转速=518r/min
峰值堵转电压运行电压?峰值堵转转矩=0.01163N.m
峰值电压计算10V时堵转转矩：M?27V转速100转时的转矩和电流：
M?（1—）?峰值堵转转矩=0.2915N.m 最大空载转速运行转速I?（1—最大转速）?峰值堵转电流=1.66A 最大空载转速已知转矩或电流计算转速：
（1—计算方法如下：n?
已知电流/转矩）?最大空载转速
峰值堵转转矩/电流
a.一般地，在一个完整的自动控制系统中，信号电机、功率电动机和控制电动机都会有自己的用武之地。通常控制电动机是很“精确”的电动机，在控制系统中充当“核心执行装置”；
而功率电动机是比较“强壮”的大功率电动机，常用来拖动现场的机器设备；
信号电机则在控制系统中担任“通讯员”的角色，本质上就是“电机传感器”。当然，并不是所有的自动控制系统中都具备这三种电机，在一般的自动化领域，例如运动控制和过程控制，尤其是在运动控制中，控制电动机是必不可少的“核心器件”，所以控制电动机在自动化领域中的地位是举足轻重的，这也是人们对控制电动机研究最多的原因之一。
b.在现代社会中，电机的应用可以说是无处不在的。例如，在交通运输业中，如城市交通运输和电气化的铁道，需要各种具有良好启动和调速性能的牵引电机；
在航运和航空事业中又需要各种特殊的电机；
在农业中，如电力排灌、脱粒、辗米、榨油等农业机械业广泛的采用电动机拖动；
在现代家庭生活中，如洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等家用电器，需要各种小型电动机来拖动；
在自动控制技术中，各种各样的微型控制电机广泛地作为检测、放大和执行元件
随着科学技术水平的提高，电力工业不断发展，发电机和变压器的电机容量不断增大，中、小型电动机的应用范围也不断扩大，电机性能指标和经济效益不断提高，这是电机工业发展的重要趋势。
电机及拖动基础对于我们机械专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课，我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系，，所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义，对于我们将来的工作也很重要。通过本课程的学习，可以掌握电机与拖动的基本理论、基本分析方法和基本实验技能，为学习后续课程和工作打下坚实的基础。并且使自己能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养了自正己分析问题和解决问题的能力。
通过一个学期的学习，使我对电机及其构成的工作系统等知识有了一个全新的认识。我掌握了交、直流电动机的基本原理、结构和调速方法 直流电机的工作原理及结构、变压器的工作原理及结构、异步电机的工作原理及结构、同步电机、控制电机、电力拖动系统基础、直流电机的电力拖动、三相异步电机的机械特性及运转状态、三相异步电机的启动及其调速、电力拖动系统的电机选择 。学校开设这门课程的目的，也是为了让我们在自动化领域上有个初级的入门，便于后续知识的学习，为以后的学习打下良好的基础
广州汽车学院 教 案 200 7 ～200 8 学年第 二 学期 课 程 名 称 ：
电机与拖动 课程性质 ：
专业理论课 学时数 ：
48 授 课 班 级 ：
06级自动化
1、2 开课系(部) ：
电子信息工程 教研室(实验室) ：
华工自动化实验教学中心 主 讲 教 师 ：
赖玉斌 职 称 ：
讲师 广州汽车学院教务处制 教案首页课 程 电机及拖动基础 名 称 课 程 专业理论课 学分 类 别 任 课 赖玉斌 职称 讲师 教 师 授 课 专业班级：
06级自动化
1、2 共 2 个班 对 象 基本参考资料和教材 ? ? ? ? 总计：
64 学时 讲课：
48 学时 实验：
16 学时 上机：
0 学时 《电机及拖动基础》 吴玉香 主编 化学工业出版社 2008 电机及拖动基础》(第3版) 李发海等编 清华大学出版社 2005 《电机及拖动基础》 詹跃东主编 重庆出版社 2002 《电机与电力拖动》 朱耀忠主编 北京航空航天大学出版社 2005 教学 目的 任务 《电机及拖动基础》是电气工程、工业自动化、机电一体化等非电机专业的一门技术基础课，是电机原理和电力拖动两门课程的有机结合，既强调理论性，又强调实际应用。
本课程的任务：使学生或相关技术人员掌握交直流电机、微控电机的基本原理和结构，电力拖动系统的运行性能、分析计算与控制以及电机容量选择等内容，为后续课程的学习和今后工作准备必要的基础知识。
闭 卷（ √ ）；
开 卷（ ）；
课程论文（ ） 实践操作（ ）；
多种形式结合（ ） 章 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 直流电机原理 直流电机的运行特性 直流电动机的电力拖动 变压器 三相异步电动机的基本原理 三相异步电动机的电力拖动 同步电动机 控制电机 电动机的选择 电机及拖动的计算机仿真 机动（复习、答疑） 内容 学时数 3 6 6 6 6 6 9 1 1 1 3 绪论 课程简介、电机及拖动系统发展概况、电磁学基本理论 考核方式 内容 课时 分配 注：课程类别：公共基础课、专业基础课、专业课、集中实践环节、实验课、通选课。
电机及拖动课程教案 授课时间 章节名称 绪论 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 第 1 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 1 次课 授课方法 举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的
1、掌握电机中常用的基本定律、电机中铁磁材料的特点；
与要求
2、熟悉电机的应用与分类；
3、了解本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法。 第 1 节 电机的应用与分类 教学基本内容纲要 第 2 节 本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法 第 3 节 电机中常用的基本定律 第 4 节 电机中铁磁材料的特点 重点：电机中铁磁材料 难点：铁磁材料 教学重点 与难点 图片—理论；
从感性到理性。电机的发展史、电机的应用与分类；
本教材内教学过程 容、课程性质、教学目的、学习方法；
电机中常用的基本定律；
电机中铁磁设计 磁化曲线、磁滞回线、交流磁路中的铁心损耗等。
作业、讨论 及辅导 掌握电机中常用的基本定律、电机中铁磁材料的特点；
熟悉电机的应用与分类；
了解本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法。
课后小结 授课时间 第 2 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 2 次课 章节名称 第一章 直流电机原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲、实物讲解、播放直流电机资料片 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的
1、掌握直流电机的空载磁场、负载磁场及电枢反应 与要求
2、熟悉直流电机的用途、结构及基本工作原理
3、了解直流电机的电枢绕组 教学基本直流电机的用途、结构、铭牌数据、主要系列及基本工作原理；
直流电机的内容纲要 电枢绕组；
直流电机的空载磁场和负载磁场、直流电机的电枢反应等 教学重点 与难点 重点：直流电机基本工作原理、电枢反应 难点：电枢反应 利用多媒体课件简单介绍直流电机的用途、结构、铭牌数据及主要系列。利用动画片演示直流电机基本工作原理；
分析介绍直流电机的电枢绕组的形式教学过程 及特点；
介绍直流电机的空载磁场和负载磁场在气隙中的分布、直流电机的设计 电枢反应有什么作用等。
作业、讨论思考题：P25 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 及辅导 作业题：1-11 1-12
1、掌握直流电机的空载磁场、负载磁场及电枢反应
2、熟悉直流电机的用途、结构及基本工作原理
3、了解直流电机的电枢绕组 课后小结 授课时间 第 3 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 3 次课 章节名称 第一章 直流电机原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 教师主讲、实物讲解、播放直流电机资料片 教学时数 3 授课方法 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的 掌握直流电机的感应电动势和电磁转矩；
与要求 熟悉直流电机的换向。
1、直流电机的感应电动势和电磁转矩；
教学基本内容纲要
2、直流电机的换向。 教学重点 与难点 重点：直流电机的感应电动势和电磁转矩推导与计算 难点：直流电机的换向 直流电机的电枢电动势与电磁转矩的推导与计算、直流电机的换向过程；
直教学过程 线换向、延迟换向、超越换向；
改善换向的方法；
火花、环火及补偿绕组。设计 第一章小结；
习题课，讲解例题等。
作业、讨论思考题：P25 1-8 1-9 1-10 及辅导 作业题：
1-14 1-15 直流电机是电机的主要类型之一。直流电动机以其良好的启动性和调速性能著称，直流发电机供电质量较好，常常作为励磁电源。与交流电机相比直流电机的结构较复杂，成本较高，可靠性较差，使它的应用受到限制。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值。
本章先介绍直流电机的工作原理和基本结构，接着说明电机的磁动势和磁场，导出电机的电动势和电磁转矩公式。
课后小结 授课时间 第 4 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 4 次课 章节名称 第二章 直流电机的运行特性 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、三个层次）：
1、掌握直流发电机和直流电动机的基本方程式和功率流程图；
教学目的
2、熟悉直流发电机和直流电动机的各种运行特性及并励直流发电机自励过与要求 程；
3、了解电机可逆原理。 1.直流发电机的运行原理 直流发电机的电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图、空载特性、外特性、并励直流发电机自励条件等等 教学基本2.直流电动机的运行原理 内容纲要 电机可逆原理直流电动机的电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图、转速特性、转矩特性、效率特性等。
教学重点 与难点 重点：直流机电枢电动势与电磁转矩、直流发电机基本方程式和工作特性。电机可逆原理、直流电动机基本方程式、工作特性 难点：并励直流发电机自励过程、功率流程 直流发电机惯例--基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）--运行特性（空载特性、外特性、并励直流发电机教学过程 自励条件）。电机可逆原理--直流电动机惯例--基本方程式（电压平衡方程设计 式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）--运行特性（转速特性、转矩特性、效率特性）。
作业、讨论思考题：P41-42 2-
1、
2、
3、
4、5 及辅导 作业题：
2-11 2-13 本节分析了直流发电机的基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）和运行特性（空载特性、外特性、并励直流发电机自励条件）及直流电动机的基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）和运行特性（转速特性、转矩特性、效率特性）。
课后小结 授课时间 第 5 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 5 次课 章节名称 第一章 直流电机的运行特性 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的
1、掌握直流电动机的机械特性的一般表达方式固有机械特性的特点；
与要求
2、熟悉直流电动机的人为机械特性；
3、了解串励和复励直流电动机机械特性。 1.直流电动机的机械特性 教学基本2.串励和复励直流电动机 内容纲要 教学重点 与难点 重点：电动机的固有机械特性和根据电机的铭牌数据估算机械特性；
难点：根据电机的铭牌数据估算机械特性。
什么是直流电动机的机械特性--一般表达方式--固有机械特性的特点--人为教学过程 机械特性（电枢回路串电阻、降低电枢电压、减弱磁通）--根据电机的铭牌设计 数据估算机械特性（例2-5）—简单介绍串励和复励直流电动机机械特性。第二章小结；
习题课，讲解例题等。
作业、讨论思考题：P42 2-
6、
7、
8、
9、10 及辅导 作业题：
2-12 2-14 2-15 本节主要分析了直流电动机的机械特性，学会根据电机的铭牌数据估算机械特性；
了解了串励和复励直流电动机机械特性。
课后小结 授课时间 第 6 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 6 次课 章节名称 第三章 直流电动机的电力拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的 掌握 1.电力拖动系统的运动方程式 2.负载的转矩特性及电力拖动系统稳定运行条件 与要求 3.他励直流电动机的启动 1.电力拖动系统的运动方程式；
2.负载的转矩特性（位能性、恒功率、风机水泵类）及电力拖动系统稳定运行条件 ；
3.他励直流电动机的启动（要求、方法）。
重点：运动方程式、负载机械特性。电力系统的稳定运行和他励直流电动机的启动。
难点：运动方程式、电力系统的稳定运行 教学基本 内容纲要 教学重点 与难点 什么是电力拖动系统？--运动方程式--负载机械特性--电力拖动系统稳定运教学过程 行条件--他励直流电动机的启动 设计 作业、讨论思考题：P81 3-
1、
2、
3、
4、5 3-12 及辅导 作业题：
3-11 本节主要分析电力拖动系统运动方程式；
负载的机械特性；
电力拖动系统稳定运行条件及他励直流电动机的启动的要求和方法。都要求掌握。
课后小结 授课时间 第 7 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 7 次课 章节名称 第三章 直流电动机的电力拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握（1）他励直流电动机的调速方法、调速的性能指标、电动机调速时允许输出的转矩和功率、制动的一般概念；
教学目的 （2）直流电机的能耗制动过程和能耗制动运行、电压反接制动、电与要求 动势反接制动、回馈制动的基本概念、降低电源电压的回馈制动、为能负载下放重物时的回馈制动。
2、熟悉直流电动机调速和制动的基本概念；
3、了解其他直流电动机的电力拖动。 1.他励直流电动机的调速 直流电动机调速的基本概念、他励直流电动机的调速方法、调速的性能指标、电动机调速时允许输出的转矩和功率、制动的一般概念。
教学基本2.他励直流电动机的制动 内容纲要 制动的一般概念、直流电机的能耗制动过程和能耗制动运行、电压反接制动、电动势反接制动、回馈制动的基本概念、降低电源电压的回馈制动、为能负载下放重物时的回馈制动等。
3、其他直流电动机的电力拖动 教学重点 与难点 重点：直流电动机的调速方法和直流电动机的制动。
难点：调速方法与负载类型的匹配问题 调速的基本概念--他励直流电动机的调速方法--调速的性能指标--调速方式教学过程 与负载负载类型的匹配—例3-6--制动的一般概念--能耗制动--反接制动--设计 回馈制动--他励直流电动机的四象限运行—例3-8第三章小结；
习题课，讲解例题等。
作业、讨论思考题：P81 3-
6、
7、
8、
9、10 3-13 3-14 3-15 及辅导 作业题：
3-16 3-17 3-18 3-19 本节主要学习直流电动机调速和制动的基本概念、方法等。至此直流电机部分已学完，下次从第四章变压器讲起。
课后小结 授课时间 第 8 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 8 次课 章节名称 第四章 变压器 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握变压器的空载和负载运行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方教学目的 程式、等值电路及相量图等；
与要求
2、熟悉变压器的简单工作原理、分类、基本结构、额定值；
3、了解变压器的用途。 变压器的用途、简单工作原理、分类、基本结构、额定值、变压器的空载运教学基本行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方程式、等值电路及相量图等。内容纲要 变压器的负载运行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方程式、等值电路及相量图等。
教学重点 重点：变压器的空载和负载运行的电磁关系。
与难点 难点：各电磁量的惯例。
多媒体图片—简单介绍变压器的用途、简单工作原理、分类、基本结构、额教学过程 定值—详细分析掌握变压器的空载和负载运行时的电磁状况、各量正方向的设计 规定、平衡方程式、等值电路及相量图等。
思考题与讨论：P119 4-
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、9 1-9 1-10 作业、讨论及辅导 本节内容介绍了变压器的用途、简单工作原理、分类、基本结构、额定值、变压器的空载和负载运行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方程式、等值电路及相量图等 课后小结 授课时间 第 9 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 9 次课 章节名称 第四章 变压器 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握变压器参数的试验测定、变压器的外特性和三相变压器联接组别、变教学目的 压器的并联运行；
与要求
2、熟悉变压器电压调整率、变压器的效率和效率特性和其它用途的变压器；
3、了解三相变压器的磁路系统。
1、变压器参数的试验测定。
2、变压器的外特性和电压调整率、变压器的效率和效率特性。 教学基本
3、三相变压器的磁路系统、联接组别等。 内容纲要
4、变压器的并联运行
5、其它用途的变压器 教学重点 与难点 重点：变压器的运行特性和三相变压器的联接组别。
难点：联接组别
1、变压器参数的试验测定。
2、变压器的外特性和电压调整率、变压器的效率和效率特性。 教学过程
3、三相变压器的磁路系统、联接组别等。 设计
4、变压器的并联运行
5、其它用途的变压器 作业、讨论思考题：P119 4-
10、
11、
12、
13、14 作业题：
4-15 4-16 及辅导 本节内容较多要求
1、掌握变压器参数的试验测定、变压器的外特性和三相变压器联接组别、变压器的并联运行；
2、熟悉变压器电压调整率、变压器的效率和效率特性和其它用途的变压器；
3、了解三相变压器的磁路系统。 课后小结 授课时间 第 10 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 10 次课 章节名称 第四章 变压器习题课 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解。
授课方法 和手段 教学时数 3 教学目的 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
与要求 掌握例4-
3、
4、5 教学基本
1、变压器习题课及复习第四章内容；
内容纲要
2、讲解第三章作业题。 教学重点 重点：联接组别判别 与难点 难点：联接组别判别
1、例4-
3、
4、5；
教学过程
2、补充如何判别联接组别；
设计
3、讲解第三章作业题。 思考题：P120 4-
19、22 作业、讨论作业题：
4-18 4-21 及辅导 复习第四章变压器的内容，补充讲变压器例题、讲解第三章作业题等。消化并巩固相关知识。
课后小结 授课时间 第 11 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 11 次课 章节名称 第五章 三相异步电动机基本原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：播放旋转磁动势动画，举例讲解、多媒体讲解、模型讲解。
和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握转子转动时的电磁关系、转子电路、定转字的磁动势平衡关系、折算与等值电路、功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系等 教学目的
2、熟悉交流电机绕组和它的感应电动势、单相绕组的脉振磁动势、三相绕组与要求 的旋转磁动势、磁动势的空间适量表示法、转子开路时的异步电动机、转子堵转时的异步电动机等
3、了解异步电动机的用途、结构、基本工作原理、铭牌数据、国产异步电动机的主要系列。
1、异步电动机的用途、结构、基本工作原理、铭牌数据、国产异步电动机的主要系列、交流电机绕组和它的感应电动势等。 教学基本
2、单相绕组的脉振磁动势、三相绕组的旋转磁动势、磁动势的空间适量表示法、转子开路时的异步电动机、转子堵转时的异步电动机等。 内容纲要
3、转子转动时的电磁关系、转子电路、定转子的磁动势平衡关系、折算与等值电路等。 教学重点 重点：
1、基本工作原理；
2、交流电机绕组和感应电动势。
3、磁动势、转子与难点 堵转时的异步电动机；
4、转子转动时的异步电动机。 难点：
1、感应电动势；
2、旋转磁动势；
3、转子转动时的电磁关系。
1、利用多媒体课件简单介绍异步电动机的用途、结构、铭牌数据及国产异步电动机主要系列；
教学过程 设计
2、动画片演示三相绕组的旋转磁动势产生过程；
3、根据定转子电磁关系导出电压平衡方程式，画等效电路和相量图。 作业、讨论思考题：P159 5-
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、
9、12、13 及辅导 作业题：
5-16 5-17 本节主要研究定、转子间靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现机电能量转接的感应电机。感应电机一般都用作电动机，在少数场合下，亦有用作发电机的。三相感应电动机在工业中应用极广。单相感应电动机则多用于家用电器。感应电机的结构简单．制造方便，价格便宜，运行可靠。其主要缺点是，不能经济地在较宽的范围内实现平滑调速．此外功率因数恒为滞后。课后小结 先说明空载和负载时三相感应电动机内的磁动势和磁场，然后导出感应电动机的基本方程和等效电路 授课时间 第 12 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 12 次课 章节名称 第五章 三相异步电动机基本原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系；
掌握三相异步电动机教学目的 参数测定方法；
与要求
2、熟悉三相异步电动机工作特性；
教学基本
1、功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系；
内容纲要
2、三相异步电动机参数测定、工作特性等。
3、补充讲异步机例题。 教学重点 重点：相异步电动机的功率和转矩及工作特性。
与难点 难点：三相异步电动机参数测定。
1、三相异步电动机的功率和转矩 功率平衡关系—功率流程图—转矩平衡关系
2、三相异步电动机的工作特性 教学过程 转速特性—定子电流特性--定子功率因数特性—电磁转矩特性—效率特性 设计
3、三相异步电动机的参数测定 空载试验—短路试验 作业、讨论思考题：P159 5-
10、
11、
15、
