电机功率与频率的关系范文

2023-12-01

电机功率与频率的关系范文第1篇

正弦稳态电路的重要用途之一就是传递能量,因此,有关正弦稳态电路功率的概念和计算是正弦稳态电路分析的重要内容。

学生在学本知识点前,已经学习了正弦量的基本概念、正弦量的有效值、复数的基本运算、相量表示法、基尔霍夫定律的相量形式、电路元件伏安关系的相量形式、阻抗和导纳、相量分析法等知识点。

二、教学目标

1、知识目标:

(1) 理解有功功率、无功功率的概念; (2) 理解无功功率并不等于无用功率; (3) 了解无功功率的危害;

(4) 理解有功功率、无功功率和复功率的关系; (5) 会计算有功功率、无功功率。

2、能力目标:

(1) 从一则寓言故事《小猴子摘桃》激发学生对“无功而返”的思考,对无功功率的讲解埋下伏笔,使学生更深刻理解无功功率的危害和作用,让学生更深刻地理解电网中的无功功率主要构成,通过对无功功率和有功功率的学习和思考,进一步提高电力工程中实际问题的分析能力。

(2) 通过对有功功率的推导,对有功功率、无功功率的计算,以及它们和复功率的关系、复功率的计算等,增加学生的数学建模能力和运算能力。

3、情感目标:

(1) 通过无功功率和寓言故事的类比,体会“无功而返”这个成语,培养学生的知识类比以及哲学思考能力。

(2) 为了计算有功功率和无功功率,引入了复功率的概念,计算可以获得简化。计算了复功率,也就得到了有功功率和无功功率,通过学习,使学生在处理复杂运算问题时学会采用的一种化繁为简的思想。

三、 教学重点与难点

1、重点

(1) 有功功率的来源。 (2) 无功功率不等于无用功率。

2、难点

(1) 有功功率的推导。 (2) 无功功率不等于无用功率

(3) 利用复功率,可以简化有功功率和无功功率的计算。

四、 教学方法

1、 引入

通过《小猴子摘桃》寓言故事,阐述无功而返成语含义,并引入本知识点,主要阐述功率可以属于有功功率也可以属于无功功率。

2、 本节讲授

(一) 有功功率的推导,无功功率的定义,以及在工程领域中的应用; (二) 讲授利用复功率来计算有功功率、无功功率。

3、 总结

有功功率和无功功率是正弦稳态电路分析中的一个知识重点,也是知识难点。电功率可以做功,也可以不做功。

电机功率与频率的关系范文第2篇

电机的绕组、永磁材料或导电部分,主要的结构部分(如轴承)在经济使用寿命期(工业电机为15-20年,电刷允许定期更换)内允许安全运行的极限温度。一般对于上述部位分别有明确的温度(或温升)限制,不同的材料也有不同的允许极限温度。例如以聚酯薄膜聚酯纤维纸为槽绝缘和高强度聚酯漆包线组成的电气系统为B级绝缘。连续运行时允许的绕组温升极限为80K(用电阻法检测)。 2.性能原则:

性能原则包括电气性能,机械性能和其它性能等。电气性能通常指力能指标(如效率、功率因数),转速,转速变化率,转矩,短时过载能力,换向等。机械性能一般有外形和安装尺寸限制(如在轴向或径向尺寸上有所限制),转动惯量,材质,极限转速等。其它性能一般有噪声,振动,可靠性,性能/价格比,特殊环境用途等。

