《電動(dòng)機(jī)電工技術(shù)》PPT課件.ppt

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1、主編李中發(fā)制作李中發(fā)2005年1月電工技術(shù)掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理掌握三相異步電動(dòng)機(jī)使用方法理解三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和控制方法了解三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性了解單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理了解直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理學(xué)習(xí)要點(diǎn)第8章電動(dòng)機(jī)第8章電動(dòng)機(jī)8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)動(dòng)原理8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性8.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與控制8.4三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇與使用8.5單相異步電動(dòng)機(jī)8.6直流電動(dòng)機(jī)8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)動(dòng)原理8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子和轉(zhuǎn)子都有鐵心和繞組。定子的三相繞組為AX、BY、CZ。轉(zhuǎn)子分為鼠籠式和

2、繞線式兩種結(jié)構(gòu)。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組有銅條和鑄鋁兩種形式。繞線式轉(zhuǎn)子繞組的形式與定子繞組基本相同，3個(gè)繞組的末端連接在一起構(gòu)成星形連接，3個(gè)始端連接在3個(gè)銅集電環(huán)上，起動(dòng)變阻器和調(diào)速變阻器通過電刷與集電環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組相連接。8.1.2旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生把三相定子繞組接成星形接到對稱三相電源，定子繞組中便有對稱三相電流流過。結(jié)論：(1)在對稱的三相繞組中通入三相電流，可以產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的合成磁場。(2)磁場旋轉(zhuǎn)方向與電流相序一致。電流相序?yàn)锳-B-C時(shí)磁場順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；電流相序?yàn)锳-C-B時(shí)磁場逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。(3)磁場轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)與電流頻率有關(guān)，改變電流頻率可以改變磁場轉(zhuǎn)速。對兩極(一對磁極

3、)磁場，電流變化一周，則磁場旋轉(zhuǎn)一周。同步轉(zhuǎn)速no與磁場磁極對數(shù)p的關(guān)系為：8.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間有相對運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，并在形成閉合回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向用右手定則判定。轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁場力F的作用，F(xiàn)的方向用左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向一致。電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其轉(zhuǎn)速n總是稍低于同步轉(zhuǎn)速no，因而稱為異步電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)楫a(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的電流是電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即：轉(zhuǎn)差率是異步電

4、動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率約為1%~9%。8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性8.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析1．定子電路分析忽略R1和X1上的壓降，則：2．轉(zhuǎn)子電路分析8.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩8.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1．起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)（n=0，s=1）時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。2．額定轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下工作時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩，忽略空載損耗轉(zhuǎn)矩，則額定轉(zhuǎn)矩等于機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩。式中PN是電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位為kW；nN是電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，單位是r/min。3．最大轉(zhuǎn)矩8.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與控制8.3.1三相異步電動(dòng)

5、機(jī)的起動(dòng)1．直接起動(dòng)直接起動(dòng)是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接到額定電壓上的起動(dòng)方式，又叫全壓起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)簡單。缺點(diǎn)：起動(dòng)電流較大，將使線路電壓下降，影響負(fù)載正常工作。適用范圍：電動(dòng)機(jī)容量在10kW以下，并且小于供電變壓器容量的20％。2．降壓起動(dòng)Y-Δ換接起動(dòng)：在起動(dòng)時(shí)將定子繞組連接成星形，通電后電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)再換接成三角形。適用范圍：正常運(yùn)行時(shí)定子繞組是三角形連接，且每相繞組都有兩個(gè)引出端子的電動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)電流為全壓起動(dòng)時(shí)的1／3。缺點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均為全壓起動(dòng)時(shí)的1／3。自耦降壓起動(dòng)：利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的端電壓降低，以達(dá)到減小起動(dòng)

6、電流的目的。自耦變壓器備有40％、60％、80％等多種抽頭，使用時(shí)要根據(jù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求具體選擇。繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入附加電阻后，既可以降低起動(dòng)電流，又可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。8.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：1．變極調(diào)速通過改變電動(dòng)機(jī)的定子繞組所形成的磁極對數(shù)p來調(diào)速。因磁極對數(shù)只能是按1、2、3、…、的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進(jìn)行調(diào)節(jié)。2．變頻調(diào)速通過變頻器把頻率為50Hz工頻的三相交流電源變換成為頻率和電壓均可調(diào)節(jié)的三相交流電源，然后供給三相異步電動(dòng)機(jī)，從而使電動(dòng)機(jī)的速度得到調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速屬于無級調(diào)速，具有機(jī)械特性曲線較硬

7、的特點(diǎn)。3．變轉(zhuǎn)差率調(diào)速通過改變轉(zhuǎn)子繞組中串接調(diào)速電阻的大小來調(diào)整轉(zhuǎn)差率實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的，又稱為變阻調(diào)速。調(diào)速電阻的接法與起動(dòng)電阻相同。這種方法只適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)。8.3.3三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由旋轉(zhuǎn)磁場的方向決定的，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向取決于定子繞組中通入三相電流的相序。因此，要改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向非常容易，只要將電動(dòng)機(jī)三相供電電源中的任意兩相對調(diào)，這時(shí)接到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流相序被改變，旋轉(zhuǎn)磁場的方向也