16、
17、
18、
19、
21、
22、
24、25 及辅导 作业题：
5-20 5-23 本节用等效电路来分析感应电动机的功率关系，并列出功率方程和转矩方程。感应电动机的参数可以用空载试验和堵转(短路)试验来确定。为保证感应电动机运行可靠、使用经济，国家标准对电动机的主要性能指标作出了具体规定。标志工作性能的主要指标有：额定效率ηN，额定功串因敷cosФN和最大转矩倍数Ｔmax/ＴN。在额定电压和额定频率下，电动机的转速n、电磁转矩Ｔｅ、定于电流I
1、功率因数cosФ1效率η与输出功率P2的关系曲线n, Ｔｅ，I1, 课后小结 cosФ1, η=f(P2) 称为感应电动机的工作特性。
授课时间 第 15 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 13 次课 章节名称 第六章 三相异步电动机的拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 授课方法 和手段 教学时数 3 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握三相异步电动机机械特性物理表达式、参数表达式以及机械特性的实教学目的 用公式、固有机械特性、利用电磁转矩实用表达式计算机械特性；
与要求
2、熟悉降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或电抗的人为机械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性。 三相异步电动机机械特性物理表达式、参数表达式以及机械特性的实用公式、教学基本固有机械特性、降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或内容纲要 电抗的人为机械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性，利用电磁转矩实用表达式计算机械特性等。
教学重点 重点：三相异步电动机固有机械特性和利用电磁转矩实用表达式计算机械特与难点 性；
难点：利用电磁转矩实用表达式计算机械特性。
1、三相异步电动机机械特性物理表达式、参数表达式以及机械特性的实用公式；
2、固有机械特性；
教学过程
3、降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或电抗的人为机设计 械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性；
4、利用电磁转矩实用表达式计算机械特性等。 作业、讨论思考题：P200 6-
1、
2、
3、4 6-16 及辅导 作业题：
6-17 感应电动机的输出主要体现在转矩和转速上。在电源为额定电压的情况下，电磁转矩与转差率的关系Ｔｅ＝ｆ（ｓ）就称为转矩—转差率特性，或ＴN－ｓ曲线。ＴN－ｓ特性是感应电动机最主要的特性。三相异步电动机机械特性有三个表达式：物理表达式（物理概念明确）、参数表达式（电磁转矩与电机参数关系清楚是研究电机各种特性的依据）以及实用公式（形式简单，根据课后小结 产品目录数据便可绘制Ｔ＝ｆ（ｓ）曲线）；
降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或电抗的人为机械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性；
掌握利用电磁转矩实用表达式计算机械特性的方法，这是异步电动机在各种运行状态的计算基础。
授课时间 第 16 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 14 次课 章节名称 第六章 三相异步电动机的拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 授课方法 和手段 教学时数 3 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握鼠笼异步电动机的直接起动、鼠笼异步电动机的减压起动、具有高起教学目的 动转矩的鼠笼异步电动机的起动、转子串三相对称电阻分级启动、转子串频与要求 敏变阻器起动。掌握三相异步电动机定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动、回馈制动、能耗制动等过渡过程分析和能量流图。
2、熟悉对鼠笼异步电动机起动的要求；
三相异步电动机电动运行状态；
对鼠笼异步电动机起动的要求、鼠笼异步电动机的直接起动、鼠笼异步电动教学基本机的减压起动、具有高起动转矩的鼠笼异步电动机的起动、转子串三相对称内容纲要 电阻分级启动、转子串频敏变阻器起动。三相异步电动机电动运行状态、定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动、回馈制动、能耗制动等。
教学重点 重点：三相异步电动机起动方法；
三相异步电动机制动 与难点 难点：具有高起动转矩笼型电动机起动特性分析；
各种运行状态的过渡过程
1、对鼠笼异步电动机起动的要求；
2、鼠笼异步电动机的直接起动；
3、鼠笼异步电动机的减压起动；
教学过程
4、具有高起动转矩的鼠笼异步电动机的起动；
设计
5、转子串三相对称电阻分级启动、转子串频敏变阻器起动；
6、三相异步电动机定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动、回馈制动、能耗制动等；
7、三相异步电动机电动运行状态。 作业、讨论思考题：P200 6-
5、
6、
7、
8、
9、
10、
11、
12、
13、
14、15 6-20、21 及辅导 作业题：
6-19 6-22 异步电动机启动电流很大但启动转矩不大。为了满足生产机械要求。必须限制启动电流，同时保证有一定的启动转矩。可根据具体情况采用直接起动、减压起动、转子串三相对称电阻分级启动、转子串频敏变阻器起动或用具有高起动转矩的鼠笼异步电动机的起动。三相异步电动机处于制动状态时，电磁转矩Ｔ与转速n反相。有能耗制动、回馈制动和定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动。注意分析制动过渡过程和能量流图。
授课时间 第 17 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 15 次课 课后小结 章节名称 第六章 三相异步电动机的拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 授课方法 和手段 教学时数 3 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的 掌握从调速原理、机械特性与调速特点等几方面分析各种调速的方法。
与要求 三相异步电动机调速方法概述、三相异步电动机的变极调速、变频调速、降低定子电压调速、绕线转子异步电动机转子串电阻调速、串级调速、电磁转教学基本内容纲要 差离合器调速等。第六章习题课及复习第六章内容；
讲解第六章作业题。
教学重点 重点：三相异步电动机调速 与难点 难点：特性分析
1、三相异步电动机调速方法概述；
2、三相异步电动机的变极调速、变频调速、降低定子电压调速、绕线转子异教学过程 步电动机转子串电阻调速、串级调速、电磁转差离合器调速等；
设计
3、第六章习题课及复习第六章内容；
讲解第六章作业题。
作业、讨论思考题：P200 6-23 6-24 及辅导 作业题：
6-25 三相异步电动机调速，主要介绍了六种调速方法的基本原理，包括：变极调速、变频调速、降低定子电压调速、绕线转子异步电动机转子串电阻调速、串级调速、电磁转差离合器调速。主要从调速原理、机械特性与调速特点等几方面分析各种调速的方法。
课后小结 授课时间 第 18 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 16 次课 章节名称 第
八、九章 单相异步电动机 电力拖动系统中电动机的选择 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握确定电动机额定功率的方法、正确选择电动机额定功率；
教学目的
2、熟悉单相异步电动机基本结构、工作原理、启动和调速；
与要求
3、了解正确选择电动机的意义。
1、单相异步电动机基本结构、工作原理、启动和调速
2、正确选择电动机的意义、决定电动机额定功率的主要因素、确定电动机额教学基本定功率的方法、电动机发热及冷却的规律、连续工作制、断续周期工作制、内容纲要 短时工作制、电动机额定功率选择等。
3、习题课及复习前面内容；
讲解第六章作业题。
教学重点 重点：功率选择 与难点 难点：电动机发热及冷却
1、多媒体讲解单相异步电动机基本结构、工作原理、启动和调速
2、正确选择电动机的意义、决定电动机额定功率的主要因素、确定电动机额教学过程 定功率的方法、电动机发热及冷却的规律、连续工作制、断续周期工作制、设计 短时工作制、电动机额定功率选择等。
3、习题课及复习前面内容；
讲解第六章作业题。
作业、讨论思考题：P244 8-
1、
2、3 及辅导 P263 9-
1、
2、
3、
4、
5、6 本课程学习至此告一段落。我们学习了直流电机原理、电力拖动系统的动力学、直流电动机的电力拖动、变压器、三相异步电动机原理、三相异步电动机的电力拖动、单相异步电动机、电力拖动系统中电动机的选择等内容。课后小结 希望同学们根据所学内容安排好复习。
注：
1、教案按授课次数（或单元）填写，每次（或每单元）授课均应填写一份,整个教案只用一个封面。
2、教学手段如：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。
3、表格间距可调整，可加附页。
第二章
一、负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系即：n=f(TL)___恒转矩负载特性恒转矩负载是指负载转矩为常数，其大小与转速n无关,恒转矩负载分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。反抗性恒转矩负载特性:恒值负载转矩Tf总是与转速nf的方向相反，即作用方向是阻碍运动的方向。当正转时nf为正， Tf与nf方向相反，应为正，即在第一象限,当反转时nf为负， Tf与nf方向相反，应为负，即在第三象限；
当转速nf=0时外加转矩不足以使系统运动。位能性恒转矩负载特性特点:Tf的方向与nf的方向无关。
Tf具有固定不变的方向。例如：起重机的提升机构，不论是提升重物还是下放重物，重力的作用总是方向朝下的，即重力产生的负载转矩方向固定。当nf>0时， Tf>0，是阻碍运动的制动性转矩;当nf 0，是帮助运动的拖动性转矩。故转矩特性在第一和第四象限。
恒功率负载转矩特性特点：当转速n变化时，负载功率基本不变。
电力拖动系统的稳定运行的必要条件：动转矩为零，即 n不变，T=TL 第三章
直流电机的用途：把机械能转变为直流电能的电机为直流发电机；
把直流电能转变为机械能的电机是直流发电机。直流发电机用来作为直流电动机和交流发电机的励磁直流电源。直流电动机的工作原理：线圈不由原动机拖动；
电刷接直流电源；
直流电源通过静止的电刷与随电枢转动的换向器的滑动接触把直流电源转换成电枢中的交流电，保证电枢转矩的方向不变，电枢保持逆时针旋转。直流发电机的工作原理:用两个相对放置的导电片(换向片)代替交流发电机的两个滑环，电刷接触的换向片始终是相同一侧的线圈边，所以N极一侧的电刷得到的电压始终是（+），S极一侧的电刷得到的电压始终是（-） 。
直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；
如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。
主要结构：
直流电机由定子、转子两大部分构成。定子的作用是产生主磁场和在机械上支撑电机，它主要由主磁极、机座、电刷、端盖和轴承组成。主极的用是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩。
大多数直流电机的主磁极都是由直流电流来励磁的，主磁极上还装有励磁线圈。只有小直流电机的主磁极才用永磁磁铁，这叫永磁直流电机.电刷装置:电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。直流电机转子部分：电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承等
单叠绕组1)每个极下的元件组成一条支路,并联支路对数a等于极对数p:a=p2)正负电刷间感应电动势最大，被电刷短路的元件里感应的电动势最小。3）电刷杆数等于极数。
电枢电动势（公式）：电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间感应的电动势，也是电枢绕组每个支路里的感应电动势。电磁转矩（公式）P47内容（励磁磁通势和电枢反应磁通势）==直流发电机:电枢电动势—输出电动势(与电枢电流同方向)电磁转矩—制动(与转速方向相反)直流电动机:电枢电动势—反电动势(与电枢电流反方向）电磁转矩—拖动(与转速方向相同)。
PM（电磁功率）既是机械性质又是电性质的功率，反映了机械能转换成电能的实质.他励直流电动机的机械特性是指电动机加上一定的电压U和一定的励磁电流If，并在电枢回路中串入电阻R，电磁转矩与转速之间的关系，他励直流电动机固有机械特性是一条斜直线，跨越三个象限，特性较硬。
机械特性只表征电动机电磁转矩和转速之间的函数关系，是电动机本身的能力，至于电动机具体运行状态，还要看拖动什么样的负载。
固有机械特性是电动机最重要的特性，在此基础上，很容易得到电动机的人为机械特性。人为机械特性：1.电枢回路串电阻的人为机械特性：n0不变，R增大，⊿n增大，特性变软，一组放射形直线2.改变电枢电压的人为机械特性：1）斜率不变，各条特性互相平行，T 一定时，Δn不变， ；
2）n0与U成正比。3.减小气隙磁通量的人为机械特性：Φ越小，n0越高，β越大，机械特性变软，T一定时，Δn也变大。
第四章
除微型电机外，一般直流电动机不允许直接启动。起动条件：满磁通起动；
IS≤(2~2.5)IN；
TS≥(1.1~1.2)TN启动方式：1电枢回路串电阻启动；
启动电流为is=un/(ra+r)负载转矩TL已知，根据启动条件的要求确定R的大小目标: (并且)保证电磁转矩持续较大及电流持续较小；
电枢回路串电阻
起动：一般采用多级电阻分级起动，起动过程中起动电阻逐步切除。2降电压启动。
降低电源电压U，启动电流为is=u/ra，负载转矩TL已知，根据启动条件要求，可以确定U的大小；
逐渐升高电压U，直至最后升高到UN（为了保持启动过程中电磁转矩一直较大及电枢电流一直较小）4.2他励直流电动机的调速：调速的性能指标是决定电动机选择哪一种调速方法的依据，主要的性能指标有四个方面：调速方式、调速范围与静差率、调速的平滑性、调速的经济性。改变传动机构的传动比改变工作机构的速度，称为机械调速。人为改变电动机的参数（如电压、励磁电流或电枢回路电阻），使同一负载得到不同转速，称为电气调速。直流电动机的调速方法：（1）电枢串电阻调速只能在额定转速（基速）以下调速，一般称为由基速向下调速。特点：① 机械特性变软，受负载波动影响大；
② 在空载或轻载时，调速范围小③ 有级调速；
④ 损耗大，电动机效率低它应用于对调速性能要求不高的场合（2）降低电源电压调速 特点：① 基速向下调速；
② 机械特性的硬度不变，速度稳定性好；
③ 可实现无级调速；
④ 损耗小，电动机效率高。（3）弱磁调速（基速向上调）特点：a基速向上调速b 可实现无级调速；
c 损耗小，电动机效率高。通常与降低电源电压调速配合使用，可以得到较宽的调速范围，能较好地满足生产机械的要求。----优点：在功率较小的励磁电路中进行调节，控制方便，能量损耗小，调速的平滑性较高。缺由于电动机nmax不可能太高，主要受电动机机械强度及换向的限制。另外，电机体积及耗材增多，不经济电动机允许输出转矩不变的调速方法称恒转矩调速。电枢串电阻调速和降低电源电压调速都属于恒转矩调速，在保持电枢电流接近或等于额定值条件下，调速过程中电动机允许输出功率不变的调速方法称为恒功率调速。弱磁调速属于恒功率调速。最好的配合方式为：恒功率负载，采用恒功率的调速方法(弱磁调速)；
恒转矩负载，采用恒转矩的调速方法(变电压或变串入电阻调速)。这样匹配，使电机在整个调速范围内容量能充分利用，且 Ia=IN 不变，电动机的调速转矩与负载一致时，电机容量能充分利用。
调速范围是指电动机在额定负载转矩 调速时，其最高转速与最低转速之比，静差率 或称转速变化率，是指电动机由理想空载到额定负载时转速的变化率。注意：静差率越小，转速的相对稳定性越好，负载波动时，转速变化也越小。(1) n0一定，硬度越大，静差率越小，稳定性越好；
（2）硬度一定，n0越大，静差率越小。调速的平滑性a无级调速的平滑性最好；
b有级调速的平滑性用平滑系数表示：相临两极转速中，高一级转速与低一级转速之比。调速的经济性主要考虑调速设备的初投资、调速时电能的损耗、运行时的维修费用
4.3 他励直流电动机的 电动与制动运行他励直流电动机 拖动各种类型的负载运行时，若改变其电源电压、磁通及电枢回路所串电阻，工作点 就会分布在四个象限 之内。在 n-T 二维坐标系中，若T 与 n 同方向（同正同负），则电动机运行在电
动状态。若T与 n反方向，则电动机运行在制动状态。
电动运行：当电机运行在第Ⅰ和第 Ⅲ 象限时，电机分别工作在 正向和反向电动运行状态。当电机运行在第Ⅱ和第Ⅳ象限时，电机处于制动运行状态。在电动运行状态时，电机的电磁转距是拖动性转矩，而负载转矩为制动转矩。能耗制动：倒拉反转和反接制动回馈制动功率流向负载机械能→电枢绕组→电能→电枢回路总电阻热能反接制动1电枢电压反向的反接制动——迅速停机
回馈制动(发电状态)特点：n>n0，因而 E>Ua，电机处于发电状态,降低电源电压调速：增强磁通调速 第六章
6.2.1电枢绕组:三相单层集中整距绕组：每一相只有一个整距线圈，定子上每个槽里只有一个线圈边。这种绕组除了感应电动势的波形不理想外，电枢表面的空间也没有充分利用，不如采用分布绕组好三相单层分布绕组：基波电动势星形相量图 最多可以并联的支路有p个 当电机每相的总线圈数一定时，如用一路串联，则每相基波电动势要比并联时大，而电流比并联时的总电流小
6.2.2 三相双层绕组是指定子上每个槽里能放两个圈边，每个圈边为一层。一个线圈有两个圈边，电机线圈的总数等于定子的槽总数。双层绕组的优点是线圈能够任意短距，对改善电动势波形有好处
6.2.3 绕组的谐波电动势-实际的电机气隙里磁密的分布不完全都是基波，尚有谐波，如三次、五次、七次等奇数次谐波。所谓三次、五次、七次谐波磁密，即在一对磁极极距中有三、五、七个波长的正弦形磁密波。这些谐波也要在各槽里的导体中感应出各次谐波电动势。当绕组采用了短距、分布以及三相连接时，可以使各次谐波电动势大大被消弱，甚至使某次谐波电动势为零。当然，短距、分布也能降低基波电动势，只要设计合理，让基波电动势消弱的少，而大大消弱谐波电动势就可以了。
三相星接和角接，在三相线电动势中不会有三次谐波及三的倍数次谐波电动势出现。这是由于三相三次谐波以及三的倍数次谐波电动势在时间相位上同相所造成的。
6.3磁通势介绍：
在电机里，不管什么样的绕组，当流过电流时，都要产生磁通势。所谓磁通势，指的是绕组里的全电流，或安培数。
交流电机电枢绕组产生的磁通势与直流电机相比，要复杂一些。分析磁通势的大小及波形等问题，应从两大方面来考虑：1绕组在定子空间所在的位置；
2再考虑该绕组流过的电流，在时间上又是如何变化的。交流绕组产生的磁通势，既是空间的函数，又是时间的函数。整距线圈 磁通势从定子到转子的方向作为正方向。线圈电流：i=根号2icoswt ,磁通势的大小是由电流的大小决定的，当电流按正弦规律变化时，磁通势的大小也随之按正弦规律变化，称为脉振波。磁通势交变的频率与电流的频率一样。最大幅值：1/2根号2INy该磁通势的极数为一对，与电机的极数对数相等。四极电机绕组产生的磁通势：该磁通势的极数为两对，与电机的极数对数相等
2、磁通势展开：空间矩形波可用傅氏基数展成无穷多个正弦波。因此，空间矩形分布的脉振磁通势，可以展开成无穷多个空间正弦分布的磁通势，每个正弦分布的磁通势同时都随时间正弦变化基波及其谐波磁通势的特点：1）基波及其谐波磁通势的最大值Fyv=1/vFy1,2）基波及其谐波磁通势的极对数:基波磁通势的极对数与电机的极对数一样多，三次谐波的极对数是基波的三倍，五次谐波磁通势的极对数是基波的五倍，等等。3）基波及其谐波磁通势幅值随时间变化的关系:当电流随时间按余弦规律变化时，不论是基波磁通势或谐波磁通势，它们的幅值都是随时间按电流的变化规律而变化，即在时间上，都为脉振波。
由前面的分析，可以得到:1一个脉振波可以分解为两个波长与谐振波完全一样，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转波的幅值是原谐振波最大振幅的一半；
2当脉振波振幅为最大值时，两个旋转波正好重叠在一起。一个在空间按余弦分布的磁通势波，可以用一个空间矢量来表示，让矢量的长短等于该磁通势的幅值，矢量的位置就在该磁通势波正幅值所在的位置。
6.4三相合成基波旋转磁通势的特点：1.幅值不变,为圆形旋转磁通F1=3根号2NI(kdp1)/(pi*p),2)转向：磁通势的转向为电流的相序，从领先相到滞后相旋转3)转速：旋转磁通势相对于定子绕组的转速为同步转速{n=60f/p;w=pi*pn/30}4)瞬间位置当某相的电流值达到最大值时，合成磁通势正好位于该轴线处
三相三次谐波磁通势互相抵消，同理可以知道三的倍数次谐波的合成磁通势也是零。采用分布和短距绕组可以大大的降低五次和七次谐波等高次谐波，因此三相绕组可以忽略谐波，只认为基波磁通势是主要的。（此后再提到基波磁通势是下标的数字1都去掉） 第七章
7.1 异步电机主要用作电动机，拖动各种机械负载异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩，所以，异步电机又叫感应电机 三相异步电动机主要是由定子和转子两部分组成。根据转子的结构可以分为：绕线式和鼠笼式
异步电动机的定子：
(1) 定子铁心(2) 定子绕组(3) 机座：(4) 端盖：
异步电动机的转子：1.转子铁心 2.转子绕组—绕线式(转子与定子绕组相似，为对称三相绕组，一般星形联结三出线端分别接到转轴上三个滑环上，通过电刷引出电流。其特点是可以通过滑环电刷在转子回路接入附加电阻)、鼠笼式转子 3.转轴—支撑转子铁心的作用3.气隙：定、转子间空气隙
按定子相数分：单相异步电动机；
两相异步电动机；
三相异步电动机
按转子结构分：绕线式异步电动机；
鼠笼式异步电动机（单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机）
按有无换向器分：无换向器异步电动机；
换向器异步电动机 7.1.5 异步电动机的工作原理:利用感应原理进行工作，因此也称为感应电动机工作条件：1空间有旋转的磁场 ；
2.转子与磁场有相对运动，即n≠n1 ；
3.转子导条或转子三相绕组短路
7.4 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系
1三相异步电动机正常稳态运行时，n≠n1；
2当产生的电磁转矩 T=作用于转轴上的负载转矩 TL时，异步电动机的转速n为某一确定值；
3可以用转差率 s 衡量 n 与 n1 之间的差距。4转子各电量的大小均与转差率 s 有关，因此分析三相异步电动机转子旋转时各量的大小，首先要定义转差率。
转差率（转差或滑差）：其大小可以反映电动机转子的转速 7.4.2定、转子磁通势及磁通势关系
三相对称电流I1产生的气隙空间旋转磁通势F1 ：a幅值：b转向：从领先相绕组轴线到落后相绕组轴线c转速：相对于定子绕组的转速为60f/pd瞬间位置：当I达正最大值时，转子磁通势F1应在相绕组轴线处。
合成磁通势（异步电动机正常运行时的励磁磁通势）a幅值：…i0….b转向：从领先相绕组轴线到落后相绕组轴线c转速：相对于定子绕组的转速为n1,d当三相异步电动机转子以转速n旋转时，定转子磁通势同步旋转，只是磁通势的大小及相互之间的相位有所不同。对应的电流为励磁电流，约为20~50%额定值。
7.4.4 转子绕组的频率折合
