串激电机基本原理
概述:
串励电动机作为电机家族的一员,它以自身的诸多特点而普遍应用于家用电器及电动工具中.随着家用电器的普遍应用,它的前景越来越广大.
1.1串励电动机的定义:
定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联,既可通直流又可通交流电,具有换向器换向的电动机.
1.2串励电动机的基本结构:
串励电动机主要是由定子,转子,前、后端盖(罩)及散热风叶组成.定子由定子铁芯和套在极靴上的绕组组成,其作用是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩;转子由转子铁芯,轴,电枢绕组及换向器组成,其作用是保证并产生连续的电磁力矩,通过转轴带动负载做功,将电能转化为机械能; 前后罩起支撑电枢,将定、转子连结固定成一体的作用. 其中转轴,前、后罩要有足够的强度,以防电枢与罩发生共振现象,引起振动和危险.一般前、后罩有滚动或滑动轴承.
1.3串励电动机的特点:
1.3.1它对于外接电源有广泛的适应性:
不论是交流电还是直流电;不论是60Hz还是50 Hz;不论12V、24VDC还是110V、220V、240V ;总之它可设计成适应任一外接电源的电机.
1.3.2它的转速高,调速围广:
它的转速围为3000~40000RPM,在同一电机上采用多个抽头可得到较宽的调速围.家用电器正需要这种高转速、宽调速围的电机. 因感应电机达不到高转速(不大于3000 RPM).例如吸尘器,它需要高转速在容器外形成负压,以产生吸力.
1.3.3启动力矩大,体积小:
当负载力矩增大时, 串励电动机能调整自身的转速和电流,以增大自身的力矩.
1.4串励电动机的设计特点:
串励电动机一般依据客户对电气性能要求及外部结构的需要而设计.一个设计优良的串励电动机,不仅达到客户对电气性能及外部尺寸的要求,还要在绝缘、结构、安全、成本等方面上
优化,既使电机能通过相关的实验考核,符合Array相间的标准,又节省材料和工时.
二、串励电动机基本工作原理
2.1基本原理:
如左图一,它是串励电动机的基本工作
原理图.电流流经上部定子线圈,产生一定方
向的磁场;然后经碳刷进入换向器(铜头),再
在转子绕组中分成上、下并联支路流过,导流
的转子线圈在外部磁场作用下产生力,从而
使转子转动,铜头使转子中的电流始终保持上下对称、连续;电流最后从另一个碳刷出来进入下部定子.因上部与下部定子线圈绕线方向一致,致使上、下定子产生的磁场同向,这是必须保持一致的.
2.2 串励电动机为何能按设计方向连续转动?
如左图二: 其为串励电动机外接直流电时电 流、磁通及力矩曲线.电流通过定子线圈的激磁方向由线圈的进、出线以及绕线方向决定. 如图中电流I,可产生磁通Φ1和反向磁通Φ2,而对于串励
电动机,其力矩方向由电流I 及磁通Φ两个矢量决定.这就是定子绕线后接线的开口及交叉决定反正、转向的原因.
正向电流如经绕组产生正向磁场,则电机
产生正向力矩,即正转. 反之则反转. 如左图三,对于单相串励电动机,因电流为交
,则在定子中产生滞后约
°的交变正弦波磁场, 如图中Φ1和Φ2.其电流与磁,从而产生形象同于全波整流波.当定子绕组顺绕时产生上半部分力矩波, 即产1T ,反之则产生负向2T .这样就决定了.
2.3 换向电磁原理
在串励电动机的设计过程中,关于串励电动机的换向问题是最关键的.因为换向状况的好坏直接决定了电机寿命及对无线电 设备电磁干扰的好坏.怎样改善串励电动机的换向火花是一个复杂而困难的问题.
如图一, 欲使力矩Tm 的大小
和方向保 持为恒定,即Φ及I 在空间上的相位必须恒
定.假使转子沿着轴向旋转,而导体流过的电流却仍未换向,则作用力便无法维持恒定,上述状况便无法
成立,这就需要换向. 电枢旋转时,
使每一组件边在经过一固定位置时,其电流得以切换的装置叫换向器(铜头). 组件: 对于串励电动机,指连接两换向片,由进出两线头所连接的多匝线圈为一组件,因组件和换向片一一对应,所以组件数和换向片数相等.
如图四和五表示一个单迭绕组(迭绕对于串励电动机指:任意两串联的线圈都是后一个紧迭在前一个上面,每个组件的始端与终端分别焊接在相邻两换向片上的绕组)电枢的换向过程.设其换向器片数为8,换向器由右向左逆时针运动,并设碳刷宽稍大于一个换向片的宽度.因碳刷位置是固定不变的,开始时换向片1与碳刷完全接触,组件8的下组件边及组件1的上组件边电流合为2i a 流出;当换向器转动至碳刷与换向器片1和2接触处,组件1被短路,组件8的下组件边及组件2的上组件边也合为2i a 流出;当碳刷与换向器片2完全接触时,组件2的上组件边及组件1的下组件边合为2i a 流出,这样换向片1换向完成,组件1中的电流方向由+i 变为-i .,完成此换向过程的时间称为换向周期T K .设此电机负
载转速为12000RPM,则41025.68
1200060
-==x x T k 秒.
2.4 引起换向火花的原因
,其换向周期特短,一般在.在这么短的时间,要释放电机换向组,必然会引起火花.换向组件所:
P=(e r +e a )i+e kt i
.只有明
,才能有效地找到
.对于串励电动机,一般要求e kt r +e a )≦4.5V.
电抗电势e r
T K ,换向组件中电流由+i a 变 (包括槽漏
).
从而在换向组件中产生漏自感电势e L ;同时进行换向的其它组件,通过互感作用在该组件中还感应出互感电势e m .
k
a r r m L r T i L dt di
L e e e 2=-=+=
其中L r 为换向组件的等效漏电感. Lr ∝ W 2?·L
W –––换向组件之匝数, L –––电枢铁芯长 .
即k
a r T i L W e ??∝2
.这说明电机同一组件,其匝数越多,转速越高,电流越大,则电抗电势就愈大.
2.4.2 旋转电势e a
2.4.2.1 电刷放在几何中性线位置
如图一,电机可视为有两个磁场:定子激绕组产生的直轴主磁场Φd 及电枢绕组产生的交轴电枢磁场Φaq,此时换向组件轴线与主磁场轴线重合,当电机旋转时,换向组件在交轴电枢磁场中产生的旋转电势大小为: aq a B L V W e ???=2
W –––换向组件匝数
端部漏磁通
V –––电枢线速度; L –––铁芯长;B aq –––交轴电枢反应产生的磁密.其中B aq ∝W ．i a , 则a a i L V W e ???∝2.
可见e a 的大小与组件匝数平方、线速度及电流成正比;旋转电势e a 与电抗电势e r 方向相
同,总是企图阻止换向组件电流的变化,使换向延迟.
2.4.2.2 电刷不在几何中性在线:
如图七所示,当电刷偏离几何中性线一定角度β时,换向组件既切割电枢
磁场,产生旋转电势e a ;又切割主磁场,产
生对应的旋转电势e m .它们符合右手安培定则.
β角越大, e m 越大.且e m 的电势方向同e r 的相反.
