異步電動機及其控制

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1、2004年9月制作曾令琴主編曾令琴基本結(jié)構(gòu)工作原理機械特性控制方法異步電動機及其控制主要授課內(nèi)容第1章第5章異步電動機及其控制5.1異步電動機的基礎(chǔ)知識5.3三相異步電動機的控制5.4常用控制電器5.5電氣控制電路5.2異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和機械特性第1章5.1異步電動機的基本知識1.三相異步電動機的結(jié)構(gòu)鼠籠式三相異步電動機繞線式定子轉(zhuǎn)子定子鐵芯機座定子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組風罩風葉轉(zhuǎn)子定子端蓋問題與討論鼠籠型電動機的定子各部分結(jié)構(gòu)和作用如何？鼠籠型異步機轉(zhuǎn)子各部分的結(jié)構(gòu)和作用是什么？定子鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成，在其內(nèi)圓沖有分布的槽。定子鐵芯

2、的作用：一是槽內(nèi)可用來嵌放定子繞組；二是定子鐵芯構(gòu)成電動機磁路的一部分。定子繞組是由銅導線繞制而成。構(gòu)成電動機電路的一部分。機座是電動機的支架，一般用鑄鐵或鑄鋼制成。轉(zhuǎn)子鐵芯沖片鑄鋁籠形轉(zhuǎn)子籠形轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯是也是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成，在其外圓沖有分布的槽。轉(zhuǎn)子鐵芯可嵌放轉(zhuǎn)子繞組，構(gòu)成電機磁路的另一部分。轉(zhuǎn)子繞組大部分是澆鑄鋁籠型，大功率也有銅條制成的籠型轉(zhuǎn)子導體，構(gòu)成電機電路的一部分。由轉(zhuǎn)軸輸出機械能。2.三相異步電動機的工作原理(1)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生n1AXBYCZ三相定子繞組中通過的電流0iAiBiCωti電流出ωt=0時電流和磁場情況NS電

3、流入AAA同理可分析出其它時刻電流的磁場轉(zhuǎn)向。顯然，異步電動機中旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極。定子電流旋轉(zhuǎn)磁場的方向：取決于三相電流的相序。若要改變異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向：只需換接其中兩相的順序即可。0iAiBiCωti0iBiAiCωti問題與討論旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)和同步轉(zhuǎn)速n1之間有什么關(guān)系？AXYCBZAiBiAiCYZCBX此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)p=1。極對數(shù)p=1時：將每相繞組分成兩段，按上圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。XiBiAiCAA'XCX'BC'YZ'ZB'Y'此時同步轉(zhuǎn)速ωt=0時轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)情況n1AXBYCZ

4、NSω(2)電動機的轉(zhuǎn)動原理用右手定則可判斷出轉(zhuǎn)子導體中感應(yīng)電流的方向如圖示；再用左手定則判斷出轉(zhuǎn)子導體的受力方向為上右下左，因此轉(zhuǎn)子順著同步磁場n1的方向轉(zhuǎn)動。異步機的轉(zhuǎn)動原理三相對稱定子繞組中通入對稱三相交流電，即在氣隙中形成一個在時間上、空間上都隨時間變化的一個旋轉(zhuǎn)磁場。固定不動的轉(zhuǎn)子導體與旋轉(zhuǎn)磁場相切割后感應(yīng)電流成為載流導體。載流導體又和旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，對軸生成電磁轉(zhuǎn)矩，于是電動機就順著同步轉(zhuǎn)速的方向轉(zhuǎn)動起來。問題與討論電動機的轉(zhuǎn)速n能等于同步轉(zhuǎn)速n1嗎？轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動提示：如果轉(zhuǎn)子不切割磁場不能生成感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子不是載流導體則不能受力

5、轉(zhuǎn)動結(jié)論：n≠n1異步！轉(zhuǎn)差率S的概念：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)速:（轉(zhuǎn)差率最?。╇妱訖C運行之中:顯然電動機的轉(zhuǎn)差率隨電動機的轉(zhuǎn)速升高而減小。3.三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機型號Y132M-4功率7.5KW頻率50Hz電壓380V電流15.4A接法Δ轉(zhuǎn)速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)標準編號工作制S1B級絕緣年月編號××電機廠Y表示異步機，132（mm）表示機座中心高度；M代表中機座（L長機座、S短機座）。額定功率指的是電動機輸出的機械功率。額定電壓、電流均指電動機額定運行情

6、況下的定子線電壓、線電流的數(shù)值。額定轉(zhuǎn)速指的是電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。三相異步電動機的定子繞組有兩種接法：Y形和Δ形。三相定子繞組由機殼外面的接線盒引出，左下圖為Y接連線圖；右下圖為Δ接連線圖。同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：解：三相異步電動機p=3，電源f1=50Hz，電機額定轉(zhuǎn)速n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動勢的頻率f2例：若能給單相異步電動機一個外力使它轉(zhuǎn)動起來，則順時針旋轉(zhuǎn)磁場B1和逆時針旋轉(zhuǎn)磁場B2產(chǎn)生的合成電磁轉(zhuǎn)矩不再為零，在這個合成轉(zhuǎn)矩的作用下，即使不需要其它的外在因素，單相異步電動機仍將沿著原來的運動方向繼續(xù)運轉(zhuǎn)。3.單相異步電動機簡介實驗室、家

7、庭及辦公場所通常是單相供電，因此實驗室的很多儀器、各種電動小型工具、家用洗衣機、電冰箱、電風扇等，都采用單相異步電動機。單相異步機采用鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，一般容量多在0.75KW以下。在單相異步電動機的定子繞組通入單相交流電，電動機內(nèi)產(chǎn)生一個大小及方向隨時間沿定子繞組軸線方向變化的磁場，稱為脈動磁場。SN脈動磁場可以分解為兩個大小相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場B1、B2。問題與討論單相異步電動機為什么不會自行起動？順時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場B1對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩；逆時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場B2對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。由于在任何時刻這兩個電磁轉(zhuǎn)矩都大小

8、相等、方向相反，所以單向異步機的轉(zhuǎn)子不會自行起動，也