《电机拖动系统》课件.ppt

电机拖动系统

课程大纲第一部分:电机基础电机的基本概念电机的基本结构电机的工作原理电机的电磁转矩电机的转矩-转速特性直流电机的工作特性直流电机的起动特性交流电机的工作特性异步电机的工作原理异步电机的转矩-转速特性异步电机的起动特性异步电机的调速方法同步电机的工作原理同步电机的转矩-转速特性同步电机的调速方法各类电机的特点及应用第二部分:电机特性与应用电机的热特性电机的机械特性电机的耐久性问题电机的故障诊断电机绝缘耐压试验电机振动检测与分析电机轴承故障诊断电机定子绕组故障诊断电机转子故障诊断第三部分:电机拖动系统电机系统建模与仿真电机拖动系统的分类电机拖动系统的选型直流电机拖动系统的结构直流电机拖动系统的控制交流电机拖动系统的结构交流电机拖动系统的控制电机拖动系统的能量优化电机拖动系统的安全与应用电机拖动系统的自动化

绪论电机拖动系统是现代工业生产中不可或缺的一部分，广泛应用于各种机械设备的驱动和控制。本课程将深入探讨电机拖动系统的基本原理、工作特性、控制方法以及应用领域。

电机的基本概念能量转换电机是一种将电能转换为机械能的装置，它利用电磁感应原理实现能量转换，将电能转化为机械能，用于驱动各种机械设备。旋转运动电机通过电磁力的作用产生旋转运动，并通过输出轴传递扭矩和转速，为各种机械设备提供动力。功率输出电机的功率输出指它能够提供的机械功率，通常以瓦特(W)为单位，功率越大，驱动能力越强。

电机的基本结构电机的基本结构包括定子和转子两部分。定子是固定不动的部分，通常由机座、磁极、定子铁芯和定子绕组组成。转子是旋转的部分，通常由转子铁芯、转子绕组和轴组成。定子绕组是产生磁场的绕组，通常由线圈绕制而成，通电后产生磁场。转子绕组则是用来产生转矩的绕组，也由线圈绕制而成，通电后与定子磁场相互作用产生转矩。电机的结构根据不同的电机类型而有所不同。例如，直流电机通常采用永磁磁极，而交流电机则通常采用电磁磁极。电机的结构直接影响其工作性能，因此在选择电机时需要根据实际应用需求进行选择。

电机的基本工作原理电磁感应当电流通过线圈时，会产生磁场，磁场与磁铁的磁场相互作用，产生力矩。这个力矩会使电机转动。电磁力电磁力是电磁场对带电粒子或导电物体产生的力。电机的工作原理就是利用电磁力将电能转换为机械能。转动电磁力使转子旋转，转子连接到电机轴，从而将机械能传递到负载。

电机的电磁转矩电磁转矩是电机产生的驱动力矩，是电机将电能转化为机械能的关键参数。它是指电机定子与转子之间相互作用的磁场对转子产生的力矩，它的大小与定子电流、磁场强度和转子结构等因素有关。1转矩转矩的大小决定了电机输出的机械功率，转矩越大，输出功率越高。2转速转速是电机旋转的速度，与转矩和电机类型有关。3效率电机将电能转换为机械能的效率取决于其结构和工作状态。电磁转矩的计算方法是：

T=K*Φ*I

其中：

T为电磁转矩

K为电机常数

Φ为磁通量

I为定子电流

电机的转矩-转速特性电机转矩-转速特性描述电机转矩与转速之间的关系空载转速电机无负载时的转速额定转速电机在额定负载下运行时的转速额定转矩电机在额定负载下产生的转矩堵转转矩电机转子停止转动时的转矩电机转矩-转速特性是描述电机在不同负载条件下转矩和转速变化关系的曲线。它反映了电机的性能和负载能力。

直流电机的工作特性空载特性当直流电机不带负载时，其转速会随着励磁电流的增加而线性增加。这反映了电机的磁场强度和转速之间的正比关系。负载特性当直流电机带负载运行时，其转速会随着负载的增加而下降。这是由于负载转矩增加会导致电机的电磁转矩下降，从而降低转速。转矩特性直流电机的转矩与电枢电流成正比。这意味着，当电枢电流增加时，电机的转矩也随之增加。转矩特性也是直流电机的重要特性。

直流电机的起动特性1起动电流直流电机起动时，由于电枢回路电阻较小，而电枢电流很大，可能超过电机的额定电流，造成电机过热甚至烧毁。2起动时间电机从静止状态达到额定转速所需的时间，与电机电磁转矩、负载转矩、电枢回路电阻等因素有关。起动时间过长会导致效率降低，甚至影响电机性能。3起动转矩电机起动时产生的转矩，决定了电机克服负载转矩的能力。起动转矩的大小与电枢电流、磁场强度等因素有关。

交流电机的工作特性转矩-转速特性异步电机的转矩-转速特性曲线反映了电机转矩与转速之间的关系，是异步电机的重要特性之一。其曲线形状受电机参数和负载的影响。功率-转速特性同步电机的功率-转速特性曲线反映了电机功率与转速之间的关系。同步电机在同步转速下工作，其功率随转速线性变化，具有较高的效率。效率特性电机的效率受负载电流、转速和温度等因素影响。通常，电机在额定负载下效率最高，随着负载的增加或减少，效率会降低。

异步电机的工作原理1旋转磁场异步电机的工作原理基于旋转磁场。定