主頁(yè) > 新聞動(dòng)態(tài) > 電機(jī)的工作原理及解析 2017-08-14

電機(jī)的工作原理及解析

一.直流電機(jī)的物理模型圖解釋
     其中，固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極；固定部分還有電刷。轉(zhuǎn)動(dòng)部分有環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組。(其中2個(gè)小圓圈是為了方便表示該位置上的導(dǎo)體電勢(shì)或電流的方向而設(shè)置的)
    一臺(tái)最簡(jiǎn)單的兩極直流電機(jī)模型，它的固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對(duì)直流勵(lì)磁的靜止的主磁極N和S，在旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對(duì)固定不動(dòng)的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈通過(guò)換向片和電刷與外電路接通。
二.直流發(fā)電機(jī)的工作原理
    直流發(fā)電機(jī)是機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能的電氣設(shè)備。
    機(jī)械能轉(zhuǎn)換分以下步驟說(shuō)明：
    設(shè)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以每分轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；
    電機(jī)內(nèi)部的固定部分要有磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)可以是如圖示的磁鐵也可以是磁極鐵心上繞套線圈，再通過(guò)直流電產(chǎn)生磁場(chǎng)。其中 If 稱之為勵(lì)磁電流。這種線圈每個(gè)磁極上有一個(gè)，也就是，電機(jī)有幾個(gè)磁極就有幾個(gè)勵(lì)磁線圈，這幾個(gè)線圈串聯(lián)（或并聯(lián)）起來(lái)就構(gòu)成了勵(lì)磁繞組。這里要注意各線圈通過(guò)電流的方向不可出錯(cuò)。在以上條件下環(huán)外導(dǎo)體將感應(yīng)電勢(shì)，其大小與磁通密度 B 、導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度 l 和導(dǎo)體切割磁場(chǎng)速度 v 三者的乘積成正比，其方向用右手定則判斷。
    但是要注意某一根轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電勢(shì)性質(zhì)是交流電。而經(jīng)電刷輸出的電動(dòng)勢(shì)確是直流電了。這便是直流發(fā)電機(jī)的工作原理。