频率折合——将转子绕组中各电量频率折合为定子频率。原则：保持转子旋转磁通势F2大小、转向、转速不变。由于：转子磁通势 F2与定子磁通势 F1同步旋转，与转速 n无关，即与转子电量频率f2无关。只需保证转子旋转磁通势F2的大小不变，即需要保证转子绕组电流有效值保持不变，其频率可以任意设定。所以，在保证转子电流有效值I2不变的情况下，可以将转动的转子直接等效为静止的转子，即频率f2变为f1。(在频率变换的过程中，转子电流有效值保持不变，转子电路的功率因数角φ2也没有发生变化。)
7.4.5异步电动机的等效电路用可调电阻与电机的转速相对应，将转动的异步电动机等效成为静止的电路。7.5三相异步电动机的功率与转矩(看书) 7.6三相异步电动机的机械特性是指在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩 T 与转速 n（或转差率 s ）之间的函数关系。
异步电动机带负载时，等值电路中的励磁阻抗支路可以移到前面或者不作任何改变。
7.6.1固有机械特性（三种状态）：三相异步电动机在定子电压、频率均为额定值不变，定、转子回路不串入任何电路元件条件下的机械特性称为固有机械特性。（书上的图）
过载能力(最大转矩倍数)：最大电磁转矩与额定电磁转矩的比值。
7.6.2 人为机械特性1.降低定子端电压的人为机械特性2.定子回路串接三相对称电阻的人为机械特性
3.定子回路串接三相对称电抗的人为机械特性4.转子回路串入三相对称电阻的人为机械特性 第八章
8.1三相异步电动机直接起动 三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的起动。三相异步电机的起动要满足生产机械对异步电动机起动性能的要求(起动转矩要大)，以保证生产机械的正常起动。缩小起动时间、起动电流要小，以减小对电网的冲击。
下面两种情况不能直接启动：变压器与 电机容量之比不足够大；
启动转矩不能满足要求。
综上所述，三相异步电机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大，电动机容量小于7.5kw的小容量鼠笼式异步电机。对于大容量鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机可采用如下方法：（1）降低定子电压；
（2）加大定子端电阻或电抗；
（3）对于绕线式异步电机还可以采用加大转子端电阻或电抗的方法。对于鼠笼式异步电机，可以结构上采取措施，如增大转子导条的电阻，改进转子槽形。
直接起动时的影响：
（1）起动电流较大，可达额定电流的4～7 倍，甚至达到8～12倍。
（2）过大的起动电流造成电机过热，影响电动机的寿命。
（3）过大的起动电流使电动机受到电动力的冲击，绕组变形可能造成短路而烧毁电动机。
（4）过大的起动电流会使电网线路电压降增大，对同一线路中的其他电器设备造成影响。
直接起动即全压起动。
全压起动条件：1）异步电动机功率低于7.5KW。2 8.2 三相鼠笼式异步电动机降压起动 1.定子串接电抗器或电阻起动
2.星形—三角形(Y—△)降压起动方法：起动时定子绕组接成Y形，运行时定子绕组则接成△形，其接线图如图示。对于运行时定子绕组为Y形的笼型异步电动机则不能用Y—△起动方法，适用于正常运行时接成?的电机，是普通机床上常用的起动方法。Y—△起动时，起动电流与直接起动时的起动电流三分之一 3.自耦变压器(起动补偿器)起动方法：自耦变压器也称起动补偿器。起动时电源接自耦变压器原边，副边接电动机。起动结束后电源直接加到电动机上。采用自耦变压器降压起动，起动电流和起动转矩都降K2倍。自耦变压器一般有2～3组抽头，其电压可以分别为原边电压U1的80%、65%或55%、64%、73%。该种方法对定子绕组采用Y形或△形接法的电机都可以使用，缺点是设备体积大，投资较贵
软起动方法 采用电子软起动来实现电动机的起动：（1）限流或恒流起动（2）斜坡电压软起动（3）转矩控制软起动。（4）转矩加脉冲突变控制（5）电压控制
8.3高启动转矩的三相鼠笼式异步电动机
1.转子电阻值较大的鼠笼式异步电动机 转子电阻大，则直接启动时的转矩大，最大转矩也大，但同时额定转差率较大，运行段机械特性较软(高转差电动机)。
2.深槽式鼠笼异步电动机转子槽型深而窄，其深度与宽度之比约为10-20.运行时，转子导条有电流通过，底部漏磁通比槽口的多，所底部漏电抗大，槽口部分漏电抗小。当频率较高时交流电流集中到导条槽口容易出现集肤效应或趋表效应----刚启动时，集肤效应使导条内电流比较集中在槽口，相当于减少了导条的有效截面积，使转子电阻增大。随着转速n的升高，集肤效应逐渐减弱，转子电阻逐渐减少，直到正常运行，转子电阻自动变回到正常运行值。正常运行时，转差率很小，转子频率也很低，转子漏抗很小，因此在电动势的作用下，转子电流主要有电阻决定。这样，转子电流在导条内的分布均匀，集肤效应不明显。
3.双鼠笼异步电动机 双鼠笼异步电动机比普通异步电动机转子漏电抗大，功率因数稍低，效率差不多。其转子上装有两套并联的鼠笼。外笼：起动笼，电阻大—黄铜或 铝青铜 内笼：运行笼，电阻小—紫铜 起动时：f2=f1，内笼漏抗大，电流集中在上笼→Ist小，Tst大 运行时：f2=1~3Hz，漏抗远比电阻小，电流大部分从电阻较小的下笼流过。
转子漏抗大，cos?和过载能力小，制造相对工艺复杂。用于对Tst要求高的场合。
8.4绕线式三相异步电动机的起动转子回路中可以外串三相对称电阻，以增大电动机的启动转矩，启动结束后可以切除外串电阻，电动机的效率不受影响。它可用在重载和频繁启动的生产机械上。1转子回路串接频敏电阻器起动对于单纯限制启动电流、增大启动转矩的绕线式异步电机，可采用转子串频敏变阻器启动。频敏变阻器是由三相铁芯线圈组成，每一相的等效电路与变压器空载运行的等效电路一致。2、转子串电阻分级起动 为使整个启动过程中尽量保持较大起动转矩采用逐级切除转子起动电阻的分级启动。
8.5 三相异步电动机的各种运行状态
交流电力拖动系统运行时，在拖动各种不同负载的条件下，若改变异步电动机电源电压的大小、相序及频率，或者改变绕线式异步电动机转子回路所串电阻等参数，三相异步电动机就会运行在四个象限的各种不同状态。---若电磁转矩T与转速n的方向一致时，电动机运行于电动状态；
若电磁转矩T与转速n的方向相反时，电动机运行于制动状态。制动状态中，根据T与n的不同情况，又分为回馈制动、反接制动、倒拉制动及能耗制动等。
一.电动运行当电动机工作点在第一象限时，电动机为正向电动运行状态；
当电动机工作点在第三象限时，电动机为反向电动运行状态。电动运行状态时，电磁转矩为拖动转矩。二．三相异步电动机的制动 在下述情况运行时，则属于电动机的制动状态。在负载转矩为位能转矩的机械设备中(例如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时)，使设备保持一定的运行速度；
在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停止的情况下，电动机的运行属于制动状态。
三相异步电动机的制动方法有下列两类：机械制动是利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。它的结构有好几种形式，应用较普遍的是电磁抱闸，它主要用于起重机械上吊重物时，使重物迅速而又准确地停留在某一位置上。
电气制动是使异步电动机所产生的电磁转矩和电动机的旋转方向相反。电气制动通常可分为能耗制动、反接制动和回馈制动 (再生制动) 等3类。
1能耗制动当定子绕组通入直流电源时，在电动机中将产生一个恒定磁场。转子因机械惯性继续旋转时，转子导体切割恒定磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，转子电流和恒定磁场作用产生电磁转矩，根据右手定则可以判电磁转矩的方向与转子转动的方向相反，为制动转矩。在制动转矩作用下，转子转速迅速下降，当n=0时，T=0，制动过程结束。这种方法是将转子的动能转变为电能，消耗在转子回路的电阻上，所以称能耗制动
基本原理 方法：将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后，立即接到直流电源上，
对于采用能耗制动的异步电动机，既要求有较大的制动转矩，又要求定、转子回路中电流不能太大使绕组过热。能耗制动的优点是制动力强，制动较平稳。缺点是需要一套专门的直流电源供制动用。
2反接制动分为电源反接制动和倒拉反接制动两种。方法：改变电动机定子绕组与电源的联接相序，
电源的相序改变，旋转磁场立即反转，而使转子绕组中感应电势、电流和电磁转矩都改变方向，因机械惯性，转子转向未变，电磁转矩与转子的转向相反，电动机进行制动，此称电源反接制动。
四、倒拉反转运行 方法：当绕线转子异步电机拖动位能性负载时，在其转子回路串入很大的电阻。在其转子回路串入的大电阻超过某一数值时，电机还要反转，运行于第四象限。它的转差率s>1，电磁功率PM>0，机械功率Pm
五.回馈制动 方法：使电动机在外力(如起重机下放重物)作用下，其电动机的转速超过旋转磁场的同步转速。
起重机下放重物，在下放开始时，n＜n1电机处于电动状态。在位能转矩作用下，电机的转速大于同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化，转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。此时电机将机械能转化为电能馈送电网，所以称回馈制动。
小结1.衡量异步电动机起动性能，最主要的指标是起动电流和起动转矩。异步电动机直接起动时，起动电流大，一般为额定电流的4～7倍。因起动时功率因数低，起动电流虽然很大，但起动转矩却不大。三角形接线的异步电动机，在空载或轻载起动时，可以采取Y—△起动，起动电流和起动转矩都减小3倍。负载比较重的，可采用自耦变压器起动，自耦变压器有抽头可供选择。绕线转子异步电动机转子串电阻起动，起动电流比较小，而起动转矩比较大，起动性能好。若把异步电动机的机械特性线性化，起动电阻的计算方法与并励直流电动机相同。2.制动即电磁转矩方向与转子转向相反，电磁制动分为能耗制动、反接（电源两相、倒拉）制动、回馈（正向、反向）制动。
矢量控制的基本思路
矢量控制理论的基本思想是在三相交流电动机上模拟直流电动机转矩控制的规律。通常在磁场定向坐标上，三相绕组在空间位置上互差3pi/2rad机械角度，设在三相绕组中通以三相对称电流，在相位差上互差3pi/2rad电角度，产生的磁场具有以下特点：（1）随着时间的推移，合成的磁场的轴线在旋转，电流交变一个周期，磁场也将旋转一周（2在旋转过程中，合成磁场强度不变，故称圆形旋转磁场。
从直流电动机的结构来看，励磁绕组是空间上固定的直流绕组，而电枢绕组是空间旋转的绕组，虽然电枢绕组本身在旋转，但是电枢磁动势上却有不变的方向，通常称这种绕组为‘伪静止绕组’，这样从磁效应的意义上讲，可以把直流电动机的电枢绕组当成空间上固定直流绕组，因而直流电动机的励磁绕组和电枢绕组就可以用俩个在空间位置上互差90的直流绕组M和T来等效，M励磁，T电枢，M中电流im励磁电流分量，T，iT转矩电流分量。设fimt为M和T通入i产生的合成磁通，空间固定不动，如果人为使其旋转，则fivemt也随之旋转，当观察者战争MT绕组上与其一起旋转，在他看来绕组依旧固定，若使fivemt与fiveabfiveABC相同，则直流mt与交流ab，ABC交流绕组等效，旋转可以通过矢量坐标变换完成通过控制imit可以对iaibic瞬时控制 交流伺服系统由交流伺服电机，功率变换器，速度、位置传感器及位置速度电流控制器构成。
《电机及电力拖动》习题 第一章
直流电机
1.直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？
2.一直流电动机，已知PN=13kw，UN=220V，nN=1500r/min，η=0.85，求额定电流IN。 3.一直流发电机，已知PN=90kw，UN=230V，nN=1450r/min，η=0.89，求额定电流IN。
4.一台p对极的直流发电机，若将电枢绕组由单叠改为单波（导体数不变），问额定电压、额定电流和额定功率如何变化？
5.计算下列各绕组的节距y
1、y2和绘制绕组展开图，安放主磁极和电刷，并求出支路对数。
1）单叠绕组2p=4，S=K=18；
2）单波绕组2p=4，S=K=19。
6.一台4极直流发电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通φ=3.5×10
?2wb，电枢总导体数N=152，求当转速n=1200r/min时的空载电动势E。若改为单波绕组，其他条件不变，则当空载电动势为210V时，发电机转速应为多少？若保持每条支路的电流I=50A不变，求电枢绕组为单叠和单波时，发电机的电磁转矩Tem各为多少？ 7.什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应的性质是什么？对电动机呢？
8.什么叫换向？为什么要改善换向？改善换向的方法有哪些？
9.说明装置换向极改善换向的原理，一发电机改作电动机或转向改变时，换相极绕组是否需要改接？为什么？
10.一台4极80kw、230V、930r/min的并励发电机，在75℃时的电枢回路电阻Ra=0.0259Ω，励磁绕组电阻Rf=22.8Ω，额定负载时励磁回路串入调节电阻Rpf=3.5Ω，电刷压降2ΔUb=2V，铁耗和机械损耗pfe+pΩ=2.3kw，附加损耗ps=0.05PN。求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率、电磁转矩和效率。
11.一台并励直流电动机，在额定电压UN=220V，额定电流IN=80A的情况下运行，75℃的电枢电阻Ra=0.01Ω,电刷接触压降2ΔUb=2V，励磁回路总电阻Rrf+Rpf=110Ω，附加损耗ps=0.01PN，效率η=0.85。求：（1）额定输入功率P1；
（2）额定输出功率P2；
（3）总损耗Σp；
（4）电枢铜耗pcua；
(5)励磁回路损耗pf；
（6）电刷接触损耗pcub；
（7）附加损耗ps；
（8）机械损耗和铁耗pΩ+pFe。
12.什么叫发电机的外特性？他励发电机和并励发电机的外特性有什么不同？为什么？ 13.一台并励发电机，额定运行时情况正常，当转速降为1/2nN时，电枢电压U=0，试分析原因。
14.一台并励直流电动机，铭牌数据为PN=96kw，UN=440V，IN=255A，IfN=5A，nN=1550r/min，并已知Ra=0.078Ω。试求：（1）电动机的额定输出转距TN；
（2）电动机的额定电磁转距Tem；
（3）电动机的理想空载转速n0。
15.电动机的工作特性是什么？试比较不同励磁方式对工作特性的影响。
第三章
的作用的？
变压器
1.变压器中主磁通与漏磁通的性质和作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们2.试分析一次绕组匝数比原设计值减少时，铁心饱和程度、空载电流大小、铁心损耗、二次侧空载电压和电压比的变化。
3.励磁电抗Xm的物理意义如何？Xm大好还是小好？若将铁心抽出后Xm如何变化？若一次绕组匝数增加5%，而其余不变，则Xm大致如何变化？若铁心叠片松散、片数不足，则Xm及I0如何变化？如铁心硅钢片接缝间隙较大时，对Xm及I0有何影响？ 4.变压器空载运行时，一次侧加额定电压，为什么空载电流I0很小？如果接在直流电源上，一次侧也加额定电压，这时一次绕组的电流将有什么变化？铁心中的磁通有什么变化？二次绕组开路和短路时对一次绕组中电流的大小有无影响？
5.为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时的实际铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗无差别，为什么？
6.一台50Hz单相变压器，如接在60Hz的电网上运行，额定电压不变，问空载电流、铁心损耗、漏抗、励磁阻抗及电压调整率有何变化？
7.一台单相变压器，额定电压为220v/110v，如果不慎将低压侧误接到220v电源上，变压器将发生什么现象？
8.有一台单相变压器，已知：SN=5000kvA，UN1/UN2=35kv/6.6kv，铁心的有效截面积SFe=1120cm，铁心中最大磁通密度Bm=1.45T，试求：高、低压绕组的匝数和电压比。 9.一台单相变压器，额定容量为5kvA，高、低压绕组均有两个匝数相同的线圈，高、低压侧每个线圈的额定电压分别为1100v和110v，先将他们进行不同方式的联接。试问：可得几种不同的电压比？每种联接时的高、低压侧额定电流为多少？
10.两台单相变压器，电压为220v/110v，一次侧匝数相等，但空载电流I01=2 I02。今将两台变压器的一次绕组顺极性串联起来加440v电压，问两台变压器二次侧的空载电压各为多少？
11．一台单相变压器电压为220v/110v。当在高压侧加220v电压时，空载电流为I0，2主磁通为Φ。试问：（1）若U2与u1连在一起，在U1与u2端加330v电压，此时空载电流和主磁通各为多少？（2）若U2与u2连在一起，U1与u1端加110v电压，则空载电流和主磁通又各为多少？
12．有一台三相变压器，已知：SN=100kvA，UN1/UN2=66.3kv/0.4kv，联接组为Y,yn0因电源电压改为10kv，如果用改绕高压绕组的方法来满足电源电压的改变，而保持低压绕组每相为55匝不变，则新的高压绕组每相匝数应为多少？如果不改高压绕组匝数会产生什么后果？
13．有一台1000匝的铁心线圈接到110v、50Hz的交流电源上，由安培表和瓦特表的读数得知I1=0.5A、P1=10W，把铁心抽出后电流和功率就变为100A和10000W。若不计漏磁，试求：（1）两种情况下的参数和等效电路；
（2）两种情况下电流的无功分量和有功分量；
（3）两种情况下磁通的最大值。
14．有一台单相变压器，SN=100kvA，UN1/UN2=6000v/230v，f=50Hz，
一、二次绕组的电阻和漏抗为R1=4.32Ω，R2=0.063Ω，X?1=8.9Ω，X?2=0.013Ω，试求：（1）折算到高压侧的短路参数Rk、Xk、Zk；
（1）短路参数的标幺值；
（3）求满载时，当cosφ2=
1、cosφ2=0.8（滞后）和cosφ
2=0.8（超前）等三种情况下的电压调整率，并对结果进行分析。
15．一台单相变压器，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（滞后），试用近似等效电路和简化等效电路求U1和I1。
16．一台三相变压器，SN=750kvA，UN1/UN2=10000v/400v，Y,yn0接法，在低压侧作空载试验时得I0=60A，p0=3800w，在高压侧作短路试验时得Uk=440v，pk=10900w（Ik1=IN1）,室温20℃，试求：
（1） 折算到高压侧的励磁阻抗和短
路阻抗；
（2）
*短路阻抗的标幺值Rk*、Xk*、Zk2=0.8
；
（3） 计算满载及cosφ
*2=0.8（滞后）
时的ΔU、U2及?；
（4） 计算最大效率?
max。
17．变压器出厂前要进行“极性”试验，如图所示。将U
1、u1 联结，在U1-U2端加电压，用电压表测U2-u2间电压。设变压器 的电压220v/110v，如果U
1、u1为同名端，电压表的读数是多少？如U
1、u1为非同名端，则电压表的读数又是多少？
18．试说明三相变压器组为什么不采用Y,y联结，而三相心式变压器又可用呢？为什么三相变压器中希望有一边接成三角形？
19．Y,d联结的三相变压器中，3次谐波在三角形联结时能形成环流，基波电动势能否在三角形中形成环流？Y,y联结的三相变压器组中，相电动势中有3次谢波，线电动势中有无3次谐波？为什么？
20．变压器的
一、二次绕组按图示联结，试画出它们的线电势相量图，并判明其联结组别。
21．有一三相变压器，其
一、二次绕组的同名端及端点标记如图所示，试把变压器接成Y,d
7、D,y
7、Y,y
4、D,d4。
22．一台Y,d联结的三相变压器，在一次侧加额定电压空载运行，此时将二次侧的三角形联结打开一角测量开口处的电压，再将三角形闭合测量电流。试问：当此三相变压器是三相变压器组或三相心式变压器时，所测得的数值有无变化？为什么？
23．有两台Y,d联结的三相变压器并联运行,第一台为5600kVA，6000V/3050V，*Zk(1)=0.055，第二台为
*3200kVA，6000V/3000V，Zk(2)=0.055，试求：空载时两台变压器内的环流及其标幺值。
24．两台变压器并联运行，均为Y,d11联结，UN1/UN2=35kv/10.5kv。第一台为1250kvA，*Zk(1)=6.5%，第二台为
*2000kvA，Zk(2)=6%，试求：（1）总输出为
3250kvA时，每台变压器的负载为多少？（2）在两台变压器均不过载情况下，并联组的最大输出为多少？并联组的利用率是多少？
25．有一台5600kvA，6.6kv/3.3kv，Y,yn0
*联结的三相双绕组变压器，Zk=0.105。现将其改成9.9kv/3.3kv的降压自耦变压器，试求：（1）自耦变压器的额定容量；
（2）额定电压下的稳态短路电流，并与原双绕组变压器稳态短路电流相比较。
第四章 三相感应电动机的基本原理
1.试述感应电动机的工作原理，为什么说感应电机是一种异步电机？
2.什么叫同步转速？它与那些因素有关？一台三相4极交流电动机，试分别写出电源频率f=50Hz与f=60Hz时的同步转速。
3.一三相交流电动机，电源频率f=50Hz，试分别写出当极数2p=
2、
4、
6、
8、10时的同步转速。
4.何谓转差率s？通常感应电动机的s值约为多少？
5.一台三相4极感应电动机，已知电源频率f=50Hz，额定转速nN=1450r/min，求转差率s。
6.有一个三相单层绕组，极数2p=4，定子槽数Z1=24，支路数a=1，试画出绕组展开图，并计算基波绕组因数。
7.上题中，将定子槽数改为Z1=36，试画出绕组展开图，并计算基波绕组因数。 8.题6中，将极数改为2p=2，试画出绕组展开图，并计算基波绕组因数。
59.有一个三相双层叠绕组，极数2p=4，定子槽数Z1=24，节距y1=6τ，支路数a=1，试画出绕组展开图，并计算绕组因数。
10．题9中，若支路数改为a=2和a=4，试画出U相绕组的展开图。
11．试比较单层绕组与双层绕组各有什么优缺点？为什么容量稍大的电动机采用双层绕组？
12．一台三相感应电动机接在UN=380v，f=50Hz的电网上工作，定子绕组作三角形联结，已知每相电动势为额定电压的92%，定子绕组的每相串联匝数N1=312匝，绕组因数Kw1=0.96，试求每极磁通Φ1。
13．绕组中的谐波电动势是如何产生的？由交流绕组产生的旋转磁动势的基波和υ次谐波在绕组中感应的电动势的频率为多少？
14．若在对称的两相绕组中（两个绕组匝数、结构相同，在空间相隔90°电角度），通以对称的两相电流，iA=Imsinωt，iB=Imsinωt。试用解析法说明两相合成磁动势基波的性质。
15．一台三相感应电动机，极数2p=6，定子槽数Z1=36，定子绕组为双层叠绕组，节距5y1=6τ，每极串联匝数N1=72。当通入对称三相电流，每相电流的有效值为20A时，试求基波以及
3、
5、7次谐波的三相合成磁动势的幅值及转速。
第五章 三相感应电动机的运行原理
1． 与同容量的变压器相比较，感应电动机的空载电流大，还是变压器的空载电流大？为什么？
2． 感应电动机理想空载时，空载电流等于零吗？为什么？
3． 说明感应电动机工作时的能量传递过程，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加？从空载到额定负载，电动机的主磁通有无变化？为什么？ 4． 什么叫做“单相量—多时轴”法？并说明感应电动机的时间相量图。
5． 分析说明图示得时—空相量图，这时定子相量与转子相量的相位关系说明什么问题？
6． 在分析感应电动机时，为什么要用一静止的转子来代替实际转动的转子？这时转子要进行哪些折算？如何折算？
7． 感应电动机的等效电路有哪几种？试说明T型等效电路中各个参数的物理意义？ 8． 一台三相感应电动机的输入功率为8.6kw，定子铜耗为425w、铁耗为210w，转差率s=0.034，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械功率。
9． 一台三相感应电动机，额定数据如下：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）电动机极数。（2）额定负载时的转差率和转子频率。（3）转子铜耗pcu2。（4）效率η。
110．笼型转子可以认为每个槽就是一相，每相槽数N2=2，试求笼型转子的绕组因数Kw1。
