主頁 > 新聞動態(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)動部分有環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組。(其中2個小圓圈是為了方便表示該位置上的導(dǎo)體電勢或電流的方向而設(shè)置的)
    一臺最簡單的兩極直流電機(jī)模型，它的固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對直流勵磁的靜止的主磁極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固定不動的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈通過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)換分以下步驟說明：
    設(shè)原動機(jī)拖動轉(zhuǎn)子以每分轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動；
    電機(jī)內(nèi)部的固定部分要有磁場。這個磁場可以是如圖示的磁鐵也可以是磁極鐵心上繞套線圈，再通過直流電產(chǎn)生磁場。其中 If 稱之為勵磁電流。這種線圈每個磁極上有一個，也就是，電機(jī)有幾個磁極就有幾個勵磁線圈，這幾個線圈串聯(lián)（或并聯(lián)）起來就構(gòu)成了勵磁繞組。這里要注意各線圈通過電流的方向不可出錯。在以上條件下環(huán)外導(dǎo)體將感應(yīng)電勢，其大小與磁通密度 B 、導(dǎo)體的有效長度 l 和導(dǎo)體切割磁場速度 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)體的電勢性質(zhì)是交流電。而經(jīng)電刷輸出的電動勢確是直流電了。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)實驗實訓(xùn)裝置

一、概述:
“MY-G4型電力電子及電機(jī)控制技術(shù)實驗實訓(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)、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時編著)等實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，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、性價比高。它不僅涵蓋了各類高校所開設(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)》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程所要求的主要實驗項目，還可以對從業(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
1、綜合性強(qiáng) 本裝置綜合了目前國內(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、控制理論等實驗項目。
2、適應(yīng)性強(qiáng) 能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實驗教學(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)展功能或開發(fā)新實驗，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)及其它實驗部件到實驗連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實驗的需要進(jìn)行配套。
4、直觀性強(qiáng) 各實驗掛件采用分隔結(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)約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計，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，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環(huán)境；實驗內(nèi)容豐富，設(shè)計合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實際開設(shè)設(shè)計性實驗。
6、開放性強(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，各測量儀表均有可靠的保護(hù)功能，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時器兼報警記錄儀，為學(xué)生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計，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，所有這些均為開放性實驗室，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：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級;
(4)數(shù)字式儀表
1）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V,量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，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：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，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：測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；
4）直流數(shù)字毫安表一只：測量范圍為0～2000mA，分20 mA、200 mA、2000 mA三檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報警、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：三相電源首先通過三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計），對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：對隔離變壓器后的線路及實驗過程中的接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出報警信號并切斷電源，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，漏電流超過一定值，即切斷電源。
實驗連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接線及插座分開，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）實驗管理器
具有設(shè)定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯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、實驗桌
實驗桌為鐵質(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)堅固，造型美觀大方：設(shè)有兩個大抽屜，用于放置工具、存放部件及資料等。實訓(xùn)桌還設(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動和固定性。
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吸收和保險絲保護(hù)裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進(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）、帶鏡面精密指針式直流電流表（+2A，精度1.0級）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給定及實驗器件
提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護(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新器件特性實驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，通過實驗可測定其特性曲線。
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)的實驗提供可調(diào)電源；一個整流濾波電路以及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)的實驗提供一個可調(diào)的阻性負(fù)載。
12、DK12變壓器實驗
提供三相芯式變壓器一個（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)串級調(diào)速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；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（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 直流并勵電動機(jī)
17、DQ11 三相線繞式異步電動機(jī)
18、DQ12 線繞式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱
19、DQ10 三相鼠籠異步電動機(jī)。
20、DQ03-1不銹鋼電機(jī)導(dǎo)、光碼盤測速系統(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+5絲，電機(jī)運(yùn)行噪音小，實驗參數(shù)典型，能較好滿足實驗要求。
21、實驗連接線：根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(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，插頭采用實芯銅質(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，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
五、本裝置能開設(shè)的實驗實訓(xùn)項目
(一) 電力電子技術(shù)
1. 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實驗
2. 正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗
3. 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗
4. 西門子TCA785集成觸發(fā)電路實驗
5. 單相半波可控整流電路實驗
6. 單相橋式半控整流電路實驗
7．單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
8．三相半波可控整流電路實驗
9．三相橋式半控整流電路實驗
10．三相半波有源逆變電路實驗
11．三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
12．單相并聯(lián)逆變電路實驗
13．單相交流調(diào)壓電路實驗
14．單相交流調(diào)功電路實驗
15．三相交流調(diào)壓電路實驗
16．直流斬波電路原理實驗
17．直流斬波電路原理實驗
18．單向晶閘管（SCR）特性實驗
19．可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實驗
20．功率場效應(yīng)管（MOSFET）特性實驗
21．電力晶體管（GTR）特性實驗
22．絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實驗
（二）電力拖動自動控制系統(tǒng)
1. 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗
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)實驗
8．雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串極調(diào)速系統(tǒng)實驗
六、裝置配置清單

序號	編號	名稱	數(shù)量
1	MY-G4	電源控制屏	1件
2	DK02	實驗桌	1張
3	DQ03-1	不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(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)速控制實驗（Ⅰ）	1件
9	DK07	直流斬波電路	1件
10	DK08	給定及實驗器件	1件
11	DK09	新器件特性實驗	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	變壓器實驗	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
17	DQ09	直流并勵電動機(jī)	1臺
18	DQ10	三相鼠籠異步電動機(jī)	1臺
19	DQ11	三相線繞式異步電動機(jī)	1臺
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)手槍插實驗連接線及配件	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)實驗實訓(xùn)裝置

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