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电机与拖动实验报告篇一
(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。
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
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。
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
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。
电机与拖动实验报告篇二
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。
电机与拖动实验报告篇三
进入到大四我们接触到了一门新的课程叫《电力拖动自动控制系统》,几次课上下来发现这门课包含的内容实在是太多了,涉及到了自动控制原理、电机拖动、电力电子和高数等多门学科的知识,让我觉得学起来有点吃力。但经过老师的细细梳理,使我慢慢对这门课程有了新的认识,电力拖动是以电动机作为原动机拖动机械设备运动的一种拖动方式。电力拖动装置由电动机及其自动控制装置组成。自动控制装置通过对电动机起动、制动的控制,对电动机转速调节的控制,对电动机转矩的控制以及对某些物理参量按一定规律变化的控制等,可实现对机械设备的自动化控制。
现代运动控制已成为电机学,电力电子技术,微电子技术,计算机控制技术,控制理论,信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。课上老师简单介绍了运动控制及其相关学科的关系,随着其他相关学科的不断发展,运动控制系统也在不断发展,不断提高系统的安全性,可靠性,在课上跟随老师的思路,使我对运动控制系统有了更深刻的理解。
运动控制系统的任务是通过对电动机电压,电流,频率等输入电量的控制,来改变工作机械的转矩,速度,位移等机械量,使各种机械按人们期望的要求运行,以满足生产工艺及其他应用的需要。工业生产和科学技术的发展对运动控制系统提出了日益复杂的要求,同时也为研制和生产各类新型的控制装置提供了可能。在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、电力电子等课程的基础上,学习以电动机为被控对象的控制系统,培养学生的系统观念、运动控制系统的基本理论和方法、初步的工程设计能力和研发同类系统的能力。
课堂上老师全面、系统、深入地介绍了运动控制系统的基本控制原理、系统组成和结构特点、分析和设计方法。
运动控制内容主要包括直流调速、交流调速和伺服系统三部分。直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率器件为主的直流脉宽调速系统等内容;交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型的调速系统、基于异步电动机动态模型的高性能调速系统以及串级调速系统;随动系统部分介绍直、交流随动系统的性能分析与动态校正等内容。此外,书中还介绍了近几年发展起来的多电平逆变技术和数字控制技术等内容。《运动控制系统》既注重理论基础,又注重工程应用,体现了理论性与实用性相统一的特点。书中结合大量的工程实例,给出了其仿真分析、图形或实验数据,具有形象直观、简明易懂的特点。
第一部分中主要介绍直流调速系统,调节直流电动机的转速有三种方法:改变电枢回路电阻调速阀,减弱磁通调速法,调节电枢电压调速法。
变压调速是是直流调速系统的主要方法,系统的硬件结构至少包含了两部分:能够调节直流电动机电枢电压的直流电源和产生被调节转速的直流电动机。随着电力电子技术的发展,可控直流电源主要有两大类,一类是相控整流器,它把交流电源直接转换成可控直流电源;另一类是直流脉宽变换器,它先把交流电整流成不可控的直流电,然后用pwm方式调节输出直流电压。本章说明了两类直流电源的特性和数学模型。当用可控直流电源和直流电动机组成一个直流调速系统时,它们所表现车来的性能指标和人们的期望值必然存在一个不小的差距,并做出了分析。开环控制系统无法满足人们期望的性能指标,本章就闭环控制的直流调速系统展开分析和讨论。论述哦了转速单闭环直流调速系统的控制规律,分析了系统的静差率,介绍了pi调节器和p调节器的控制作用。转速单闭环直流调速系统能够提高调速系统的稳态性能,但动态性能仍不理想,转速,电流双闭环直流调速系统是静动态性能良好,应用最广的直流调速系统;还介绍了转速,电流双闭环系统的组成及其静特性,数学模型,并对双闭环直流调速系统的动态特性进行了详细分析。
第二部分主要介绍交流调速系统。交流调速系统有异步电动机和同步电动机两大类。异步电动机调速系统分为3类:转差功率消耗型调速系统,转差功率馈送型调速系统,转差功率不变型调速系统。同步电动机的转差率恒为零,同步电动机调速只能通过改变同步转速来实现,由于同步电动机极对数是固定的,只能采用变压变频调速。
本章介绍了基于等效电路的异步电动机稳态模型,讨论异步电动机变压变频调速的基本原理和基频以下的电流补偿控制。首先介绍了交流pwm变频器的主电路,然后讨论正选pwm(spwm),电流跟踪pwm(cfpwm)和电压空间矢量pwm(svpwm)三种控制方式,讨论了电压矢量与定子磁链的关系,最后介绍了pwm变频器在异步电动机调速系统中应用的特殊问题。并讨论了转速开环电压频率协调控制的变压变频调速系统和通用变频器。详细讨论了转速闭环转差频率控制系统的工作原理和控制规律,并介绍了变频调速在恒压供水系统中的应用实例。
矢量控制和直接转矩控制是两种基于动态模型的高性能的交流电动机调速系统,矢量控制系统通过矢量变换和按转子磁链定向,得到等效直流电机模型,然后按照直流电动机模型设计控制系统;直接转矩控制系统利用转矩偏差和定子磁链幅值偏差的符号,根据当前定子磁链矢量所在的位置,直接选取合适的定子电压矢量,实施电磁转矩和定子磁链的控制。两种交流电动机调速系统都能实现优良的静,动态性能,各有所长,也各有不足之处。
作为一个即将踏入社会的毕业生,这学期的学习又让我充实了不少,也给自己奠定了基础,非常感谢吕庭老师对我们的帮助,以后进入到工作岗位一定会做到学以致用。