第16章電動(dòng)機(jī)ppt課件.ppt

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1、第16章電動(dòng)機(jī)16.1三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理16.2異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)16.3異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速16.4單相異步電動(dòng)機(jī)16.5直流電動(dòng)機(jī)16.6步進(jìn)電動(dòng)機(jī)16.7電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類，交流電動(dòng)機(jī)又有同步和異步之分。異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可分為鼠籠式和繞線式。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價(jià)格便宜和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、起重機(jī)和運(yùn)輸機(jī)等。單相異步電動(dòng)機(jī)多用于家電和電動(dòng)工具等。16.1　三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理16.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)(Three-

2、phaseAsynchronousMotor)由定子(固定部分)和轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)兩個(gè)基本部分構(gòu)成。圖16.1.1鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造1.定子(1)定子鐵心(2)定子繞組(3)機(jī)座(4)端蓋圖16.1.2定子／轉(zhuǎn)子鐵心圖16.1.3接線柱的聯(lián)結(jié)2.轉(zhuǎn)子(1)轉(zhuǎn)子鐵心(2)轉(zhuǎn)子繞組圖16.1.4鼠籠式轉(zhuǎn)子圖16.1.5鑄鋁鼠籠式轉(zhuǎn)子圖16.1.6繞線型轉(zhuǎn)子的外形結(jié)構(gòu)圖16.1.7繞線型轉(zhuǎn)子示意圖16.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生圖16.1.8三相電流的波形圖16.1.9二極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圖16.1.10三相繞組

3、圖16.1.11產(chǎn)生四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子繞組（2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速(SynchronousSpeed)，用表示。123456n0/(r/min)300015001000750600500表16.1.1同步轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)的關(guān)系（3）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是沿著U1→V1→W1方向旋轉(zhuǎn)的，即與三相繞組中的三相電流的相序L1→L2→L3是一致的。所以要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，就必須改變?nèi)嗬@組中電流的相序，即如圖16.1.12所示，把三相繞組接到電源上的三根導(dǎo)線中的任意兩根對(duì)調(diào)一下位置2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相異步電動(dòng)機(jī)的定

4、子繞組接通三相交流電源后，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。圖16.1.12改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向圖16.1.13三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理16.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析1.定子電路，圖16.1.14三相異步電動(dòng)機(jī)的每相等效電路圖12.轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)子電路的各個(gè)物理量對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能都有影響；并且由于轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以它們都與轉(zhuǎn)速有關(guān)。（1）轉(zhuǎn)子頻率（2）轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（3）轉(zhuǎn)子感抗（4）轉(zhuǎn)子電流（5）轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)圖16.1.15和　　　　與轉(zhuǎn)差率S的關(guān)系和與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系16.1.4三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特

5、性1.電磁轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通與轉(zhuǎn)子電流相互作用而產(chǎn)生的。2.機(jī)械特性機(jī)械特性是指在電源U1不變的條件下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系，，如圖16.1.16所示（此曲線可由式(16.1.11)表示的　　　　關(guān)系曲線得到）。nm稱為臨界轉(zhuǎn)速，n0為同步轉(zhuǎn)速，nN為額定轉(zhuǎn)速，TN為額定轉(zhuǎn)矩，Tst對(duì)應(yīng)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，稱為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Tm為最大轉(zhuǎn)矩。圖16.1.16機(jī)械特性（2）最大轉(zhuǎn)矩TmTm表示電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩，又稱臨界轉(zhuǎn)矩，對(duì)應(yīng)于Tm的轉(zhuǎn)差率sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。sm和Tm可由求得。圖16.1.17U1對(duì)機(jī)械特

6、性的影響圖16.1.18R2對(duì)機(jī)械特性的影響3.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，　　，　　　，由式(16.1.10)知，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩為16.1.5三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)1.型號(hào)電機(jī)型號(hào)是電機(jī)類型、規(guī)格等代號(hào)。2.額定功率額定功率PN是電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行情況下，其軸上輸出的機(jī)械功率。又稱額定容量。3.額定電壓額定電壓UN是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組線電壓，它同定子繞組接法相對(duì)應(yīng)。4.額定電流額定電流IN是電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。5.額定轉(zhuǎn)速在額定電壓下，輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速稱額定轉(zhuǎn)速nN。6.絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的

7、絕緣材料在使用時(shí)允許的極限溫度來劃分的。絕緣等級(jí)AEBFH最高允許溫度／℃1051201301551807.工作方式8.功率因數(shù)電動(dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子電流比電壓滯后一個(gè)角，就是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。9.效率效率是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)輸出功率PN對(duì)定子輸入功率P1的比值。即16.2異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)從接通電源開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速逐漸升高，一直達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為止，這一過程稱為啟動(dòng)。16.2.1鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1.直接啟動(dòng)直接給電動(dòng)機(jī)加上額定電壓使之啟動(dòng)的方法稱為直接啟動(dòng)，或稱全壓啟動(dòng)。2.減壓啟動(dòng)(1)Ｙ-△換接啟動(dòng)對(duì)正常運(yùn)行采用△形接

8、法的異步電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)先改接成Y形，待啟動(dòng)完畢電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定后再接成△形，這種啟動(dòng)方法稱為Ｙ-△換接啟動(dòng)。圖16.2.1Ｙ-△換接啟動(dòng)的電路圖Y形接法啟動(dòng)時(shí)△