整理电机的恒功率和恒转矩的区别.docx
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整理电机的恒功率和恒转矩的区别
电机的恒功率和恒转矩的区别
出厂设计的电机,都是按照在工频电压下(380V,50HZ)的给定下,所得到的额定转速值,如果我们在实际工况当中,没有达到380V,比如说只有300V,50HZ,那么这是一个欠压的情况,肯定是不能达到额定的转速值,因为按照这个电机的设计,50HZ的频率下,一定要有380V的电压来励磁,如今没有在额定电压下,没有达到应有的磁场强度,磁通偏小,那么肯定会影响速度的,不能因为那个60f/p这个公式来看速度的变化。
又比如说在380V的40HZ的输入的情况下,根据公式E=K*F*Q,E不变,f降低了,那么Q磁通变大了,这是一种过压的情况,过大的励磁,磁通在长时间下,会使电机发热并有可能烧毁的。
所以说磁通这个值不能过大,这个值是根据我们电机在设计的时候就决定了其承载磁通能力。
我们通常在恒转矩调速时(50HZ以下),此时的磁通为额定磁通,也称为满磁,如果电压/频率变大,则会超过这个磁通值,造成电机发热。
下面说恒转矩调速和恒功率调速
恒转矩调速,就是说让磁通保持一个不变的值,V/F=Q(磁通)是一个不变的值,为什么叫恒转矩调速,就是说负载的转矩是个定值,我们要求电机输出的转矩值也是个定值,看公式:
T=K*I*Q,如今Q不变,那么电机输出转矩就和I成正比,因为Q这个值我们通过铭牌就可以计算出来的V(额定电压)/50HZ,所以在Q确定且不变的情况下,我们线圈的额定电流(不论有无负载,最大通过电流)确定的情况下,该电机能输出的最大力矩也就能够确定(也就能确定电机能带动多大转矩的恒负载),所以我们电机的过流能力就体现了电机的过载(转矩)能力。
在恒转矩调速下,我们也只需要通过变频器向电机输送经过调制的一定频率的电压(这个比是磁通,是个定值),负载的转矩也是个定值,那么N一定,T一定,输入的功率P也就定了。
如果F增大,转速N增大,那么功率P也就变大了,因为转矩T是不会因为速度增大而变大的(这个也叫恒转矩负载,如传送带。
恒转矩负载的特点是负载转矩与转速无关,任何转速下转矩总保持恒定或基本恒定。
应用的场合比如传送带、搅拌机,挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载)
还有一点,额定转速这个值是电机空转时所得到的值,这个值对于我们的意义来说,在达到额定电压的情况下,在达到额定功率的情况下,这个值越大,输出转矩就越小,这个就是恒功率调速的一个特点。
公式T=9550*P/N(额定转速)。
所以在F>50HZ的情况下,(这个时候已经输出为最大功率了),我们在使N变大的时候,要注意T在变小,要避免T太小而小于负载转矩引起事故。
在恒功率调速时,我们是通过减小磁通来达到减小输出转矩从而提高速度的这样的过程来调速,所以这个也叫弱磁调速。
摘录一:
恒转矩负载的特点是负载转矩与转速无关,任何转速下转矩总保持恒定或基本恒定。
应用的场合比如传送带、搅拌机,挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载。
恒功率负载的特点是比如机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩,大体与转速成反比,这就是所谓的恒功率负载。
负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。
当速度很低时,受机械强度的限制,转矩不可能无限增大,在低速下转变为恒转矩性质。
负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有影响,电动机在恒磁通调速时,最大容许输出转矩不变,属于恒转矩调速;而在弱磁调速时,最大容许输出转矩与速度成反比,属于恒功率调速。
如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时,即所谓"匹配"的情况下,电动机的容量和变频器的容量均最小。
这一点从直流电机特性来理解更容易。
除了上述两类负载一般还有风机、泵类负载,他的特点是转矩和速度的2次方成正比。
随着转速的减小,转矩按转速的2次方减小。
这种负载所需的功率与速度的3次方成正比。
对于上面所提到的恒转矩负载来讲,我们调速范围一般就定义在基本频率以下(一般50HZ)。
对50HZ以下的调速,一般是不能达到额定功率的。
