段子男神哈奇士
范文一：电机原理与拖动基础
《电机与拖动》试卷一 （答题时间：120分钟）
一、 简答及填空题（48分）
1. （6分）画出下图变压器电动势相量图，并判断其联结组别。
2.
3. （3分）一台直流电动机额定负载下最初全压起动电流，比半载下最初全压起动电流（ ）（大、小、相等、不确定）。
4. （5分）异步电动机电动运行时，电磁转矩是拖动还是制动性质？它是如何产生的？
5. （4分）如何判断电力拖动系统处于加速、减速、匀速（静止）等运动状态？
6. （8分）一台三相、六极、50Hz 异步电动机，S N =0.03。额定时：1）定子电流产生的磁场相对定子的转速？相对转子的转速？2）转子电流产生的磁场相对转子的转速？相对定子的转速？
7．（4分）一台同步电动机额定负载运行时，功率因数为0.7（滞后），如何调节使其功率因数为1；电枢电流将如何变化？ 8．（4分）如何选择连续恒定负载的电动机？
9．（6分）直流电动机的调速方法有哪些？画出对应的机械特性。 10．（4分）变压器的损耗功率有哪些？如何计算效率？ 二、 （12分）一台并励直流电动机，P N =5KW, UN =100V, IN =61A,
n N =1400rpm,励磁电阻100Ω，电枢总电阻0.1Ω。额定负载时，电枢回路突然串入0.5Ω电阻。计算此瞬间下列各项： 1） 电枢电势；2）电枢电流；3）电磁转矩；4）串入0.5Ω电阻后的稳定转速。
三、（ 18分）一台三相六极绕线异步电动机，额定电压380V （Y 接），
P N =28KW, nN =950rpm,cosφ1N =0.88, pcu1+pFe =2.2KW,机械损耗为1.1KW, 忽略附加损耗。
1． 计算额定时：1）S N ；2）p cu2；3）效率；4）I 1N ；
2． 如果将0.8 TN 负载以300rpm 低速下放（倒拉反转），需要在转子中串入多大电阻R C ？（R C / r2=?）
四、 （12分）一台单相变压器，S N =500VA，U 1N /U2N =110/36V，短路阻
抗标么值Z K *=0.08∠60°。现电源电压为110V ，用该变压器给5只额定电压为36V 、60W 的白炽灯（纯阻性）供电。求： 1． 用简化等效电路计算变压器的原边电流？ 2． 白炽灯两端的电压？
3． 如果负载短路，变压器的短路电流？（付边值） 五、 （10分）分析题
现有一台三相变压器，S N =500KVA，U 1N /U2N =10000/230V，Y/Δ接。 一台绕线异步电动机，P N =40KW，U 1N =380V，Y 接。电网线电压为5774V 。 1． 画出变压器给该异步电动机的供电线路图。（包括开关、绕组等元件）
2． 用机械特性解释绕线异步电动机转子串电阻起动的物理过程。
《电机与拖动》试卷二 （答题时间：120分钟）
一、 答及填空题（48分）
1. （4分）一台直流电动机额定负载下最初全压起动电流，比半载下最初全压起动电流（ ）（大、小、相等、不确定）。
2. （6分）一台三相绕线异步电动机，定、转子三相绕组按顺时针对称放置。（1）现将转子绕组短接，定子绕组通入三相正序电源，电机的转向？（2）定子绕组短接，转子绕组通入三相正序电源，电机能否转动？若能转动，分析其转向；若不能转动，分析其原因？ 3. （6分）一台异步电动机在额定电压时，带额定负载稳定运行。当电源电压下降20%后，电动机的最大电磁转矩和起动电磁转矩变为额定电压时的多少倍？
4. （6分）（1）写出异步电动机的主磁通在绕组中的感应电势方程。（2）当电压超过额定值，且频率不变时，主磁通、励磁电流如何变化？
5．（6分）画出直流电动机的自然机械特性和串电阻、变压和变磁通的人工机械特性。
6．（6分）简述并励直流发电机的自励条件？ 7．（6分）如何降低直流电动机的起动电流？
8、(8分) 画出下图变压器电动势相量图，并判断其联结组号。
二、(15分) 三相四极异步机，输入功率P 1 =10.7KW, 定子铜耗p cu1 =450W, 铁耗p Fe =200W,s=0.029求：1) 电磁功率P em ，2) 总机械功率P mec , 3)转子铜耗p cu2 , 4)电磁转矩T.
三、（15分）一台串励直流电动机，U N =230V， Ra =0.3W，串励绕组电阻R f =0.4W。当电枢电流I a =25A时，转速 n=700r/min。假设电机磁路不饱和，试求：1）当电枢电流I a =35A时，电动机的转速和电磁功率。2）电机转速为2000r/min时，电枢电流和电磁转矩。 四、(15分) 一台三相心式变压器，额定容量S N =200KVA, U1N /U2N =6.3/0.38KV, Y/Y0连接。现为一台Y 接380V 的三相同步电动机供电， 该同步电动机的额定数据如下：
输出P N =75kw, U N =380V, cos φN =0.5（超前即容性负载）, ηN =88.2%，试求同步电动机额定运行时:
1）电网的输出电流？（忽略变压器的励磁电流和电压变化率）
2）定性画出该变压器此时的T 型等效电路和相量图。
范文二：电机原理与拖动实验指导书
DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明
实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。开启三相交流电源的步骤为：
1）开启电源前，要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它向逆时针方向旋转到底。
2）检查无误后开启“电源总开关”，“关”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。
3）按下“开”按钮，“开”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔U 、V 、W 及N 上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0-450V （可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔U 、V 、W 和N 输出端的线电压。
4）实验中连接线路时，如果挂件距离较远，必须选择合适的导线，不允许以两条短导线连接。如果需要改接线路，必须按下“关”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电源总开关”，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关”断位置。 开启直流电机电源的操作：
1）直流电源是由交流电源变换而来，开启“直流电机电源”，必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关”并按下“开”按钮。
2）在此之后，接通“励磁电源”开关，可获得约为220V 、0.5A 不可调的直流电压输出。接通“电枢电源”开关，可获得40～230V 、3A 可调节的直流电压输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压”时，指示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的，可独立使用。
3）“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时的保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3～4秒钟的延时，这是正常的。
4）电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常