MY-G4 電力電子及電機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置

一、概述:
“MY-G4型電力電子及電機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置”依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第四版)(西安交通大學(xué)王兆安編著)、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時(shí)編著)等實(shí)驗(yàn)大綱的要求，吸收國(guó)內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價(jià)比高。它不僅涵蓋了各類高校所開(kāi)設(shè)的《電力電子技術(shù)》、《直流調(diào)速系統(tǒng)》、《交流調(diào)速系統(tǒng)》、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程所要求的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還可以對(duì)從業(yè)人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)、就業(yè)培訓(xùn)以及各省、市的維修電工培訓(xùn)和鑒定考核使用。
二、特點(diǎn)
1、綜合性強(qiáng) 本裝置綜合了目前國(guó)內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機(jī)控制、控制理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng) 能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性強(qiáng) 從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4、直觀性強(qiáng) 各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。
5、科學(xué)性強(qiáng) 裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識(shí)外還可結(jié)合實(shí)際開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
6、開(kāi)放性強(qiáng) 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護(hù)等功能，各測(cè)量?jī)x表均有可靠的保護(hù)功能，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的考核提供一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于整套裝置經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造了條件。
三、技術(shù)性能
1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)
2、工作環(huán)境: 溫度-10℃－+40℃　相對(duì)濕度＜85％（25℃）海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187.3×72.5×162.2 cm3
四、裝置的基本裝備
1、MY-G4電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）
（1）交流電源：三相交流電源 220V 1.5A電流（帶有過(guò)流保護(hù)措施）
三相交流電源 380V （具有輸出短路保護(hù)）。
（2）高壓直流電源
勵(lì)磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護(hù)。
（3）指針式儀表：
交流電壓表一只：可通過(guò)其下方的波段開(kāi)關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級(jí);
(4)數(shù)字式儀表
1）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V,量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
2）真有效值交流數(shù)字電流表一只：測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示；
3）直流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級(jí)；
4）直流數(shù)字毫安表一只：測(cè)量范圍為0～2000mA，分20 mA、200 mA、2000 mA三檔，直鍵開(kāi)關(guān)切換，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)，具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。
5）人身安全保護(hù)體系
三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過(guò)三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)鑰匙開(kāi)關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計(jì)），對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)作用。
電壓型漏電保護(hù)器1：對(duì)隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘，切斷電源。
電壓型漏電保護(hù)器2：對(duì)隔離變壓器后的線路及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并切斷電源，確保人身安全。
電流型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過(guò)一定值，即切斷電源。
實(shí)驗(yàn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接線及插座分開(kāi)，不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
6）實(shí)驗(yàn)管理器
具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄與區(qū)分由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
7）控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼管，可掛置實(shí)訓(xùn)部件，凹槽底部設(shè)有10芯、9芯、7芯、3芯等插座，掛箱的供電由這些插座提供�？刂破羶蛇呍O(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2、實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防水、防火、耐磨高密度板，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，造型美觀大方：設(shè)有兩個(gè)大抽屜，用于放置工具、存放部件及資料等。實(shí)訓(xùn)桌還設(shè)有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動(dòng)和固定性。
3、DK03晶閘管主電路
提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)絲保護(hù)裝置，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口）。另外還設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表（+300V，精度1.0級(jí)）、帶鏡面精密指針式直流電流表（+2A，精度1.0級(jí)）各一只以及一組平波電抗器。
4、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路
提供三相晶閘管觸發(fā)電路、功放電路等，與DK03配套使用。
5、DK05 單相晶閘管觸發(fā)電路
提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路及西門子TAC785觸發(fā)電路共五種觸發(fā)電路。
6、DK06電機(jī)調(diào)速控制電路（I）
提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調(diào)節(jié)器I、轉(zhuǎn)速變換（FBS）、調(diào)節(jié)器II、反號(hào)器（AR）、電流變換（FBC）、電壓隔離器（TVD）。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的比例增益由電位器調(diào)節(jié)。
7、DK07直流斬波電路
主要由斬波器觸發(fā)電路及斬波主電路兩大部分組成。
8、DK08給定及實(shí)驗(yàn)器件
提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、壓敏電阻（作為過(guò)壓保護(hù)元件，內(nèi)部已連成三角形接法）、二極管、24V電源及電感。
9、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可測(cè)定其特性曲線。
10、DK10可調(diào)電阻、電容箱
提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組。
11、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載
提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供可調(diào)電源；一個(gè)整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)可調(diào)的阻性負(fù)載。
12、DK12變壓器實(shí)驗(yàn)
提供三相芯式變壓器一個(gè)（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)有三相不控整流電路和逆變變壓器各一組。
13、DK18電機(jī)調(diào)速控制電路（II）
提供以下模塊：零電平檢測(cè)（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
14、 DQ27 三相可調(diào)電阻
提供三相平衡負(fù)載，每相有900Ω×2/0.41A的瓷盤電阻。
15、 DQ07-1 直流發(fā)電機(jī)
16、DQ09 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)
17、DQ11 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)
18、DQ12 線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱
19、DQ10 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。
20、DQ03-1不銹鋼電機(jī)導(dǎo)、光碼盤測(cè)速系統(tǒng)（日本歐姆龍1024光電編碼器及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表）
包括日本歐姆龍1024光電編碼器及固定電機(jī)的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無(wú)應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度好，互換性好，能保證電機(jī)與電機(jī)之間連接的同心度不超過(guò)+5絲，電機(jī)運(yùn)行噪音小，實(shí)驗(yàn)參數(shù)典型，能較好滿足實(shí)驗(yàn)要求。
21、實(shí)驗(yàn)連接線：根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無(wú)氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
五、本裝置能開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
(一) 電力電子技術(shù)
1. 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
2. 正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
3. 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
4. 西門子TCA785集成觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
5. 單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
6. 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
7．單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
8．三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
9．三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
10．三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
11．三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
12．單相并聯(lián)逆變電路實(shí)驗(yàn)
13．單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
14．單相交流調(diào)功電路實(shí)驗(yàn)
15．三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
16．直流斬波電路原理實(shí)驗(yàn)
17．直流斬波電路原理實(shí)驗(yàn)
18．單向晶閘管（SCR）特性實(shí)驗(yàn)
19．可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實(shí)驗(yàn)
20．功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）特性實(shí)驗(yàn)
21．電力晶體管（GTR）特性實(shí)驗(yàn)
22．絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實(shí)驗(yàn)
（二）電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)
1. 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
2. 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試
3. 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
4. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
5. 電壓、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
6. 邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
7．雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
8．雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串極調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
六、裝置配置清單

序號(hào)	編號(hào)	名稱	數(shù)量
1	MY-G4	電源控制屏	1件
2	DK02	實(shí)驗(yàn)桌	1張
3	DQ03-1	不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測(cè)速系統(tǒng)（配日本歐姆龍1024光電編碼器）及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表	1件
4	DQ27	三相可調(diào)電阻（每組900Ω*2/0.41A）	1件
5	DK03	晶閘管主電路	1件
6	DK04	三相晶閘管觸發(fā)電路	1件
7	DK05	單相晶閘管觸發(fā)電路	1件
8	DK06	電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）	1件
9	DK07	直流斬波電路	1件
10	DK08	給定及實(shí)驗(yàn)器件	1件
11	DK09	新器件特性實(shí)驗(yàn)	1件
12	DK10	可調(diào)電阻、電容箱	1件
13	DK11	單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載	1件
14	DK12	變壓器實(shí)驗(yàn)	1件
15	DK18	電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)（Ⅱ）	1件
16	DQ07-1	直流發(fā)電機(jī)（220W）	1臺(tái)
17	DQ09	直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)	1臺(tái)
18	DQ10	三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)	1臺(tái)
19	DQ11	三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)	1臺(tái)
20	DQ12	線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱	1件
21		高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插實(shí)驗(yàn)連接線及配件	1套

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電機(jī)的工作原理及解析

MY-G4 電力電子及電機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置

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