2.4.2.3 变压器电势e kt
换向组件轴线与主磁场轴线重合,脉振主磁场Φd 与换向线圈匝链,产生变压器电势.
d kt fW
e Φ=44.4
因Φd 与换向组件匝链,故e kt 数值很大,且比(e r +e a )大.其中:
W –––换向组件匝数 f –––电源频率. 2.5 改善火花的方法
改善换向火花的方法大体有下列几种:
2.5.1 使碳刷逆转向偏移一合适角度或将电枢组件与换向片的连接顺旋转方向移一角度.
如图七所示: 当碳刷逆转向偏离β角后,换向组件产生的直轴旋转电势e m 与交轴旋转
电势e a 及电抗电势e r 的方向相反,这样就出现(e a +e r -e m )使换向需释放的能量p 减小,从而改善了火花.β越大,使得e m 越大,则出现e m >>(e r +e a ),同样使能量p 增大,不利换向,这样会使原本延迟的换向变为超前,同时还使电磁转矩下降,故需合适的β角.
在实际设计中,因碳套固定在罩上,其位置不能变,故往往采用将电枢组件与换向片的连接顺旋转方向移一角度.例如下图八所示.
图八(a)所示为换向组件产生的(e a+e r)大,因而火花大;当碳刷逆转向移动两片换向片时,产
瓜瓜
生的e m使(e a+e r-e m)=0(如上图八中b所示).在要求碳刷位置不变的情况下,则将电枢组件与换向片的连接顺旋转方向位移两片换向片(如上图八中c所示).
当然,事情也有其特殊性.如上图九所示: 图(a)表示对于整距绕组的电枢,此时换向火花好,即(e a+e r-e m)=0,图(b)表示将整距绕组变成短距绕组,此时下组件边处在S极下靠中心区的地方,切割电势e m>(e r+e a),出现火花现象; 图(c)表示采取了电枢组件与换向片的连接逆转向移动了一个换向片,使e m减小,从而达到(e a+e r-e m)=0的目的,改善了火花.
2.5.2采用高的激磁绕组与电枢绕组匝数比(即低的电枢绕组与激磁绕组匝数比).
从电抗电势及旋转电势的公式可知,其数值的大小均与W的平方成正比,故减小换向组件匝数(即是减少电枢总匝数)可较快地减小(e r+e a),从下一节的电机设计知识可知,单相串励电动机只要保持定、转子匝数乘积不变,改变定、转子匝数,不会使电动机主要性能发生大的变化,为了减小换向组件中的感应电势,改善换向,宜采用小的电枢匝数.
当然,为了保证效率及温升,不是电枢绕组与激磁绕组的匝数比越小越好,一般串励电机取在1.5~2.0.
2.5.3增加每槽并列组件数n d,即增加换向片数.
在电机整体性能已定的条件下,即电枢绕组与激磁绕组已定,这时要改善火花,可采用增
加换向片数的方法改善火花.因e r 、e a 与换向组件的匝数平方成正比,e kt 与换向组件匝数成正比,故减小换向组件匝数会大大降低(e a + e r )及e kt 值.在电枢绕组总匝数已定情况下,增加每槽并列组件数n d ,即减少了换向各组件匝数,它需通过增加换向片数的方法达到.因增加换向片数后,换向周期T K 相对减少,故实际效果并未达到平方关系,但可改善许多,特别对于高电压电机,因每组件的匝数相对于低电压来说多得多,故采用增加换向片数效果显著. 2.5.4 采用短距绕组.
如图十中(1)所示,当采用整距绕组时,虽然整距绕组可产生最大的电磁力矩,但换向的上下
组件边在同一电枢
槽.从电抗电势e r 的描述中可知,这时上下组件通过互
感作用在各组件边
中感应的互感电势
e m 增大,使火花增
大.当采用图中(2)的短距绕组时,虽
然电磁力矩稍有减小,但换向的上下
组件边不在同一槽,从而减小了 e m 降低了火花.实际在绕线机上,采用的全是短距绕组,这样便于双飞叉绕线. 2.5.5 增大气隙
如图十一所示,因交轴电枢反应在顺主磁场方向使直轴磁场增强,在逆主磁场方向使直
轴磁场减弱,如图十一中曲线2;结果使主磁场波形发生畸变,如图中曲线3;主磁场的畸变
会影响换向组件中感应
电势的大
小,影响换向.因
气隙磁阻大,故增大气隙
会削
俱禯
78瓜
祏禯
弱这种畸变,但气隙过大,使主磁路磁阻增大,效率下降,温升变差.单边气隙一般取0.2~0.5之间.
2.5.6 合适的电刷宽度、材料、压力以及换向器的材料和加工质量.
对于串励电机,只要保证电流密度不大,一般碳刷不宜过宽.碳刷过宽,则被短接的组件
数过多,换向组件的互感电势大,不利换向;同时电磁力矩会减小,使得温升变差.但电刷过窄,会减小换向周期,增加换向电势,也不利换向;同时电刷过窄电密过大和机械强度变低,都会影响到电刷的寿命.一般电刷宽度取(1.2~2.5)片换向片宽.
单相串励电动机一般选用碳化石墨或人造树脂粘洁剂碳刷.为改善换向最好选用硬质电化
石墨电刷,因其有较大电阻率,电刷与换向器的接触电阻较大,能较好地抑制换向过程中的短路电流,有利换向减小火花.一般碳刷的电阻率要求为: 30,000~100,000μΩ.cm,能存受的电密为10A/cm 2.
电刷压力大小对换向性能和电刷损蚀有很大影响.压力大可减少火花,但磨损速度大幅度增加,压力小使换向器在换向时出现烧蚀.一般取300~500g/c ㎡.
换向器的材料一般为紫铜制作,为改善换向及寿命,串励马达一般选用含银的银铜合金.加工光洁度一般在0.4~1.2间,跳动量一般控制在5μ左右. 三、 单相串励电动机设计 3.1 基本公式: 3.1.1 反电动势E:
对于直流串励电动机: )(10106088v n c n a
PN
E e --?Φ=?Φ=
其中: P –––极对数; N –––电枢总的导体数
a –––电枢绕组并联支路对数 Φ–––每极气隙磁通量 n –––电机转速
对于单相串励电动机: )(102608v n k a
PN
E p -?Φ=
k p –––电枢绕组短距系数. 3.1.2 电压平衡方程式:
对于直流串励电动机: b f a a U R R I E U ?+++=)( R a ---––––电枢绕组电阻
R f ––––激磁绕组电阻
?U b ---––––电刷与换向器间压降
对单相串励电动机: 22
r x
U U U += Ux----–––端电压有动分量
Ur ––––端电压无功分量 3.1.3 电磁力矩公式:
对于直流串励电动机: a m I PN
T Φ?=
a 2π; 对于交流串励电动机: θπcos 2
2N p m I K a PN
T Φ?=
.(此为平均力矩,非瞬时力矩)
其中:θ --––– 电枢电流超前主磁通的相角.
3.1.4 每极气隙磁通量为:
δδδταB L ...=Φ
δα-- ––– 极弧系数 τ ––– 极弧长度 δL -- ––– 电压铁芯计算长
δB -- ––– 气隙磁密
3.1.5 转速:
略去电刷和换向器之间的压降△U b ,则直流串励电动机的转速:
Φ
+-=e f a a C R R I U n )
(
对单相串励电动机,在略去ΔU b 和假设θ=0的条件下有:)(f a a r R R I E UCOS U ++==?
n C E e Φ=2
1
则Φ
+-=
e f a a C R R I uCOS n )]
([2?.