值（约240V 以下），再按“过压复位”按钮，即能输出电压。当负载电流过大（即负载电阻过小）超过3A 时，也会自动切断输出，并告警指示，此时需要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻）即可。有时候在开机时出现过流告警，说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流，可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚至暂时拔掉一根导线（空载）开机，待直流输出电压正常后，再插回导线加正常负载（不可短路）工作。若在空载时开机仍发生过流告警，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护起控点改变所致，一般经过空载开机（即开启交流电源后，再开启“电枢电源”开关）予热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。所有这些操作到直流电压输出都有3～4秒钟的延时。
5）在做直流电动机实验时，要注意开机时须先开“励磁电源”，后开“电枢电源”；在关机时，则要先关“电枢电源”而后关“励磁电源”的次序。同时要注意在电枢电路中串联起动电阻以防止电源过流保护。具体操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说明。
实验一 电力拖动认识实验
一、实验目的
1、了解电力拖动实验涉及的内容。电力拖动实验时根据《电力拖动自动控制系统》课程设计的，主要是交直流调速系统的研究。
2 、熟悉DDSZ-1型电力电力技术及电机控制实验装置的功能及连接硬件组成的功能
二、实验内容
1、熟悉DDSZ-1型实验台结构、功能，了解各个挂件组成及功能。 2、按所给电路图接线，做调速系统的连接、调速练习。
三、实验所需挂件及附件
四、实验原理和接线图
通过调节触发脉冲的相位，来调节三相整流桥直流输出电压，从而来调节直流电动机的转速。
五、实验方法与步骤
六、实验报告要求
实验报告要有如下几项内容： 1、实验项目名称： 2、实验目的： 3、实验内容： 4、实验器件
5、实验原理及接线图 6、实验方法与步骤
7、实验记录、处理及结果分析或划出图表、曲线 8、注意事项 9、思考题答案
七、注意事项
八、思考题
1、对直流电机可以通过那几种方式进行调速？
2、触发脉冲的工作相位变化，对三相整流桥的输出电压有什么影响？
实验二 晶闸管直流调速系统环节特性的测定实验
一、实验目的
1、掌握晶闸管直流调速系统环节特性测定方法
二、实验内容
1、测定晶闸管触发电路 及整流装置特性Ud=f(Ug)或Ud=f（Ucr ）； 2、测定测速发电机特性Utg=f(n)；
三、实验所需挂件及附件
四、实验原理和接线图
五、实验方法与步骤
实验接线原理图
六、数据记录与处理
将数据记录于下表，并会出Ud=f(Ug)、Utg=f(n)、Ks=f(Ug)三条曲线：
七、注意事项
八、思考题
比较三条曲线，各曲线有什么特点，为什么？
实验三 变频器SSC160认识实验
实验目的：
1、了解变频器的工作原理；
2、熟悉变频器与三相交流电机的接线； 3、理解变频器160SSC 参数的含义；
4、掌握编程键盘模块PKM 手动设置变频器参数 5、掌握使用编程键盘模块PKM 控制交流电机
实验器材：
1、三相鼠笼式异步电动机；2、SSC160变频器一台；3、编程键盘模块PKM 一个
实验步骤：
1、160SSC 端子排的接线
160SSC 共有3排接线端子：TB1、TB2和TB3。TB1为变频器的动力电输入，接380V 交流电；TB2为交流输出，接三相交流异步电机；TB3为控制端。TB3上的11个控制端子可分为3组：1 ~ 4为运行频率控制端，提供了电机的运行频率；5 ~ 8为正反转及停止控制端，用于电机的启动、停止及正反转控制；9 ~ 11为变频器的输出端，可通过P47参数组态，比如，可以组态为当变频器的频率达到一定值时端子输出为高电平。
搭建如图3-1所示系统，系统配置为变频器160SSC160一台，编程键盘模块PKM 一个，微型三相异步交流电机一台。
2、选择160SSC 工作在模式2
在这种输入模式下，通过编程键盘模块（PKM ）或通讯模块可以控制电机的启动和反转。当编程键盘模块（PKM ）或通讯模块控制电机时，TB3上的启动和反转输入端无效（TB3-6和TB3-5）。模式2的控制端的配线如图4-5所示。
注意：除模式2需要把 TB3-7和TB3-8短接外，其它多种工作模式（模式0、模式1、模式3）也需要把TB3-7和TB3-8短接。 3、160SSC 参数的含义及参数设置方法
160SSC 的参数包括显示参数和编程参数。例如：P01-[输出频率（Output Frequency）]；P01表示参数号，参数名在中括号内。
显示参数为P1-P19号参数，是只读的，它们描述了变频器当前的工作状态。编程参数为P31 ~ P84号参数，可根据不同的控制要求设置参数。通过编程键盘模块可以方便的查看和设置这些参数。
在本实验中，变频器160SSC 的参数设置如下：
（1）设置P46-[输入模式]为2，即编程键盘模块或通讯模块控制模式。
（2）设置P56-[Reset模式]为2。把P56-[Reset模式]设为2的作用是使新的P46-[输入模式]的参数值有效，注意每次改变P46-[输入模式]后都要将P56设置为2。变频器确认后自动把P56-[Reset模式]复位为0。
（3）设置P30-[加速时间1]为12.0。 （4）设置P31-[减速时间1]为8.0。
（5）设置P35-[基本频率]为50，即电机的铭牌频率。 （6）设置P32-[最小频率]为0。
（7）设置P33-[最大频率]为50。电机的运行频率范围0 ~ 50Hz。
（8）设置P59-[频率选择]为1，表示电机运行的频率为P58-[内部频率]；设为0时表示电机运行频率来自外部模拟量输入。
（9）设置P58-[内部频率]为50，即电机稳态运行时的频率为50Hz 。
（10）设置P53-[S型曲线]为0。若此参数为非零值，电机将按某种S 曲线加减速而不再是线性加减速。
表3-1是通过编程键盘模块进行参数设置的步骤，需要注意的是通过ESC 键可以进行显示模式和编程模式的切换，进行参数设置时需要切换到编程模式。
表3-1 通过编程键盘模块进行参数设置步骤
4、运行
参数设置完毕，检查接线和以上参数设置，确认无误后手动控制电机运行。按编程键盘上的启动键，启动电机运行。运行一段时间之后按下停止键，停止电机运行。可以把显示参数切换到P01-[输出频率]（实时显示电机的运行频率），监视变频器的运行。
实验要求：
1、总结变频器的控制方法有哪些。
2、整理使用编程键盘模块PKM 控制交流电机的实验过程。
实验四 变频器SSC160控制实验
实验目的：
1、了解变频器的工作原理；
2、熟悉变频器与三相交流电机的接线；
3、掌握变频器的10种工作模式及每种模式下端子的接线； 4、掌握通过模拟量输入实现对电机的变频调速； 5、掌握通过速度预置实现对电机的变频调速；
实验器材：
1、三相鼠笼式异步电动机；2、SSC160变频器一台；3、编程键盘模块PKM 一个；4、可编程控制器MicroLogix1000一台
实验步骤：
1、通过速度预置对SSC160进行变频调速
要求通过4个开关按钮实现变频器运行频率在10Hz 、20Hz 、30Hz 、40Hz 之间的切换。10Hz 、20Hz 运行时加减速时间为8s ，30Hz 、40Hz 运行时加减速时间为12s 。具体步骤如下： （1）选择工作模式8并配线
根据控制要求，选择160SSC 变频器工作在模式8。根据TB3-8和TB3-2状态的不同组合，共可设4个基准速度和两组加减速时间。按照图5-13进行控制端配线。 注意：不要连接TB3-4，TB3端子1-2和5-8不能从外部供电。 （2）设置变频器所需的控制参数