根据用途,电机大体可以分为2类。一类为驱动用,另一类为控制用。很显然,电动自行车用的电机,应当归为驱动用电机。在长期的实践中,工业驱动用的电机标准,巧妙地将上述2个原则融汇成一个整体。如交流电机的温升和效率实际上都非常接近标准的上限,你很难说它属于“发热原则”设计还是“性能原则”设计。温升和效率同时满足标准上限的电机通常效率值并不算高。还有一种“高效率”电机,通常比普通电机效率高4-7%(与功率、转速等有关),它的温升就非常低,属于“性能原则”设计。对于短时使用的(如阀门电机,有时几天,甚至一年才能运行一次)电机,通常没有考虑效率的必要,在保证基本性能要求的条件下,应当用“发热原则”设计。反之我们也可以说,一台电机的额定功率是不确定的,按照“发热”或“性能”来确定,同一台电机的额定功率在相当大的范围内是变值。 电动自行车由于它的能源的特殊性,电机设计应当采用“性能原则”设计,即尽可能将电机效率设计得高一些。通常高效率电机的温升不会发生问题。

相信很多人会说:“那我们就把电机效率设计的高高的,不就成了吗?”。不成!因为提高效率是以有效材料(铜线、导磁材料,永磁材料)的付出为代价,即效率越高,材料消耗越多,成本越高,电机也越重。传统的电机设计有一种经典理论,即效率提高1%,有效材料要多消耗10%。对于电动自行车电机来说,想要大幅度提高效率不仅仅是单纯的材料成本问题,整车重量和体积恐怕都是不允许的。 上面我们说过,电动自行车电机设计应当采用“性能原则”设计,那么如何确定一个标准性能呢? 电动自行车的车体状态参数(轮胎花纹,规格,充气状态),和骑行状态参数(骑行速度,路面状况)复杂,还无法用用一个标准的参数去描述骑行状态。一般来说,在以20Km/h的速度恒速平地骑行、标准负载质量(75千克)和无风的条件下,电动自行车消耗的功率为95-115W,平均功率为105W,我们可以认为这就是电动自行车“标准骑行状态”时的电机功率。考虑到在有弱风和非连续性的小的坡度下也能骑行(允许速度有所降低),而且要有一定的动态性能(加速度),电机的功率150-180W也足够了。电动自行车在城市骑行经常运行于起动-加速-恒速-减速-制动状态,恒速状态常常是十分短暂的。在加速过程中,电机的极限输出转矩或功率(更准确的说应当是转矩,因为功率还与转速有关)取决于控制器的限流。3倍额定电流(标准骑行状态105W时电流,36V时大约为3.6-4.0A,与电机效率有关)为12A(24V为18A),可以获得大约3倍的额定转矩。如果要想获得更好的动态性能和爬坡性能,就要求电机的额定功率达到200 W以上,此时电机在“标准骑行状态” 运行,可能并不是最省电的。 大量的计算和实践表明,对于电动自行车电机,其性能差异主要是电机的转速,而不是有刷或无刷电机。对中、高速电机带2-3级减速机构(俗称有齿电机)和低速不带减速机构的直接驱动电机(俗称无齿电机)进行比较,并用一个统计的曲线(20km/h,610mm电动自行车)来描述(图1)。

由曲线可以看到,低速电机(无齿电动轮毂)在A区和B区附近有较高的效率,一般可以达到82-73%。在C区(加速运行状态)效率表现较差。减速电动机则有相反的表现,即在B区(标准骑行状态)效率逐渐呈现上升的趋势,总体平均值比低速电机低一些,一般在72-78%之间(与减速器有关)。在加速区表现比低速电机好,效率的最大值发生在C区甚至D区。在D区,低速电机的表现比减速电动机差很多,不过限流区是非工作区,所以没有实际意义。单就效率指标而言,低速电动轮毂和减速电动机相比,都没有压倒优势,可以说各有优缺点,目前不可能排斥掉任何一方。 由于电动自行车运行的特殊性,用单一的“标准骑行状态”也不是完全合理的。如果用一个统计的加权系数来修正效率曲线,并取A,B,C三个实际运行区间曲线下所包络的面积来确定“等效”的效率,是比较客观的,不过这样会使数据的处理变的特别复杂,难以操作,尤其在电动自行车这个行业。所以我们还是认为引入“标准骑行状态”是必要的。 具体来说“标准骑行状态”就是

