注评-机电设备串讲讲义

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1、第三章电机及电力拖动考试大纲要求掌握的内容（1）中、小型电力变压器的组成及各组成部分的作用（2）中、小型电力变压器的现状：属于高损耗、较高损耗、较低损耗、低损耗四类变压器的系列产品；淘汰产品以及推荐更新产品（3）三相异步电动机的基本结构（4）三相异步电动机的运行以及运行的必要条件；三相异步电动机的技术数据、型号及主要产品系列（5）直流电动机的构造、主要技术数据及主要产品系列熟悉的内容（1）变压器的用途及分类方法（2）变压器的主要额定数据（3）三相异步电动机的机械特性（额定转矩、最大转矩及起动转矩）；三相异步电动机的起动（直接起动、降压起动），正、反转控制及调速（4）并励（或他励）直流电动机的机

2、械特性以及它的起动、反转及调速方法了解的内容（1）变压器是如何工作的（2）直流电动机是如何工作的，直流电动机的励磁方式第一节变压器 一、变压器的用途和分类变压器是一种能够改变交流电压的设备。除了用于变换电压之外，变压器还用于变换交流电流、变换阻抗以及改变相位等。变压器的分类（一） 按容量可以把变压器分为1.中小型变压器2.大型变压器3.特大型变压器（二）按用途可以把变压器分为1.电力变压器。包括：升压变压器，降压变压器，配电变压器，联络变压器，厂用或所用变压器。2.仪用变压器。诸如电流互感器、电压互感器，作为测量和保护装置。3.电炉变压器。有炼钢炉变压器、电石炉变压器、感应炉变压器。 4.试验

3、变压器。5.整流变压器。6.调压变压器。7.矿用变压器（防爆变压器）。 8.其他变压器。（三）按相数可以把变压器分为1.单相变压器。用于单相负载或三相变压器组。2.三相变压器。用于三相负载。二、变压器的工作原理空载时，一、二次绕组电压有效值之比存在以下关系：当变压器带载时，一、二次绕组中电流的有效值与匝数存在以下的关系：变压器的效率三、变压器的额定数据1.额定容量S。2.额定电压Ue 3.额定电流Ie。4.温升5.额定工作状态四、变压器的结构铁芯和绕组是变压器的最基本组成部分，此外还有一些辅助部件。五、变压器的标准与现状 分类标准系列国家规定高损耗64SJ全部更换较高损耗73较低损耗86S7、

4、SL7低损耗S8、S9今后必须选用第二节交流电动机及其电力拖动运行 一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。 （一）定子定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁芯、定子绕组和机座等组成。（二）转子转子是电动机转动部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成。其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。转子分为鼠笼式和绕线式两种。二、三相异步电动机的工作原理通入定子绕组的三相电流共同产生旋转磁场。旋转磁场切割转子铁芯槽中的导体，在闭合的导体中产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子旋转。三相异步电动机的三相定子绕组U1- U2、V1

5、- V2、W1- W2以Y形联接方式与三相电源相接，便有对称电流流入。电机转速三、三相异步电动机铭牌及主要系列电动机铭牌标明的有关电量和机械量的数值是厂家依据国家的有关标准制定的，称为额定值。（一）型号系列防护方式类型额定电压功率kW同步转速r/min绝缘等级用途备注Y小型鼠笼3800.55907503000B普通用途取代JO2系列J2防护小型鼠笼3806003000E普通用途JO2、JO2-L封闭JD2、JDO2两种都可多速鼠笼各种机床及起重设备从J2、JO2派生出来JR防护中型绕线45410频繁起动的起重机 YR大型绕线2502500冶金工业和矿山机械（二）额定值1.额定功率P。2.额定电

6、压U。3.额定电流I。4.额定频率f。5.额定转速n。（三）连接方法星形连接：相电流等于线电流，但相电压不等于线电压。三角形连接：相电压等于线电压，但相电流不等于线电流。 （四）绝缘等级和温升绝缘等级分A、E、B、F等级，允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。（五）工作方式分为连续、短时、断续三种。四、三相异步电动机的机械特性（二）最大转矩一般三相异步电动机的过载系数为（三）起动转矩TQ起动转矩与额定转矩之比约为1.02.0。五、三相异步电动机的起动（一）直接起动在供电变压器容量较大，电动机容量较小的前提下，三相异步电动机可以直接起动。否则异步电动机起动时应采用适当的起动方法（

7、如降压起动）。电动机采用直接起动还是采用降压起动也可以用下面的经验公式判断：式中：IQ 电动机直接起动电流（A） IN 电动机额定电流（A）若计算结果符合上面的经验公式，则采用降压起动，反之，采用直接起动。直接起动控制线路所用电器。必须学会由直接启动的控制线路图绘制相应的原理图。在绘制原理图时需要注意：将控制线路和主电路分开。各种电器使用统一的符号。同一电器的各个部件是分散的，但使用同一文字符号表示；而且它们的动作是关联的。所有电器的触头均以起始位置表示。直接起动控制电路可实现短路保护作用、过载保护作用和零电压保护等多重保护。（二）鼠笼式异步电动机的降压起动1.星形三角形（Y）起动。2.自耦变