设置P46[输入模式]为8，即2线速度预置模式；
设置P56[Reset模式]为2，使上一步输入的P46[输入模式]有效； 设置P30[加速时间]为8.0s ； 设置P31[减速时间]为8.0s ； 设置P69[加速时间]为12.0s ； 设置P70[减速时间]为12.0s ； 设置P33[最大频率]为50Hz ； 设置P35[基本频率]为50Hz ； 设置P59[频率选择]为0； 设置P61[Preset 0]为10； 设置P62[Preset 1]为20； 设置P65[Preset 4]为30； 设置P66[Preset 5]为40。 （3）编程
2、通过模拟量设置进行变频器SSC160的变频调速
（1）系统组成
系统采用可编程控制器MicroLogix1000进行控制：MicroLogix1000的模拟量输出接到160SSC 的模拟量输入端作为速度给定量，MicroLogix1000的离散量输出接到160SSC 的正反转及停止控制端。
（2）选择工作模式并配线
根据控制要求，选择P46工作在模式0。如图4-2所示进行控制器与160SSC 配线：
图4-2 控制器与160SSC 控制端的配线
（3）设置变频器所需的控制参数
主要设定160SSC 的工作模式、加速/减速时间和S-curve ，对160SSC 的参数做如下设定：
设置P46[输入模式]为0，即三线控制模式；
设置P56[Reset模式]为2，使上一步输入的P46[输入模式]有效；
设置P30[加速时间]为10.0s ； 设置P31[减速时间]为10.0s ； 设置P33[最大频率]为50Hz 。 设置P35[基本频率]为50Hz 。 设置P59[频率选择]为0。 设置P53[S-curve]为4。 （4）编程
附录： 160SSC 的工作模式
160SSC 有10种不同的工作模式，可通过编程参数P46-[输入模式]设置，如表4-1所示。
表4-1 160SSC 的工作模式
1、P46设置0——三线控制（厂家预设缺省值）
Reverse Start Common Stop
图4-3 模式0接线图
模式0接线如图4-3示。这是一种典型的三线控制模式。在这种控制模式中，启动输入要求是点动输入类型。
2、P46设置1——两线正转/反转控制
Run Reverse Stop 图4-4 模式1接线图
Run Forward Common
模式1的接线如图4-4所示。这种输入模式提供了一种典型的两线控制功能，正向运行与反向运行输入端都应是保持输入类型。断开正向运行或反向运行输入端会使变频器以P34-[停止模式]设置的模式停止。这样停止开关（TB3-8）是不必要的，但是也可作为辅助停止的方式。
P34-[停止模式]决定变频器停止时采用的停止模式。涉及到的参数为P34-[停止模式]，可以选择任何一种停止模式。但一般情况下都把它设置为1，即惯性停止。 3、
P46设置2——编程键盘模块/通讯模块控制
Reverse Start Common Stop
图4-5 模式2接线图
模式2的接线如图4-5示。这种输入模式通过编程键盘模块（PKM ）或通讯模块控制电机的启动和反转。当编程键盘模块（PKM ）或通讯模块控制电机时，TB3上的启动和反转输入端无效（TB3-6和TB3-5）。
电机运行的基准频率设置的方法：P59-[频率选择]变频器选择频率指定源。0为选择外部频率；1为选择内部频率，其频率值由P58-[内部频率]的参数控制。设置P58-[内部频率]，电
机将以该项参数提供的频率运行，电机运行时改变这项参数将实时改变电机的运行频率。 4、P46设置3——瞬时正转/反转控制
Run Reverse Run Forward Common Stop
图4-6 模式3接线图
模式3的接线如图2-6示。在这种输入模式下，正向运行和反向运行输入端类型可以是点动型的也可以是保持型的。它要求用TB3-7和TB3-8控制变频器的停止，停止只能由停止控制端完成。
这是唯一的用“电平触发”控制逻辑的输入模式，因此当停止端（TB3-7和8）断开再闭合或电源掉电后重新上电，如果采用的是保持类型的运行输入端变频器将立即启动，而不像其它输入模式那样需要重新触发启动端。
以下模式4 ~ 9，它们都与模式1相似。只是TB3-8的功能各有不同，更具灵活性。 5、P46设置4——两线加速/减速控制
Run Reverse Run Forward
Common
Accel/Decel Select
图4-7 模式4接线图
模式4的接线如图4-7示。这种输入模式类似于模式1，TB3-8提供了加速和减速模式的选择。
TB3-8=0：加速时间2/减速时间2 TB3-8=1：加速时间1/减速时间1
加速时间1、减速时间1、加速时间2、减速时间2分别由参数30、31、69、70设置。 P30-[加速时间1] 变频器从0.0 Hz加速到P33-[最大频率]所需时间。 P31-[减速时间1] 变频器从P33-[最大频率] 到0.0 Hz减速所需时间。 P69-[加速时间2] 变频器从0.0 Hz加速到P33-[最大频率]所需时间。 P70-[减速时间2] 变频器从P33-[最大频率] 到0.0 Hz减速所需时间。
设置加速时间和减速时间时要避免加速/减速时间太短而损害变频器和电机。 6、P46设置5——两线使能控制
Run Reverse
Run Forward Common Enable
图4-8 模式5接线图
模式5的接线如图4-8所示。在这种输入模式下，TB3-8用来使控制有效或无效。
TB3-8=0：控制无效，电机将立即以惯性停止，P34-[停止模式]会被忽略。 TB3-8=1：控制有效。
这种控制模式不同于模式1的地方在于，如果将TB3-8置为0，变频器中设置的P34-[停止模式]也将被忽略，而直接以惯性停止；而模式1中如果把TB3-8置为0，变频器将以P34-[停止模式]停止。
7、46设置6——两线TB3/键盘或通讯控制
Run Reverse Run Forward Common
TB3/Keypad or
Communication
图4-9 模式6接线图
模式6的接线如图4-9所示。在这种输入模式下，TB3-8用来选择用编程键盘模块
（PKM ）/通讯模块控制还是用TB3控制：TB3-8=0，TB3控制；TB3-8=1，编程键盘模块/通讯模块控制。
当TB3-8断开时，频率源总是来自于终端块TB3，而与P59-[频率选择]设置无关。 8、P46设置7——两线频率选择控制
Run Reverse Run Forward Common
Frequency Select
图4-10 模式7接线图
模式7的接线如图4-10。在这种输入模式下，TB3-8用来选择采用外部输入还是内部频率控制：TB3-8=0，频率由外部（TB3）输入；TB3-8=1，频率由内部（P58）给定。 9、P46 设置8——两线预置速度控制
模式8的接线如图2-11。在这种输入模式下，TB3-2和TB3-8提供了预置速度的功能。使用这种输入模式设置时所有模拟量功能将被禁止。
TB3-2、TB3-8作为两个开关：SW1、SW2，提供了四种预置速度，如表4-2所示。
+10V SW1 Common 4-20mA input Run Reverse
Run Forward Common SW2
图4-11 模式8接线图
表2-2 速度预置
10、P46 设置9——两线PI 控制（模拟量模式）
0-10V DC
Common
Common 4-20 mA
图4-12 模式9接线图
模式9的接线如图4-12。此输入模式类似于设置1，除此以外TB3-8还提供了PI 控制功能，将在PI 闭环控制实验中详细介绍。
在模式4 ~ 9中，TB3-8还可用来清除错误。只要将TB3-8断开错误就将被清除，但应查明出现错误的原因。