11．一台三相6极绕线型感应电动机，定转子绕组均采用星形接法，额定功率PN=250kw，额定电压UN1=500v，额定频率fN=50Hz，满载时的效率η=0.935，功率因数cosφ=0.9，定子每相电阻R1=0.0171Ω，每抗电流X?1=0.088Ω，转子每相电抗X?2=0.0745Ω，绕组因数Kw1=0.926，Kw2=0.957，定子槽数Z1=72，每槽导体数N1=16，每相并联支路数a=6，转子槽数Z2=90，每槽导体数N2=2，每相并联支路数a=1，空载电流I0=82.5A，试求：（1）额定负载时的定子电流。（2）忽略R1及Rm时的励磁电抗Xm。（3）转子阻?和抗的折算值Rr?2X?。
12．一台三相绕线式感应电动机，UN=380v，fN=50Hz，星形接法，nN=1440r/min，已知?=0.4Ω，X?1=R1=Rr?2X?=1Ω，Xm=40Ω，Rm略去不计，定、转子有效匝数比为4，求：
?（1）满载时的转差率。（2）由等效电路求出I
1、I2和I0。（3）满载时转子每相电动势E2的大小和频率。（4）总机械功率P?。（5）额定电磁转矩。
第六章
三相感应电动机的机械特性
1.何谓三相感应电动机的固有机械特性和人为机械特性？
2.三相笼型感应电动机的起动电流一般为额定电流的4～7倍，为什么起动转矩只有额定转矩的0.8～1.2倍？
3.三相感应电动机能够在低于额定电压下运行吗？为什么？
4.绕线转子感应电动机在起动时转子电路中串入起动电阻，为什么能减小起动电流，增大起动转矩？
5.一台绕线式转子感应电动机，已知：PN=75kw，U1N=380V，nN=720r/min，I1N=148A，ηN=90.5%，cosφ=0.85，λm=2.4，E2N=213V，I2N=220A，试用机械特性的实用表达式绘制电动机的固有机械特性和转子串入0.0448Ω和人为机械特性。 6.深槽式感应电动机和双笼型感应电动机为什么能改变起动性能？
7.笼型感应电动机的起动方法有哪几种？各有何优缺点？各适用于什么条件？ 8.一台三相感应电动机，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，试求：（1）电动机轴上输出的额定转矩TN。（2）若要保证能满载起动，电网电压不能低于多少伏？（3）若采用Y—Δ起动，Ist等于多少？能否半载起动？
9.一台绕线转子感应电动机，已知PN=11kw，nN=1435r/min，E2N=243V，I2N=110A，设起动时负载转矩为Tz=0.8TN，最大允许的起动转矩Tst1=1.87TN，切换转矩Tst2=TN，试用解析法求起动电阻的段数的每段的电阻值。
10.题9中的电动机，采用转子串不对称电阻方法起动，求各段电阻值（每次只短接一相的一段电阻，最后一级同时短接两段电阻）。
11.一台绕线转子感应电动机，已知PN=11kw，nN=715r/min，E2N=163V，I2N=4.72A，Tst1/TN=1.8，负载转矩Tz=98N?m，求4级起动时的每级起动电阻。
12.一台三相4级的绕线转子感应电动机，f1=50Hz，转子每相电阻Rr=0.02Ω，nN=1485r/min，负载转矩保持额定值不变，要求把转速下降到1050r/min，问转子每相中应串多大的电阻？
13.一台三相笼型感应电动机，在能耗制动时，定子绕组的接法如图所示，试决定等效的交流电流值。
14.题5的电动机，带动一位能负载，Tz=TN，今采用倒拉反接制动下放负载，要求下放转速为300r/min，问转子每相应串接多大电阻。
15.题5的电动机，若采用回馈制动下放负载，已知转子每相串入电阻为0.04Ω，负载转矩为0.8TN，求此时电动机的转速。
16.题5的电动机，用以起吊重物，当电动机转子转45转，重物上升1m，如要求带动额定负载的重物以8m/min的速度上升，求转子电路中应串接的电阻值。
17.绕线转子感应电动机PN=17kw，nN=970r/min，λm=2.5，E2N=230V，I2N=33A，若要求电动机有最短起动时间，试问其转子回路应串入多大的电阻。
七章
其他种类的感应电动机
1.为什么单相感应电动机没有起动转矩？单相感应电动机有哪些起动方法？ 2.一台三相感应电动机，定子绕组接成星形，工作中如果一相断线，电动机能否继续工作？为什么？
3.用什么方法可以改变分相式单相电动机的转向？为什么？
4.串励电动机为什么能交、直两用？单相串励电动机与值流串励电动机在结构上有什么区别？为什么？要改变单相串励电动机的转向，可采用什么方法？
第八章 同步电机的基本类型和基本结构
1.什么叫同步电机？怎样由其极数决定它的转速，试问75r/min，50Hz的同步电机是几极的？
2.比较汽轮发电机和水轮发电机的结构特点。 3.为什么大容量的同步电机都采用旋转磁极式结构？ 4.旋转电枢式的同步电机与直流电机有什么相似处和差别？
第九章 同步发电机
1.一台旋转电枢式三相同步发电机，电枢以转速n逆时针方向旋转，主磁场对电枢是什么性质的磁场？对称负载运行时，电枢反应磁动势对电枢的转向如何？对定子上主磁极的相对转速又是多少？主极绕组能感应出电动势吗？ 2.何谓同步发电机的电枢反应？电枢反应的性质主要决定于什么？试分析讨论同步发电机电枢反应为纯去磁作用、纯增磁作用、去磁兼交磁、纯交磁等五种情况。
3.试分析对称稳定运行时同步发电机内部的磁通和感应电动势，并由此画出不及饱和时的相量图。
4.三相同步发电机对称稳定运行时，在电枢电流滞后和超前于励磁电动势E0的相位差大于90°的两种情况下（即90°＜φ＜180°和﹣90°＜ψ＜﹣180°，电枢磁动势Fad和Faq各起什么作用？
5.试述交轴和直轴同步电抗的意义。为什么同步电抗的数值一般较大，不可能做得很小？试分析下面几种情况对同步电抗有何影响？（1）电枢绕组匝数增加；
（2）铁心饱和程度提高；
（3）气隙加大；
（4）励磁绕组匝数增加。
6.为什么要把同步发电机的电枢电流分解为它的直轴分量和交轴分量？如何分解法？有什么物理意义？如两个分量各等于100A，实际流过电枢绕组的电流为多少A？在什么情况下电枢电流只有直轴分量？在什么情况下只有交轴分量？当一同步发电机供给纯电阻负载时，电枢电流有哪些分量？
7.一台隐极三相同步发电机，定子绕组为Y联结，UN=400V，IN=37.5A，cosφN=0.85（滞后），Xt=2.38Ω（不饱和值），不计电阻，当发电机运行在额定情况下时，试求：（1）不饱和的励磁电动势E0；
（2）功率角δN；
（3）电磁功率PM；
（4）过载能力Km。
8.一台凸极三相同步发电机，星形联结，UN=400V，IN=6.45A，cosφN=0.8（滞后），每相同步电抗Xd=18.6Ω，Xq=12.8Ω，不计电阻，试求：（1）额定运行时的功率因数角δN及励磁电动势E0；
（2）过载能力及产生最大电磁功率的功率角。
第十章 同步电动机和同步调相机
1.比较同步电动机和同步发电机的相量图。
2.同步电动机的功率因数受哪些因素影响而发生变化？试用相量图分析输出功率改变时，保持励磁不变，同步电动机的功率因数怎样变化？
3.改变励磁电流时，同步发电机和同步电动机的磁场发生什么变化？对电网有什么影响？
4.当转子转速等于同步转速时，为什么同步电机能产生转矩，而感应电动机不能产生转矩？为什么转子转速低于同步转速时，感应电机能产生转矩，而同步电机不能产生转矩？
5.从同步发电机过渡到电动机时，功率角δ、电流I、电磁转矩T的大小和方向有何变化？
5.一水电站供应一远距离用户，为改善功率因数添置一台调相机，此机应装在水电站内还是装在用户附近？为什么？ 6.一台三相隐极同步发电机，Y联结，UN=380V，IN=26.3A，Xt=5.8Ω，不计电阻，若输入功率为15kw时，试求：（1）cosφ=1时的功率角δ；
（2）相电动势E0=250V时的功率因数。
7.某工厂自6000V的电网上吸取cosφ=0.6的电功率2000kw，今装一台同步电动机，容量为720kw，效率为0.9，求功率因数提高为0.8时，同步电动机的额定电流和cosφD。
8.某工厂变电所变压器的容量为2000kV·A，该厂电力设备的平均负载为1200kw，cosφ=0.65（滞后）。今欲新装一台500kw，cosφ=0.8（超前），η=95%的同步电动机，问当电动机满载使全厂的功率因数是多少？变压器过载否？
9.有一座工厂电源电压为6000V，厂中使用了许多台感应电动机，设其总输出功率为1500kw，平均效率为70%，功率因数为0.7（滞后），由于生产需要，又增添一台同步电动机。设当该同步电动机的功率因数为0.8（超前）时，已将全厂的功率因数调整到1，求此同步电动机承担多少视在功率（kV?A）和有功功率（kw）。
第十一章 拖动系统电动机的选择
1.电机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？电机铭牌上的温升值的含义是什么？
2.电机在实际使用中，电流、功率和温升能否超过额定值？为什么？
3.电机的工作方式有哪几种？试查阅国家标准—电机基本技术要求（GB755—81），说明工作制S
3、S
4、S
5、S
6、S7和S8的定义，并绘出负载图。
4.电机的容许温升取决于什么？若两台电机的通风冷却条件不同，而其它条件完全相同，他们的容许温升是否相同？
5.同一系列中，统一规格的电机，满载运行时，他们的稳定温升是否都一样？为什么？
电机拖动实习报告
电机与拖动实验报告（完美版）
电动机实习报告
机电实习报告
机电实习报告
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拖动
电机
实习报告
(一) 实验目的
1.学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2.认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3.熟悉他励直流电动机(即并励直流电动机按他励方式)的接线、起动、改变电
机转向与调速的方法。
(二) 设计心得
通过本次实习得到很多以前不了解的知识，加强了自己的动手能力，知道了直流电动机的特性的额定控制。我觉得这次的课程设计的出发点和落足点都是很好的，让我们在把理论付诸于实践的过程中，复习了知识，又动手实践一番，了解了电动制作的过程，学会了对电机的各种试验的方法步骤，遇到问题和故障时，懂得如何解决。
首先，感谢学校和老师给我们这个一次实训机会，了解这些东西，老师我们这么多天来的关心，每一次一次的失败，得到的是老师的鼓励，让我我知道干我们一行额只有通过一次一次的失败，总结教训才能获得成功的。做事一定要有一丝不苟的精神，不能有一丝的马虎。
再次，在上课时不理解的、不太清楚的，在这里得到一个正面的认识，学以致用，以前总是知道自己学的东西是干什么的，现在知道了理论是实践的基础，有了这次经验，知道做事不能一口吃个胖子。谢谢老师。工厂的生活过过！那是一种快的节奏的生活，我们的生活是很慢的那种，通过实践学习的！！
电机与拖动综合实训心得体会
电机、仪表、拖动综合实训报告
一、电机实训部分
1、三相异步电动机的结构
(1)定子
定子铁心：导磁和嵌放定子三项绕组， 0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成，内圆均匀开槽，槽形有半闭口、半开口和开口槽三种，适用于不同的电机定子绕组。
电枢绕组：绝缘导线绕制线圈，由若干线圈按一定规律连接成三项对称绕组，交流电机的定子绕组成为电枢绕组。
(2)转子铁芯：导磁和嵌放转子绕组，0.5mm硅钢片，外圆开槽
转子绕组：分为笼型和绕线型两种
笼型绕组：其电路为铸铝或铜条
绕线型绕组：对称三项绕组星型接法
气隙：中小型电机的气隙为0.2—2mm
(3)工作原理
定子三相对称绕组，接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场(电生磁)，切割转子导体，感应电势和电流(磁变生电)，载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩(电磁生力)，使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转。
2、直流电机的结构和工作原理
(1)直流电动机的结构
直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成，其结构如图1所示。
图1 直流电动机的主要结构
磁极。磁极是电动机中产生磁场的装置，如图2所示。它分成极心1和极掌2两部分。极心上放置励磁绕组3，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适，并用来挡住励磁绕组,磁极是用钢片叠成的，固定在机座4(即电机外壳)上,机座也是磁路的一部分。机座常用铸钢制成。
图2 直流电动机的磁极及磁路
1－极心 2－极掌 3－励磁绕组 4－机座
电枢。电枢是电动机中产生感应电动势的部分。直流电动机的电枢是旋转的，电枢铁心呈圆柱状，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放有电枢绕组。
换向器(整流子)。换向器是直流电动机的一种特殊装置，主要由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路联接。换向器是直流电动机的结构特征，易于识别。
(2)直流电动机的工作原理
当电流经过电刷流入电枢绕组根据电磁定律通电导体(即线圈)在磁场中会受到电磁力的作用，在电枢受到电磁力的作用下形成电磁转矩，克服组转矩驱动转子转动，实现了电能转化为机械能。
3、电机的拆卸步骤
(1)切断电源，拆开电动机与电源的接线，并对电源线线头作好绝缘处理。
(2)脱开皮带轮或连轴器，松掉地脚螺栓。
(3)拆卸皮带轮或连轴器。
(4)拆卸风罩、风扇。
(5)拆卸轴承盖和端盖,对于绕线式电动机，先提起和拆除电刷，电刷架和引出线。
(6)抽出或吊出转子。
4、星形连接、三角形连接的方法和区别
(1)星形连接的三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起，不接任何一相电，也可不接零线，这样每个绕组的电压是相电压，也就是每相对地的电压，也就是通常指的220V。
(2)三角形接法是三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压，每个绕组的电压是相电压，也就是相相之间的电压，通常是指的220的√￣3倍，380V
二、仪表实训部分
DT862-4型三相四线直接接入式有功电度表线路图
DD862-4 单相电能表直接接入式电度表线路图
(4)测量时不准改换量程。需要改换量程时，把被测导线从钳口中退出后方可进行。
(5)使用钳型电流表时应戴绝缘手套，穿绝缘鞋，潮湿和雷雨天气不可在室外使用。
(6)测量完毕，一定把开关放在最大量程的档位，以免下次使用时未经选择量程而被测电流又较大而损坏仪表。
三、拖动实训部分
1、设计课题：电动机正反转启动反接制动
2、设计电路图：
(1)实验原理图
(2)元件布局图
3、实验设备、仪器、仪表：万用表一块、鼠笼型三相异步电动机一台、接线端子一个、负荷开关一个、熔断器5个、交流接触器3个、热继电器一个、控制按钮3个，速度继电器（由两个电位器替代）、工具一套、导线若干
四 试验心得
在实训过程中，我深刻体会到工具的重要性，以及熟练使用工具所带来的极大便利。在此次实训中，老师所强调的公益性在实训中通过老师的讲解我慢慢体会到工艺性也是为电路的性能提高而设计的，所以讲求工艺性也必是一个好的电工所应具备的技能。电工是一个要求有严谨态度的职业，这说明细微之处可见大，设计电路应保证良好的工作性能以及方便检修检测的性能。熟练掌握电机结构和使用工具会给拆装带来极大便利，对于仪表的使用也应是在掌握仪表功能的基础上。综上可得基础和态度对于一个电工有着必然的重要性。在这次实习中，我的各方面能力都得到了锻炼和提高，这也会对我以后的学习、生活和工作产生深远的影响。我会不断努力，攀登人生的最高峰。此次实习虽已结束，时间不长，但却有重要的意义，它是我看到了自己的不足，也使我看到了自己的长处，并锻炼了我各方面的能力。
张家口职业技术学院 电机修理实习报告
指导教师：刘素芳 系 别：电气系 专业班级：
10楼宇 姓 名：赵程果
日 期：2011.12.19-12.23
一、三相异步电动机介绍
作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
二、三相异步电动机原理
当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载 1
流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
三、三相异步电动机的维修
用三相异步鼠笼式电动机为例：其电动机的参数如下
型号：JO3-90-s2；
功率为2.2千瓦，铁心长135mm，气隙0.3mm，每槽线数60根，线直径0.62mm，绕组为单层链式，电压为380v，额定电流为4.85A，设计为24槽2极电机，轻速2880转/分、频率50HZ、温度75度、重量23公斤、Y型接法.。
其绕组展开图如下：
一、拆卸电机
拆除原有线圈的方法：
可用通电加热法②烘箱加热③木炭加热④煤气、喷灯等⑤溶液法
对于小功率的电机所用的溶液为：
丙酮 25% 酒精 20% 苯 55% 把定子泡在其中；
对于大功率的电机则要刷溶液，配置方法：
丙酮 50% 甲苯 45% 石蜡 5% 先将石蜡熔化之后，去热源，加入甲苯，再加入丙酮，搅拌之后，即可使用。在刷时，用毛刷将溶剂刷于电动机两边的端部和槽，后再将电动机盖好，防止溶剂挥发太快，
一、二个小时后即可拆除。
二、更换定子绕组及拆装注意事项
异步电动机的损坏，绝大多数为定子绕组绝缘烧毁，这时需要重新更换定子绕组。三相电动机通常需要全部更换，单相电动机有时可更换部分线圈
1、拆除定子绕组之前，应先弄清线圈之间的连接关系，记清线圈连接头在电机的哪一端，记下线圈的节距及线圈在两端伸出的长度。
2、拆线圈时要注意不要损伤定子铁芯，特别是槽口部分比较容易变形。
3、线圈全部拆卸后，应清理槽内残余绝缘物，以免重新下线时槽内空间不够用。
4、如无修理手册可查，则应先测量导线的直径，并弄清每个线圈的匝数
5、用木板制作绕线模，木模尺寸一定要适当。可先用一根铜线在木模上绕成一匝线圈，然后将这匝线圈放在铁心槽中，看它两端伸出的长度是否与原先前 相符合，如相差较多，则必须修改木模尺寸。绕制的先前过小，下线将和困难；
线圈过大，不但浪费材料，而且会使端部漏磁增多，影响电机的性能。
6、绕线时使用绕线机，木模两侧要放挡板，螺帽要拧紧，以免绕线时打滑，影响计数器的准确性。绕线过程应注意避免线的交叉，以减少下线时的困难
7、嵌线
1）嵌线工具和辅助材料
嵌线工具一般有压线板、划线板、弯头长柄剪刀及木制或橡皮榔头，辅助材料为绝缘等级等
2） 嵌线过程
按定子绕组展开图和电动机的引出线位置来确定引出线的槽号，嵌线、划线、导线压实、层间绝缘、封槽口垫端部相间及端部包扎等
① 线圈引出线及过线的处理:把线圈绕好的线圈因出线整直，套上相应的黄蜡管或塑料管
② 将线圈的宽度稍微压缩一下，对极对数少的电动机，线圈的宽度要比电动机的内孔稍微小一些，并且将线圈的直线部分捏扁，根据所需要是向左还是向右捏扁
③ 嵌线时要注意为了使绕组端部整齐，在嵌线时，在下完一个线圈节矩之前的各个线圈的上层边还不能下到槽内，应将所有未下到槽内的上层边吊起来，将已下到槽内的线圈端部用榔头将它整形成喇叭口的形式
④ 划线:当下层边下到槽内后，再将上层边呀槽口，理直导线将其捏扁，再用划线板在线圈的两侧，将导线划到槽内。
⑤ 导线压实:压实时不能用力过猛，要用木榔头轻敲 ⑥ 层间绝缘:层与层之间应加上层间绝缘 ⑦ 封槽口:先将导线压实，再用铁板折合槽绝缘 ⑧ 垫好端部相间绝缘
⑨ 包扎端部:需先将端部扎紧，使在浸漆处理之后就成为一个整体
8、把所以线圈下完后，分清三相，进行接线，
9、对线圈端部进行整形，并插入相间绝缘。相间绝缘纸的形状和尺寸要通过试插后进行修改，以保证各项线圈端部互不接触，又不影响端部的包扎。
10、用细绳包扎端部，包扎后在适当整形，使线圈端部不接触机座和端盖，又不妨碍转子的放入
11、用摇表检查各项绕组对机壳及各项绕组之间的绝缘电阻
12、用万用表检查各相绕组的直流电阻是否基本相等。在有三相调压器的条件下，应降压测三相电流，看是否平衡。
13、为了节省绝缘漆，单台修理一般不把定子浸在漆中，而是采用刷绝缘漆的方法。
14、在刷漆之前要预热，刷漆后要烘干。小型电机可放在烘箱中加热，也可用红外线灯加热
四、三相异步电动机定子绕组故障的检修
1、短路运行
一、观察法
1.仔细观察，若有烧焦绝缘的地方，可能即为短路处。
2．使电动机先空载运行20分钟(发现异常情况应立即停机)，然后拆除端盖，用手摸线圈的末端，若某一部分线圈比邻近线圈温度高，则此线圈可能短路。
二、电桥法
用电桥分别测量各相绕组电阻，如果三相电阻相差5%以上，则电阻小的一相一般为短路相。
三、电流检查法
分别测量三祖绕组的电流，若三相电流相差5％以上，则电流大的—相一般为短路相。
2、缺相运行
1.故障现象
电机不能起动，即使空载能起起动，转速慢慢上升，有嗡嗡声；
电机冒烟发热，并伴有烧焦味。
2.检查结果
拆下电机端盖，可看到绕组端部有1/3或2/3的极相绕组或焦或变成深棕色。
3.故障原因及处理方法
（1）电动机供电回路熔丝回路接触不良或受机械损伤，致使某相熔丝熔断。
（2）电动机供电回路三相熔丝规格不同，容量小的熔丝烧断。应根据电动机功率大小，更换为规格相同的熔丝。
（3）电动机供电回路中的开关(隔离开关、胶盖开关等)及接触器的触头接触不良(烧伤或松脱)。修复并调整动、静触头，使之接触良好。
（4）线路某相缺相。查出断线处，并连接牢固。
（5）电动机绕组连线间虚焊，导致接触不良。认真检查电动机绕组连接线并焊牢。
3、过载运行
1.故障现象
电动机电流超过额定值；
电动机温升超过额定温升。
2.检查结果
电机三组绕组全部烧毁；
轴承无润滑脂或砂架损坏；
定、转子铁心相磨擦，俗称扫膛。
3.故障原因及处理方法
（1）负载过重时，要考虑适当减载或更换容量合适的电动机。
（2）电源电压过高或过低，需加装三相电源稳压补偿柜。
（3）电机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀，绝缘电阻下降。应根据具体情况，进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机。
（4）轴承缺油、干磨或转子机械不同心，导致电动机转子扫膛，使电动机电流超过额定值。首先应认真检查轴承磨损情况，若不合格需更换新轴承；
其次，清洗轴承并注入适量润滑脂。然后检查电动机端盖，若端盖中心孔因磨损致使转子不同心，应对端盖进行处理或更换。
（5）机构传动部分发生故障，致使电动机过载而烧坏电机绕组。检查机械部分存在的故障，采取措施处理解决，使之转动灵活。
4、绕组接地
1.故障现象
电机空载无法起动；
电动机供电回路熔丝熔断或开关跳闸。
2.检查结果
定子槽口绕组和铁心有烧伤痕迹，并有铜熔点；
槽内绕组与铁心击穿；
绕组引出线外皮绝缘损坏。
3.故障原因及处理方法
（1）电动机在修复时，塞入竹楔不注意，使槽口绕组绝缘破坏；
竹楔年久老化，绝缘不良。应按电机下线工艺挑选优质竹楔，并做好绝缘处理。下线时注意不要使竹楔划伤导线。
（2）对于长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机，应更换为封闭型电动机。
（3）开启式电动机因金属或金属切屑进入电动机内使绕组绝缘破坏。对此，应在电机周围加设防护网或防护板。
（4）转子平衡块松动或脱落，刮破电动机绕组绝缘。应将平衡块重新调整好方位并固定住，并处理好绕组破损处。
（5）对于无避雷器或避雷器失效的，应加设避雷器或重新校验避雷器。
5、绕组相间短路
1.故障现象
电机无法起动；
电机供电回路熔丝熔断或开关跳闸；
电机绕组冒烟，有烧焦味。
2.检查结果
相间短路部位的多股导线烧断，其周围有铜熔点。
3.故障原因及处理方法
（1）对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机，应将烧伤的导线挑开，清理后焊好，并包好绝缘压平，下入槽后刷上绝缘漆并烘干。若无法修复时，应按原数据重绕。
（2）绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适 应，连线的绝缘套管应比焊点长15～25mm。
6、绕组匝间短路
1.故障现象:电机在运转中冒烟，局部温升过高，并有烧焦味。 2.检查结果:电动机三相电流不平衡；
几匝或一个线圈变成裸线。
3.故障原因及处理方法:（1）烧坏几匝或一个线圈时，若槽满率不高，可进行穿绕修理。
五、心得体会
这次的电机实习也就是拆装电机，在地下室进行的，是从理论中的电机定子、转子、绕组?到真正电机的拆装过渡，是我们的又一次难忘的专业成长。
这次实习我们组是班里唯一一组同心式电机，其绕线方法，拆装过程与其他组不同，给我们带来了很多困难，但是也是一种挑战。虽然最后并不完美但我们学到了很多知识，又懂得了一些道理！