3.2 电机主要参数之间的关系
3.2.1 电负荷(线负荷)、电密及发热因子之间的关系.
电负荷A 定义: 沿电枢圆周单位长度上的安培导体数称为电负荷.
公式: D
2πa NI
A =
N -- ––– 电枢总导体数 D --––– 电枢外径
a ––– 电枢绕组的并联支路对数
电密J:- 导体单位横载面积上通过电流的大小.
2
4d
I
J =π d --––– 导体直径
发热因子: 电枢绕组的线负和导体电密J 的乘积A ·J 叫发热因子.它决定了电机温升的高低.
2
22
2242Dd a NI d I D a NI J A πππ=?=? 从上可见,在电流一定的条件下,对于整个电机有:
a. 导线的横载越大,则温升越低;
b. 电枢直径越大,则温升越低;
c. 电枢匝数越小,则温升越低.
但在实际情况中,为了增大力矩,往往电枢匝数较大,使得电枢温升高于定子线圈部位的温升.电机绝缘等级越高,允许发热因子的数值越大,一般对串激电机,A ·J 为700~1400安/厘米?安/毫米2). 3.2.2 电机的体积、转速与功率之间的关系.
电工基础知识大全
电工基础知识大全 电工基础知识大全电工识图口诀巧记忆 一，通用部分 1，什麽叫电路？ 电流所经过的路径叫电路。电路的组成一般由电源，负载和连接部分（导线，开关，熔断器）等组成。 2，什麽叫电源？ 电源是一种将非电能转换成电能的装置。 3，什麽叫负载？ 负载是取用电能的装置，也就是用电设备。 连接部分是用来连接电源与负载，构成电流通路的中间环节，是用来输送，分配和控制电能的。 4，电流的基本概念是什麽？ 电荷有规则的定向流动，就形成电流，习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。电流方向不变的电路称为直流电路。 单位时间内通过导体任一横截面的电量叫电流（强度），用符号I 表示。 电流（强度）的单位是安培（A），大电流单位常用千安（KA）表示，小电流单位常用毫安（mA）,微安(μA)表示。 1KA=1000A 1A=1000 mA 1 mA=1000μA
5，电压的基本性质？ 1）两点间的电压具有惟一确定的数值。 2）两点间的电压只与这两点的位置有关，与电荷移动的路径无关。 3）电压有正，负之分，它与标志的参考电压方向有关。 4）沿电路中任一闭合回路行走一圈，各段电压的和恒为零。 电压的单位是伏特（V），根据不同的需要，也用千伏（KV），毫伏（mV）和微伏（μV）为单位。 1KV=1000V 1V=1000 mV 1mV=1000μV 6，电阻的概念是什麽？ 导体对电流起阻碍作用的能力称为电阻，用符号R表示，当电压为1伏，电流为1安时，导体的电阻即为1欧姆（Ω），常用的单位千欧（KΩ），兆欧（MΩ）。 1MΩ=1000KΩ 1KΩ=1000Ω 7，什麽是部分电路的欧姆定律？ 流过电路的电流与电路两端的电压成正比，而与该电路的电阻成反比，这个关系叫做欧姆定律。用公式表示为：I=U/R 式中：I——电流（A）；U——电压（V）；R——电阻（Ω）。 部分电路的欧姆定律反映了部分电路中电压，电流和电阻的相互关系，它是分析和计算部分电路的主要依据。 8，什麽是全电路的欧姆定律？
吸油烟机电动机基本原理教学文案
吸油烟机电动机基本 原理
精品资料 吸油烟机电动机基本原理一、吸油烟机核心技术是什么？ 人最重要的部位是心脏、大脑，汽车的心脏是发动机。所以吸油烟机的核心是电机，电机质量决定吸油烟机质量。开关则是吸油烟机的大脑（中枢神经）。 二、吸油烟机结构： 定子—纯铜线电机、铜包铝线电机、铝线电机 转子-铸铝转子 轴承-双滚珠、单滚珠、含油（粉沫） 机壳-铝机壳、铁机壳 定子铁芯-硅钢片、叠厚（18、20、24、26、28、30、32） 保护装置-可复式温控器、一次性温控器。 三、影响吸油烟机电机质量的主要因素 1、电机温升-国家标准90K，内控温升75K以内。与风轮、风柜、风道有关。 2、漆包线质量：必须经过匝间绝缘试验。不经过匝间绝缘试验的电机，容易出现短路、无力现象。 3、轴承质量-目前日本NSK、NTN质量最好。国内轴承已经成熟，目前使用的是国内轴承。含油（粉沫）轴承寿命短。 4、平衡问题会影响噪音——转子平衡、定子平衡、轴承室平衡、轴承质量等。 5、吸油烟机功率是否越大越好？ 烟机的输入功率和排风量并没有任何直接的关联。真正最直接影响排风量是电机本身的输出功率，输出功率越大，相对来说电机的力度越大，转速越快。而烟机标注的输入功率并不等同于就是电机的实际输出功率。这是因为国际规定：吸油烟机电机功率不能大于标称值的120%，而没有规定不能小于多少，例如一个100W的电机标上280W也是合格的。这就是一些厂家钻了空子，故意标大功率，以至于消费者误以为其烟机功率大、性能好，误导消费者。所以，不能仅仅依照产品的表示你功率来判断产品性能。同时要参考产品标识的风量、风压参数。因此目前市场上的烟机功率标注也比较混乱。 所以说，决定吸油烟机的吸力使由电机本身的功率决定的，而不是由标注功率决定的。 四、吸油烟机电动机 1、15年专业生产经验。 2、核心技术由邦太掌握。 3、纯铜线、双滚珠轴承电机。 五、对外宣传： 吸油烟机好品质用“芯”制造-纯铜线绕组电机、日本NSK轴承、自动保护装置。专业制造、质量更有保障、寿命更长。 六、吸油烟机电机故障及处理方法 常见故障现象排除方法 电源接通后，按下运转档位，电机不转 1.插座坏，无电源。检查插座。 2.开关坏，或线路接触不良，检查开关及电气连接部位。 3.电机烧坏，更换电机 4.保险丝断 5.检查电容是否损坏 6温控器损坏。 电源接通后，按下运转档位，运转不正常，或电机不转，但有异常嗡嗡声 1、风轮安装不好，与相邻零件有摩擦，校正风轮。 2、电机轴上传动销轴脱落，重新装好销轴，校正风轮。 3、电容连接不良或电容已损坏，检查电容器或更换电容。 4、风轮受损变形。 5、轴承损坏更换轴承、更换风轮。 噪声过大 1、风轮固定螺丝松动，要安装。 2、风轮平衡度差。 3、电机轴承松动磨损，更换轴承。 4、修后风轮未装到位。 5、机体锣钉松动。 6、机体固定不牢固。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
破壁机的原理结构