Run Forward Common
PI/Internal Frequency
范文三：电机原理与拖动课程标准
《电机原理与拖动》课程教学标准
课程编码：20202008 课程类别：专业素质课 适用专业：电气自动化技术 课程管理单位：电气工程系 学 时：44学时 学 分：3学分 制定日期：2010年2月1日
1、课程概述
1.1课程性质
《电机原理与拖动》是电气自动化专业的一门主干课，它又是本专业一门重要的必修专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握各类电机的工作原理、基本结构及运行特性，掌握直流和交流电力拖动系统的组成、起动、制动和调速的分析计算方法及必要的测试技能，从而能合理地使用电机以满足后续专业课对该方面知识的需要，同时也为学生在今后从事专业技术工作中，保证电机工作稳定、可靠和经济运行打下扎实基础。
本课程主要内容包括：
（1）直流电机、变压器、交流电机的基本原理、构造、主要特性及应用。 （2）交、直流电机拖动系统的机械特性及各种运行状态的分析和计算。 （3）各种控制电机的类别、构造、特点及应用。
1.2课程定位
《电机原理与拖动》是机械类和近机类专业的核心课程，在人才培养方案中起承上启下的作用，具有十分重要的地位，为后续专业课程的学习及班组技术革新打下良好的理论和专业技术基础。
1.2.1与其它课程的关系
前续课程：《高等数学》、《电工技术》、《电子技术》、等课程。 后续课程：《电机设计》、《电力拖动控制》、《工厂供电》、《PLC 应用技术》和毕业设计等课程。
1.3修读条件
学习本课程应具备机械图样的识读能力，具有函数与微积分、电工基础、电子技术基础等基本知识，具有常用工量具正确使用等基本常识。
2、课程目标
2.1课程总目标
本课程是一门理论性很强的专业基础课，是用电磁理论解决复杂的、具体的、综合的实际问题。本课程的目标是使学生牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性，学会结合电机的具体结构、应用电机基本理论分析电机及拖动的实际问题，应掌握一定的电磁计算方法，培养学生运算能力。在掌握电机理论的同时，要求学生重视在教学过程中安排的实验、实习，包括参观电机厂等实践教学环节。培养学生电机与电力拖动系统的基本的实验方法与技能。
具有能够安装、检修、使用、维护电动机、变压器的能力。养成善于观察、独立思考的习惯，具有敬业、诚信、严谨的工作作风和良好的职业道德素养；具备自学能力、文字表达能力、团队沟通能力和可持续发展能力。
2.2 具体目标 2.2.1知识目标
◆了解本课程的应用领域；
◆全面深入理解各种电机的电、磁作用原理和机—电能量转换关系，既要掌
握各类电机的共性内容，又要掌握各类电机的个性内容和特点。
◆获得电机的电动势平衡、磁动势平衡、功率平衡和转矩平衡关系，对电机在正常运行时稳态性能应了解透彻，并能建立清晰的物理概念。
◆学会分析各种电机性能的基本方法，如基本方程、相量图和等效电路以及复数运算等，并掌握各类电机的运行特性。
◆掌握各种电机主要参数的物理意义及其对运行性能的影响。
◆掌握直流和交流拖动系统的组成、系统的各种机械特性及各种运行状态的基本原理、实现方法及应用场合，掌握实验技能。
◆获得用工程观点来处理分析工程实际问题的初步锻炼。 2.2.2 能力目标
◆会具备进行电机和变压器的基本实验的操作技能。 ◆获得用工程观点来处理分析工程实际问题的初步锻炼。
◆学会在学习、生活和工作过程中发现问题、提出问题，并具有初步解决问题的能力；
◆熟悉相关标准，具有机构设计和通用零部件选用能力，学会收集、分析、整理资料的技能；
◆了解技术革新的内容及途径，尝试独立的创新设计； ◆具有自主学习能力和自我发展能力。 2.2.3 情感与态度目标
◆养成实事求是、尊重自然规律的科学态度；
◆通过学习小组探究学习培养良好的团队合作精神，有将自己的见解公开与他人交流的愿望，认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神，敢于提出与别人不同的见解，勇于放弃或修正自己的错误观点；
◆养成勇于克服困难的精神，在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，具有较强的忍耐力，能体验战胜困难，解决机械设计问题；
◆养成及时完成阶段性工作任务的习惯，言必信，行必果，信用意识，敬业意识、效率意识；
◆养成积极思考问题、主动学习的习惯，能保持对生活中机械装置的好奇，领略参与创造活动，对机械有亲近、探究甚至热衷的情感；
◆培养较强的自主学习能力，具有对机械工程科学的求知欲，乐于探索生产活动与日常生活中的机械工程问题，乐于探究日常用品或新器件中的机械工作原理，有将机械设计知识应用于日常生活、生产活动的意识，乐于参与观察、实训、制作、调研等科学实践活动；
◆爱岗敬业，具有高度的责任心；
◆严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； ◆着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁，文明生产；
◆关心国内外科技发展现状与趋势，有爱国的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。
3、课程内容与要求、参考课时、教学方法建议
4、课程实施建议
4.1实训条件
◆电气传动实训室（拥有12个实训台，和相应的配套设施），多媒体教室
（多媒体设备1套、软件若干）。校内配电房；
◆校外实训基地； 4.2师资条件
◆具有电气专业理论知识；
◆具备设计基于工作过程教学模式和行动导向教学法的设计应用能力； ◆要求实训指导教师具备企业生产现场实际工作经历，具备相关的高级实习指导教师资格；
◆具有良好的职业道德和社会责任心； ◆具有较强的课堂组织和过程协调的能力；
◆具有“双师”结构的教学团队，老中青年龄梯度、学缘结构合理。 4.3 教材与教学资源 4.3.1推荐教材
[1]《电机及拖动》 许晓峰主编 北京：高等教育出版社 2000 [2]《电机与拖动基础》 赵君有主编 北京：中国水利水电出版社 2000
4.3.2推荐教学参考书
[1]《电机与拖动基础》 林瑞光主编 北京：浙江大学出版社 2000 [2]《电机及拖动基础》 彭鸿才主编 北京：机械工业出版社2000 [3]《电机及拖动基础》 顾绳谷主编 北京：机械工业出版社2000
4.3.3推荐教学参考网站 5、课程考核
5.1合格标准
◆旷课不超过8节； ◆平时成绩不低于30分； ◆总分大于或等于60分； ◆没有不诚信行为。 5.2成绩构成
课程考核由“学习态度（10%）+综合素养（10%）+平时作业与口试（10%）+技能考核（30%）+期末考试（40%）”五项组成。
5.3考核内容
学习态度、知识点和专业技能、综合素质表现（社会能力、方法能力、职业素养）等。
5.4考核方案 考核内容、标准与方式
1、平时成绩由出勤、作业、课堂讨论问题和回答问题的表现综合评定，分为A 、B 、C 、D 四个等级，占总成绩的20％。
2、实验成绩由考察学生在实验中的参与程度和表现（即动手能力），实验报告质量，实验抽查综合评定，分为A 、B 、C 、D 四个等级，占总成绩的20％。 3、课程结束的笔试，重点考核学生对基础知识的掌握程度和应用能力。采用“A4纸”半闭卷形式，即学生将课程的主要内容进行归纳整理，记录于一张“A4纸”上带入考场，（不允许复印或打印），考试成绩按百分制记录，占总成绩的60％。
4、综合实训项目：异步电动机单层交叉式定子绕组的嵌线工艺、电机的组装和测试；作为一门实训课单独记录成绩，根据学生在实习中的参与程度和表现（即操作能力），产品的质量，实习报告质量综合评定，成绩按百分制记录。 6、课程教学设计 6.1课程教学设计原则