在实习中每天都很累，尤其在给电机下线的时候特别难弄，有好几次特别辛苦中午都没有回去，压线压的手都酸的，好不容易压好了下午老师一检查发现压错了，又重新返工，想想都不甘心。但是结果告诉了我们不管干什么都要项老师说的那样“‘三思而慎行’多思考而后细心办事”否则就会事半功倍，前功尽弃。
最值得一提的还是在最后试车的时候。第一次试车并没有成功，发现机壳短路，有两项不通电，但在检测时是通电的，经过老师的指导和反复分析是接线时绝缘漆没有完全磨掉，导致接触不良。在二次试车失败后真的是垂头丧气，都想放弃了，最后在老师同学的激励下，我们有细细的检查，接线并没有抱希望的最后一次试车成功了，很好的结束了实习！
这次实习让我们明白了不论做事做人都要三思而慎行，当我们努力了但失败
的时候其实成功只离我们一步之遥，所以不要轻易放弃！
结 论
1、从三相鼠笼异步电机出现的常见故障分：电气故障和机械故障两大类，电气性故障主要包括定子绕组故障和转子导条故障。本文只分析定子绕组。
一般来说，定子绕组匝间、相间短路故障是最常见的和最危险的故障。这种故障的最明显的标志是绕组出现局部过热, 相电流的对称性破坏等。这些故障的发生, 不仅导致电机损坏, 而且可能导致损坏生产线中的其他设备, 造成生产损失。因此, 工业生产过程迫切需要开展对电机迅速有效的状态监测及故障诊断，从而避免恶性事故和不必要的停机造成的经济损失。
2、定子绕组故障主要是主绝缘和匝间损坏以及线圈烧损。产生故障的原因是外界因素，通风冷却不好等等。
3、产生故障的原因是外界因素，通风冷却不好、水蒸汽或油泄入点击内部，甚至由于操作不当引起过电压或过电流，损坏绝缘等等。在电机的使用过程中只要改善工作条件，保证操作正确，定子方面的故障是可以大大减少的。
定子绕组短路匝数较少时，对电动机的运行的影响很小，故障征兆表现不明显。但是短路处温度较高，长期发展下去将引起周围绝缘破坏，导致更为严重的匝间短路，甚至发生相间短路、单相对地短路、线圈和定子铁芯的烧损等严重的故障。
4、在理论的指导下，利用现在较为常用的三相异步鼠笼式电动机进行验证理论，通过理论与实际相结合，使我对电动机有了更深刻的了解。
电机与拖动论文
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异步电机的现状与发展
电能是国民经济中应用最广泛的能源，而电能的生产、传输、分配和使用等各个环节都依赖于各种各样的电机。电力拖动是国民经济各部门中采用最多最普遍的拖动方式，是生产过程电气化、自动化的重要前提。由此可见，电机及电力拖动在国名经济中起着极其重要的作用。
电机的分类
1、按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2、按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3、按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
4、按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等用电动机）、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等用电动机）及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等用电动机）。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5、按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6、按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻。
电动机技术发展现状
电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展，反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能、经济指标等方面也都有了很大的改进和提高。而且随着自动控制系统和计算机技术的发展在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机。控制电动机具有高可靠性、好精确度、快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。
电动机的功能是将电能转换成机械能。它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械。
在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动、液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单、调节性能好、耗损小、经济、能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。
纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式。19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用。但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动、制动、正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来在可逆、可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动。而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。
虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点但是由于它具有电刷与换向器（又称整流子），使得他的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制，如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用，其电压等级、额定转速、单机容量的发展也受到了限制。所以在20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展调速电动机。
半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速、无换向器电动机调速等使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽、稳态精度高、动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良、维修费用低等优点，将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。
异步电机的发展
异步电机是一种交流电机，也叫感应电机，主要作电动机使用。异步电动机广泛应用于工农业生产中，例如机床、水泵、冶金、矿山设备与轻工业机械等都用它作为原动机，其容量从几千瓦到几千千瓦。日益普及的家用电器，例如在洗衣机、风扇、电冰箱、空调器中采用单向异步电动机，其容量从几瓦到几千瓦。在航天、计算机等高科技领域控制电机得到广泛应用。异步电机也可以作为发电机使用，例如小水电站、风力发电机也可采用异步电机。
异步电机之所以得到广泛应用。主要由于它有如下优点：结构简单、运行可靠、制造容易、价格低廉、坚固耐用，而且有较高的效率和相当好的工作特性。
异步电机主要的缺点是目前尚不能经济的在较大范围内平滑调速以及它必须从电网吸收滞后的无功功率。虽然异步电机的交流调速已有长足进展，但成本较高，尚不能广泛使用。在电网负载中，异步电机所占比重较大，这个滞后的无功功率对电网是一个相当重的负担。它增加了线路损耗、妨碍了有功功率的输出。当负载要求电动机容量较大而电网功率因数又较低的情况下，最好采用同步电动机来拖动。
异步发电机的发展对发电机产业产生了较大的冲击力。主电容器是用来使发电机建立空载电压的电容器。一般是将它们联结成一组，并接于发电机出线端。附加电容器要根据实际负荷的大小进行投，所以它们必需分成若干组分别接入电路。附加电容器是用来使发电机由空载至满载，维持发电机额定电压不变的电容器。
2013年我国异步发电机行业面对新的发展形势，因为新进入企业不断增多、上游原材料价格持续上涨、发电机租赁行业发展的也相当不错。导致行业利润降低，因此我国异步发电机行业市场竞争也日趋激烈。必需并联恰当数值的励磁电容。固然受金融危机影响使得异步发电机行业近两年发展速度略有减缓。但跟着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退，我国异步发电机行业重新迎来良好的发展机遇。异步发电机在水轮机的驱动下，当其转速达到额定值时，利用其剩磁建立微小的剩磁电压。
异步电念头加上适量的电容器，便成为一台异步发电机，也就是将所需要的电容器。并接在异步电念头定子出线端即可。对于感性负荷则应将其附加，电容器并接在负荷之上，随负荷的投入而投入。面临这一现状，异步发电机行业业内企业要积极应对，注重培养立异能力，不断进步自身出产技术，加强企业竞争上风。于此同时异步发电机行业内企业还应全面掌握该行业的市场运行态势，不断学习该行业最新出产技术，了解该行业国家政策法规走向，把握同行业竞争对手的发展动态。只有如斯才能使企业充分了解该行业的发展动态及自身在行业中所处地位，并制定准确的发展策略以使企业在残酷的市场竞争中取得领先上风。
空载励磁和负载并联电容量的选择。准确选择空载励磁并联电容量很重要，假如电容量选择过大则造成空载电压太高，可能损坏设备，选得过小，空载电压又太低，选择空载励磁电容应使发电机产生的电压不超过铭牌划定的额定电压。自励式异步电机的选择和发电所要具备的前提，为了同时知足动力及照明负荷的用电，通常应选择"Y"型接法的异步电念头，以便于引出中性线。电念头转速的选择应略低于原念头转速，原念头转速一般比电念头同期转速高出5%～10%左右为宜。
在农村将异步电念头改为发电机的经验如下：发电机的励磁方式，发电机励磁方式有两种，一种叫他励方式，这种方式是电网供应励磁电流来建立磁场。为了降低造价，应选择容量在15kW以内，电压为 380/220V的异步电念头为宜。该剩磁电压加在接于定子出线真个电容器上，产生一个容性电流，该电流便成为发电机的励磁电流。电念头转子上必需有一定的剩磁。
电机与拖动读书报告
1.电机的分类与介绍
1.1 电机的分类
（1）同步型电机：交流同步电机；
永磁同步电机；
无刷直流电机；
步进电动机；
开关磁阻电动机；
（2）异步型（感应型）电机：三相笼型转子异步电动机；
单相异步电动机；
三相绕线转子异步电动机；
（3）排斥型电机。
下面具体介绍三相笼型转子异步电动机和单相异步电动机两种电机。
1.2 三相笼型转子异步电动机
结构组成图
1.2.1定子
电动机的静止部分称为定子，主要包括定子铁心、定子绕组和机座等。
（1）定子铁心
作用：磁路一部分；
放置定子绕组。
材料：0.35~0.5mm硅钢片叠装
槽的类型：半闭口型（小 型）
半开口型（中大型）
开口型 （高压型） （2）定子绕组
作用：产生旋转磁场
材料：高强度漆包线（小型） 绝缘处理的铜条（大中型）
接法：星形或三角形（六个出线端）
（3）机座
作用：固定定子铁心，保护整台电机
材料：铸铁（中小型） 钢板（大型）
1.2.2 转子
电动机的旋转部分为转子，由转子铁心、转子绕组、转轴及风叶等组成。
（1）转子铁心
作用：电动机磁路一部分
材料：0.5mm相互绝缘硅钢片 （2）转子绕组
作用：产生感应电流和电动势，在旋转 磁场作用下产生电磁转矩
分类：a、笼型转子
结构：单笼型、双笼型、深槽式，其中单笼型又分铸铝和铜条转子。
1.2.3其他附件：
1、端盖
2、轴承和轴承盖
3、风扇和风罩
1.3 单相异步电动机
1.3.1 基本结构
（1）定子：电动机的定子由定子铁心和定子绕组构成，如图2-2所示。
（2）转子：转子由转子铁心、转子绕组和转轴构成，如图2-3所示。转子绕组一般有笼形转子和绕线式转子绕组两种。
（3）其他部件：单相异步电动机的其他部件还有机壳、前后端盖、风叶等。
1.3.2 工作原理
设磁极按逆时针方向旋转，形成一个旋转磁场，置于旋转磁场中的转子导条切割磁感应线，产生感应电动势，由于笼型转子绕组是闭合结构，所以转子绕组中产生感应电流。根据右手定则，可以判断出位于N极下的导条感应电流方向为进入纸面；
而位于 S 极下的导条感应电流方向为穿出纸面。又因为载流导体在磁场中会受到电磁力的作用，根据左手定则可判断出位于 N 极下的导条受力方向向左；
位于 S 极下的导条受力方向向右。这样，在笼型转子上就形成一个逆时针方向的电磁转矩，从而驱动转子跟随旋转磁场按顺时针方向转动起来。
若磁极按顺时针方向旋转，同理，转子也会改变方向朝顺时针方向转动。另外，磁场若加快旋转切割转子速度，转子上感应电流及电磁转矩将增大，则转子转速加快。
“异步”解释：异步电动机的转子转向与旋转磁场转向一致，如果转子与旋转磁场转速相等，则转子与旋转磁场之间没有相对运动，转子导条不再切割磁感应线，没有电磁感应，感应电流和电磁转矩为零，转子失去旋转动力，在固有阻力矩的作用下，转子转速必然低于旋转磁场转速，所以称其为异步电动机。
如果电动机转子与旋转磁场以相同的转速旋转，这种电动机称为同步电动机。
异步电动机旋转磁场转速（也称同步转速 n0 ）与转子转速 n 之差称为转差，转差与同步转速 n0 的比值用“转差率” s 表示：
0
0
n?ns?n1.3.3 基本分类
（1） 电阻起动式异步电动机 （2） 电容起动式异步电动机
（3） 电容运转式异步电动机
（4） 电容起动运转式异步电动机 （5） 罩极式电动机
2.异步电动机的起动方法
2.1 直接起动
直接起动，也就是全压起动，是一种最简单的起动方法也是三相异步电动机应用最多的一种起动方法。小功率电机常常采用这种起动方式然而对较大功率的电机而言，这种起停方式的缺点也是显而易见的。在这种起动方式下，起动电流约为标称电流的4-7倍;起动转矩约为标称转矩的1.0?2.0倍。其特点是:电机端子少(一般为三端子电机)，可带载起动、高电流峰值和大压降起动，设备简易。
直接起动是最简单的起动方式，起动时通过空开或接触器将电机直接接到电网上。具有起动设备简单，起动速度快的优点, 而且起动转矩比采用降压起动时大。在电网和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，鼠笼式异步电动机仍以直接起动为宜．因为操纵控制方便，而且比较经济。
其危害很大电网冲击大。过大的起动电流，会造成电网压降，影响其他用电设备的正常进行。还可能使欠压保护动作，造成用电设备的有害跳闸。同时过大的起动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命；
机械冲击严重，过大的冲击力矩容量造成电机转子笼条、端环断裂和定于端部绕组绝缘磨损，导致绝缘击穿烧毁电机，转轴扭曲，联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等。
因此尽管直接起动方法简单．起动设备也简单，价格便宜，但为了限制电和机械的冲击，以及保证电网的供电质量，在某种场合，就得采取减压起动方式，或者在绕线式异步电动机的转子电路中串入阻抗进行起动。
图2.1为三相交流异步电动机直接起动的电路图。三相交流电源经由组合开关K，熔断器F
1、F
2、F3，交流接触器KM的主触点到电动机定子绕组，构成了主电路。
2.2 降压起动
降压起动通过降低起动时加在定子绕组上的电压来减小起动电流，起动结束后，再将定子绕组的两端电压恢复到额定值。降压起动虽然能减小起动电流，但是起动转矩也大大减小了，所以降压起动一般适用于中、大容量的异步电动机轻载货空载起动。
降压起动适用于容量大于或等于20Kw并带轻载的工况。由于轻载，故电动机起动时电磁转矩很容易满足负载要求。主要问题是起动电流大，电网难以承受过大的冲击电流，因此必须降低起动电流。
在研究起动时，可以用短路阻抗Rk+jRk来等效异步电动机。电机的起动电流（即流过Rk+jRk上的电流）与端电压成正比，而起动转矩与电机端电压的平方成正比，这就是说起动转矩比起动电流降得更快。降压之后在起动电流满足要求的情况下，还要校核起动转矩是否满足要求。
3.变频器
3.1 通用变频器 3.1.1 基本结构
主要包括三个部分：一是主电路接线端，包括接工频电网的输入端（R、S、T），接电动机的频率、电压连续可调的输出端（U、V、W）;二是控制端子，包括外部信号控制端子、变频器工作状态指示端子、变频器与微机或其他变频器的通信借口；
三是操作面板，包括液晶显示屏和键盘。结构原理示意图如下：
通用变频器由主电路和控制电路组成，其基本构成如下图所示。其中，给异步电动机提供调压调频的店里变换部分称为主电路，主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波电路）和逆变器等。
（1） 整流器。电网侧的变流器为整流器，它的作用是把工频电源变成直流电源。三相交流电源一般需经过压敏电阻网络引入到整流桥的输入端。压敏电阻网络的作用是吸收交流电网浪通过电压，从而避免浪涌侵入，导致步电压而损坏变频器。整流电路按其控制方式可以是直流电压源，也可以是直流电流源。电压型变频器的整流电路属于不可控整流桥直流电压源，当电源线电压为380V时，整流器件的最大反向电压一般为1000V，最大整流电流为通用变频器额定电流的2倍。
（2） 逆变器。负载侧的变流器为逆变器。与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为所需求频率的交流功率。逆变器最常见的结构形式是利用6个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。通过有规律的控制逆变器中主开关的导通和管断，可以得到任意频率的三相交流输出波形。
（3）中间直流环节。中间直流环节实际上是中间直流储能环节，另一个作用是承担对整流电路输出进行滤波，以减少电压或电流的波动。此外，由于异步电动机制动的需要，在直流中间电路中还设有制动电阻及其他辅助电路，这就是直流中间电路的作用。电压型变频器的直流中间电路的主要元器件是大容量电解电容，而电流型变频器则主要由大容量电感器组成。
控制电路常由运算电路，检测电路，控制信号的输入、输出电路，驱动电路和制动电路等组成。其主要任务是完成对逆变器的开完控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能等。
通用变频器中的制动电路是为了满足异步电动机制动的需要而设置的，对于大、小容量的通用变频器来说，为了阶跃能源，一般采用电源再生单元讲上述能量回馈给供电电源。而对于小容量通用变频器来说，则通常采用只懂电路，讲异步电动机反馈回来的能量在制动电路上消耗掉。
3.1.2 基本分类
通用变频器按其主电路结构形式可分为交-交变频器和交-直-交变频器，如果主电路中没有主流中间环节的称为交-交变频器。按其工作方式有电压型变频器和直流型变频器。按其工作方式有电压型变频器和之流行变频器；
按其逆变器开关方式有PAM控制方式、PWM控制方式和高频载波SPWM控制方式三种；
按其逆变器控制方式有U/f控制方式。转差频率控制方式、矢量控制方式、矢量转矩控制方式和直接转矩控制等。
3.2 西门子变频器（以440为例）
3.2.1 主要特性
（1）易于安装，参数设置和调试 （2）易于调试
（3）牢固的 EMC 设计
（4）可由 IT （中性点不接地）电源供电 （5）对控制信号的响应是快速和可重复的
（6）参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置 （7）电缆连接简便
（8）具有多个继电器输出
（9）具有多个模拟量输出 (0 － 20 mA) （10）6个带隔离的数字输入，并可切换为 NPN/PNP 接线 （11）2个模拟输入：
? AIN1：0 － 10 V，0 － 20 mA 和 -10 至 +10 V ? AIN2：0 － 10 V，0 － 20 mA （12）2 个模拟输入可以作为第 7 和第 8 个数字输入
（13）BiCo (二进制互联连接)技术
（14）模块化设计，配置非常灵活
（15）脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低 （16）详细的变频器状态信息和全面的信息功能
（17）有多种可选件供用户选用：用于与 PC 通讯的通讯模块，基本操作面板 (BOP)，高级操作面板(AOP)，用于进行现场总线通讯的PROFIBUS 通讯模块
3.2.2 基本结构
4.电机的选型
4.1 步进电机的选型
4.1.1 选择步进电机的几个原则
对步进电机的初步选型，主要考虑三方面的问题：第一，步进电机的步距角要满足进给传动系统脉冲当量的要求；
第二，步进电机的最大静力矩要满足进给传动系统的空载快速启动力矩要求；
第三，步进电机的启动矩频特性和工作矩频特性必须满足进给传动系统对启动力矩与启动频率、工作运行力矩与运行频率的要求。总之，应遵循以下原则：
(1)应使步距角和机械系统相匹配，以得到机床所需的脉冲当量。有时为了在机械传动过程中得到更小的脉冲当量，一是改变丝杠的导程，二是通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不能改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定的。
(2)．要正确计算机械系统的负载转矩，使电机的矩频特性能满足机械负载要求并有一定的余量，保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般来说，最大静力矩大的电机，其承受的负载力矩也大。
(3)应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
(4)合理确定脉冲当量和传动链的传动比。
4.1.2 计算折算到电机轴上的空载启动力矩和切削时的负载力矩 (1)计算负载力矩
电机轴上的负载力矩一般由三部分组成，其一是由切削分力产生的切削负载力矩；
其二是由导轨摩擦力产生的摩擦负载力矩；
其三是由滚珠丝杠的预紧而产生的附加负载力矩。每种负载力矩的计算方法不同。
①切削负载力矩 Tc(N·m)的计算
Tc?FL 2i式中：F 为在切削状态下，滚珠丝杠的轴向负载力，N；
L为电机每转一圈，机床执行部件在轴向移动的距离m；
?为进给传动系统的总效率，?取0．90。
②摩擦负载力矩 Tu(N·m)的计算 Tu?FL 2i式中：F 为在不切削状态下，滚珠丝杠的轴向负载力(即为空载时的导轨摩擦力)。
③ 由滚珠丝杠的预紧而产生的附加负载力矩Tf(N·m)的计算
Tf?FL(10?2)
2i式中：F 为滚珠丝杠螺母副的预紧力；
L为滚珠丝杠螺母副的基本导程;?为滚珠丝杠螺母副的效率，取?=0．98。
④折算到电机轴上的负载力矩 (N·m)的计算 空载(快进)时 T=Tu+Tf 切削(工进)时 T=Tc+Tf (2) 计算电机轴上的加速力矩Top(N·m) 2?9.8?n(Jm?Jd)
Top?60?980t式中：n 为运动部件以最快速度运动时电机的最高转速；
Jm为电机的转动惯量。；
Jd 为机械系统折算到电机轴上的负载惯量；
t为加速时间。
(3) 计算折算到电机轴上的加速力矩
该加速力矩Tq 就是电机轴上所需的加速力矩。一般有二种情况，一是机床移动部件空载快速启动时，系统所需要的空载启动加速力矩Tq。二是在机床切削状态下，进给速度突然变化时，系统所需要的切削时的加速力矩Tq 。
①空载启动加速力矩 TQ(N·m)的计算 Tq=Taq+cjT=Taq+Tu+Tf ②切削时的加速力矩 Tt(N·m)的计算 Tt=Tat+Tcj=Tat+Tc+Tf 4.2 直流力矩电机的选型
4.2.1 基本介绍
4.2.2 选用实例
在计算力矩电机各参数时个参数之间的关系如下：
电压与转速成正比，电流与转矩成正比，同一电压下转速与转矩成反比；
在不同电压下计算转速时计算方法如下：
按上表参数计算10V时空载转速：
计算方法如下：n?运行电压?最大空载转速=518r/min
峰值堵转电压运行电压?峰值堵转转矩=0.01163N.m
峰值电压计算10V时堵转转矩：M?27V转速100转时的转矩和电流：
M?（1—）?峰值堵转转矩=0.2915N.m 最大空载转速运行转速I?（1—最大转速）?峰值堵转电流=1.66A 最大空载转速已知转矩或电流计算转速：
（1—计算方法如下：n?