比如说起重,在达到额定功率后,我们继续要求速度加大,那么输出力矩就会下降,那如何加速(因为加速的话要输出力矩大于负载力矩),所以这个命题是矛盾的。
在达到P/T(额定负载)的转速后,将不能继续增大转速了,否则将带不动负载。
这个不同于恒功率负载,恒功率负载是转速越快,所需的负载转矩是越小。
对于恒功率负载来讲,他的调速范围会经历两个区间。
在低速时,某个频率以下时,我们可以认为他是恒转矩调速,因为按照输出功率恒定来看,速度很低时,电机不可能输出一个无穷大的转矩,这个时候我们应该认为负载转矩应该是一个恒定值,即恒转矩性质,而输出功率来说也不会直接就为额定功率。
而当频率加大到某个频率以上时,输出为额定功率了,那么那个时候就为恒功率调速了。
从空载到额定负载主磁通基本不变;可以这样理解:
磁路饱和;
从公式看:
磁通=定子感应电动势/(4.44*f1*N1*绕组系数),由于定子阻抗Z1很小,所以定子感应电动势近似等于电源电压,当电机结构一定时,主磁通只取决于电源电压。
电动机正常运行时磁路都是处在临近饱和的状态,为了得到充分利用,电机就是这样设计的。
转矩=转矩常数*磁通*转子电流有功分量
一般来说,空载时的电流是额定电流的35-45%,这个电流主要就是电动机的励磁电流,用来产生主磁通的,所以空载时电动机功率因数很低。
随着带负载的增加,定子电流增加的部分主要是为了增加电动机输出转矩,以便电动机能够拖动负载,用于励磁的电流并不增加,原因如你所说:
“异步电机制成之后,空载时,磁通已接近饱和”。
当然也有特殊的情形,比如变频调速就有两种控制方式:
U/f=C的恒转矩调速和调节励磁电流达到调整Φ的近似恒功率调速。
但对于大多数情况下,为保证电动机的稳定运行,大多采用的就是恒转矩调速方式,这个原因主要是生产所用负载大多也是恒转矩负载性质决定的。
因此,在空载,轻载,额定负载,满载等情况下,各定子电流不同,但主磁通基本是不变的。
追问
异步电机中,定子绕组通入的是交流电,就是说电流是大小不断变化的,这样产生的磁通也是大小变化的呀?
那么一般说定子磁通的大小,是怎么指定的呀?
。
。
。
。
难道是各个绕组中的磁通虽然变化,但是共同作用的结果产生一个固定的磁通了?
就是说,每相绕组电流在变化,磁通在变化,但是在整个电机内部形成的是一个固定值不变的磁通?
该磁通为主磁通。
。
回答
所谓交流电,就是大小和方向不断变化的电能。
但是这里所指的恒定,指的是其有效值的恒定,不是瞬时值的恒定。
定子磁通随定子电流不断瞬时变化,但其有效值是恒定的。
电压方程:
U=E+I*R
输入电压=反电势+电流*电阻
反电势方程:
E=Ce*n*φ
反电势=常数Ce*转速*磁通
转矩方程:
T=Ct*I*φ
电磁转矩=常数Ct*电流*磁通
电动机设计好后,电阻和磁通基本是固定的
(1)前两个方程联立可得转速和电压电流的关系
第三个方程可得转矩和电压电流的关系
(2)负载转矩和转速确定时,可通过第三个方程确定电流,在通过前两个方程确定电压
磁转矩Tem=负载转矩+空载转矩(转子克服负载的转矩和空载损耗对应的转矩)
=常数CT*主磁通*转子电流有功分量
T=9550*P/N(额定转速)
《测量学》模拟试卷
得分
评卷人
复查人
1.经纬仪测量水平角时,正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差(A)。
A180°B0°C90°D270°
2.1:
5000地形图的比例尺精度是(D)。
A5mB0.1mmC5cmD50cm
3.以下不属于基本测量工作范畴的一项是(C)。
A高差测量B距离测量C导线测量D角度测量
4.已知某直线的坐标方位角为220°,则其象限角为(D)。
A220°B40°C南西50°D南西40°
5.由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为(A)。
A坐标正算B坐标反算C导线计算D水准计算
6.闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差(A)。
A为一不等于0的常数B与导线形状有关C总为0D由路线中两点确定
7.在地形图中,表示测量控制点的符号属于(D)。
A比例符号B半依比例符号C地貌符号D非比例符号
8.在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为(A)。
A后方交会B前方交会C侧方交会D无法确定
9.两井定向中不需要进行的一项工作是(C)。
A投点B地面连接C测量井筒中钢丝长度D井下连接
10.绝对高程是地面点到(C)的铅垂距离。
A坐标原点B任意水准面C大地水准面D赤道面