◆学生主体性原则。 ◆能力本位原则。
◆工学结合，职业活动导向原则。 ◆理论实践相结合原则。
◆创新思维与创新能力培养原则。 6.2学习情境设计 教学方法与手段
1、理论教学实际应用紧密结合。
2、在整个教学活动中，讲授、讨论、实践学习交叉进行。
3、教学活动结合多媒体手段，将图片、动画、视频等材料用于教学。 7、课程评价、督导与改进
7.1课程评价 7.1.1课程评价要求
按每教学轮次分专业进行综合评价，由教研室主任主持，任课教师（含兼职教师）参与，全方位总结教学的相关内容，并形成文字报告。评价结果作为课程评审的依据。
课程评价包括对学生学习效果的评价、对教师课程教学能力的评价和对课程评价三部分组成。
7.1.2课程评价的主要依据
◆后续课程任课教师对课程的建议和评价； ◆学生提出的建议和要求； ◆社会调研结果和要求；
◆与相关院校同类课程的比较和学习结果； ◆其它资料和信息。 7.2课程督导
院系职能部门、学院督导室对课程、学生、教师进行督导和评价，重点评价教学质量、教学过程、学生的参与度等内容。督导应有记录。
7.3课程改进 7.3.1不合格
教研室主任应确保对不合理课程文件资料的检查与监控，通过学院职能部门的检查、教学督导、学生反馈等渠道得到的不合理信息，应采取相应的控制措施，以防止非预期结果的发生。
7.3.2预防措施
院系负责人、教研室主任和课程负责人，应根据各自的职责和权利采取相应的措施，以消除不合理的因素。
7.3.3持续改进
院系负责人、教研室主任和课程负责人，应根据各自的职责和权利，对课程目标、课程实施、课程评价进行管理和控制，持续改进课程质量和课程实施的有效性。 8、说明
1、本教学基本要求适用于招收高中毕业生，学制为三年的高职电气自动化技术、建筑电气工程技术专业。完成课程（包括实验）的最少时数为90学时。
2、本课程与其他课程的衔接和分工
本课程应在《电路与磁路》课程讲完电路基本理论和磁路后讲授。本课程的后续课和有关课程为：《工厂电气控制设备》、《电力电子变流技术》、《交流调速技术》、《可编程序控制器》等。
3、各教学单元重点、难点和深广度的教学说明
①、本课程建议选择高等教育出版社出版、许晓峰主编的《电机及拖动》教材。课程的重点是交流电动机及电力拖动，其次是变压器，根据专业的需要，控制电机的内容应予以足够的重视。
②、有些内容，例如“直流电机”、“同步发电机”、“三相双层波绕组”可根据学时安排、学生的程度适当删减。
③、在“交流电机的绕组、电动势和磁通势”中，三相绕组旋转磁势的基波应讲述透彻，高磁谐波的分析计算可简略，只作定性说明。
④、三相异步电动机应以功率、转矩、能量的分析、计算为重点，等效电路的定量计算可不作要求。
⑤、控制电机以“伺服电动机”、“测速发电机”、“步进电动机”为重点，其他内容可作概括性的介绍。
⑥、各种电机的基本结构结合实物进行教学，还可通过录像进行电视教学。关于交流电机的电枢绕组最好是结合实习进行现场教学。
4、本课程的作业要求
通过课堂教学的例题分析和课外习题，以巩固和加强基本概念，培养学生分析问题和解决问题的能力。在各章要求安排适量的思考题和计算题，要求学生重视思考题
范文四：《电机原理与拖动基础》复习大纲
《电机原理与拖动基础》复习大纲
第一章 绪论
1. 电机及电力拖动的发展史，电机的制造材料？ P1~P4
第二章 直流电机
1. 直流电机的主要结构结? P7~P10
2. 何为电枢反应？电枢反应的性质有什么决定？ P19 3. 什么是电机的可逆原理？ P7
4. 直流电动机有几种励磁方式？ P23
5. 改善换向的基本方法有哪些？ P39
第三章 电力拖动系统的动力学基础 1. 什么是电力拖动系统它包括哪几部分？ P41 2. 多轴系统为什么要折算成等效单轴系统? P45 3. 电力拖动系统稳定运行的条件是什么？ P51
第四章 直流电动机的电力拖动
1. 什么叫固有机械特性？什么叫人为机械特性? P57~P58 2. 他励直流电动机有几种调速方法，各有什么特点？ P66~P74 3. 什么叫恒转矩调速方式和恒功率调速方式？他励直流电动机的三种调速方法各属于哪
种调速方式？ P71~P74
4. 怎样减少过度过程中的能量损耗？ P88
5. 他励电动机的机械特性指什么？ P44
6. 调速技术的指标有几种？各是怎样的定义？ P66~P73
第五章 变压器
1. 变压器的原理及其结构？ P96
2. 试分析变压器的运行？ P101
3. 变压器按铁芯形式如何分类? P98
4.什么叫标幺值，使用标幺值计算变压器有何优势？ P116
第六章 交流电机基础
1. 试分析三相单层绕组？ P135
2. 削弱谐波电势有哪些方法？ P143~P145
第七章 三相异步电动机原理
1. 三项异步电动机转子不转的电磁关系？ P160
第1页 共2页
《电机原理与拖动基础》复习大纲
2. 三相异步电动机转子旋转的电磁关系？ P167 3. 三相异步电动机的工作特性及参数测定？ P176~177
第八章 同步电机
1. 什么叫同步电动机？ P184
2. 为什么同步电动机只能运行在同步转速下，而异步电动机不能在同步转速下运行？
P186
3. 说明功角的物理意义？ P199
第九章 控制电机
1. 说明罩极启动的工作原理。 P205~206
2. 说明交流测速发电机的原理。 P209~210
3. 说明直线异步电动机的原理。 P224
4. 说明两相交流伺服电动机的控制方法。 P215 5为了获得大转矩、低速度，永磁式直流力矩电动机在结构上有什么特点。 P223~224
第十章 三相异步电动机的电力拖动
1. 比较异步电动机各种制动方法。 P267
2. 变频调速的原理及特性。 P256
3. 三相异步电动机的调速。 P247
4. 简述三相异步电动机的能耗制动原理。 P263 5. 简述减小异步电动机过渡过程能量损耗的方法？ P271
第十一章 电力拖动系统中的电动机选择
1. 电动机容量选择？ P275
2. 电动机的发热和冷却规律。 P277
3. 按发热观点规定的电动机的工作制。 P279
4. 连续工作制的电动机额定功率选择？ P281
5. 短时工作制电动机额定功率的选择？ P285
6. 断续周期工作制电动机额定功率的选择？ P287 7. 电动机电流类，结构形式，额定电压与额定转速的选择？ P288
第2页 共2页
范文五：电机原理与拖动 复习提纲
试题类型 一、填空题
二、单项选择题 三、简答画图题 四、计算题
第1章 绪论
一、基本物理量
1．按电机供电电源的不同，可以分为直流电机和交流电机两大类。 2．把穿过某一截面S 的磁力线根数被称为磁通量 。
在均匀磁场中，把单位面积内的磁通量称为磁通密度B 。 磁场强度H 是用来计算导磁材料中的磁场引入的物理量。
☆理解B 和H 的关系和物理意义。
3．非导磁材料，比如：铜、橡胶和空气等，具有与真空相近的导磁率，因此在这些材料中，磁场强度H 与磁通密度B 的关系是线性的。在导磁材料中，磁场强度H 与磁通密度B 的关系不是线性的。 4．磁通与电压之间存在如下关系：
1）如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势； 2）感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。
5．电机作为一种机电能量转换装置能够将电能转换为机械能，也能将机械能转换为电能。由于机械系统和电气系统是两种不同的系统，其能量转换必须有一个中间媒介，这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。 6. 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和为铁心损耗。 二、磁路的基本定律
1．安培环路定理（或称全电流定理）