已知电流/转矩）?最大空载转速
峰值堵转转矩/电流
a.一般地，在一个完整的自动控制系统中，信号电机、功率电动机和控制电动机都会有自己的用武之地。通常控制电动机是很“精确”的电动机，在控制系统中充当“核心执行装置”；
而功率电动机是比较“强壮”的大功率电动机，常用来拖动现场的机器设备；
信号电机则在控制系统中担任“通讯员”的角色，本质上就是“电机传感器”。当然，并不是所有的自动控制系统中都具备这三种电机，在一般的自动化领域，例如运动控制和过程控制，尤其是在运动控制中，控制电动机是必不可少的“核心器件”，所以控制电动机在自动化领域中的地位是举足轻重的，这也是人们对控制电动机研究最多的原因之一。
b.在现代社会中，电机的应用可以说是无处不在的。例如，在交通运输业中，如城市交通运输和电气化的铁道，需要各种具有良好启动和调速性能的牵引电机；
在航运和航空事业中又需要各种特殊的电机；
在农业中，如电力排灌、脱粒、辗米、榨油等农业机械业广泛的采用电动机拖动；
在现代家庭生活中，如洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等家用电器，需要各种小型电动机来拖动；
在自动控制技术中，各种各样的微型控制电机广泛地作为检测、放大和执行元件
随着科学技术水平的提高，电力工业不断发展，发电机和变压器的电机容量不断增大，中、小型电动机的应用范围也不断扩大，电机性能指标和经济效益不断提高，这是电机工业发展的重要趋势。
电机及拖动基础对于我们机械专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课，我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系，，所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义，对于我们将来的工作也很重要。通过本课程的学习，可以掌握电机与拖动的基本理论、基本分析方法和基本实验技能，为学习后续课程和工作打下坚实的基础。并且使自己能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养了自正己分析问题和解决问题的能力。
通过一个学期的学习，使我对电机及其构成的工作系统等知识有了一个全新的认识。我掌握了交、直流电动机的基本原理、结构和调速方法 直流电机的工作原理及结构、变压器的工作原理及结构、异步电机的工作原理及结构、同步电机、控制电机、电力拖动系统基础、直流电机的电力拖动、三相异步电机的机械特性及运转状态、三相异步电机的启动及其调速、电力拖动系统的电机选择 。学校开设这门课程的目的，也是为了让我们在自动化领域上有个初级的入门，便于后续知识的学习，为以后的学习打下良好的基础
广州汽车学院 教 案 200 7 ～200 8 学年第 二 学期 课 程 名 称 ：
电机与拖动 课程性质 ：
专业理论课 学时数 ：
48 授 课 班 级 ：
06级自动化
1、2 开课系(部) ：
电子信息工程 教研室(实验室) ：
华工自动化实验教学中心 主 讲 教 师 ：
赖玉斌 职 称 ：
讲师 广州汽车学院教务处制 教案首页课 程 电机及拖动基础 名 称 课 程 专业理论课 学分 类 别 任 课 赖玉斌 职称 讲师 教 师 授 课 专业班级：
06级自动化
1、2 共 2 个班 对 象 基本参考资料和教材 ? ? ? ? 总计：
64 学时 讲课：
48 学时 实验：
16 学时 上机：
0 学时 《电机及拖动基础》 吴玉香 主编 化学工业出版社 2008 电机及拖动基础》(第3版) 李发海等编 清华大学出版社 2005 《电机及拖动基础》 詹跃东主编 重庆出版社 2002 《电机与电力拖动》 朱耀忠主编 北京航空航天大学出版社 2005 教学 目的 任务 《电机及拖动基础》是电气工程、工业自动化、机电一体化等非电机专业的一门技术基础课，是电机原理和电力拖动两门课程的有机结合，既强调理论性，又强调实际应用。
本课程的任务：使学生或相关技术人员掌握交直流电机、微控电机的基本原理和结构，电力拖动系统的运行性能、分析计算与控制以及电机容量选择等内容，为后续课程的学习和今后工作准备必要的基础知识。
闭 卷（ √ ）；
开 卷（ ）；
课程论文（ ） 实践操作（ ）；
多种形式结合（ ） 章 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 直流电机原理 直流电机的运行特性 直流电动机的电力拖动 变压器 三相异步电动机的基本原理 三相异步电动机的电力拖动 同步电动机 控制电机 电动机的选择 电机及拖动的计算机仿真 机动（复习、答疑） 内容 学时数 3 6 6 6 6 6 9 1 1 1 3 绪论 课程简介、电机及拖动系统发展概况、电磁学基本理论 考核方式 内容 课时 分配 注：课程类别：公共基础课、专业基础课、专业课、集中实践环节、实验课、通选课。
电机及拖动课程教案 授课时间 章节名称 绪论 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 第 1 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 1 次课 授课方法 举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的
1、掌握电机中常用的基本定律、电机中铁磁材料的特点；
与要求
2、熟悉电机的应用与分类；
3、了解本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法。 第 1 节 电机的应用与分类 教学基本内容纲要 第 2 节 本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法 第 3 节 电机中常用的基本定律 第 4 节 电机中铁磁材料的特点 重点：电机中铁磁材料 难点：铁磁材料 教学重点 与难点 图片—理论；
从感性到理性。电机的发展史、电机的应用与分类；
本教材内教学过程 容、课程性质、教学目的、学习方法；
电机中常用的基本定律；
电机中铁磁设计 磁化曲线、磁滞回线、交流磁路中的铁心损耗等。
作业、讨论 及辅导 掌握电机中常用的基本定律、电机中铁磁材料的特点；
熟悉电机的应用与分类；
了解本教材内容、课程性质、教学目的、学习方法。
课后小结 授课时间 第 2 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 2 次课 章节名称 第一章 直流电机原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲、实物讲解、播放直流电机资料片 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的
1、掌握直流电机的空载磁场、负载磁场及电枢反应 与要求
2、熟悉直流电机的用途、结构及基本工作原理
3、了解直流电机的电枢绕组 教学基本直流电机的用途、结构、铭牌数据、主要系列及基本工作原理；
直流电机的内容纲要 电枢绕组；
直流电机的空载磁场和负载磁场、直流电机的电枢反应等 教学重点 与难点 重点：直流电机基本工作原理、电枢反应 难点：电枢反应 利用多媒体课件简单介绍直流电机的用途、结构、铭牌数据及主要系列。利用动画片演示直流电机基本工作原理；
分析介绍直流电机的电枢绕组的形式教学过程 及特点；
介绍直流电机的空载磁场和负载磁场在气隙中的分布、直流电机的设计 电枢反应有什么作用等。
作业、讨论思考题：P25 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 及辅导 作业题：1-11 1-12
1、掌握直流电机的空载磁场、负载磁场及电枢反应
2、熟悉直流电机的用途、结构及基本工作原理
3、了解直流电机的电枢绕组 课后小结 授课时间 第 3 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 3 次课 章节名称 第一章 直流电机原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 教师主讲、实物讲解、播放直流电机资料片 教学时数 3 授课方法 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的 掌握直流电机的感应电动势和电磁转矩；
与要求 熟悉直流电机的换向。
1、直流电机的感应电动势和电磁转矩；
教学基本内容纲要
2、直流电机的换向。 教学重点 与难点 重点：直流电机的感应电动势和电磁转矩推导与计算 难点：直流电机的换向 直流电机的电枢电动势与电磁转矩的推导与计算、直流电机的换向过程；
直教学过程 线换向、延迟换向、超越换向；
改善换向的方法；
火花、环火及补偿绕组。设计 第一章小结；
习题课，讲解例题等。
作业、讨论思考题：P25 1-8 1-9 1-10 及辅导 作业题：
1-14 1-15 直流电机是电机的主要类型之一。直流电动机以其良好的启动性和调速性能著称，直流发电机供电质量较好，常常作为励磁电源。与交流电机相比直流电机的结构较复杂，成本较高，可靠性较差，使它的应用受到限制。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值。
本章先介绍直流电机的工作原理和基本结构，接着说明电机的磁动势和磁场，导出电机的电动势和电磁转矩公式。
课后小结 授课时间 第 4 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 4 次课 章节名称 第二章 直流电机的运行特性 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、三个层次）：
1、掌握直流发电机和直流电动机的基本方程式和功率流程图；
教学目的
2、熟悉直流发电机和直流电动机的各种运行特性及并励直流发电机自励过与要求 程；
3、了解电机可逆原理。 1.直流发电机的运行原理 直流发电机的电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图、空载特性、外特性、并励直流发电机自励条件等等 教学基本2.直流电动机的运行原理 内容纲要 电机可逆原理直流电动机的电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图、转速特性、转矩特性、效率特性等。
教学重点 与难点 重点：直流机电枢电动势与电磁转矩、直流发电机基本方程式和工作特性。电机可逆原理、直流电动机基本方程式、工作特性 难点：并励直流发电机自励过程、功率流程 直流发电机惯例--基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）--运行特性（空载特性、外特性、并励直流发电机教学过程 自励条件）。电机可逆原理--直流电动机惯例--基本方程式（电压平衡方程设计 式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）--运行特性（转速特性、转矩特性、效率特性）。
作业、讨论思考题：P41-42 2-
1、
2、
3、
4、5 及辅导 作业题：
2-11 2-13 本节分析了直流发电机的基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）和运行特性（空载特性、外特性、并励直流发电机自励条件）及直流电动机的基本方程式（电压平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式、功率流程图）和运行特性（转速特性、转矩特性、效率特性）。
课后小结 授课时间 第 5 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 5 次课 章节名称 第一章 直流电机的运行特性 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的
1、掌握直流电动机的机械特性的一般表达方式固有机械特性的特点；
与要求
2、熟悉直流电动机的人为机械特性；
3、了解串励和复励直流电动机机械特性。 1.直流电动机的机械特性 教学基本2.串励和复励直流电动机 内容纲要 教学重点 与难点 重点：电动机的固有机械特性和根据电机的铭牌数据估算机械特性；
难点：根据电机的铭牌数据估算机械特性。
什么是直流电动机的机械特性--一般表达方式--固有机械特性的特点--人为教学过程 机械特性（电枢回路串电阻、降低电枢电压、减弱磁通）--根据电机的铭牌设计 数据估算机械特性（例2-5）—简单介绍串励和复励直流电动机机械特性。第二章小结；
习题课，讲解例题等。
作业、讨论思考题：P42 2-
6、
7、
8、
9、10 及辅导 作业题：
2-12 2-14 2-15 本节主要分析了直流电动机的机械特性，学会根据电机的铭牌数据估算机械特性；
了解了串励和复励直流电动机机械特性。
课后小结 授课时间 第 6 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 6 次课 章节名称 第三章 直流电动机的电力拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的 掌握 1.电力拖动系统的运动方程式 2.负载的转矩特性及电力拖动系统稳定运行条件 与要求 3.他励直流电动机的启动 1.电力拖动系统的运动方程式；
2.负载的转矩特性（位能性、恒功率、风机水泵类）及电力拖动系统稳定运行条件 ；
3.他励直流电动机的启动（要求、方法）。
重点：运动方程式、负载机械特性。电力系统的稳定运行和他励直流电动机的启动。
难点：运动方程式、电力系统的稳定运行 教学基本 内容纲要 教学重点 与难点 什么是电力拖动系统？--运动方程式--负载机械特性--电力拖动系统稳定运教学过程 行条件--他励直流电动机的启动 设计 作业、讨论思考题：P81 3-
1、
2、
3、
4、5 3-12 及辅导 作业题：
3-11 本节主要分析电力拖动系统运动方程式；
负载的机械特性；
电力拖动系统稳定运行条件及他励直流电动机的启动的要求和方法。都要求掌握。
课后小结 授课时间 第 7 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 7 次课 章节名称 第三章 直流电动机的电力拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握（1）他励直流电动机的调速方法、调速的性能指标、电动机调速时允许输出的转矩和功率、制动的一般概念；
教学目的 （2）直流电机的能耗制动过程和能耗制动运行、电压反接制动、电与要求 动势反接制动、回馈制动的基本概念、降低电源电压的回馈制动、为能负载下放重物时的回馈制动。
2、熟悉直流电动机调速和制动的基本概念；
3、了解其他直流电动机的电力拖动。 1.他励直流电动机的调速 直流电动机调速的基本概念、他励直流电动机的调速方法、调速的性能指标、电动机调速时允许输出的转矩和功率、制动的一般概念。
教学基本2.他励直流电动机的制动 内容纲要 制动的一般概念、直流电机的能耗制动过程和能耗制动运行、电压反接制动、电动势反接制动、回馈制动的基本概念、降低电源电压的回馈制动、为能负载下放重物时的回馈制动等。
3、其他直流电动机的电力拖动 教学重点 与难点 重点：直流电动机的调速方法和直流电动机的制动。
难点：调速方法与负载类型的匹配问题 调速的基本概念--他励直流电动机的调速方法--调速的性能指标--调速方式教学过程 与负载负载类型的匹配—例3-6--制动的一般概念--能耗制动--反接制动--设计 回馈制动--他励直流电动机的四象限运行—例3-8第三章小结；
习题课，讲解例题等。
作业、讨论思考题：P81 3-
6、
7、
8、
9、10 3-13 3-14 3-15 及辅导 作业题：
3-16 3-17 3-18 3-19 本节主要学习直流电动机调速和制动的基本概念、方法等。至此直流电机部分已学完，下次从第四章变压器讲起。
课后小结 授课时间 第 8 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 8 次课 章节名称 第四章 变压器 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握变压器的空载和负载运行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方教学目的 程式、等值电路及相量图等；
与要求
2、熟悉变压器的简单工作原理、分类、基本结构、额定值；
3、了解变压器的用途。 变压器的用途、简单工作原理、分类、基本结构、额定值、变压器的空载运教学基本行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方程式、等值电路及相量图等。内容纲要 变压器的负载运行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方程式、等值电路及相量图等。
教学重点 重点：变压器的空载和负载运行的电磁关系。
与难点 难点：各电磁量的惯例。
多媒体图片—简单介绍变压器的用途、简单工作原理、分类、基本结构、额教学过程 定值—详细分析掌握变压器的空载和负载运行时的电磁状况、各量正方向的设计 规定、平衡方程式、等值电路及相量图等。
思考题与讨论：P119 4-
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、9 1-9 1-10 作业、讨论及辅导 本节内容介绍了变压器的用途、简单工作原理、分类、基本结构、额定值、变压器的空载和负载运行时的电磁状况、各量正方向的规定、平衡方程式、等值电路及相量图等 课后小结 授课时间 第 9 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 9 次课 章节名称 第四章 变压器 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握变压器参数的试验测定、变压器的外特性和三相变压器联接组别、变教学目的 压器的并联运行；
与要求
2、熟悉变压器电压调整率、变压器的效率和效率特性和其它用途的变压器；
3、了解三相变压器的磁路系统。
1、变压器参数的试验测定。
2、变压器的外特性和电压调整率、变压器的效率和效率特性。 教学基本
3、三相变压器的磁路系统、联接组别等。 内容纲要
4、变压器的并联运行
5、其它用途的变压器 教学重点 与难点 重点：变压器的运行特性和三相变压器的联接组别。
难点：联接组别
1、变压器参数的试验测定。
2、变压器的外特性和电压调整率、变压器的效率和效率特性。 教学过程
3、三相变压器的磁路系统、联接组别等。 设计
4、变压器的并联运行
5、其它用途的变压器 作业、讨论思考题：P119 4-
10、
11、
12、
13、14 作业题：
4-15 4-16 及辅导 本节内容较多要求
1、掌握变压器参数的试验测定、变压器的外特性和三相变压器联接组别、变压器的并联运行；
2、熟悉变压器电压调整率、变压器的效率和效率特性和其它用途的变压器；
3、了解三相变压器的磁路系统。 课后小结 授课时间 第 10 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 10 次课 章节名称 第四章 变压器习题课 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解。
授课方法 和手段 教学时数 3 教学目的 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
与要求 掌握例4-
3、
4、5 教学基本
1、变压器习题课及复习第四章内容；
内容纲要
2、讲解第三章作业题。 教学重点 重点：联接组别判别 与难点 难点：联接组别判别
1、例4-
3、
4、5；
教学过程
2、补充如何判别联接组别；
设计
3、讲解第三章作业题。 思考题：P120 4-
19、22 作业、讨论作业题：
4-18 4-21 及辅导 复习第四章变压器的内容，补充讲变压器例题、讲解第三章作业题等。消化并巩固相关知识。
课后小结 授课时间 第 11 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 11 次课 章节名称 第五章 三相异步电动机基本原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：播放旋转磁动势动画，举例讲解、多媒体讲解、模型讲解。
和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握转子转动时的电磁关系、转子电路、定转字的磁动势平衡关系、折算与等值电路、功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系等 教学目的
2、熟悉交流电机绕组和它的感应电动势、单相绕组的脉振磁动势、三相绕组与要求 的旋转磁动势、磁动势的空间适量表示法、转子开路时的异步电动机、转子堵转时的异步电动机等
3、了解异步电动机的用途、结构、基本工作原理、铭牌数据、国产异步电动机的主要系列。
1、异步电动机的用途、结构、基本工作原理、铭牌数据、国产异步电动机的主要系列、交流电机绕组和它的感应电动势等。 教学基本
2、单相绕组的脉振磁动势、三相绕组的旋转磁动势、磁动势的空间适量表示法、转子开路时的异步电动机、转子堵转时的异步电动机等。 内容纲要
3、转子转动时的电磁关系、转子电路、定转子的磁动势平衡关系、折算与等值电路等。 教学重点 重点：
1、基本工作原理；
2、交流电机绕组和感应电动势。
3、磁动势、转子与难点 堵转时的异步电动机；
4、转子转动时的异步电动机。 难点：
1、感应电动势；
2、旋转磁动势；
3、转子转动时的电磁关系。
1、利用多媒体课件简单介绍异步电动机的用途、结构、铭牌数据及国产异步电动机主要系列；
教学过程 设计
2、动画片演示三相绕组的旋转磁动势产生过程；
3、根据定转子电磁关系导出电压平衡方程式，画等效电路和相量图。 作业、讨论思考题：P159 5-
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、
9、12、13 及辅导 作业题：
5-16 5-17 本节主要研究定、转子间靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现机电能量转接的感应电机。感应电机一般都用作电动机，在少数场合下，亦有用作发电机的。三相感应电动机在工业中应用极广。单相感应电动机则多用于家用电器。感应电机的结构简单．制造方便，价格便宜，运行可靠。其主要缺点是，不能经济地在较宽的范围内实现平滑调速．此外功率因数恒为滞后。课后小结 先说明空载和负载时三相感应电动机内的磁动势和磁场，然后导出感应电动机的基本方程和等效电路 授课时间 第 12 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 12 次课 章节名称 第五章 三相异步电动机基本原理 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系；
掌握三相异步电动机教学目的 参数测定方法；
与要求
2、熟悉三相异步电动机工作特性；
教学基本
1、功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系；
内容纲要
2、三相异步电动机参数测定、工作特性等。
3、补充讲异步机例题。 教学重点 重点：相异步电动机的功率和转矩及工作特性。
与难点 难点：三相异步电动机参数测定。
1、三相异步电动机的功率和转矩 功率平衡关系—功率流程图—转矩平衡关系
2、三相异步电动机的工作特性 教学过程 转速特性—定子电流特性--定子功率因数特性—电磁转矩特性—效率特性 设计
3、三相异步电动机的参数测定 空载试验—短路试验 作业、讨论思考题：P159 5-
10、
11、
15、
16、
17、
18、
19、
21、
22、
24、25 及辅导 作业题：
5-20 5-23 本节用等效电路来分析感应电动机的功率关系，并列出功率方程和转矩方程。感应电动机的参数可以用空载试验和堵转(短路)试验来确定。为保证感应电动机运行可靠、使用经济，国家标准对电动机的主要性能指标作出了具体规定。标志工作性能的主要指标有：额定效率ηN，额定功串因敷cosФN和最大转矩倍数Ｔmax/ＴN。在额定电压和额定频率下，电动机的转速n、电磁转矩Ｔｅ、定于电流I
1、功率因数cosФ1效率η与输出功率P2的关系曲线n, Ｔｅ，I1, 课后小结 cosФ1, η=f(P2) 称为感应电动机的工作特性。
授课时间 第 15 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 13 次课 章节名称 第六章 三相异步电动机的拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 授课方法 和手段 教学时数 3 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握三相异步电动机机械特性物理表达式、参数表达式以及机械特性的实教学目的 用公式、固有机械特性、利用电磁转矩实用表达式计算机械特性；
与要求
2、熟悉降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或电抗的人为机械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性。 三相异步电动机机械特性物理表达式、参数表达式以及机械特性的实用公式、教学基本固有机械特性、降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或内容纲要 电抗的人为机械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性，利用电磁转矩实用表达式计算机械特性等。
教学重点 重点：三相异步电动机固有机械特性和利用电磁转矩实用表达式计算机械特与难点 性；
难点：利用电磁转矩实用表达式计算机械特性。
1、三相异步电动机机械特性物理表达式、参数表达式以及机械特性的实用公式；
2、固有机械特性；
教学过程
3、降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或电抗的人为机设计 械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性；
4、利用电磁转矩实用表达式计算机械特性等。 作业、讨论思考题：P200 6-
1、
2、
3、4 6-16 及辅导 作业题：
6-17 感应电动机的输出主要体现在转矩和转速上。在电源为额定电压的情况下，电磁转矩与转差率的关系Ｔｅ＝ｆ（ｓ）就称为转矩—转差率特性，或ＴN－ｓ曲线。ＴN－ｓ特性是感应电动机最主要的特性。三相异步电动机机械特性有三个表达式：物理表达式（物理概念明确）、参数表达式（电磁转矩与电机参数关系清楚是研究电机各种特性的依据）以及实用公式（形式简单，根据课后小结 产品目录数据便可绘制Ｔ＝ｆ（ｓ）曲线）；
降低定子电压的人为机械特性、定子回路串三相对称电阻或电抗的人为机械特性、转子回路串三相对称电阻的人为机械特性；