破壁料理机[1-3]、研磨机等产品功能，完全达到、冰激凌机、料理机榨汁 机、破壁料理机豆浆机集合了，释放植物生化素的机器。细胞壁一机多用功能，可以瞬间击破食物 编辑简介[1-3]是在传统榨汁机、原汁机、料理机的基础上发展起来的，属最新破壁料理机45000（现磨豆浆、五谷粉等于一体。由于超高转速第四代果汁机，集打果汁、冰沙、分以上）能瞬间击破疏果的细胞壁，有效地萃取植物生化素，从而获得破壁/转而最新一代的果汁机在则养生首选家电产品。料理机的美名，是现代居家保健、还，、沙冰是集加热和搅拌于一体的更多功能的破壁料理机，不仅可以做蔬果汁、药材汤、粥品等。采用低转速破壁，增强扭力的技术。鱼汤豆浆、可以加热做打出的蔬和分解的缺点，而且效果更佳，不仅避免了蔬果高速击打营养容易氧化[果汁如丝般细腻。发展历史编辑21930第一代果汁机：榨汁机是一种可以将蔬果快速榨成果蔬汁的机器。它早在）发明Dr. Norman Walker 年由诺蔓·沃克博士（通过离心力从汁渣混合物中分离出果,工作原理：是采用电机带动旋刀高速旋转汁，是单螺旋设计。疏果浪费多，，出汁率低大约只有50%主要特点：转速每分钟约5000-20000转，果汁易变色，口感差，零部件多，清洗麻烦。其主要工作目的都是将第二代果汁机：原汁机是在榨汁机的基础上发展起来的，水果变成果汁，以提高口感和方便饮用。工作原理：低转速螺旋榨压方式，汁渣分离的形式结构，是双螺旋设计以上，分离式结75%主要特点：每分钟60转，低速榨汁，原汁机的出汁率可达构，渣汁分离，连续提取，出汁质量高，零部件多，清洗麻烦。冰沙料理机是在全食物全营养理念发展而来的集打果汁、豆浆、第三代果汁机：等于一体的机型从采用容杯和主机分式设计，通过高速旋转刀片将容杯的疏果打碎，工作原理：而释放蕴涵在疏果中的水分。专业文档供参考，如有帮助请下载。． 叶锋利刀片，打出疏果汁口感不够转、4主要特点：转速每分钟约20000-40000 50-65%，清洗简单。细腻，破壁率约在继承了料理机的设第四代果汁机：破壁料理机是在料理机的基础上发展而来的，计结构以及主要功能，由于转速更高，打出的豆浆、疏果汁更细腻、口感。高速旋转刀采用镭射六叶翘尾刀片设计，采用容杯和主机分式架构、工作原理：度循环瞬间击打，萃取疏果植物生化素。片产生了强大的食物涡流，可以360叶带锯齿刀片，打出疏果汁很细腻口6主要特点：转速每分钟在45000转以上，，清洗简单。感很好，破壁率约在80-95%增加热型的破壁料理机是在料理机和豆浆机基础上发展而来的，第五代果汁机：可做出比以往更多的在搅拌的基础上搭配不同的智能加热程序，加了加热功能，营养料理。使得采用增强扭力的技术即大大增强每次转动的力度，工作原理：低转速破壁，打出来的效果比高速打出来的更佳。底盘较重，刀片较大，三维设计的钝刀，700w-1200w主要特点：功率，可加热， 90%-96%。扭力高，转速低，破壁率在产品结构编辑3线路板、主机中包含有交流串激电机、控制面板、破壁料理机由主机和容杯组成。高温安全保护装置、外壳及通风装置等；容杯含有
风电机的基本原理以及基本组成结构Word版
风电机的基本原理和部件组成如下： 大部分小功率风电机具有恒定转速（定速定桨），叶片尖端的转速为64米/秒，在叶轮轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。但是，随着大功率风电机的研发并投入使用，风电机的转速不再恒定（变速变桨），叶片尖端的转速也随着叶轮转速的变化和叶片长度的不同而变化。所以站长推荐对不同类型的风电机单独查看其技术数据。（请参考产品信息） 风电机结构 一般风电机结构图（双馈机型） （1.轮毂 2.齿轮箱 3.机舱罩 4.联轴器 5.电控系统 6.发电机 7.冷却器 8.泵站 9.偏航驱动 10.偏航制动 11.偏航轴承 12.底座 13.弹性底座 14.叶片） 机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱前端是风电机叶轮，即叶片、轮毂和轴。 叶片：捉获风，并将风力传送到轮毂。在600千瓦级别的风电机上，每个叶片的长度大约为20米；而在5兆瓦级别的风电机上，叶片长度可以达到60米。叶片的设计很类似飞机的机翼，制造材料却大不相同，多采用纤维而不是轻型合金。大部分叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择，但这种叶片对大型风电机是不经济的。除此之外，已经有厂家用竹子做叶片，实际运行情况还有待试验。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在叶片市场出现，尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题，目前只用在小型风电机上。。实际上，叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓，通常是专门为风电机设计的。为叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面，诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计，即使在表面有污垢时，叶片也可以运转良好。
风力发电原理
▲1-3 风能具有哪些特点？ （1）风能蕴藏量大、分布广。（2）风能是可再生能源。（3）风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。(4)风能的能量密度低。（5）不同地区风能差异大。（6）风能具有不稳定性。 ▲1- 风力发电技术的发展状况 当前风电技术和设备的发展主要呈现大型化、变速运行、变桨距、无齿轮箱等特点。 (1)水平轴风电机组技术成为主流。（2）风电机组单机容量持续增大。（3）变桨距技术得到普遍应用。（4）变速恒频技术得到快速推广。（5）直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。（6）大型风电机组关键部件的性能日益提高。（7）智能化控制技术广泛应用。（8）叶片技术不断进步。（9）适应恶劣气候环境的风电机组得到重视。（10）低电压穿越技术得到应用。 （11）海上风电技术成为重要发展方向。（12）标准与规范逐步完善。 ▲2-8 为什么国际上通行的计算平均的时间间隔都取在10min至2h范围？ 由范德豪芬的平均风速功率谱曲线可知，在10min至2h范围的平均风速功率谱低而平坦，平均风速基本上是稳定值，可以忽略湍流的影响。 ▲2-9 什么是风速廓线？ 在大气边界层中，由于空气运动受地面植被、建筑物等得影响，风速随距地面的高度增加而发生明显的变化，这种变化规律成为风剪切或风速廓线。▲2-11 什么是风向玫瑰图？ 风向玫瑰图常用来表示某一风向一年或一个月出现的频率。 ▲2-15 风在静止叶片上的空气动力是如何形成的？ 由于叶片上方和下方的气流速度不同（上方速度大于下方速度），因此叶片上、下方所受的压力也不同（下方压力大于上方压力），总得合力F即为叶片在流动空气所受到的空气动力。 ▲2- 风的测量设备？ 风向：风向标、光电管、码盘。风速：皮托管、热线风速仪、风杯、螺旋叶片。 ▲2- 风能资源评估及风电场选址 评估参数：平均风速、主要风向分布、风功率密度、年风能可利用小时。宏观选址：（1）风能质量好（2）风向基本稳定（3）风速变化小（4）尽量避开灾难性天气频发地区（5）发电机组高度范围内风速的垂直变化小。（6）地形条件好。（7）地址情况能满足塔架基础、房屋建筑施工的要求，远离强地震带等。（8）对环境的不利影响小。（9）尽可能接近电网并考虑并网可能产生的影响。（10）交通方便。微观选址：（1）考虑地形的影响（2）考虑机组的排列方式。 ▲4-7 什么是并网风力发电机变速恒频运行方式？哪些类型的发电机？ 在不同风速下，为了实现最大风能捕获，提高风电机组的效率，发电机的转速必须随着风速的变化不断进行调整，处于变速欲行状态，其发出的频率需通过一定的恒频控制技术来满足电网要求。双馈异步交流发电机，永磁低速交流发电机 ▲4-8 双馈异步发电机的基本工作原理。 (公式)n2为转自中通入频率为f2的三项对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转自本身的旋转速度（r\min），改变f2,即可改变n2。设n1为对应于电网频率50Hz时发电机的同步转速，而n为发电机转自本身的旋转速度，只要n+n2=n1，则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率f1不变。由转差率公式s=。。。可得f2=sf1。所以只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率的电流，双馈异步发电机可实现变速恒频运行的目的。 双馈型异步发电机实行交流励磁，励磁电流的可调量为其幅值、频率和相位。调节频率，可保证发电机转速变化时发出电能频率的稳定；调节幅值，可调节发出的无功功率；改变转子励磁电流的相位，调节了发电机的功率角。在一定工况下，转子也向电网馈送能量。 ▲4-9 叙述双馈异步发电机的功率流向。 （1）亚同步状态当n 概述: 串励电动机作为电机家族的一员,它以自身的诸多特点而普遍应用于家用电器及电动工具中.随着家用电器的普遍应用,它的前景越来越广大. 1.1串励电动机的定义: 定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联,既可通直流又可通交流电,具有换向器换向的电动机. 1.2串励电动机的基本结构: 串励电动机主要是由定子,转子,前、后端盖(罩)及散热风叶组成.定子由定子铁芯和套在极靴上的绕组组成,其作用是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩;转子由转子铁芯,轴,电枢绕组及换向器组成,其作用是保证并产生连续的电磁力矩,通过转轴带动负载做功,将电能转化为机械能; 前后罩起支撑电枢,将定、转子连结固定成一体的作用. 其中转轴,前、后罩要有足够的强度,以防电枢与罩发生共振现象,引起振动和危险.一般前、后罩内有滚动或滑动轴承. 1.3串励电动机的特点: 1.3.1它对于外接电源有广泛的适应性: 不论是交流电还是直流电;不论是60Hz还是50 Hz;不论12V、24VDC还是110V、220V、240V ;总之它可设计成适应任一外接电源的电机. 1.3.2它的转速高,调速范围广: 它的转速范围为3000~40000RPM,在同一电机上采用多个抽头可得到较宽的调速范围.家用电器正需要这种高转速、宽调速范围的电机. 因感应电机达不到高转速(不大于3000 RPM).例如吸尘器,它需要高转速在容器内外形成负压,以产生吸力. 1.3.3启动力矩大,体积小: 当负载力矩增大时, 串励电动机能调整自身的转速和电流,以增大自身的力矩. 1.4串励电动机的设计特点: 串励电动机一般依据客户对电气性能要求及外部结构的需要而设计.一个设计优良的串励电动机,不仅达到客户对电气性能及外部尺寸的要求,还要在绝缘、结构、安全、成本等方面上 优化,既使电机能通过相关的实验考核,符合Array相间的标准,又节省材料和工时. 二、串励电动机基本工作原理 2.1基本原理: 如左图一,它是串励电动机的基本工作 原理图.电流流经上部定子线圈,产生一定方 向的磁场;然后经碳刷进入换向器(铜头),再 在转子绕组中分成上、下并联支路流过,导流 的转子线圈在外部磁场作用下产生力,从而 直流电路 一、电路及基本物理量 电路就是电流的通过途径。最基本的电路由电源、负载、连接导线和开关等组成。电路分为外电路和内电路。从电源一端经负载回到另一端的电路称为外电路。电源内部的通路称为内电路。 1、电流 导体中的自由电子在电场力的作用下，做有规则的定向运动，就形成了电流。习惯上规定正电荷的移动的方向为电流的方向。每秒中内通过导体截面的电量多少，称为电流强度。用I 表示，即： t Q I = 式中：I —电流强度，简称电流，单位为安培，A ； Q —电量，单位为库仑，C ； t —时间，单位为秒，s 。 2、电流密度 通过导线单位截面积的电流。 3、电压、电位 电位在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中电场力所做的功。其单位为伏特，简称伏（V ）。 电压就是电场中两点之间的电位差。其表达式为： Q A U = 式中：A —电场力所做的功，单位为焦耳，J ； Q —电荷量，单位为库仑，C ； U —两点之间的电位差，即电压，单位为伏特，V 。 4、电动势 在电场中将单位正电荷由低电位移向高电位时外力所做的功称为电动势，其表达式为： Q A E = 式中：A —外力所做的功，J ； Q —电荷量，C ； E —电动势，V 。 电动势的方向规定为由负极指向正极，由低电位指向高电位，且仅存于电源内部。 5、电阻 电流在导体中流动时所受到的阻力，称为电阻。用R 或r 示。单位为欧姆或兆欧。导体电阻的大小与导体的长度L 成正比，与导体的截面积成反比，并与其材料的电阻率成正比，即 S L R ?=ρ 式中：ρ—导体的电阻率，Ω·m ； L —导体长度，m ； S —导体截面积，m 2； R —导体的电阻，Ω。 6、感抗 容抗 阻抗 当交流电通过电感线圈时，线圈会产生感应电动势阻止电流变化，有阻碍电流流过的作用，称感抗。它等于电感L 与频率f 乘积的2π倍。即：X L =WL=2πfL 。感抗在数值上就是电感线圈上电压和电流的有效数值之比。即：X L =U L / I L 。感抗的单位是欧姆。 当交流电通过电容时，与感抗类似，也有阻止交流电通过的作用，称容抗。它等于电容C 乘以频率的2π倍的倒数。即：Xc=1 / 2πfc=1/WC 。容抗在数值上就是电容上电压和电流的有效值之比。即：Xc=Uc/Ic 。容抗的单位是欧姆。 当交流电通过具有电阻(R)、电感（L ）、电容（C ）的电路时，所受到的阻碍称为阻抗（Z ）。它的数值等于：Z 2=R 2+(X L －Xc)2。阻抗在数值上就等于具有R 、L 、C 元件的交流电路中，总电压U 与通过该电路总电流I 的有效值之比。即：Z=U/I 二、欧姆定律 1、部分电路欧姆定律 不含电源的电路称为无源电路。在电阻R 两端加上电压U 时，电阻中就有电流I 流过，三者之间关系为： R U I = 欧姆定律公式成立的条件是电压和电流的标定方向一致，否则公式中就应出现负号。 2、全电路欧姆定律 含有电源的闭合电路称为全电路，如图2-1所示。 图中虚线框内代表一个电源。电源除了具有电动势E 外，一般都是有电阻的，这个电阻称为内电阻，用r 0表示。当开关S 闭合时，负载R 中有电流流过。电动势E 、 小家电基本知识介绍 第一讲一般常识 1.1.家电分类： 黑白家电：黑色家电：电视、音响等，也称电子类 白色家电：冰箱、空调、洗衣机等 大小家电：大家电：冰箱、空调、洗衣机、电视等 小家电：美发产品、厨房电器及大量其它相对简单的电器等 1.2.常用述语： 额定电压、频率、功率、电流等：制造厂规定的电压…… 工作电压、功率、电流等：正常工作状态下可能出现的电压、功率…… I类电器：电源线带地线、三芯插头 II类电器：外壳带双重绝缘或加强绝缘，两芯电源线，两芯插头，必须标出“回”标志 III类电器：安全特低电压(<42V)供电 水滴标志：1滴—防滴，1滴加三角框—防溅，2滴—水密 工具：用来操作螺钉的旋具、硬币或任何其它物品。