在磁路中沿任一闭合路径L ，磁场强度H 的线积分等于该闭和回路所包围
的总电流即：
H ?dL =∑i
l
电流的参数方向与闭合路径方向符合右手螺旋关系取正号，反之为负. 若沿长度L 。磁路强度H 处处相等，且闭和回路所包围的总电流是由通过I 的N 匝线圈提供，则上式可写成：
HL=Ni
2．磁路的欧姆定律
若铁心上绕有通有电流I 的N 匝线圈，铁心的截面积为A ，磁路的平均长度为L ，材料的导磁率为μ，不计漏磁通，且各截面上的磁通密度为平均并垂直于各截面则：
Φ=?B ?dA =BA
Ni =Hl =
B
μ
L =
Φ L
A μ
∴Φ=
Ni F
=R m μ
∴F =ΦR m R m =l A
上式F =ΦR m 称为磁路的欧姆定律，与电路欧姆定律形式上相似。 注：磁阻Rm 与电阻R 对应，两者的计算公式相似，但铁磁材料的磁导率μ不是常数，所以Rm 不是常数。
第2章 电力拖动系统动力学
1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。
☆2．电力拖动运动方程的实用形式为
由电动机的电磁转矩T e
T L 的关系：
1）当T e = T L 时， d n /dt = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若T e ＞T L 时， d n /dt ＞0，系统处于加速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /dt ＜0，系统处于减速状态。
也就是一旦 d n /dt ≠ 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。
3．生产机械的负载转矩特性：
☆4．会用机械特性图分析电力拖动系统是否稳定运行，以及工作点的变化
轨迹。
第3章 直流电机原理
1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。
☆直流电机铭牌数据的意义
2．直流电机的绕组：单叠绕组、单波绕组。 3．极距、绕组的节距（第一节距）的概念和关系。
☆4．单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕
组的并联支路对数a 等于极对数p 。单波绕组把同一主磁极下的元件串联成一条支路。
5. 直流电机的励磁方式：
☆并励、串励如何改变电动机的转向。 ☆6.
直流电机的电枢电压方程和电动势： U
直流电机电磁转矩
7. 直流电动机功率方程
a
=E a +R a I a
T e =C T ΦIa
P 1=P f +P a =?p Cuf +?p Cua +P em =?p Cu +?p Fe +?p m +?p add +P 2=P 2+∑?p
8. 他励直流电动机的机械特性
☆
U a -I a (R a +R ) U a R a +R n ==-T =n 0-βT e
2e
C e ΦC e ΦC e C T Φ
9. 人为机械特性
☆
（1）改变电枢电压
一组平行曲线 （2）减小每极气隙磁通
特性曲线倾斜度增加，电动机的转速较原来有所提高，整个特性曲线均在固有机械特性之上
（3）电枢回路串接电阻 n 0=Const ；R 越大，曲线越倾斜
10. 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开
一旦励磁电流 I f = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。
☆典型例题： P58 例题3-9
第4章 他励直流电动机的运行
1. 他励直流电动机的启动
☆
☆为什么启动电流很大。
（1）电枢回路串电阻启动
（2）减压起动
2. 他励直他励直流电动机的调速
调速范围、静差率、平滑性 （1）串电阻调速 n =U N -R a +R T
2e
C e ΦN C e C T ΦN
特点：
1）实现简单，操作方便；
2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差； 3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D ≤ 2； 4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差；
5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。 （2） 调电压调速 特点是：
1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速； 2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好； 3）在基速以下调速，调速范围较宽，D 可达10~20； 4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好； 5）需要一套可控的直流电源。
（3） 弱磁调速
特点：
1）由于励磁电流I f < i="" a="" ，因而控制方便，能量损耗小；="">
3）在基速以上调速，由于受电机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，一般约为（1.2~1.5）n N ，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（3~4）n N ，
因而调速范围窄。 3. 他励直流电动机的制动
☆
R a +R eb
n =-I a
C e ΦN
常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。 （1）能耗制动 A 能耗制动过程
R a +R eb
n =-T e
C e ΦN C T ΦN
U N
R eb ≥-R a
λI N
B 能耗制动运行状态
(2)反接制动 A 电枢反接制动
U N
U N R a +2n =--2e C e ΦN C e C T ΦN N
B 倒拉反接制动
U N R a +R rb
n =-T 2e
C e ΦN C e C T ΦN
2U N
R rb ≥
λI N
(3)回馈制动 A 正向回馈制动
在调压调速系统中，电压降低的幅度稍大时，会出现电动机经过第二象限
的减速过程
电动车下坡时，将出现正向回馈制动运行
B 反向回馈制动运行
反接电源电压，带位能性负载。
6 他励直流电动机的四象限运行
☆典型例题：
P73 例题4-2（他励直流电动机 电动运行） P88 例题4-7（他励直流电动机 制动） P55例题3-7（并励直流电动机）
提示：不一定按课本例题方法，关键是利用机械特性方程式求解：
U N R a +R n =-T 2e
C e ΦN C e C T ΦN
第5章 变压器
1．变压器的基本原理与结构 变压器的主要组成是铁心和绕组
U 1E 1N 1
===k U 2E 2N 2
☆2. 变压器的额定参数
额定电压U 1N 和U 2N 额定电流I 1N 和I 2N 额定容量 S N 变比k 注意：变比k 是相电压之比。 单相变压器 三相变压器
3. 一次、二次绕组感应电动势
S N =U 2N I 2N =U 1N I 1N
S N =U 2N I 2N =3U 1N I 1N
=-j 4.44f N Φ E 111m
=-j 4.44f N Φ E
2
1
2
m
☆E =4.44f 1N Φm
4. 变压器负载时的基本方程式和等效电路
=N I ?N 1I 011+N 2I 2
? =-E +I Z U 1111?
=E -I Z ?U ?2222
? E =-I Z 10f ??E 1=kE 2
?
?U 2=I 2Z L ?