掌握利用电磁转矩实用表达式计算机械特性的方法，这是异步电动机在各种运行状态的计算基础。
授课时间 第 16 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 14 次课 章节名称 第六章 三相异步电动机的拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 授课方法 和手段 教学时数 3 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握鼠笼异步电动机的直接起动、鼠笼异步电动机的减压起动、具有高起教学目的 动转矩的鼠笼异步电动机的起动、转子串三相对称电阻分级启动、转子串频与要求 敏变阻器起动。掌握三相异步电动机定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动、回馈制动、能耗制动等过渡过程分析和能量流图。
2、熟悉对鼠笼异步电动机起动的要求；
三相异步电动机电动运行状态；
对鼠笼异步电动机起动的要求、鼠笼异步电动机的直接起动、鼠笼异步电动教学基本机的减压起动、具有高起动转矩的鼠笼异步电动机的起动、转子串三相对称内容纲要 电阻分级启动、转子串频敏变阻器起动。三相异步电动机电动运行状态、定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动、回馈制动、能耗制动等。
教学重点 重点：三相异步电动机起动方法；
三相异步电动机制动 与难点 难点：具有高起动转矩笼型电动机起动特性分析；
各种运行状态的过渡过程
1、对鼠笼异步电动机起动的要求；
2、鼠笼异步电动机的直接起动；
3、鼠笼异步电动机的减压起动；
教学过程
4、具有高起动转矩的鼠笼异步电动机的起动；
设计
5、转子串三相对称电阻分级启动、转子串频敏变阻器起动；
6、三相异步电动机定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动、回馈制动、能耗制动等；
7、三相异步电动机电动运行状态。 作业、讨论思考题：P200 6-
5、
6、
7、
8、
9、
10、
11、
12、
13、
14、15 6-20、21 及辅导 作业题：
6-19 6-22 异步电动机启动电流很大但启动转矩不大。为了满足生产机械要求。必须限制启动电流，同时保证有一定的启动转矩。可根据具体情况采用直接起动、减压起动、转子串三相对称电阻分级启动、转子串频敏变阻器起动或用具有高起动转矩的鼠笼异步电动机的起动。三相异步电动机处于制动状态时，电磁转矩Ｔ与转速n反相。有能耗制动、回馈制动和定子两相反接的反接制动、转子反向的反接制动。注意分析制动过渡过程和能量流图。
授课时间 第 17 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 15 次课 课后小结 章节名称 第六章 三相异步电动机的拖动 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 授课方法 和手段 教学时数 3 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
教学目的 掌握从调速原理、机械特性与调速特点等几方面分析各种调速的方法。
与要求 三相异步电动机调速方法概述、三相异步电动机的变极调速、变频调速、降低定子电压调速、绕线转子异步电动机转子串电阻调速、串级调速、电磁转教学基本内容纲要 差离合器调速等。第六章习题课及复习第六章内容；
讲解第六章作业题。
教学重点 重点：三相异步电动机调速 与难点 难点：特性分析
1、三相异步电动机调速方法概述；
2、三相异步电动机的变极调速、变频调速、降低定子电压调速、绕线转子异教学过程 步电动机转子串电阻调速、串级调速、电磁转差离合器调速等；
设计
3、第六章习题课及复习第六章内容；
讲解第六章作业题。
作业、讨论思考题：P200 6-23 6-24 及辅导 作业题：
6-25 三相异步电动机调速，主要介绍了六种调速方法的基本原理，包括：变极调速、变频调速、降低定子电压调速、绕线转子异步电动机转子串电阻调速、串级调速、电磁转差离合器调速。主要从调速原理、机械特性与调速特点等几方面分析各种调速的方法。
课后小结 授课时间 第 18 周，星期 三 ，第 5-7 节；
第 16 次课 章节名称 第
八、九章 单相异步电动机 电力拖动系统中电动机的选择 授课方式 课堂讲授（★ ）；
实验课（ ）；
习题课（ ）；
讨论课（ ）；
其他（ ） 教学时数 3 授课方法 教师主讲：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解 和手段 （分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、掌握确定电动机额定功率的方法、正确选择电动机额定功率；
教学目的
2、熟悉单相异步电动机基本结构、工作原理、启动和调速；
与要求
3、了解正确选择电动机的意义。
1、单相异步电动机基本结构、工作原理、启动和调速
2、正确选择电动机的意义、决定电动机额定功率的主要因素、确定电动机额教学基本定功率的方法、电动机发热及冷却的规律、连续工作制、断续周期工作制、内容纲要 短时工作制、电动机额定功率选择等。
3、习题课及复习前面内容；
讲解第六章作业题。
教学重点 重点：功率选择 与难点 难点：电动机发热及冷却
1、多媒体讲解单相异步电动机基本结构、工作原理、启动和调速
2、正确选择电动机的意义、决定电动机额定功率的主要因素、确定电动机额教学过程 定功率的方法、电动机发热及冷却的规律、连续工作制、断续周期工作制、设计 短时工作制、电动机额定功率选择等。
3、习题课及复习前面内容；
讲解第六章作业题。
作业、讨论思考题：P244 8-
1、
2、3 及辅导 P263 9-
1、
2、
3、
4、
5、6 本课程学习至此告一段落。我们学习了直流电机原理、电力拖动系统的动力学、直流电动机的电力拖动、变压器、三相异步电动机原理、三相异步电动机的电力拖动、单相异步电动机、电力拖动系统中电动机的选择等内容。课后小结 希望同学们根据所学内容安排好复习。
注：
1、教案按授课次数（或单元）填写，每次（或每单元）授课均应填写一份,整个教案只用一个封面。
2、教学手段如：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。
3、表格间距可调整，可加附页。
第二章
一、负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系即：n=f(TL)___恒转矩负载特性恒转矩负载是指负载转矩为常数，其大小与转速n无关,恒转矩负载分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。反抗性恒转矩负载特性:恒值负载转矩Tf总是与转速nf的方向相反，即作用方向是阻碍运动的方向。当正转时nf为正， Tf与nf方向相反，应为正，即在第一象限,当反转时nf为负， Tf与nf方向相反，应为负，即在第三象限；
当转速nf=0时外加转矩不足以使系统运动。位能性恒转矩负载特性特点:Tf的方向与nf的方向无关。
Tf具有固定不变的方向。例如：起重机的提升机构，不论是提升重物还是下放重物，重力的作用总是方向朝下的，即重力产生的负载转矩方向固定。当nf>0时， Tf>0，是阻碍运动的制动性转矩;当nf 0，是帮助运动的拖动性转矩。故转矩特性在第一和第四象限。
恒功率负载转矩特性特点：当转速n变化时，负载功率基本不变。
电力拖动系统的稳定运行的必要条件：动转矩为零，即 n不变，T=TL 第三章
直流电机的用途：把机械能转变为直流电能的电机为直流发电机；
把直流电能转变为机械能的电机是直流发电机。直流发电机用来作为直流电动机和交流发电机的励磁直流电源。直流电动机的工作原理：线圈不由原动机拖动；
电刷接直流电源；
直流电源通过静止的电刷与随电枢转动的换向器的滑动接触把直流电源转换成电枢中的交流电，保证电枢转矩的方向不变，电枢保持逆时针旋转。直流发电机的工作原理:用两个相对放置的导电片(换向片)代替交流发电机的两个滑环，电刷接触的换向片始终是相同一侧的线圈边，所以N极一侧的电刷得到的电压始终是（+），S极一侧的电刷得到的电压始终是（-） 。
直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；
如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。
主要结构：
直流电机由定子、转子两大部分构成。定子的作用是产生主磁场和在机械上支撑电机，它主要由主磁极、机座、电刷、端盖和轴承组成。主极的用是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩。
大多数直流电机的主磁极都是由直流电流来励磁的，主磁极上还装有励磁线圈。只有小直流电机的主磁极才用永磁磁铁，这叫永磁直流电机.电刷装置:电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。直流电机转子部分：电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承等
单叠绕组1)每个极下的元件组成一条支路,并联支路对数a等于极对数p:a=p2)正负电刷间感应电动势最大，被电刷短路的元件里感应的电动势最小。3）电刷杆数等于极数。
电枢电动势（公式）：电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间感应的电动势，也是电枢绕组每个支路里的感应电动势。电磁转矩（公式）P47内容（励磁磁通势和电枢反应磁通势）==直流发电机:电枢电动势—输出电动势(与电枢电流同方向)电磁转矩—制动(与转速方向相反)直流电动机:电枢电动势—反电动势(与电枢电流反方向）电磁转矩—拖动(与转速方向相同)。
PM（电磁功率）既是机械性质又是电性质的功率，反映了机械能转换成电能的实质.他励直流电动机的机械特性是指电动机加上一定的电压U和一定的励磁电流If，并在电枢回路中串入电阻R，电磁转矩与转速之间的关系，他励直流电动机固有机械特性是一条斜直线，跨越三个象限，特性较硬。
机械特性只表征电动机电磁转矩和转速之间的函数关系，是电动机本身的能力，至于电动机具体运行状态，还要看拖动什么样的负载。
固有机械特性是电动机最重要的特性，在此基础上，很容易得到电动机的人为机械特性。人为机械特性：1.电枢回路串电阻的人为机械特性：n0不变，R增大，⊿n增大，特性变软，一组放射形直线2.改变电枢电压的人为机械特性：1）斜率不变，各条特性互相平行，T 一定时，Δn不变， ；
2）n0与U成正比。3.减小气隙磁通量的人为机械特性：Φ越小，n0越高，β越大，机械特性变软，T一定时，Δn也变大。
第四章
除微型电机外，一般直流电动机不允许直接启动。起动条件：满磁通起动；
IS≤(2~2.5)IN；
TS≥(1.1~1.2)TN启动方式：1电枢回路串电阻启动；
启动电流为is=un/(ra+r)负载转矩TL已知，根据启动条件的要求确定R的大小目标: (并且)保证电磁转矩持续较大及电流持续较小；
电枢回路串电阻
起动：一般采用多级电阻分级起动，起动过程中起动电阻逐步切除。2降电压启动。
降低电源电压U，启动电流为is=u/ra，负载转矩TL已知，根据启动条件要求，可以确定U的大小；
逐渐升高电压U，直至最后升高到UN（为了保持启动过程中电磁转矩一直较大及电枢电流一直较小）4.2他励直流电动机的调速：调速的性能指标是决定电动机选择哪一种调速方法的依据，主要的性能指标有四个方面：调速方式、调速范围与静差率、调速的平滑性、调速的经济性。改变传动机构的传动比改变工作机构的速度，称为机械调速。人为改变电动机的参数（如电压、励磁电流或电枢回路电阻），使同一负载得到不同转速，称为电气调速。直流电动机的调速方法：（1）电枢串电阻调速只能在额定转速（基速）以下调速，一般称为由基速向下调速。特点：① 机械特性变软，受负载波动影响大；
② 在空载或轻载时，调速范围小③ 有级调速；
④ 损耗大，电动机效率低它应用于对调速性能要求不高的场合（2）降低电源电压调速 特点：① 基速向下调速；
② 机械特性的硬度不变，速度稳定性好；
③ 可实现无级调速；
④ 损耗小，电动机效率高。（3）弱磁调速（基速向上调）特点：a基速向上调速b 可实现无级调速；
c 损耗小，电动机效率高。通常与降低电源电压调速配合使用，可以得到较宽的调速范围，能较好地满足生产机械的要求。----优点：在功率较小的励磁电路中进行调节，控制方便，能量损耗小，调速的平滑性较高。缺由于电动机nmax不可能太高，主要受电动机机械强度及换向的限制。另外，电机体积及耗材增多，不经济电动机允许输出转矩不变的调速方法称恒转矩调速。电枢串电阻调速和降低电源电压调速都属于恒转矩调速，在保持电枢电流接近或等于额定值条件下，调速过程中电动机允许输出功率不变的调速方法称为恒功率调速。弱磁调速属于恒功率调速。最好的配合方式为：恒功率负载，采用恒功率的调速方法(弱磁调速)；
恒转矩负载，采用恒转矩的调速方法(变电压或变串入电阻调速)。这样匹配，使电机在整个调速范围内容量能充分利用，且 Ia=IN 不变，电动机的调速转矩与负载一致时，电机容量能充分利用。
调速范围是指电动机在额定负载转矩 调速时，其最高转速与最低转速之比，静差率 或称转速变化率，是指电动机由理想空载到额定负载时转速的变化率。注意：静差率越小，转速的相对稳定性越好，负载波动时，转速变化也越小。(1) n0一定，硬度越大，静差率越小，稳定性越好；
（2）硬度一定，n0越大，静差率越小。调速的平滑性a无级调速的平滑性最好；
b有级调速的平滑性用平滑系数表示：相临两极转速中，高一级转速与低一级转速之比。调速的经济性主要考虑调速设备的初投资、调速时电能的损耗、运行时的维修费用
4.3 他励直流电动机的 电动与制动运行他励直流电动机 拖动各种类型的负载运行时，若改变其电源电压、磁通及电枢回路所串电阻，工作点 就会分布在四个象限 之内。在 n-T 二维坐标系中，若T 与 n 同方向（同正同负），则电动机运行在电
动状态。若T与 n反方向，则电动机运行在制动状态。
电动运行：当电机运行在第Ⅰ和第 Ⅲ 象限时，电机分别工作在 正向和反向电动运行状态。当电机运行在第Ⅱ和第Ⅳ象限时，电机处于制动运行状态。在电动运行状态时，电机的电磁转距是拖动性转矩，而负载转矩为制动转矩。能耗制动：倒拉反转和反接制动回馈制动功率流向负载机械能→电枢绕组→电能→电枢回路总电阻热能反接制动1电枢电压反向的反接制动——迅速停机
回馈制动(发电状态)特点：n>n0，因而 E>Ua，电机处于发电状态,降低电源电压调速：增强磁通调速 第六章
6.2.1电枢绕组:三相单层集中整距绕组：每一相只有一个整距线圈，定子上每个槽里只有一个线圈边。这种绕组除了感应电动势的波形不理想外，电枢表面的空间也没有充分利用，不如采用分布绕组好三相单层分布绕组：基波电动势星形相量图 最多可以并联的支路有p个 当电机每相的总线圈数一定时，如用一路串联，则每相基波电动势要比并联时大，而电流比并联时的总电流小
6.2.2 三相双层绕组是指定子上每个槽里能放两个圈边，每个圈边为一层。一个线圈有两个圈边，电机线圈的总数等于定子的槽总数。双层绕组的优点是线圈能够任意短距，对改善电动势波形有好处
6.2.3 绕组的谐波电动势-实际的电机气隙里磁密的分布不完全都是基波，尚有谐波，如三次、五次、七次等奇数次谐波。所谓三次、五次、七次谐波磁密，即在一对磁极极距中有三、五、七个波长的正弦形磁密波。这些谐波也要在各槽里的导体中感应出各次谐波电动势。当绕组采用了短距、分布以及三相连接时，可以使各次谐波电动势大大被消弱，甚至使某次谐波电动势为零。当然，短距、分布也能降低基波电动势，只要设计合理，让基波电动势消弱的少，而大大消弱谐波电动势就可以了。
三相星接和角接，在三相线电动势中不会有三次谐波及三的倍数次谐波电动势出现。这是由于三相三次谐波以及三的倍数次谐波电动势在时间相位上同相所造成的。
6.3磁通势介绍：
在电机里，不管什么样的绕组，当流过电流时，都要产生磁通势。所谓磁通势，指的是绕组里的全电流，或安培数。
交流电机电枢绕组产生的磁通势与直流电机相比，要复杂一些。分析磁通势的大小及波形等问题，应从两大方面来考虑：1绕组在定子空间所在的位置；
2再考虑该绕组流过的电流，在时间上又是如何变化的。交流绕组产生的磁通势，既是空间的函数，又是时间的函数。整距线圈 磁通势从定子到转子的方向作为正方向。线圈电流：i=根号2icoswt ,磁通势的大小是由电流的大小决定的，当电流按正弦规律变化时，磁通势的大小也随之按正弦规律变化，称为脉振波。磁通势交变的频率与电流的频率一样。最大幅值：1/2根号2INy该磁通势的极数为一对，与电机的极数对数相等。四极电机绕组产生的磁通势：该磁通势的极数为两对，与电机的极数对数相等
2、磁通势展开：空间矩形波可用傅氏基数展成无穷多个正弦波。因此，空间矩形分布的脉振磁通势，可以展开成无穷多个空间正弦分布的磁通势，每个正弦分布的磁通势同时都随时间正弦变化基波及其谐波磁通势的特点：1）基波及其谐波磁通势的最大值Fyv=1/vFy1,2）基波及其谐波磁通势的极对数:基波磁通势的极对数与电机的极对数一样多，三次谐波的极对数是基波的三倍，五次谐波磁通势的极对数是基波的五倍，等等。3）基波及其谐波磁通势幅值随时间变化的关系:当电流随时间按余弦规律变化时，不论是基波磁通势或谐波磁通势，它们的幅值都是随时间按电流的变化规律而变化，即在时间上，都为脉振波。
由前面的分析，可以得到:1一个脉振波可以分解为两个波长与谐振波完全一样，分别朝相反方向旋转的旋转波，旋转波的幅值是原谐振波最大振幅的一半；
2当脉振波振幅为最大值时，两个旋转波正好重叠在一起。一个在空间按余弦分布的磁通势波，可以用一个空间矢量来表示，让矢量的长短等于该磁通势的幅值，矢量的位置就在该磁通势波正幅值所在的位置。
6.4三相合成基波旋转磁通势的特点：1.幅值不变,为圆形旋转磁通F1=3根号2NI(kdp1)/(pi*p),2)转向：磁通势的转向为电流的相序，从领先相到滞后相旋转3)转速：旋转磁通势相对于定子绕组的转速为同步转速{n=60f/p;w=pi*pn/30}4)瞬间位置当某相的电流值达到最大值时，合成磁通势正好位于该轴线处
三相三次谐波磁通势互相抵消，同理可以知道三的倍数次谐波的合成磁通势也是零。采用分布和短距绕组可以大大的降低五次和七次谐波等高次谐波，因此三相绕组可以忽略谐波，只认为基波磁通势是主要的。（此后再提到基波磁通势是下标的数字1都去掉） 第七章
7.1 异步电机主要用作电动机，拖动各种机械负载异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩，所以，异步电机又叫感应电机 三相异步电动机主要是由定子和转子两部分组成。根据转子的结构可以分为：绕线式和鼠笼式
异步电动机的定子：
(1) 定子铁心(2) 定子绕组(3) 机座：(4) 端盖：
异步电动机的转子：1.转子铁心 2.转子绕组—绕线式(转子与定子绕组相似，为对称三相绕组，一般星形联结三出线端分别接到转轴上三个滑环上，通过电刷引出电流。其特点是可以通过滑环电刷在转子回路接入附加电阻)、鼠笼式转子 3.转轴—支撑转子铁心的作用3.气隙：定、转子间空气隙
按定子相数分：单相异步电动机；
两相异步电动机；
三相异步电动机
按转子结构分：绕线式异步电动机；
鼠笼式异步电动机（单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机）
按有无换向器分：无换向器异步电动机；
换向器异步电动机 7.1.5 异步电动机的工作原理:利用感应原理进行工作，因此也称为感应电动机工作条件：1空间有旋转的磁场 ；
2.转子与磁场有相对运动，即n≠n1 ；
3.转子导条或转子三相绕组短路
7.4 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系
1三相异步电动机正常稳态运行时，n≠n1；
2当产生的电磁转矩 T=作用于转轴上的负载转矩 TL时，异步电动机的转速n为某一确定值；
3可以用转差率 s 衡量 n 与 n1 之间的差距。4转子各电量的大小均与转差率 s 有关，因此分析三相异步电动机转子旋转时各量的大小，首先要定义转差率。
转差率（转差或滑差）：其大小可以反映电动机转子的转速 7.4.2定、转子磁通势及磁通势关系
三相对称电流I1产生的气隙空间旋转磁通势F1 ：a幅值：b转向：从领先相绕组轴线到落后相绕组轴线c转速：相对于定子绕组的转速为60f/pd瞬间位置：当I达正最大值时，转子磁通势F1应在相绕组轴线处。
合成磁通势（异步电动机正常运行时的励磁磁通势）a幅值：…i0….b转向：从领先相绕组轴线到落后相绕组轴线c转速：相对于定子绕组的转速为n1,d当三相异步电动机转子以转速n旋转时，定转子磁通势同步旋转，只是磁通势的大小及相互之间的相位有所不同。对应的电流为励磁电流，约为20~50%额定值。
7.4.4 转子绕组的频率折合
频率折合——将转子绕组中各电量频率折合为定子频率。原则：保持转子旋转磁通势F2大小、转向、转速不变。由于：转子磁通势 F2与定子磁通势 F1同步旋转，与转速 n无关，即与转子电量频率f2无关。只需保证转子旋转磁通势F2的大小不变，即需要保证转子绕组电流有效值保持不变，其频率可以任意设定。所以，在保证转子电流有效值I2不变的情况下，可以将转动的转子直接等效为静止的转子，即频率f2变为f1。(在频率变换的过程中，转子电流有效值保持不变，转子电路的功率因数角φ2也没有发生变化。)
7.4.5异步电动机的等效电路用可调电阻与电机的转速相对应，将转动的异步电动机等效成为静止的电路。7.5三相异步电动机的功率与转矩(看书) 7.6三相异步电动机的机械特性是指在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩 T 与转速 n（或转差率 s ）之间的函数关系。
异步电动机带负载时，等值电路中的励磁阻抗支路可以移到前面或者不作任何改变。
7.6.1固有机械特性（三种状态）：三相异步电动机在定子电压、频率均为额定值不变，定、转子回路不串入任何电路元件条件下的机械特性称为固有机械特性。（书上的图）
过载能力(最大转矩倍数)：最大电磁转矩与额定电磁转矩的比值。
7.6.2 人为机械特性1.降低定子端电压的人为机械特性2.定子回路串接三相对称电阻的人为机械特性
3.定子回路串接三相对称电抗的人为机械特性4.转子回路串入三相对称电阻的人为机械特性 第八章
8.1三相异步电动机直接起动 三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的起动。三相异步电机的起动要满足生产机械对异步电动机起动性能的要求(起动转矩要大)，以保证生产机械的正常起动。缩小起动时间、起动电流要小，以减小对电网的冲击。
下面两种情况不能直接启动：变压器与 电机容量之比不足够大；
启动转矩不能满足要求。
综上所述，三相异步电机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大，电动机容量小于7.5kw的小容量鼠笼式异步电机。对于大容量鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机可采用如下方法：（1）降低定子电压；
（2）加大定子端电阻或电抗；
（3）对于绕线式异步电机还可以采用加大转子端电阻或电抗的方法。对于鼠笼式异步电机，可以结构上采取措施，如增大转子导条的电阻，改进转子槽形。
直接起动时的影响：
（1）起动电流较大，可达额定电流的4～7 倍，甚至达到8～12倍。
（2）过大的起动电流造成电机过热，影响电动机的寿命。
（3）过大的起动电流使电动机受到电动力的冲击，绕组变形可能造成短路而烧毁电动机。
（4）过大的起动电流会使电网线路电压降增大，对同一线路中的其他电器设备造成影响。
直接起动即全压起动。
全压起动条件：1）异步电动机功率低于7.5KW。2 8.2 三相鼠笼式异步电动机降压起动 1.定子串接电抗器或电阻起动
2.星形—三角形(Y—△)降压起动方法：起动时定子绕组接成Y形，运行时定子绕组则接成△形，其接线图如图示。对于运行时定子绕组为Y形的笼型异步电动机则不能用Y—△起动方法，适用于正常运行时接成?的电机，是普通机床上常用的起动方法。Y—△起动时，起动电流与直接起动时的起动电流三分之一 3.自耦变压器(起动补偿器)起动方法：自耦变压器也称起动补偿器。起动时电源接自耦变压器原边，副边接电动机。起动结束后电源直接加到电动机上。采用自耦变压器降压起动，起动电流和起动转矩都降K2倍。自耦变压器一般有2～3组抽头，其电压可以分别为原边电压U1的80%、65%或55%、64%、73%。该种方法对定子绕组采用Y形或△形接法的电机都可以使用，缺点是设备体积大，投资较贵
软起动方法 采用电子软起动来实现电动机的起动：（1）限流或恒流起动（2）斜坡电压软起动（3）转矩控制软起动。（4）转矩加脉冲突变控制（5）电压控制
8.3高启动转矩的三相鼠笼式异步电动机
1.转子电阻值较大的鼠笼式异步电动机 转子电阻大，则直接启动时的转矩大，最大转矩也大，但同时额定转差率较大，运行段机械特性较软(高转差电动机)。
2.深槽式鼠笼异步电动机转子槽型深而窄，其深度与宽度之比约为10-20.运行时，转子导条有电流通过，底部漏磁通比槽口的多，所底部漏电抗大，槽口部分漏电抗小。当频率较高时交流电流集中到导条槽口容易出现集肤效应或趋表效应----刚启动时，集肤效应使导条内电流比较集中在槽口，相当于减少了导条的有效截面积，使转子电阻增大。随着转速n的升高，集肤效应逐渐减弱，转子电阻逐渐减少，直到正常运行，转子电阻自动变回到正常运行值。正常运行时，转差率很小，转子频率也很低，转子漏抗很小，因此在电动势的作用下，转子电流主要有电阻决定。这样，转子电流在导条内的分布均匀，集肤效应不明显。
3.双鼠笼异步电动机 双鼠笼异步电动机比普通异步电动机转子漏电抗大，功率因数稍低，效率差不多。其转子上装有两套并联的鼠笼。外笼：起动笼，电阻大—黄铜或 铝青铜 内笼：运行笼，电阻小—紫铜 起动时：f2=f1，内笼漏抗大，电流集中在上笼→Ist小，Tst大 运行时：f2=1~3Hz，漏抗远比电阻小，电流大部分从电阻较小的下笼流过。
转子漏抗大，cos?和过载能力小，制造相对工艺复杂。用于对Tst要求高的场合。
8.4绕线式三相异步电动机的起动转子回路中可以外串三相对称电阻，以增大电动机的启动转矩，启动结束后可以切除外串电阻，电动机的效率不受影响。它可用在重载和频繁启动的生产机械上。1转子回路串接频敏电阻器起动对于单纯限制启动电流、增大启动转矩的绕线式异步电机，可采用转子串频敏变阻器启动。频敏变阻器是由三相铁芯线圈组成，每一相的等效电路与变压器空载运行的等效电路一致。2、转子串电阻分级起动 为使整个启动过程中尽量保持较大起动转矩采用逐级切除转子起动电阻的分级启动。
8.5 三相异步电动机的各种运行状态
交流电力拖动系统运行时，在拖动各种不同负载的条件下，若改变异步电动机电源电压的大小、相序及频率，或者改变绕线式异步电动机转子回路所串电阻等参数，三相异步电动机就会运行在四个象限的各种不同状态。---若电磁转矩T与转速n的方向一致时，电动机运行于电动状态；
若电磁转矩T与转速n的方向相反时，电动机运行于制动状态。制动状态中，根据T与n的不同情况，又分为回馈制动、反接制动、倒拉制动及能耗制动等。
一.电动运行当电动机工作点在第一象限时，电动机为正向电动运行状态；