功率P2=105W(可以通过进一步认证确定更合适的数值) 车速V=20km/h V=π*D*N*60*10-6 =1.885*N*D*10-4 km/h D——计算轮径,mm(实际骑行时车胎直径会比空载时车胎直径小一些) N——转速, r/min 以610mm电动自行车为例,电动轮毂的转速是 N=106103.3/D=106103.3/610=174 r/min 转矩M=9.55*P2/N=9.55*105/174=5.76 Nm 之所以引入功率概念而不是转矩,是因为在一定的车速下,不同的轮径转矩不同,而功率基本相同。 P2=M*N/9.55=D/2*F*N/9.55=K*F*V=常数(V一定时) F——电动自行车驱动力(水平分量) M=D/2*F 如果标准中同时规定在“标准骑行状态”105W和C区的中间点,约150-180W两种状态下的效率(或效率平均值)就可以规范电动自行车的实际运行性能。105W 时功率称为“标准骑行功率”;150-180W的输出功率可以规定为“额定功率”。

目前有许多企业用效率曲线的最高点作为产品的“额定”状态是错误的。因为无论是低速电动轮毂还是减速电动机,其“工作点”都不在效率曲线的最高点。再者,电动自行车运行是一个区段而不是一个点。

另一误区是商家竭力把自己的产品功率标注得很大,有时甚至超过了电机可能达到的最大功率(也许功率也与销售价格成正比吧!)。 由于电机输出功率 P2=M*N/9.55 随着转矩M的增加(电流成比例增加),而转速N却在减少,所以P2有一个最大值,当电机的转矩小于负载转矩时,电机就制动了(N=0),此时电机的转矩最大(电流也达到最大,称为短路),而输出功率P2=0。

对于低速电动轮毂来说,最大功率一般做不大。例如额定转速为180 r/min的电机,最大功率达到210W就不错了。转速越高,最大功率也越大。额定转速2000 r/min以上的电机,最大功率达到400W就不足为奇了。

电机功率与频率的关系范文第3篇

1、并电容移相

2、电容电感移相(此法还适用于380V的两相电源)

3、拉开式电容移相额定电流:电机额定工作状态下,输出额定功率时,定子绕组的线电流额定电压:电机额定工作状态下,定子绕组的线电压着重介绍一下 第一种 并电容移相的方法这个方法 应该最简单接线方法:三相电源线的接线柱上随便找两个接线柱并上一个电容,空着的一个接单相电源的相线,随便一个电容器的两端接另一根线打个比方吧a、b、c三线头。a、b接电源,a、c接电容,若反转,将电源改为b、c电容计算公式是: C=1950*I/U*COS I =电机的额定电流U =额定电压COS 功率因数 C =电容容量 (微法)接线时,在原来三相电源线的接线柱上随便找两个接线柱并上一个电容,空着的一个接电源的一相电,随便一个电容器的两端接另一根线,如果反转,电容器的那一根线换到电容器的另一段就可以了功率因数需要计算一下功率因数×效率= 电机额定功率/(根号3×额定电压×额定电流)效率=(电机额定功率/电机输入功率)×100%电机输入功率=(根号3×U线×I线)按上述公式 可以算出电机的功率因数再通过电容计算公式是: C=1950*I/U*COS 即可算出连接所需电容的容量因为电机铭牌上的数据 不一定准确所计算的电机效率 可能有误 或大于1 或等于1Y系列异步电动机 10KW以下的效率在76%-86%之间可以做一个参考实在不行,您还可以根据这些资料,直接选用合适的电容0.4KW星形 0.024uf三角形0.06uf0.8KW星形 0.036uf三角形 0.06uf1.0KW星形 0.06uf三角形 0.1uf1.6KW星形 0.1uf三角形

0.16uf2.5KW星形 0.15uf三角形 0.25uf下面说说第二种电感电容移相:接线方法

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