☆
5. 绕组折算和“T”型等效电路
☆将变压器二次绕组折算到一次绕组时，电动势和电压的折算值等于实际值乘
以电压比k ，电流的折算值等于实际值除以k ，而电阻、漏电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以 k 2。这样，二次绕组经过折算后，变压器的基本方程式变为
=I +I '?I 012
=-E +I Z ?U 1111? '=E '-I 'Z '?U 2222?
? E 1=-I 0Z f
??'E 1=E 2
?
'=I 2'Z L '?U 2?
分析变压器内部的电磁关系可采用三种方法：基本方程式、相量图。
☆等效电路和
☆6. 变压器的参数测定
(1) 空载试验
调压器TC 加上工频的正弦交流电源，调节调压器的输出电压使其等于额定电压U 1N ，然后测量U 1 、I 0 、U 20 及空载损耗P 0
☆由于空载电流 I 很小，绕组损耗 I
20R
很小，所以认为变压器空载时的输
入功率P 0 完全用来平衡变压器的铁心损耗，即 P 0 ≈ Δp Fe 。
U 1
Z f ≈Z 0=
I 励磁阻抗 0 励磁电阻
励磁电抗 X f =
Z - R 电压比
(2) 短路试验
f 2
f 2
R f =
?p Fe P 0
≈22I 0I 0
k ≈
U 1U 20
短路试验时， 用调压器TC 使一次侧电流从零升到额定电流 I 1N ，分别测量其短路电压 U sh 、短路电流 I sh 和短路损耗P sh ，并记录试验时的室温θ（℃）。
由于短路试验时外加电压很低，主磁通很小， 所以铁耗和励磁电流均可忽略不计，这时输入的功率（短路损耗）P sh 可认为完全消耗在绕组的电阻损耗上，即 P sh ≈Δp Cu 。由简化等效电路，根据测量结果，取 I sh ＝ I 1N 时的数据计算室温下的短路参数。
?p Cu P sh
U U R =≈2短路阻抗 Z = sh = sh 短路电阻 sh 2sh I sh I 1N
I sh I 1N
短路电抗
22
X sh =Z sh -R sh
☆8. 三相变压器绕组的联结法
☆9. 三相变压器联结组的判断方法
☆10. 三相变压器的并联运行
变压器并联运行时有很多的优点：1）提高供电的可靠性。 2）提高运行的经济性。 3）可以减小总的备用容量。 变压器并联运行的理想情况是：
☆
☆☆
1）空载时并联运行的各台变压器之间没有环流；
2）负载运行时，各台变压器所分担的负载电流按其容量的大小成比例分配，使各台变压器能同时达到满载状态，使并联运行的各台变压器的容量得到充分利用；
3）负载运行时，各台变压器二次侧电流同相位，这样当总的负载电流一定时，各台变压器所分担的电流最小；如果各台变压器的二次侧电流一定，则承担的负载电流最大。
为达到上述理想的并联运行，需要满足下列三个条件：
☆
1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比(变
比) 应相等；
2）并联运行的各台变压器的联结组别必须相同；
3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值（标幺值）要相等。
习题：
5.5 某单相变压器铁心的导磁截面积为90cm2 ,取其磁密最大值为1.2T, 电源频率为50Hz 。现要用它制成额定电压为1000/220V的单相变压器, 计算一、二次绕组的匝数应为多少 (注:
-4
E=4.44 f NBS×10 ,式中E,f,B,S 的单位分别为 V,Hz,T和cm2)? 解:变压器一次绕组匝数
变压器二次绕组匝数
5.19 两台变压器并联运行, 其中α变压器额定容量S N α为20000kV ·A, Z k=0.08,β变压器容量S N β为10000kV ·A, Z k=0.06,如果一次侧总负载电流为I 1=200A,试求两台变压器的一次侧电流各为多少。
解:两
变压器额定电流之间的关系为
根据变压器并联运行负载分配规律,
即
得
负载总电流为I 1 =200A, 由两台变压器共同承担, 即I α + I β = I1=200 解以上两式, 得I α = 120A,I β = 80A
5.20 一次侧及二次侧额定电压相同、连接组别一样的两台变压器并联运行, 其中α变压器的S N α=30kV·A, u k α=3% ; β变压器的S N β=50kV·A, u k β
=5%。当输出70kV ·A 的视在功率时,
求两台变压器各自的负载系数是多少? 各输出多少视在功率?
解：根据变压器并联运行负载分配规律
,
得
输出的70kV ·A 视在功率由两台变压器共同承担, 即S α + S β = 70 解以上两式, 得两台变压器输出视在功率 S α = S β = 35kV·A
负载系数
第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁动势
交流电机包括:（1）异步电机（2）和同步电机 6.1 交流电机电枢绕组的电动势
☆电气角度和机械角度的区别；
分布系数k d ：
sin q q sin
α 2
基波分布系数k d1=
短距系数k p :
基波短距系数k p1=sin y
π
2
=sin
y 1π
τ2
☆q 个短距分布线圈的基波感应电势为：
E q 1=q E y 1k d1k p1
=4.44f 1qN y k d1k p1Φ1=4.44f 1q N y k w1Φ1K w1称为绕组系数
6.2 交流电机电枢绕组
☆极距τ、槽距角α、每极每相槽数q
τ=
Z
, y1=τ 2p p ?3600
α=
Z q =
Z 2pm
6.3交流电机电枢绕组产生的磁通势
1 单相电枢绕组的磁动势（脉振磁动势）
2 旋转磁场的基本特点
(1)三相对称绕组通入三相对称电流所产生的三相基波合成磁动势是一个圆形旋转磁动势；如果通入不对称电流，产生的是椭圆形旋转磁动势。
(2)旋转磁场的旋转方向是从电流超前的相转向电流滞后的相，改变三相绕组的相序即可改变旋转磁场的方向；
☆
(3)旋转磁场的转速n 1与电源频率f 1、电机极对数P 之间保持严格的关系，即：
☆
第7章 异步电动机原理
1 异步电动机的优缺点
? 异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高。
? 异步电动机的缺点：功率因数较差，异步电动机运行时，必须从电网里吸收滞后性的无功功率，它的功率因数总是小于1。 2 异步电动机的分类
? 按定子相数分：单相异步电动机；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，其中又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机、深槽式异步电动机 3 异步电动机的转差率： 4 异步电机的运行方式
☆
n 1-n s =
n 1
5 异步电动机的电压方程 (1)定子电压方程
(2)转子电压方程
=-E -E +I R U s s s σs s
+j I X +I R =-E
s
s
s
s
s
+I (R +j X ) =-E s s s s +I Z =-E
s
s
s
=-E -E +I R U r r r σr r
+j I X +I R =-E
r
r
r
r
=I (R +j X ) E r r r r
r
+I (R +j X ) =-E r r r r
6 异步电动机的电磁关系