当电动机工作点在第三象限时，电动机为反向电动运行状态。电动运行状态时，电磁转矩为拖动转矩。二．三相异步电动机的制动 在下述情况运行时，则属于电动机的制动状态。在负载转矩为位能转矩的机械设备中(例如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时)，使设备保持一定的运行速度；
在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停止的情况下，电动机的运行属于制动状态。
三相异步电动机的制动方法有下列两类：机械制动是利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。它的结构有好几种形式，应用较普遍的是电磁抱闸，它主要用于起重机械上吊重物时，使重物迅速而又准确地停留在某一位置上。
电气制动是使异步电动机所产生的电磁转矩和电动机的旋转方向相反。电气制动通常可分为能耗制动、反接制动和回馈制动 (再生制动) 等3类。
1能耗制动当定子绕组通入直流电源时，在电动机中将产生一个恒定磁场。转子因机械惯性继续旋转时，转子导体切割恒定磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，转子电流和恒定磁场作用产生电磁转矩，根据右手定则可以判电磁转矩的方向与转子转动的方向相反，为制动转矩。在制动转矩作用下，转子转速迅速下降，当n=0时，T=0，制动过程结束。这种方法是将转子的动能转变为电能，消耗在转子回路的电阻上，所以称能耗制动
基本原理 方法：将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后，立即接到直流电源上，
对于采用能耗制动的异步电动机，既要求有较大的制动转矩，又要求定、转子回路中电流不能太大使绕组过热。能耗制动的优点是制动力强，制动较平稳。缺点是需要一套专门的直流电源供制动用。
2反接制动分为电源反接制动和倒拉反接制动两种。方法：改变电动机定子绕组与电源的联接相序，
电源的相序改变，旋转磁场立即反转，而使转子绕组中感应电势、电流和电磁转矩都改变方向，因机械惯性，转子转向未变，电磁转矩与转子的转向相反，电动机进行制动，此称电源反接制动。
四、倒拉反转运行 方法：当绕线转子异步电机拖动位能性负载时，在其转子回路串入很大的电阻。在其转子回路串入的大电阻超过某一数值时，电机还要反转，运行于第四象限。它的转差率s>1，电磁功率PM>0，机械功率Pm
五.回馈制动 方法：使电动机在外力(如起重机下放重物)作用下，其电动机的转速超过旋转磁场的同步转速。
起重机下放重物，在下放开始时，n＜n1电机处于电动状态。在位能转矩作用下，电机的转速大于同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化，转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。此时电机将机械能转化为电能馈送电网，所以称回馈制动。
小结1.衡量异步电动机起动性能，最主要的指标是起动电流和起动转矩。异步电动机直接起动时，起动电流大，一般为额定电流的4～7倍。因起动时功率因数低，起动电流虽然很大，但起动转矩却不大。三角形接线的异步电动机，在空载或轻载起动时，可以采取Y—△起动，起动电流和起动转矩都减小3倍。负载比较重的，可采用自耦变压器起动，自耦变压器有抽头可供选择。绕线转子异步电动机转子串电阻起动，起动电流比较小，而起动转矩比较大，起动性能好。若把异步电动机的机械特性线性化，起动电阻的计算方法与并励直流电动机相同。2.制动即电磁转矩方向与转子转向相反，电磁制动分为能耗制动、反接（电源两相、倒拉）制动、回馈（正向、反向）制动。
矢量控制的基本思路
矢量控制理论的基本思想是在三相交流电动机上模拟直流电动机转矩控制的规律。通常在磁场定向坐标上，三相绕组在空间位置上互差3pi/2rad机械角度，设在三相绕组中通以三相对称电流，在相位差上互差3pi/2rad电角度，产生的磁场具有以下特点：（1）随着时间的推移，合成的磁场的轴线在旋转，电流交变一个周期，磁场也将旋转一周（2在旋转过程中，合成磁场强度不变，故称圆形旋转磁场。
从直流电动机的结构来看，励磁绕组是空间上固定的直流绕组，而电枢绕组是空间旋转的绕组，虽然电枢绕组本身在旋转，但是电枢磁动势上却有不变的方向，通常称这种绕组为‘伪静止绕组’，这样从磁效应的意义上讲，可以把直流电动机的电枢绕组当成空间上固定直流绕组，因而直流电动机的励磁绕组和电枢绕组就可以用俩个在空间位置上互差90的直流绕组M和T来等效，M励磁，T电枢，M中电流im励磁电流分量，T，iT转矩电流分量。设fimt为M和T通入i产生的合成磁通，空间固定不动，如果人为使其旋转，则fivemt也随之旋转，当观察者战争MT绕组上与其一起旋转，在他看来绕组依旧固定，若使fivemt与fiveabfiveABC相同，则直流mt与交流ab，ABC交流绕组等效，旋转可以通过矢量坐标变换完成通过控制imit可以对iaibic瞬时控制 交流伺服系统由交流伺服电机，功率变换器，速度、位置传感器及位置速度电流控制器构成。
《电机及电力拖动》习题 第一章
直流电机
1.直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？
2.一直流电动机，已知PN=13kw，UN=220V，nN=1500r/min，η=0.85，求额定电流IN。 3.一直流发电机，已知PN=90kw，UN=230V，nN=1450r/min，η=0.89，求额定电流IN。
4.一台p对极的直流发电机，若将电枢绕组由单叠改为单波（导体数不变），问额定电压、额定电流和额定功率如何变化？
5.计算下列各绕组的节距y
1、y2和绘制绕组展开图，安放主磁极和电刷，并求出支路对数。
1）单叠绕组2p=4，S=K=18；
2）单波绕组2p=4，S=K=19。
6.一台4极直流发电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通φ=3.5×10
?2wb，电枢总导体数N=152，求当转速n=1200r/min时的空载电动势E。若改为单波绕组，其他条件不变，则当空载电动势为210V时，发电机转速应为多少？若保持每条支路的电流I=50A不变，求电枢绕组为单叠和单波时，发电机的电磁转矩Tem各为多少？ 7.什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应的性质是什么？对电动机呢？
8.什么叫换向？为什么要改善换向？改善换向的方法有哪些？
9.说明装置换向极改善换向的原理，一发电机改作电动机或转向改变时，换相极绕组是否需要改接？为什么？
10.一台4极80kw、230V、930r/min的并励发电机，在75℃时的电枢回路电阻Ra=0.0259Ω，励磁绕组电阻Rf=22.8Ω，额定负载时励磁回路串入调节电阻Rpf=3.5Ω，电刷压降2ΔUb=2V，铁耗和机械损耗pfe+pΩ=2.3kw，附加损耗ps=0.05PN。求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率、电磁转矩和效率。
11.一台并励直流电动机，在额定电压UN=220V，额定电流IN=80A的情况下运行，75℃的电枢电阻Ra=0.01Ω,电刷接触压降2ΔUb=2V，励磁回路总电阻Rrf+Rpf=110Ω，附加损耗ps=0.01PN，效率η=0.85。求：（1）额定输入功率P1；
（2）额定输出功率P2；
（3）总损耗Σp；
（4）电枢铜耗pcua；
(5)励磁回路损耗pf；
（6）电刷接触损耗pcub；
（7）附加损耗ps；
（8）机械损耗和铁耗pΩ+pFe。
12.什么叫发电机的外特性？他励发电机和并励发电机的外特性有什么不同？为什么？ 13.一台并励发电机，额定运行时情况正常，当转速降为1/2nN时，电枢电压U=0，试分析原因。
14.一台并励直流电动机，铭牌数据为PN=96kw，UN=440V，IN=255A，IfN=5A，nN=1550r/min，并已知Ra=0.078Ω。试求：（1）电动机的额定输出转距TN；
（2）电动机的额定电磁转距Tem；
（3）电动机的理想空载转速n0。
15.电动机的工作特性是什么？试比较不同励磁方式对工作特性的影响。
第三章
的作用的？
变压器
1.变压器中主磁通与漏磁通的性质和作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们2.试分析一次绕组匝数比原设计值减少时，铁心饱和程度、空载电流大小、铁心损耗、二次侧空载电压和电压比的变化。
3.励磁电抗Xm的物理意义如何？Xm大好还是小好？若将铁心抽出后Xm如何变化？若一次绕组匝数增加5%，而其余不变，则Xm大致如何变化？若铁心叠片松散、片数不足，则Xm及I0如何变化？如铁心硅钢片接缝间隙较大时，对Xm及I0有何影响？ 4.变压器空载运行时，一次侧加额定电压，为什么空载电流I0很小？如果接在直流电源上，一次侧也加额定电压，这时一次绕组的电流将有什么变化？铁心中的磁通有什么变化？二次绕组开路和短路时对一次绕组中电流的大小有无影响？
5.为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时的实际铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗无差别，为什么？
6.一台50Hz单相变压器，如接在60Hz的电网上运行，额定电压不变，问空载电流、铁心损耗、漏抗、励磁阻抗及电压调整率有何变化？
7.一台单相变压器，额定电压为220v/110v，如果不慎将低压侧误接到220v电源上，变压器将发生什么现象？
8.有一台单相变压器，已知：SN=5000kvA，UN1/UN2=35kv/6.6kv，铁心的有效截面积SFe=1120cm，铁心中最大磁通密度Bm=1.45T，试求：高、低压绕组的匝数和电压比。 9.一台单相变压器，额定容量为5kvA，高、低压绕组均有两个匝数相同的线圈，高、低压侧每个线圈的额定电压分别为1100v和110v，先将他们进行不同方式的联接。试问：可得几种不同的电压比？每种联接时的高、低压侧额定电流为多少？
10.两台单相变压器，电压为220v/110v，一次侧匝数相等，但空载电流I01=2 I02。今将两台变压器的一次绕组顺极性串联起来加440v电压，问两台变压器二次侧的空载电压各为多少？
11．一台单相变压器电压为220v/110v。当在高压侧加220v电压时，空载电流为I0，2主磁通为Φ。试问：（1）若U2与u1连在一起，在U1与u2端加330v电压，此时空载电流和主磁通各为多少？（2）若U2与u2连在一起，U1与u1端加110v电压，则空载电流和主磁通又各为多少？
12．有一台三相变压器，已知：SN=100kvA，UN1/UN2=66.3kv/0.4kv，联接组为Y,yn0因电源电压改为10kv，如果用改绕高压绕组的方法来满足电源电压的改变，而保持低压绕组每相为55匝不变，则新的高压绕组每相匝数应为多少？如果不改高压绕组匝数会产生什么后果？
13．有一台1000匝的铁心线圈接到110v、50Hz的交流电源上，由安培表和瓦特表的读数得知I1=0.5A、P1=10W，把铁心抽出后电流和功率就变为100A和10000W。若不计漏磁，试求：（1）两种情况下的参数和等效电路；
（2）两种情况下电流的无功分量和有功分量；
（3）两种情况下磁通的最大值。
14．有一台单相变压器，SN=100kvA，UN1/UN2=6000v/230v，f=50Hz，
一、二次绕组的电阻和漏抗为R1=4.32Ω，R2=0.063Ω，X?1=8.9Ω，X?2=0.013Ω，试求：（1）折算到高压侧的短路参数Rk、Xk、Zk；
（1）短路参数的标幺值；
（3）求满载时，当cosφ2=
1、cosφ2=0.8（滞后）和cosφ
2=0.8（超前）等三种情况下的电压调整率，并对结果进行分析。
15．一台单相变压器，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（滞后），试用近似等效电路和简化等效电路求U1和I1。
16．一台三相变压器，SN=750kvA，UN1/UN2=10000v/400v，Y,yn0接法，在低压侧作空载试验时得I0=60A，p0=3800w，在高压侧作短路试验时得Uk=440v，pk=10900w（Ik1=IN1）,室温20℃，试求：
（1） 折算到高压侧的励磁阻抗和短
路阻抗；
（2）
*短路阻抗的标幺值Rk*、Xk*、Zk2=0.8
；
（3） 计算满载及cosφ
*2=0.8（滞后）
时的ΔU、U2及?；
（4） 计算最大效率?
max。
17．变压器出厂前要进行“极性”试验，如图所示。将U
1、u1 联结，在U1-U2端加电压，用电压表测U2-u2间电压。设变压器 的电压220v/110v，如果U
1、u1为同名端，电压表的读数是多少？如U
1、u1为非同名端，则电压表的读数又是多少？
18．试说明三相变压器组为什么不采用Y,y联结，而三相心式变压器又可用呢？为什么三相变压器中希望有一边接成三角形？
19．Y,d联结的三相变压器中，3次谐波在三角形联结时能形成环流，基波电动势能否在三角形中形成环流？Y,y联结的三相变压器组中，相电动势中有3次谢波，线电动势中有无3次谐波？为什么？
20．变压器的
一、二次绕组按图示联结，试画出它们的线电势相量图，并判明其联结组别。
21．有一三相变压器，其
一、二次绕组的同名端及端点标记如图所示，试把变压器接成Y,d
7、D,y
7、Y,y
4、D,d4。
22．一台Y,d联结的三相变压器，在一次侧加额定电压空载运行，此时将二次侧的三角形联结打开一角测量开口处的电压，再将三角形闭合测量电流。试问：当此三相变压器是三相变压器组或三相心式变压器时，所测得的数值有无变化？为什么？
23．有两台Y,d联结的三相变压器并联运行,第一台为5600kVA，6000V/3050V，*Zk(1)=0.055，第二台为
*3200kVA，6000V/3000V，Zk(2)=0.055，试求：空载时两台变压器内的环流及其标幺值。
24．两台变压器并联运行，均为Y,d11联结，UN1/UN2=35kv/10.5kv。第一台为1250kvA，*Zk(1)=6.5%，第二台为
*2000kvA，Zk(2)=6%，试求：（1）总输出为
3250kvA时，每台变压器的负载为多少？（2）在两台变压器均不过载情况下，并联组的最大输出为多少？并联组的利用率是多少？
25．有一台5600kvA，6.6kv/3.3kv，Y,yn0
*联结的三相双绕组变压器，Zk=0.105。现将其改成9.9kv/3.3kv的降压自耦变压器，试求：（1）自耦变压器的额定容量；
（2）额定电压下的稳态短路电流，并与原双绕组变压器稳态短路电流相比较。
第四章 三相感应电动机的基本原理
1.试述感应电动机的工作原理，为什么说感应电机是一种异步电机？
2.什么叫同步转速？它与那些因素有关？一台三相4极交流电动机，试分别写出电源频率f=50Hz与f=60Hz时的同步转速。
3.一三相交流电动机，电源频率f=50Hz，试分别写出当极数2p=
2、
4、
6、
8、10时的同步转速。
4.何谓转差率s？通常感应电动机的s值约为多少？
5.一台三相4极感应电动机，已知电源频率f=50Hz，额定转速nN=1450r/min，求转差率s。
6.有一个三相单层绕组，极数2p=4，定子槽数Z1=24，支路数a=1，试画出绕组展开图，并计算基波绕组因数。
7.上题中，将定子槽数改为Z1=36，试画出绕组展开图，并计算基波绕组因数。 8.题6中，将极数改为2p=2，试画出绕组展开图，并计算基波绕组因数。
59.有一个三相双层叠绕组，极数2p=4，定子槽数Z1=24，节距y1=6τ，支路数a=1，试画出绕组展开图，并计算绕组因数。
10．题9中，若支路数改为a=2和a=4，试画出U相绕组的展开图。
11．试比较单层绕组与双层绕组各有什么优缺点？为什么容量稍大的电动机采用双层绕组？
12．一台三相感应电动机接在UN=380v，f=50Hz的电网上工作，定子绕组作三角形联结，已知每相电动势为额定电压的92%，定子绕组的每相串联匝数N1=312匝，绕组因数Kw1=0.96，试求每极磁通Φ1。
13．绕组中的谐波电动势是如何产生的？由交流绕组产生的旋转磁动势的基波和υ次谐波在绕组中感应的电动势的频率为多少？
14．若在对称的两相绕组中（两个绕组匝数、结构相同，在空间相隔90°电角度），通以对称的两相电流，iA=Imsinωt，iB=Imsinωt。试用解析法说明两相合成磁动势基波的性质。
15．一台三相感应电动机，极数2p=6，定子槽数Z1=36，定子绕组为双层叠绕组，节距5y1=6τ，每极串联匝数N1=72。当通入对称三相电流，每相电流的有效值为20A时，试求基波以及
3、
5、7次谐波的三相合成磁动势的幅值及转速。
第五章 三相感应电动机的运行原理
1． 与同容量的变压器相比较，感应电动机的空载电流大，还是变压器的空载电流大？为什么？
2． 感应电动机理想空载时，空载电流等于零吗？为什么？
3． 说明感应电动机工作时的能量传递过程，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加？从空载到额定负载，电动机的主磁通有无变化？为什么？ 4． 什么叫做“单相量—多时轴”法？并说明感应电动机的时间相量图。
5． 分析说明图示得时—空相量图，这时定子相量与转子相量的相位关系说明什么问题？
6． 在分析感应电动机时，为什么要用一静止的转子来代替实际转动的转子？这时转子要进行哪些折算？如何折算？
7． 感应电动机的等效电路有哪几种？试说明T型等效电路中各个参数的物理意义？ 8． 一台三相感应电动机的输入功率为8.6kw，定子铜耗为425w、铁耗为210w，转差率s=0.034，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械功率。
9． 一台三相感应电动机，额定数据如下：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）电动机极数。（2）额定负载时的转差率和转子频率。（3）转子铜耗pcu2。（4）效率η。
110．笼型转子可以认为每个槽就是一相，每相槽数N2=2，试求笼型转子的绕组因数Kw1。
11．一台三相6极绕线型感应电动机，定转子绕组均采用星形接法，额定功率PN=250kw，额定电压UN1=500v，额定频率fN=50Hz，满载时的效率η=0.935，功率因数cosφ=0.9，定子每相电阻R1=0.0171Ω，每抗电流X?1=0.088Ω，转子每相电抗X?2=0.0745Ω，绕组因数Kw1=0.926，Kw2=0.957，定子槽数Z1=72，每槽导体数N1=16，每相并联支路数a=6，转子槽数Z2=90，每槽导体数N2=2，每相并联支路数a=1，空载电流I0=82.5A，试求：（1）额定负载时的定子电流。（2）忽略R1及Rm时的励磁电抗Xm。（3）转子阻?和抗的折算值Rr?2X?。
12．一台三相绕线式感应电动机，UN=380v，fN=50Hz，星形接法，nN=1440r/min，已知?=0.4Ω，X?1=R1=Rr?2X?=1Ω，Xm=40Ω，Rm略去不计，定、转子有效匝数比为4，求：
?（1）满载时的转差率。（2）由等效电路求出I
1、I2和I0。（3）满载时转子每相电动势E2的大小和频率。（4）总机械功率P?。（5）额定电磁转矩。
第六章
三相感应电动机的机械特性
1.何谓三相感应电动机的固有机械特性和人为机械特性？
2.三相笼型感应电动机的起动电流一般为额定电流的4～7倍，为什么起动转矩只有额定转矩的0.8～1.2倍？
3.三相感应电动机能够在低于额定电压下运行吗？为什么？
4.绕线转子感应电动机在起动时转子电路中串入起动电阻，为什么能减小起动电流，增大起动转矩？
5.一台绕线式转子感应电动机，已知：PN=75kw，U1N=380V，nN=720r/min，I1N=148A，ηN=90.5%，cosφ=0.85，λm=2.4，E2N=213V，I2N=220A，试用机械特性的实用表达式绘制电动机的固有机械特性和转子串入0.0448Ω和人为机械特性。 6.深槽式感应电动机和双笼型感应电动机为什么能改变起动性能？
7.笼型感应电动机的起动方法有哪几种？各有何优缺点？各适用于什么条件？ 8.一台三相感应电动机，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，试求：（1）电动机轴上输出的额定转矩TN。（2）若要保证能满载起动，电网电压不能低于多少伏？（3）若采用Y—Δ起动，Ist等于多少？能否半载起动？
9.一台绕线转子感应电动机，已知PN=11kw，nN=1435r/min，E2N=243V，I2N=110A，设起动时负载转矩为Tz=0.8TN，最大允许的起动转矩Tst1=1.87TN，切换转矩Tst2=TN，试用解析法求起动电阻的段数的每段的电阻值。
10.题9中的电动机，采用转子串不对称电阻方法起动，求各段电阻值（每次只短接一相的一段电阻，最后一级同时短接两段电阻）。
11.一台绕线转子感应电动机，已知PN=11kw，nN=715r/min，E2N=163V，I2N=4.72A，Tst1/TN=1.8，负载转矩Tz=98N?m，求4级起动时的每级起动电阻。
12.一台三相4级的绕线转子感应电动机，f1=50Hz，转子每相电阻Rr=0.02Ω，nN=1485r/min，负载转矩保持额定值不变，要求把转速下降到1050r/min，问转子每相中应串多大的电阻？
13.一台三相笼型感应电动机，在能耗制动时，定子绕组的接法如图所示，试决定等效的交流电流值。
14.题5的电动机，带动一位能负载，Tz=TN，今采用倒拉反接制动下放负载，要求下放转速为300r/min，问转子每相应串接多大电阻。
15.题5的电动机，若采用回馈制动下放负载，已知转子每相串入电阻为0.04Ω，负载转矩为0.8TN，求此时电动机的转速。
16.题5的电动机，用以起吊重物，当电动机转子转45转，重物上升1m，如要求带动额定负载的重物以8m/min的速度上升，求转子电路中应串接的电阻值。
17.绕线转子感应电动机PN=17kw，nN=970r/min，λm=2.5，E2N=230V，I2N=33A，若要求电动机有最短起动时间，试问其转子回路应串入多大的电阻。
七章
其他种类的感应电动机
1.为什么单相感应电动机没有起动转矩？单相感应电动机有哪些起动方法？ 2.一台三相感应电动机，定子绕组接成星形，工作中如果一相断线，电动机能否继续工作？为什么？
3.用什么方法可以改变分相式单相电动机的转向？为什么？
4.串励电动机为什么能交、直两用？单相串励电动机与值流串励电动机在结构上有什么区别？为什么？要改变单相串励电动机的转向，可采用什么方法？
第八章 同步电机的基本类型和基本结构
1.什么叫同步电机？怎样由其极数决定它的转速，试问75r/min，50Hz的同步电机是几极的？
2.比较汽轮发电机和水轮发电机的结构特点。 3.为什么大容量的同步电机都采用旋转磁极式结构？ 4.旋转电枢式的同步电机与直流电机有什么相似处和差别？
第九章 同步发电机
1.一台旋转电枢式三相同步发电机，电枢以转速n逆时针方向旋转，主磁场对电枢是什么性质的磁场？对称负载运行时，电枢反应磁动势对电枢的转向如何？对定子上主磁极的相对转速又是多少？主极绕组能感应出电动势吗？ 2.何谓同步发电机的电枢反应？电枢反应的性质主要决定于什么？试分析讨论同步发电机电枢反应为纯去磁作用、纯增磁作用、去磁兼交磁、纯交磁等五种情况。
3.试分析对称稳定运行时同步发电机内部的磁通和感应电动势，并由此画出不及饱和时的相量图。
4.三相同步发电机对称稳定运行时，在电枢电流滞后和超前于励磁电动势E0的相位差大于90°的两种情况下（即90°＜φ＜180°和﹣90°＜ψ＜﹣180°，电枢磁动势Fad和Faq各起什么作用？
5.试述交轴和直轴同步电抗的意义。为什么同步电抗的数值一般较大，不可能做得很小？试分析下面几种情况对同步电抗有何影响？（1）电枢绕组匝数增加；
（2）铁心饱和程度提高；
（3）气隙加大；
（4）励磁绕组匝数增加。
6.为什么要把同步发电机的电枢电流分解为它的直轴分量和交轴分量？如何分解法？有什么物理意义？如两个分量各等于100A，实际流过电枢绕组的电流为多少A？在什么情况下电枢电流只有直轴分量？在什么情况下只有交轴分量？当一同步发电机供给纯电阻负载时，电枢电流有哪些分量？
7.一台隐极三相同步发电机，定子绕组为Y联结，UN=400V，IN=37.5A，cosφN=0.85（滞后），Xt=2.38Ω（不饱和值），不计电阻，当发电机运行在额定情况下时，试求：（1）不饱和的励磁电动势E0；
（2）功率角δN；
（3）电磁功率PM；
（4）过载能力Km。
8.一台凸极三相同步发电机，星形联结，UN=400V，IN=6.45A，cosφN=0.8（滞后），每相同步电抗Xd=18.6Ω，Xq=12.8Ω，不计电阻，试求：（1）额定运行时的功率因数角δN及励磁电动势E0；
（2）过载能力及产生最大电磁功率的功率角。
第十章 同步电动机和同步调相机
1.比较同步电动机和同步发电机的相量图。
2.同步电动机的功率因数受哪些因素影响而发生变化？试用相量图分析输出功率改变时，保持励磁不变，同步电动机的功率因数怎样变化？
3.改变励磁电流时，同步发电机和同步电动机的磁场发生什么变化？对电网有什么影响？
4.当转子转速等于同步转速时，为什么同步电机能产生转矩，而感应电动机不能产生转矩？为什么转子转速低于同步转速时，感应电机能产生转矩，而同步电机不能产生转矩？
5.从同步发电机过渡到电动机时，功率角δ、电流I、电磁转矩T的大小和方向有何变化？
5.一水电站供应一远距离用户，为改善功率因数添置一台调相机，此机应装在水电站内还是装在用户附近？为什么？ 6.一台三相隐极同步发电机，Y联结，UN=380V，IN=26.3A，Xt=5.8Ω，不计电阻，若输入功率为15kw时，试求：（1）cosφ=1时的功率角δ；
（2）相电动势E0=250V时的功率因数。
7.某工厂自6000V的电网上吸取cosφ=0.6的电功率2000kw，今装一台同步电动机，容量为720kw，效率为0.9，求功率因数提高为0.8时，同步电动机的额定电流和cosφD。
8.某工厂变电所变压器的容量为2000kV·A，该厂电力设备的平均负载为1200kw，cosφ=0.65（滞后）。今欲新装一台500kw，cosφ=0.8（超前），η=95%的同步电动机，问当电动机满载使全厂的功率因数是多少？变压器过载否？
9.有一座工厂电源电压为6000V，厂中使用了许多台感应电动机，设其总输出功率为1500kw，平均效率为70%，功率因数为0.7（滞后），由于生产需要，又增添一台同步电动机。设当该同步电动机的功率因数为0.8（超前）时，已将全厂的功率因数调整到1，求此同步电动机承担多少视在功率（kV?A）和有功功率（kw）。
第十一章 拖动系统电动机的选择
1.电机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？电机铭牌上的温升值的含义是什么？
2.电机在实际使用中，电流、功率和温升能否超过额定值？为什么？
3.电机的工作方式有哪几种？试查阅国家标准—电机基本技术要求（GB755—81），说明工作制S
3、S
4、S
5、S
6、S7和S8的定义，并绘出负载图。
4.电机的容许温升取决于什么？若两台电机的通风冷却条件不同，而其它条件完全相同，他们的容许温升是否相同？
5.同一系列中，统一规格的电机，满载运行时，他们的稳定温升是否都一样？为什么？
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