11.下列关于等高线的叙述是错误的是:
(A)
A.高程相等的点在同一等高线上
B.等高线必定是闭合曲线,即使本幅图没闭合,则在相邻的图幅闭合
C.等高线不能分叉、相交或合并
D.等高线经过山脊与山脊线正交
12.下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是(B)
A.几何图形符号,定位点在符号图形中心
B.符号图形中有一个点,则该点即为定位点
C.宽底符号,符号定位点在符号底部中心
D.底部为直角形符号,其符号定位点位于最右边顶点处
13.下面关于控制网的叙述错误的是(D)
A.国家控制网从高级到低级布设
B.国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等
C.国家控制网分为平面控制网和高程控制网
D.直接为测图目的建立的控制网,称为图根控制网
14.下图为某地形图的一部分,各等高线高程如图所视,A点位于线段MN上,点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm,NA=2mm,则A点高程为(A)
A.36.4m
B.36.6m
C.37.4m
D.37.6m
15.如图所示支导线,AB边的坐标方位角为
,转折角如图,则CD边的坐标方位角
为(B)
A.
B.
C.
D.
16.三角高程测量要求对向观测垂直角,计算往返高差,主要目的是(D)
A.有效地抵偿或消除球差和气差的影响
B.有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响
C.有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响
D.有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响
17.下面测量读数的做法正确的是(C)
A.用经纬仪测水平角,用横丝照准目标读数
B.用水准仪测高差,用竖丝切准水准尺读数
C.水准测量时,每次读数前都要使水准管气泡居中
D.经纬仪测竖直角时,尽量照准目标的底部
18.水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是(D)。
A对中----整平-----瞄准----读数A整平----瞄准----读数----精平
C粗平----精平----瞄准----读数D粗平----瞄准----精平----读数
19.矿井平面联系测量的主要任务是(D)
A实现井上下平面坐标系统的统一B实现井上下高程的统一
C作为井下基本平面控制D提高井下导线测量的精度
20.井口水准基点一般位于(A)。
A地面工业广场井筒附近B井下井筒附近
C地面任意位置的水准点D井下任意位置的水准点
得分
评卷人
复查人
21水准测量中,为了进行测站检核,在一个测站要测量两个高差值进行比较,通常采用的测量检核方法是双面尺法和。
22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_____磁北方向____________和坐标纵线方向。
23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_________________和不依比例符号。
24井下巷道掘进过程中,为了保证巷道的方向和坡度,通常要进行中线和____________的标定工作。
25测量误差按其对测量结果的影响性质,可分为系统误差和_偶然误差______________。
26地物注记的形式有文字注记、______和符号注记三种。
27象限角的取值范围是:
0-90。
28经纬仪安置通常包括整平和对中。
29为了便于计算和分析,对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示,这个数学曲面称为参考托球面。
30光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和差分。
得分
评卷人
复查人
31.竖盘指标差
竖盘分划误差
32.水准测量
利用水准仪测定两点间的高差
33.系统误差
由客观原因造成的具有统计规律性的误差
34.视准轴
仪器望远镜物镜和目镜中心的连线
得分
评卷人
复查人
35.简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。
对中,整平,定向,测角。
观测角度值减去定向角度值
36.什么叫比例尺精度?
