異步電動(dòng)機(jī)原理

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1、變頻器基礎(chǔ)施耐德（蘇州）變頻器有限公司市場(chǎng)部2006/01內(nèi)容電力拖動(dòng)的基本概念變頻器原理變頻器的主要應(yīng)用變頻器選型注意事項(xiàng)變頻器安裝使用注意事項(xiàng)電力拖動(dòng)的基本概念異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理異步電機(jī)的調(diào)速異步電機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)其它形式的電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子風(fēng)扇機(jī)殼接線(xiàn)盒軸伸定子鐵心與繞組定子鐵心均布的槽中嵌有三相對(duì)稱(chēng)繞組。鐵心繞組轉(zhuǎn)子鐵心和繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生在定子三相對(duì)稱(chēng)的定子繞組中通入對(duì)稱(chēng)三相電流即在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：同步轉(zhuǎn)速定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速記為

2、n1，又稱(chēng)為同步速:式中：n1的單位為每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）f為電源的頻率p為繞組磁場(chǎng)的極數(shù)例如，對(duì)工頻50Hz電源，2極，4極，6極，8極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速分別為：3000rpm,1500rpm,1000rpm,750rpm,等等轉(zhuǎn)子是怎樣轉(zhuǎn)起來(lái)的？轉(zhuǎn)子導(dǎo)體橫切氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)（右手定則）感應(yīng)電勢(shì)在閉合的轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁力（左手定則）電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向相同轉(zhuǎn)子電流也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)該磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速一樣，都是同步速在穩(wěn)

3、態(tài)情況下，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子是相對(duì)靜止的實(shí)際上，氣隙磁場(chǎng)是定子與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的電流之和。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可表示為：式中S稱(chēng)為滑差率；當(dāng)電機(jī)剛剛開(kāi)始起動(dòng)時(shí)，n=0，s=1；若電機(jī)處于理想空載，n=n1,s=0，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步，故n1稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速；額定負(fù)載情況下，s為2—5%，所以異步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN總是接近同步速，如2890rpm,1450rpm,975rpm,741rpm等等?；盥实拇笮》从沉穗姍C(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)。異步電機(jī)的等值電路模型要精確地控制電機(jī)需要盡量了解電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)

4、子繞組電阻R1,R2，定子、轉(zhuǎn)子漏抗X1,X2以及激磁阻抗Rm,Xm等；這些參數(shù)需要通過(guò)根據(jù)銘牌參數(shù)如電機(jī)額定電壓UN，額定電流IN，額定轉(zhuǎn)速nN，功率因數(shù)COSPHi計(jì)算得到。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性藍(lán)色為轉(zhuǎn)矩特性，紅色為負(fù)載特性，(nN,TN)為額定工作點(diǎn)Tm為可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩Tst為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電機(jī)機(jī)械特性與電源電壓的關(guān)系輸出轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比；隨著電壓的降低，最大轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速都會(huì)降低；降低電源電壓，可以降低起動(dòng)電流，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩成平方倍地下降；星三角起動(dòng)，自耦變壓

5、器起動(dòng)以及軟起動(dòng)器起動(dòng)都屬于這類(lèi)應(yīng)用；這種方法不適于調(diào)速，因?yàn)檎{(diào)速范圍很窄而且效率很低。異步電機(jī)機(jī)械特性與轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系最大輸出轉(zhuǎn)矩Tm的大小與轉(zhuǎn)子電阻R2的大小沒(méi)有關(guān)系。對(duì)應(yīng)Tm的轉(zhuǎn)速與R2的值有關(guān)，轉(zhuǎn)子電阻越大，對(duì)應(yīng)Tm的轉(zhuǎn)速越低。對(duì)繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子電機(jī)，若在轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)電阻，則能夠增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在起動(dòng)過(guò)程中，連續(xù)減小或逐級(jí)切除串聯(lián)的電阻，則能夠在起動(dòng)過(guò)程中增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，加速起動(dòng)過(guò)程；對(duì)繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子電機(jī)，若在轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)大小可調(diào)的電阻，則能夠調(diào)節(jié)穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)速；通過(guò)改變轉(zhuǎn)子電阻的起動(dòng)和調(diào)速方法僅僅適用于繞線(xiàn)電機(jī)

6、，曾經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用。存在效率低下，起動(dòng)裝置笨重，電機(jī)和起動(dòng)裝置造價(jià)高維護(hù)率高且困難等缺點(diǎn)。異步電機(jī)機(jī)械特性與電源頻率的關(guān)系在其它變量滿(mǎn)足特定要求的情況下，改變電源頻率可以有效地改變機(jī)械特性，而最大轉(zhuǎn)矩基本不變；在負(fù)載特性為恒定轉(zhuǎn)矩的情況下，穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速可以與頻率有較好的線(xiàn)性關(guān)系。在頻率很低的情況下，機(jī)械特性變差。復(fù)習(xí)轉(zhuǎn)速的公式電機(jī)和負(fù)載的轉(zhuǎn)速與頻率，電機(jī)的極數(shù)和滑差率有關(guān)。改變滑差調(diào)速調(diào)節(jié)電源電壓：在電源與電機(jī)之間串電抗通過(guò)調(diào)壓變壓器或自耦變壓器效率低下，功率因數(shù)低成本高調(diào)速效果不明顯改變轉(zhuǎn)子電阻可連續(xù)調(diào)速

7、，甚至可以控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，適用于提升應(yīng)用可以獲得較好的起動(dòng)特性逐級(jí)切換電阻和頻敏電阻僅僅適用于繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子電機(jī)，不能用于更加普遍的鼠籠轉(zhuǎn)子電機(jī)效率低下，調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速以下裝置復(fù)雜，體積大，電機(jī)和起動(dòng)裝置成本高維護(hù)頻度高且維修成本高。逐漸淘汰變極調(diào)速對(duì)恒定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，轉(zhuǎn)速與電機(jī)繞組的極數(shù)成反比；這種方法在過(guò)去的機(jī)床行業(yè)和風(fēng)機(jī)中獲得廣泛的應(yīng)用；為有級(jí)調(diào)速，能獲得的轉(zhuǎn)速數(shù)目只有兩種或三種；不能連續(xù)調(diào)速；需要電機(jī)定子有多套繞組或繞組有多種接法；電機(jī)造價(jià)高，效率低；逐漸淘汰變頻調(diào)速轉(zhuǎn)速與頻率成正比能夠連續(xù)調(diào)速操作方便，

8、噪聲低調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高效率高，功率因數(shù)高（采取措施）可以控制起動(dòng)，運(yùn)行，停止（鎖定輸出，線(xiàn)性制動(dòng)或軟停止）可靠性高，易于維護(hù)起動(dòng)電流和運(yùn)行電流小，過(guò)載能力大