电机与拖动绪论电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不开电机。电机是一种利用电磁感应定律和电磁力定律，将能量或信号进行转换或变换的电磁机械装置。电机在国民经济的各个领域起着重要作用。在电力工业中，产生电能的发电机和对电能进行变换、传输与分配的变压器是电站和变电所的主要设备。在工业企业中，人们利用电动机把电能转换为机械能去拖动各种生产机械，从而满足生产工艺过程的要求。在交通运输业中，需要大量的牵引电动机。在电力排灌、播种、收割等农用机械中，都需要规格不同的电动机。在品种繁多的家用电器中，也离不开功能各异的小功率电动机。除小部分生产机械采用气动或液压拖动外，绝大多数的生产机械都采用电力拖动，这源于电力拖动有其一系列的优点：（1）电能的远距离输送简便经济，分配简单，检测方便；（2）电力拖动比其他形式的拖动效率高，电动机与被拖动机械的联接简便；（3）电动机的形式和种类很多，具有各种各样的特性，可适应不同生产机械的需要，且电力拖动的起动、制动与调速等控制简便迅速，调节性能好；（4）可实现远距离控制与自动调节，并进而实现生产过程的自动化。现代能源的主要形式是电能，与电能密切关联的电机广泛应用于社会生产的各个部门和社会生活的各个方面。电机的品种繁多，按其功能用途可分为变压器、直流电机、交流电机和控制电机，如图0.1所示。无论是哪一种电机，都必须以磁场作为其耦合场，通过电磁感应作用来实现能量转换。为了在一定的励磁电流下产生较强的磁场,电机的磁路均用导磁性能良好的铁磁材料组成。图0.1电机的分类89本课程是电气自动化、电气技术和机电一体化等专业的一门专业基础课。“电机与拖动”是“电机学”和“电力拖动技术”两部分内容的有机结合，它是在学习了“电工基础”等课程的基础上，通过讲授直流电机、变压器、交流电机的基本理论和电力拖动的基本原理等知识，以期达到下列要求：（1）熟悉直流电机、变压器、三相异步电动机的基本结构，掌握它们的工作原理。（2）掌握直流电动机、三相异步电动机的机械特性及各种运转状态的基本理论。（3）掌握直流电动机、三相异步电动机起动、制动、调速的电力拖动基本原理和计算方法。（4）掌握电机及电力拖动实验的基本方法和技能。学习时应注意以下几点：（1）牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性。（2）可运用类比或比较的学习方法，找出各种电机的共性和个性，以加深对各种电机及拖动系统性能的理解。（3）要理论联系实际，重视实验和实训环节。（4）课前应预习，课后应及时复习,并选择适当的思考题和习题作为课外作业，以巩固理论知识，提高理解和运算能力。第一章电力拖动系统的动力学基础一、运动方程式对于直线运动二、运动方程式方向的约定1、当第二节多轴电力拖动系统的化简、系统等效的原则和方法二、多轴旋转系统等效为单轴旋转系统的方法由式（1-5）可得（1-8）对于系统有多级齿轮或皮带轮变速的情况，设已知各级速比为j1，j2，…，jn，则总的速比为各级速比之积，即2．转动惯量和飞轮矩的折算整理后：三、直线运动系统等效为旋转运动系统静态力FL（或称负载重力）的折算代入关系式=2n/60，经整理，得到如下折算公式由此得：可得第三节生产机械的负载转矩特性恒转矩负载特性二、恒功率负载特性三、通风机负载特性实际通风机负载特性第四节电力拖动系统的稳定运行提问：是否在所有的电动机机械特性与负载转矩特性交点上运行的情况都能够稳定运行呢？下面举例说明。显然，在交点A处，n＝nA，T＝TL，满足了系统稳定运行的必要条件。第五节电力拖动系统过渡过程二、电力拖动系统转速的动态方程令转速方程n=f（t）中包含有两个分量，一个是强制分量nss，也就是过渡过程结束时的稳态值；另一个是自由分量、电力拖动系统转矩的动态方程显然，转矩动态方程Te=f（t）也包括一个稳态值和一个指数规律的自由分量，时间常数为