它在实际测量工作中有何意义?
图上0.1毫米在实地的距离。
可以影响地物取舍
37.简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。
38.高斯投影具有哪些基本规律。
得分
评卷人
复查人
39.在1:
2000图幅坐标方格网上,量测出ab=2.0cm,ac=1.6cm,ad=3.9cm,ae=5.2cm。
试计算AB长度DAB及其坐标方位角αAB。
40.从图上量得点M的坐标XM=14.22m,YM=86.71m;点A的坐标为XA=42.34m,YA=85.00m。
试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。
测量学标准答案与评分说明
一、一、 单项选择题(每题1分)
1A;2D;3C;4D;5A;6C;7D;8A;9C;10C;
11A;12D;13B;14A;15B;16A;17C;18D;19A;20A
二、二、 填空题(每空2分,共20分)
21变更仪器高法
22磁北方向
23半依比例符号(或线状符号)
24.腰线
25.偶然误差
26.数字注记
27大于等于0度且小于等于90度(或[0°,90°])
28对中
29旋转椭球体面
30脉冲式测距仪
三、三、 名词解释(每题5分,共20分)
31竖盘指标差:
在垂直角测量中,当竖盘指标水准管气泡居中时,指标并不恰好指向其正确位置90度或270度,而是与正确位置相差一个小角度x,x即为竖盘指标差。
32水准测量:
利用一条水平视线并借助于水准尺,测量地面两点间的高差,进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。
33系统误差:
在相同的观测条件下,对某量进行了n次观测,如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。
34视准轴:
望远镜物镜光心与十字丝中心(或交叉点)的连线。
四、四、 简答题(每题5分,共20分)
35
(1)在测站点O上安置经纬仪,对中,整平(1分)
(2)盘左瞄准A点,读数LA,顺时针旋转照准部到B点,读数LB,计算上半测回角度O1=LB-LA;
(2分)
(3)旋转望远镜和照准部,变为盘右方向,瞄准B点读数RB,逆时针旋转到A点,读数RA,计算下半测回角度O2=RB-RA;(3分)
(4)比较O1和O2的差,若超过限差则不符合要求,需要重新测量,若小于限差,则取平均值为最终测量结果O=(O1+O2)/2(5分)
36
图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。
(3分)
其作用主要在于:
一是根据地形图比例尺确定实地量测精度;二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度,确定所选用地形图的比例尺。
(5分)
37
要素计算:
从图纸上量算待测设点的坐标,然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角,进而确定与已知方向之间所夹的水平角,计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。
(3分)
测设过程:
在设站控制点安置经纬仪,后视另一控制点,置度盘为0度,根据待定方向与该方向夹角确定方向线,根据距离确定点的位置。
(5分)
38
高斯投影的基本规律是:
(1)
(1)中央子午线的投影为一直线,且投影之后的长度无变形;其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线,且以中央子午线为对称轴,离对称轴越远,其长度变形也就越大;
(2)
(2)赤道的投影为直线,其余纬线的投影为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴;
(3)(3)经纬线投影后仍保持相互正交的关系,即投影后无角度变形;
(4)(4)中央子午线和赤道的投影相互垂直。
评分说明:
答对一条得2分,答对三条即可得满分。
五、五、 计算题(每题10分,共20分)
39
bd=ad–ab=1.9cm,因此△X=-38m;
ce=ae–ac=3.6cm,因此△Y=-72m;(3分)
(或由图根据比例尺和距离计算A、B两点的坐标)
因此距离为:
81.413m(6分)
AB的方位角为:
242°10′33″(10分)
(方位角计算应说明具体过程,过程对结果错扣2分)
40
△X=XA–XM=28.12m,△Y=YA–YM=-1.71m(2分)
距离d=(△X2+△Y2)1/2=28.17m(5分)
方位角为:
356°31′12″(应说明计算过程与主要公式)(10分)
可通过不同方法计算,如先计算象限角,再计算方位角。
说明:
在距离与方位角计算中,算法公式对但结果错各1分