防护罩盖必须用工具才能打开，否则不安全。 专用工具：非专业人士得不到的工具，如H型螺丝刀，只有用专用工具才能打开更换电源丝的器具允许使用非专用电源线。 1.3.执行标准： GB4706.1 —各种家电通用的公共部分，GB4706.15-1996家用和类似用途电器的安全皮肤及毛发护理器具的特殊要求电磁兼容标准（部分产品如风扇类强制执行） 性能标准（荐推标准、企业标准），GB/T13380—电风扇，GB4706.15-1996家用和类似用途电器的安全皮肤及毛发护理器具的特殊要求 质量体系标准：ISO9000/1，2，3，4—94，ISO9000—2000， 国际公认的质量保证体系，被称为“出口通行证” 环境管理体系标准：ISO14000，国外大的买家开始关注供应商的环境管理体系。 日本：电气用品安全法、PL（产品责任）法、公平竞争法、容器包装再生法。 1.4.电气常识 电压：市电有100V（日）、110V（台）、120V（北美）、220V（中、欧）、230V（欧）、220~240V（欧） 频率：每秒钟变化次数，市电有60Hz（美、韩等）、50Hz（其它国家）（参考附件：《各国电压及认证标志》） 功率W=电压V*电流A1Kw=1000V A 电流A=电压V/组抗组抗可以是电阻、电容、电感 电流A=功率W/电压V 交流：三相：工业动力用电，我国相电压220V，线电压380V 单相：家庭用电，我国220V 火线（L）：与零线电位差等于电压，俗称：带电 零线（N）：与火线电位差等于电压，一般不带电，但不一定 地线（E）：接地线，与人体电位差为零，不带电。 1.5.世界各地市场家电准入要求： 安全认证：世界安规分两大体系： IEC（国际电工委员会标准）—EN（欧州标准）—GS等，侧重防漏电，GB等同于IEC。欧盟要求必有CE标志，CE=GS+MEC UL/CSA—侧重防火 安全认证基本内容： 产品样品（送样）做型式试验，出型式试验报告， 工厂条件审查，CCC认证每年一次，同时抽检产品；UL、CE每季底跟踪检查一次，现场目击检查。 破壁料理机 破壁料理机[1-3]集合了榨汁机、豆浆机、冰激凌机、料理机、研磨机等产品功能，完全达到一机多用功能，可以瞬间击破食物细胞壁，释放植物生化素的机器。 简介编辑 破壁料理机[1-3]是在传统榨汁机、原汁机、料理机的基础上发展起来的，属最新第四代果汁机，集打果汁、冰沙、现磨豆浆、五谷粉等于一体。由于超高转速（45000转/分以上）能瞬间击破疏果的细胞壁，有效地萃取植物生化素，从而获得破壁料理机的美名，是现代居家保健、养生首选家电产品。而最新一代的果汁机在则是集加热和搅拌于一体的更多功能的破壁料理机，不仅可以做蔬果汁、沙冰，还可以加热做豆浆、鱼汤、药材汤、粥品等。采用低转速破壁，增强扭力的技术。不仅避免了蔬果高速击打营养容易氧化和分解的缺点，而且效果更佳，打出的蔬果汁如丝般细腻。[ 2发展历史编辑 第一代果汁机：榨汁机是一种可以将蔬果快速榨成果蔬汁的机器。它早在1930年由诺蔓·沃克博士（Dr. Norman Walker ）发明 工作原理：是采用电机带动旋刀高速旋转,通过离心力从汁渣混合物中分离出果汁，是单螺旋设计。 主要特点：转速每分钟约5000-20000转，出汁率低大约只有50%，疏果浪费多，果汁易变色，口感差，零部件多，清洗麻烦。 第二代果汁机：原汁机是在榨汁机的基础上发展起来的，其主要工作目的都是将水果变成果汁，以提高口感和方便饮用 工作原理：低转速螺旋榨压方式，汁渣分离的形式结构，是双螺旋设计。 主要特点：每分钟60转，低速榨汁，原汁机的出汁率可达75%以上，分离式结构，渣汁分离，连续提取，出汁质量高，零部件多，清洗麻烦。 第三代果汁机：料理机是在全食物全营养理念发展而来的集打果汁、豆浆、冰沙等于一体的机型 工作原理：采用容杯和主机分式设计，通过高速旋转刀片将容杯的疏果打碎，从而释放蕴涵在疏果中的水分。 第一章电工基本基础 第一节直流电路和分析方法 本节主要讨论电路的基本物理量、电路的基本定律，以及应用它们来分析与计算各种直流电路的方法，包括分析电路的工作状态和计算电路中的电位等。这些问题虽然在本节直流电路中提出，但也同样适用于后文介绍的线性交流电路与电子电路中，是分析计算电路的重要基础。 一、电路及基本物理量 1．电路和电路图 电路是由电工设备和元器件按一定方式连接起来的总体，它提供了电流通过的路径。如居室的照明灯电路、收音机电子电路、机床控制电气电路等。随着电流的流动，在电路中进行能量的传输和转换，通常把电能转换成光、热、声、机械等形式的能量。 电路可以是简单的，也可能是复杂的。实际的电路由元件、电气设备和连接导线连接构成。为了便于对电路进行分析和计算，通常把实际的元件加以理想化，用国家统一规定的电路图形符号表示；用这些简单明了的图形符号来表示电路连接情况的图形称为电路图。 例如，图1—1(a)所示的符号代表干电池(电源)，长线端代表正极，短线端代表负极。图1—1(b)所示的符号代表小灯泡(负载)。图1—l(c)所示的符号代表开关。用直线表示连接导线将它们连接起来，就构成了一个电路，如图1—2所示。 一般电路都是由电源、负载、开关和连接导线四个基本部分组成的。电源是把非电能能量转换成电能，向负载提供电能的设备，如干电池、蓄电池和发电机等。负载即用电器，是将电能转变成其他形式能量的元器件。如电灯可将电能转变为光能，电炉可将电能转变为热能，扬声器可将电能转变为声能，而电动机可将电能转变为机械能等。开关是控制电路接通或断开的器件。连接导线的作用是输送与分配电路中的电能。 2．电路的基本物理量 (1)电流电荷有规则的运动就形成电流。通常在金属导体内部的电流是自由电子在 电场力作用下运动而形成的。而在电解液中(如蓄电池中)，电流是由正、负离子在电场力作用下，沿着相反方向的运动而形成的。 电流的大小用电流强度即电荷的流动率来表示。设在极短的时间内通过导体横截面的电荷量为dq如，则 电流强度 dq i dt (1—l) 其中i是电流强度的符号，电流强度习惯上常被称为电流。 如果任意一时刻通过导体横截面的电荷量都是相等的，而且方向也不随时间变化， 1.风形成的主要因素是什么？ 答：地球表面受热不均使得赤道区的空气变热上升，且在两极区冷空气下沉，引起大气层中空气压力不均衡；地球的旋转导致运动的大气层根据其位置向东方和西方偏移。 2.风力发电的意义是什么？ 答：提供国民经济发展所需的能源，减少温室气体排放，减少二氧化硫气体排放，提高能源利用效率、减少社会负担，增加就业机会。3.风电场微观选址的基本原则有哪些？ 答：（1）风资源丰富，风能质量好；（2）符合国家产业政策和地区发展规划；（3）满足接入系统要求；（4）具备交通运输和施工安装条件；（5）保证工程安全；（6）满足环境保护的要求；（7）满足投资回报要求。 4.解释风速、风能密度？ 答：风速是单位时间内空气在水平方向上所移动的距离；风能密度是通过单位截面积的风所含的能量。 5.什么是风轮仰角，有什么作用？ 答：风轮旋转轴线和水平面的夹角是风轮仰角；作用是避免叶尖和塔架碰撞。 6.风电机组的控制系统应能监测的主要数据有哪些？ 