U s
+I (R +X ) =-E s s s s
(R +X ) =I r r r
图7-11 异步电动机的电磁关系
☆7 三相异步电动机单相等效电路
f 2=sf1
☆8 T型等效电路和意义
上边的等效电路经过绕组折算和频率折算后，可得到T 型等效电路。
☆9 异步电动机的功率
10异步电动机的电磁转矩
☆
电磁转矩与每极磁通和转子电流有功分量的乘积成正比。
T e =C T Φm I 2cos ?2
11 异步电动机的工作特性
● 异步电动机的转速特性为一条稍向下倾斜的曲线
● 随着负载的增大，转子转速下降，转子电流增大，定子电流及磁动势也随之增大，抵消转子电流产生的磁动势，以保持磁动势的平衡。定子电流几乎随 P 2 按正比例增加。
T e =T 0+
P 2
ω
● 当负载增加时，转子电流的有功分量增加，定子电流的有功分量也随之增加，即可使功率因数提高。在接近额定负载时，功率因数达到最大。
● 异步电动机的负载不超过额定值时，角速度ω 变化很小。而空载转矩T 0 又可认为基本上不变，所以电磁转矩特性近似为一条斜率为 1/ ω 的直线。 ● 异步电动机中的损耗也可分为不变损耗和可变损耗两部分。当输出功率P 2 增加时，可变损耗增加较慢，所以效率上升很快。当可变损耗等于不变损耗时异步电动机的效率达到最大值。随着负载继续增加，可变损耗增加很快，效率就要降低。
☆12 机械特性的三种表达式
（1）物理表达式 I ' =2
T =C T Φm I 2cos ?2
cos ?2=
（2）参数表达式
（3）实用表达式
最大电磁转矩与电压的平方成正比，与漏电抗成反比；临界转差率与转子电阻成正比，与电压大小无关。
s m =s N λ+λ-1
(
2
)
T m
过载倍数λ=
T N
3pU 121
T m =±'
22πf (X +X 112)
'
R 2
s m =±
'
(X 1+X 2)
异步电动机机械特性的三种表达式，其应用场合各有不同。一般物理表达
Φ式适用于定性地分析电磁转矩T 与 2 cos ? 2间的关系；参数表达式多用于m 及 I
分析各参数变化对电动机运行性能的影响；实用表达式最适用于进行机械特性的工程计算。
13 机械特性
☆
机械特性的直线部分他机械特性的曲线部分
起动转矩 3pU 2'
T 1R 2
st =2πf ' 2X ' 2
1[(R 1+R 2) +(1+X 2) ]
稳定运行问题：
☆（1）降低定子端电压的人为机械特性
特点：
1）固有特性的同步转速不变。
2）最大转矩随电压的降低而按二次方规律减小。
３）最大转矩对应的临界转差率Sm 保持不变．（2）定子回路串三相对称电阻的人为机械特性
K T st
T =
T N
3pU R
T st =
2πf 1[(R 1+R 2' ) 2+(X 1+X 2' ) 2]
2' 12
定子回路串入电阻并不影响同步转速，但是最大电磁转矩、起动转矩和临界转差率都随着定子回路电阻值的增大而减小。 （3）定子回路串三相对称电抗的人为机械特性
☆（4）转子回路串三相对称电阻的人为机械特性
特点：（１）同步转速n 1、最大电磁转矩T em 不变。
（２）临界转差率s m
增大。（３）起动转矩增大． 当所串入的电阻满足
' R +R '
s m ==1'
X 1+X 2
时，起动转矩为最大电磁转矩。
☆典型例题：p246 例题7-10、例题7-11
第8章 三相异步电动机的启动与制动
1 异步电动机的起动起动要求：
（１）足够大的起动转矩。起动电流倍数K I =I st / I N （２）不要太大的起动电流。起动转矩倍数K T =T st /T N 。
普通的异步电动机 如果不采取任何措施 而直接接入电网起动时，往往起动电流I st 很大，而起动转矩T st 不足。
在起动初始，n = 0，转差率s = 1，转子电流的频率f 2=sf 1 ≈ 50Hz ，转子绕组的电动势sE 20=E 2，比正常运行时（s = 0.01～0.05）的电动势值大20倍，则此时转子电流I 2很大，定子电流的负载分量也随之急剧增大，使得定子电流（即起动电流）很大；
转子漏磁s X 20>>R 2，使得转子内的功率因数cos φ2很小，所以尽管起动时转子电流I 2 很大，但其有功分量I 2cos φ2并不大。而且，由于起动电流很大，定子绕组的漏阻抗压降增大，使得感应电势E 2和与之成正比的主磁通Φm 减小，因此起动转矩T st 并不大。
☆☆
T e =C T Φm I 2cos ?2
异步电动机在起动时存在以下两种矛盾：
1）起动电流大，而电网承受冲击电流的能力有限； 2）起动转矩小，而负载又要求有足够的转矩才能起动。
（1）小容量电动机的轻载起动——直接起动 直接起动也称为全压起动。（７.5kW ） 优点：操作简便、起动设备简单；
缺点：起动电流大，会引起电网电压波动。 （2）中、大容量电动机轻载起动——降压起动 （A ）星形-三角形（Y-Δ）换接起动
☆
（3）小容量电动机重载起动——笼型异步电动机的特殊形式
主要矛盾：起动转矩不足。解决方法有：
（１）按起动要求选择容量大一号或更大些的电动机；
（２）选用起动转矩较高的特殊形式的笼型电动机。 (A)深槽式异步电动机 (B) 双笼型异步电动机
（4）中、大容量电动机重载起动——绕线转子异步电动机的起动
☆
起动的两种矛盾（起动转矩小，起动电流大）同时起作用。
如果上述特殊形式的笼型电动机还不能适应，则只能采用绕线转子异步电动机了。在绕线转子异步电动机的转子上串接电阻时，如果阻值选择合适，可以既增大起动转矩，又减小起动电流，两种矛盾都能得到解决。
（A ） 转子串接电阻起动方法
在起动时，在转子绕组中串接适当的起动电阻，以减小起动电流，增加起动转矩。
待转速基本稳定时，将起动电阻从转子电路中切除，进入正常运行。
2 异步电动机的制动
（1）异步电动机的能耗制动
（2）异步电动机的反接制动
（A ） 转速反向的反接制动
（B ）定子两相对调反接制动
两种反接制动电动机的转差率都大于1
能量：从电网吸收电能；从旋转系统获得动能（定子两相对调反接制动）或势能（转速反向反接制动）转化为电能。这些能量都消耗在转子回路中。
（3）异步电动机的回馈制动
两种回馈制动电动机的转差率都小于0。
能量：从旋转系统获得势能转化为电能，并回馈给电网。 3 异步电动机运行状态小结
☆典型例题1（星三角启动）：p263 例题8-2
☆典型例题2（绕线式电机串电阻启动）：p282 例题8-5
第10章 三相交流电动机调速
从定子传入转子的电磁功率P em 可分成两部分：一部分为拖动负载的有效功率P 2=(1-s ) P em ；另一部分是转差功率 P s =sP m ，与转差率s 成正比。
把异步电动机的调速方法分为三类：
1）转差功率消耗型 — 全部转差功率转换成热能消耗掉。效率最低。 2）转差功率回馈型 —转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网，其效率比功率消耗型高。
3）转差功率不变型 —转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。
(1)转差功率消耗型异步电动机调速方法 (A) 改变定子电压调速
(B)转子电路串接电阻调速
在机械特性图上分析降压和串联电阻调速的工作点的变换轨迹，以及物理变化过程。
(2)
转差功率不变型异步电动机调速方法 （A ）变极调速——多速异步电动机 （B ）变频调速
1） 基频以下调速
2）基频以上调速