8、压器降压起动3.电阻（电抗）降压起动。（三）绕线式三相异步电动机的起动1.转子回路串接电阻起动。2.转子回路串接频敏变阻器起动。六、三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正、反转方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。七、三相异步电动机的调速改变电源频率f、改变绕组的磁极对数P以及改变转差率S。改变电源频率调速，调速范围宽。具体方法有：1.变频机组。2.交一直一交变频。3.交一交变频。第三节直流电动机及其电力拖动运行 一、直流电动机是如何工作的定子的作用是在励磁绕组中通入直流电流励磁而产生磁场；转子的作用是通电后产生电磁转矩。二、直流电动机的构造直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成

9、。定子由主磁极、换向极、电刷装置和机座等组成。转子由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴和风扇等组成。三、直流电动机的励磁方式（一）直流他励电动机（二）直流并励电动机（三）直流串励电动机（四）直流复励电动机四、直流电动机的主要技术数据及主要系列：（一）额定功率PN（二）额定电压UN （三）额定电流IN （四）额定转速nN（五）额定效率N（六）额定温升N型号：直流电动机系列产品： 系列类型转速r/min功率用途Z、ZF、ZD小型1500400025400W小型机械传动Z4、ZO2中型3201500机床、造纸、水泥、冶金ZJF、ZJD大型10005350kW大型轧钢机、卷扬机及重型机械设备五、并励直流电

10、动机的机械特性并励直流电动机的机械特性比较硬。六、并励直流电动机的起动、反转及调速（一）起动直接起动直流电动机是绝对不允许的。（二）反转改变转子绕组电流的方向或者改变励磁电流的方向。（三）调速改变磁通调速、改变外加电压U调速和改变转子绕组回路电阻调速。第四节数控机床的伺服驱动系统 一、概述数控机床对伺服驱动系统的要求1.高精度2.快速响应，无超调3.调速范围宽4.低速大转矩5.可靠性高二、步进电动机及其驱动（一）步进电动机步进电动机具有独特的优点：（1）步进电动机的转速主要取决于脉冲的频率，转数取决于脉冲数。（2）步进电动机的步距值不受各种干扰因素的影响。（3）步进电动机每走一步所转过的角度（

11、实际步距值）与理论步距值之间总有一定的误差。从某一步到任何一步，也总会有一定的累积误差，但每转一圈的累积误差为零。步距误差不长期积累。步进电动机的缺点是过载能力比较差。1.反应式步进电动机即步进电机转速取决于脉冲频率、转子齿数和运行拍数。2.永磁感应子式步进电动机由于在磁路中含有永久磁钢3.步进电动机的主要性能指标。步进电动机的主要性能指标有：（1）步距精度（2）最大静转距（3）起动频率（4）连续运行频率三、直流伺服电动机及其速度控制（一）直流伺服电动机1.直流主轴电动机。直流主轴电动机的结构与普遍直流电动机的结构基本相同。（1）在主磁极上绕有补偿绕组；（2）换向磁极的作用是为了改善换向性能；

12、（3）直流主轴电动机都采用轴向强迫通风冷却或热管冷却；（4）电动机尾部还同轴安装有测速发电机作为速度反馈元件。2.进给直流伺服电动机永磁直流伺服电动机由电动机本体和检测部件组成。电动机本体主要由机壳、定子磁极和转子三部分组成。永磁直流伺服电动机的定子磁极是一个永磁体。反馈用的检测部件同轴安装在电动机的尾部（非轴伸出端）。永磁直流伺服电动机的转子分为小惯量型和普通型两类。普通型转子永磁直流伺服电动机具有以下一些特点：（二）直流伺服电动机的速度控制方法1.直流主轴电动机的速度控制方法由转子绕组控制回路和磁场控制回路两部分组成。在转子绕组控制回路中，通过改变转子绕组电压（即外加电压）调速。在磁场控制

13、回路中，通过改变励磁电流If （即改变磁通）调速，为恒功率调速。2.永磁直流伺服电动机的速度控制常采用的调速系统有两种，即晶闸管调速系统和晶体管脉宽调制调速系统。四、交流伺服电动及其速度控制（一）交流伺服电动机1.交流主轴电动机是经过专门设计的鼠笼式三相异步电动机。 特点是：（1）没有外壳（2）轴向通风孔（3）转子做成细长型（4）尾部都同轴安装有脉冲发生器（或脉冲编码器）（5）外形呈多边形而不是圆形2.永磁同步交流伺服电动机（1）主要由定子、转子和检测部件三部分组成：（2）外表面多呈多边形，且无外壳，转子是永久磁铁。（3）当定子三相绕组接上电源后，就产生一个旋转磁场，该旋转磁场吸引永磁转子同步旋转。转子转速为：（二）交流伺服电动机的速度控制方法1.交流主轴电动机的速度控制对于交流主轴电动机、气隙磁通和转子电流不是独立变量，它们都是转差率S的函数，无法分开进行独立控制。将交流矢量转换成标量，从而将交流电动机模拟成直流电动机来控制它的转矩。2.永磁同步交流伺服电动机的速度控制可以通过改变电源频率来实现调速的要求。改变频率可以采用交直交变频器或交交变频器。本章重点：1.各种电动机的构成与工作原理；2.电动机的技术数据；3.主要产品系列； 4.机械特性曲线，包括必要的计算，电动机起动、反转和调速，各种电器的符号。