答：发电机温度、有功与无功功率、电流、电压、频率、转速、功率因数；风轮转速、变桨距角度；齿轮箱油位与油温；液压装置油位与油温；制动刹车片温度；风速、风向、气温、气压；机舱温度、塔内 控制柜温度；机组振动超温和控制刹车片磨损报警。 7.风电机组的功率调节目前有哪几种方法？ 答：风电机组的功率调节目前主要有两个方法，且大都采用空气动力方法进行调节。一种是定桨距调节方法，另一种是定桨距调节方法。 8.风力发电的经济效益主要取决于哪些因素？ 答：风力发电的经济效益主要取决于风能资源、电网连接、交通运输、地质条件、地形地貌和社会经济多方面复杂的因素。 9.测风有哪些注意事项？ 答：最佳的风速测量方法是在具有风资源开发潜力的地区安装测风塔，测风高度与预装风电机组的轮毂高度尽量接近，并且测风设备安装在测风塔的顶端，这样，一方面可以减小利用风切变系数计算不同高度处的风速所带来的不确定性，另一方面也可以减小测风塔本身对测风设备造成的影响（塔影效益），如果测风设备安装在测风塔的中部，应尽量使侧风设备的支架方向与主风向保持垂直，并使侧风设备与测风塔保持足够的距离。 10.请阐述风的测量及自动测风系统的主要组成部分？ 答：风的测量包括风向和风速测量。风向测量是指测量风的走向，风速测量是测量单位时间内空气在水平方向所移动的距离。自动测风系统主要由六部分组成。即传感器、主机、数据存储装置、电源、安全与保护装置。传感器分风速传感器、风向传感器、温度传感器、气压传感器，输出信息为频率（数字）或模拟信号。主机利用微处理器对传感器发送的信号进行采集、计算和存储，由数据记录装置、数据读 第一章 单相串激电动机的运转原理 本章通过对单相串激电动机的运转原理、交直流两用的基本概念、高速运转及软特性和调速电路等方面的叙述，比较全面的阐明单相串激电动机的运转原理。 1-1运转原理及交直流两用的基本概念 单相串激电动机的结构虽与直流电动机相同，但可交直流两用。在交流电源供电时，产生旋转力矩的原理，仍可用直流电动机的运转原理来解释，因此本节先介绍直流电动机的运转原理，然后再文章说明能够交直流两用的基本概念。 当导体中通有电流时，在异体周围产生磁场，其磁力线的方向取决于电流方向（右手定则）。 如将通电的导体放入一磁场中，这一磁场与通电导体所产生的磁场相互作用，将使此导体受到一个作用力F，并因此而产生运动，导体会从磁力线密的地方向磁力线稀的地方移动。而磁力线的稀密，则由二个磁场的磁力线方向来决定，磁场磁力线的方向是从N极走向S 极，而通电导体产生的磁力线走向用左手定则，二个磁场的磁力线方向一致则密，方向相反则稀。 当将由二个互相相对的导体组成的线圈放入磁场时，线圈的二个边也受到了作用力，此二力方向相反，形成了力矩，如图1所示。 图1 当线圈在磁场中转动时，相应的二个线圈边，从一个磁极下转到另一个磁极下时，此时由于磁场极性有了改变，将使导体受到的作用力的方向改变，也就是转矩的方向改变，从而使线圈向反方向转动，于是线圈只能绕中心轴来回摆动，而不能连续旋转。当线圈的中的二个线圈边转到另一磁极下时，如能使线圈中的电流，也改变电流方向，则极性改变，电流也改变方向，结果使转矩方向保持不变，线圈就能连续旋转。 换向器与电刷的作用，就是使线圈从一个极转到另一个磁极下时，相应的改变线圈中电流的方向。这也可理解为：在各个磁极下的线圈中的电流，始终保持着各自一定的电流方向。因此，从另一个磁极下转过来的线圈，就要改变线圈中电流的原来的方向。 但实际上换向过程是非常复杂的，尤其是高转速电机，要在极短的时间中，使线圈的电流改变方向，这必然带来一系列的电磁问题。同时换向器和电刷又是一对磨擦付，所以还有机械上的问题，这都对电机的设计和制造带来了很多特殊要求。 以上就是直流电动机的基本运转原理，下面逐步说明单相串激电动机能交直流两用的基本概念。 直流电机的定子磁场除某些小功率电机由永久磁铁（硬磁材料）产生外，大多由缠绕在定子铁芯（软磁材料）上的激磁线圈通入激磁电流后产生的。而单相串激电动机则必须采用激磁方式。激磁的磁极极性决定于电流方向和线圈的缠绕方向，此二者中任一方向改变，就 1.变桨系统与风机主控通讯的部件是？（6.0分） A.变桨控制器 B.变桨驱动器 C.变桨电机 D.备用电源 我的答案：A√答对 2.变桨系统的驱动执行机构是？（6.0分） A.变桨控制器 B.变桨驱动器 C.变桨电机 D.备用电源 我的答案：C√答对 3.变桨系统调节桨叶的主要作用是什么？（6.0分） A.调节风机机头对风 B.使风机跟踪最大风能 C.解除扭揽 D.将风能变换成电能 我的答案：B√答对 4.风电变桨系统是用于调节风机的那个部位？（6.0分） A.A桨叶 C.机舱 D.塔筒 我的答案：A√答对 5.下列哪个部件不属于变桨系统？（ 6.0分） A.变桨电机 B.轴控柜 C.限位开关 D.轴承润滑泵 我的答案：D√答对 1.变桨电机有以下哪几种形式？（8.0分）） A.永磁电机 B.感应电机 C.直流电机 D.直线电机 我的答案：ABC√答对 2.用于变桨系统温湿度控制的设备有？（8.0分）） A.温控开关 B.湿控开关 C.加热器 我的答案：AB×答错 3.按动力类型分类变桨系统有以下哪几种？（8.0分）） A.电磁型 B.液压型 C.电动型 D.蒸汽型 我的答案：BC√答对 4.变桨系统的备用电源主要有哪几种形式？（8.0分）） A.超级电容 B.铅酸蓄电池 C.飞轮储能 D.锂离子电池 我的答案：ABD√答对 5.变桨系统电磁兼容防护的主要形式有哪几种？（8.0分）） A.加热器 B.雷击浪涌保护器 C.电抗器和滤波器 D.接地防护 我的答案：BC×答错 1.变桨系统的供电电压是400VAC（6.0分） 我的答案：正确√答对 2.变桨系统是安装在风机的机舱中（6.0分） 我的答案：错误√答对 3.变桨系统不会高原上使用（6.0分） 我的答案：错误√答对 4.安全链中的任何一个环节故障都会导致整个系统保护（6.0分） 我的答案：正确√答对 5.在感应电机、直流电机、永磁电机三种电机中，永磁同步电机的功率密度最高（ 6.0分） 我的答案：正确√答对 基于单片机的交流串激电机速度控制【摘要】在工业控制系统中，电动机的调速尤其是交流电机的调速控制占有很大的比重。本研究设计了一种用可控硅结合相应的软硬件来实现串激电机速度控制的装置。该装置通过pid控制算法来调节零点信号与单片机发出的触发信号之间的延时时间从而来实现电机速度的调节。 【关键词】串激电机；单片机；pid控制 0.引言 随着电气时代的进程、工业化的快速发展以及科技的进步，电动工具也跟随其脚步更新换代，而电动机作为电动工具最主要元件，其性能、效率也一直受关注。基于串激电机使用方便、启动转矩大、效率高、调速方便，成本低等优点，目前市场上的电动工具以及家用电器已经大量使用了串激电机。 1.串激电机的特性 1.1串激电机的概念及特征 串激电机是一种交直流两用电机，即它能在直流电源下工作，又能在交流电源下工作，所以又称为通用电机或交直流两用电机。串激电机之所以被广泛用于电动工具是因为它具有以下几点优点：（1）使用方便。这种电机虽然具有直流电机的结构，但是可以交直流两用，所以使用电源方便。 （2）转速、效率、功率因数都很高，而且体积小，重量轻。其他交流电机的转速都与电源频率有关，而单项串激电机不受电源频 率限制，因此，电机转速可以设计很高。 （3）启动性能较好，易于在较宽的范围内进行平滑调试。 （4）启动转矩大，过载能力强。 （5）成本低。 单项串激电机的缺点是结构复杂，换向比直流电机困难，换向火花大，且换向后的速度达不到原先的速度，无线电干扰和震动噪声都较大，机械特性较软。 1.2 串激电机的工作原理 串激电动机的基本工作原理如图1所示。电流流经上部定子线圈，产生一定方向的磁场；然后经碳刷进入换向器（铜头），再在转子绕组中分成上、下并联支路流过，导流的转子线圈在外部磁场作用下产生力，从而使转子转动，铜头使转子中的电流始终保持上下对称、连续；电流最后从另一个碳刷出来进入下部定子。因上部与下部定子线圈绕线方向一致，致使上、下定子产生的磁场同向。 根据图1中（a）所示的磁通和电枢电流方向，由左手定则可知，电机的方向是逆时针，在（b）中电源的极性与（a）相反，但是磁通和电枢电流方向也同时改变，同理它的旋转方向也是不变。可见，串激电机的转向不会随电源的极性改变而改变。 2.串激电机速度控制 2.1硬件组成部分 系统硬件部分主要包括单片机最小系统、编码盘、光耦合器、数码管、双向可控硅、串激电机。本研究采用at89c51作为核心。 电工基础知识点 1． 电路的状态：通路；断路；短路。 2． 电流：电荷的定向移动形成电流。习惯上规定：正电荷定向移动的方向是电流的正方向， 实际的电流方向与规定的相反。 公式：q I t = （,,A C s ） 36110,110mA A uA A --== 直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。 交流电：大小和方向都随时间做周期性变化，并且在一个周期内平均值为零的电流。 3． 电阻：表示物体对自由电子定向移动的阻碍作用的物理量。 公式：l R S ρ= (2,,,m m m ΩΩ*) 导体的电阻是由本身决定的，由它本身的电阻率和尺寸大小决定，还与温度有关。对温度而言，存在正温度系数和负温度系数变化。 4． 部分电路的欧姆定律：导体中的电流与两端的电压成正比，与它的电阻成反比。 公式：U I U RI R ==或(导体的电阻是恒定的，变化的是电流和电压) 5． 电阻的福安特性曲线：如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U-I 关系曲 线。 电阻元件的福安特性曲线是过原点的直线时，叫做线性电阻。如果不是直线，则叫做非线性电阻。（图：P8） 6． 电能：W UIt = （,,,J V A s ） 实际中常以110001kW h W h *=*，简称度。 7． 电功率：在一段时间内，电路产生或消耗的电能与时间的比值，用P 表示。 公式：2 2W U I R t R P =P =或=UI=(适用于纯电阻电路) 可见，一段电路上的电功率，跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。用电器上通常标明它的电功率和电压，叫做用电器的额定功率和额定电压。 8． 焦耳定律（电流热效应的规律）：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方，导体的电 阻和通电的时间成正比。 公式：2 Q RI t = (,,,J A s Ω) 阅读P12,13页的‘阅读与应用’的三和四 9． 电动势：表征电源做工能力的物理量，用E 表示。电源的电动势等于电源没有接入电路 时两极间的电压。它是一个标量，但规定自负极通过电源内部到正极的方向为电动势的方向。 10． 闭合电路的欧姆定律：闭合电路内的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电 阻成反比。 风电机的基本原理和部件组成 大部分小功率风电机具有恒定转速，转子叶片末的转速为64米/秒，在轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。但是，随着海洋用大功率风电机的研发并投入使用，风电机的转速不再恒定，叶片末的转速也由于叶片的增长而加大。所以推荐对不同类型的风电机单独查看其技术数据。风电机结构 一般风电机结构图 （1.轮毂 2.增速箱 3.机舱罩 4.联轴器 5.电控系统 6.发电机7.冷却器8.泵站9.偏航驱动10.偏航制动11.偏航轴承12.底座13.弹性底座14.叶片） 机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱前端是风电机转子，即转子叶片和轴。 转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。在600千瓦级别的风电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米；而在5兆瓦级别的风电机上，叶片长度可以达到近60米。叶片的设计很类似飞机的机翼，制造材料却大不相同，多采用纤维而不是轻型合金。大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择，但这种叶片对大型风电机是不经济的。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在转子叶片市场出现，尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题，目前只用在小型风电机上。。实际上，转子叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓，通常是专门为风电机设计的。为转子叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面，诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计，即使在表面有污垢时，叶片也可以运转良好。轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。 低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与变速齿轮箱连接在一起。在一般的风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。 齿轮箱：齿轮箱连接低速轴和高速轴的变速装置，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。 高速轴及其机械闸：高速轴以超过1500转/分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风电机被维修时。 发电机：风电机发电机将机械能转化为电能。风电机上的发电机与普通电网上的发电设备相比，有所不同：风电机发电机需要在波动的机械能条件下运转。通常串激电机基本原理
电工基础知识
小家电基本知识介绍
破壁机的原理结构
电工基础知识概述
风电机-简答题(全部129道)
串激电机原理
《风力发电机组电动变桨系统基本原理》试题及答案
基于单片机交流串激电机速度控制
(完整版)电工学基础知识大全
风电机的基本原理