異步電動(dòng)機(jī)及其控制1

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1、基本結(jié)構(gòu)工作原理機(jī)械特性控制方法異步電動(dòng)機(jī)及其控制主要授課內(nèi)容第1章第5章異步電動(dòng)機(jī)及其控制5.1異步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)5.3三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性第1章5.1異步電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)1.三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)繞線式定子轉(zhuǎn)子定子鐵芯機(jī)座定子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組風(fēng)罩風(fēng)葉轉(zhuǎn)子定子端蓋問題與討論鼠籠型電動(dòng)機(jī)的定子各部分結(jié)構(gòu)和作用如何？鼠籠型異步機(jī)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。定子鐵芯的

2、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(dòng)機(jī)磁路的一部分。定子繞組是由銅導(dǎo)線繞制而成。構(gòu)成電動(dòng)機(jī)電路的一部分。機(jī)座是電動(dòng)機(jī)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(jī)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(dǎo)體，構(gòu)成電機(jī)電路的一部分。由轉(zhuǎn)軸輸出機(jī)械能。2.三相異步電動(dòng)機(jī)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

3、ωt=0時(shí)電流和磁場情況NS電流入AAA同理可分析出其它時(shí)刻電流的磁場轉(zhuǎn)向。顯然，異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(duì)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(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)p=1。極對(duì)數(shù)p=1時(shí)：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(duì)磁極。XiBiAiCAA'XCX'BC'YZ'ZB'Y

4、'此時(shí)同步轉(zhuǎn)速ωt=0時(shí)轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)情況n1AXBYCZNSω(2)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理用右手定則可判斷出轉(zhuǎn)子導(dǎo)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(dǎo)體的受力方向?yàn)樯嫌蚁伦?，因此轉(zhuǎn)子順著同步磁場n1的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。異步機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相對(duì)稱定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電，即在氣隙中形成一個(gè)在時(shí)間上、空間上都隨時(shí)間變化的一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場相切割后感應(yīng)電流成為載流導(dǎo)體。載流導(dǎo)體又和旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，對(duì)軸生成電磁轉(zhuǎn)矩，于是電動(dòng)機(jī)就順著同步轉(zhuǎn)速的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。問題與討論電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n能等于同步轉(zhuǎn)速n1嗎？

5、轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dǎo)體則不能受力轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)速:（轉(zhuǎn)差率最小）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行之中:顯然電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率隨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高而減小。3.三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)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(jí)B工作方式連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)工作制S1B級(jí)絕緣年月編號(hào)××電機(jī)廠Y表示異步機(jī)，132（mm

6、）表示機(jī)座中心高度；M代表中機(jī)座（L長機(jī)座、S短機(jī)座）。額定功率指的是電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。額定電壓、電流均指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行情況下的定子線電壓、線電流的數(shù)值。額定轉(zhuǎn)速指的是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組有兩種接法：Y形和Δ形。三相定子繞組由機(jī)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(dòng)機(jī)p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢的頻率f2例：若能給單相異步電動(dòng)機(jī)一個(gè)外力使它轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則順時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場B1和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場B

7、2產(chǎn)生的合成電磁轉(zhuǎn)矩不再為零，在這個(gè)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(dòng)機(jī)仍將沿著原來的運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。3.單相異步電動(dòng)機(jī)簡介實(shí)驗(yàn)室、家庭及辦公場所通常是單相供電，因此實(shí)驗(yàn)室的很多儀器、各種電動(dòng)小型工具、家用洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等，都采用單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步機(jī)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(dòng)機(jī)的定子繞組通入單相交流電，電動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)大小及方向隨時(shí)間沿定子繞組軸線方向變化的磁場，稱為脈動(dòng)磁場。SN脈動(dòng)磁場可以分解為兩個(gè)大小相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場B1、B2。

8、問題與討論單相異步電動(dòng)機(jī)為什么不會(huì)自行起動(dòng)？順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的磁場B1對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩；逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的磁場B2對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。由于在任何時(shí)刻這兩個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩都大小相等、方向相反，所以單向異步機(jī)的轉(zhuǎn)子不會(huì)自行起動(dòng)，也就是說單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零