交流电动机 课程.ppt
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1、第8章 交流电动机,返回,8.1 三相异步电动机的构造 8.2 工作原理 8.3 三相异步电动机的电路分析 8.4 转矩与机械特性 8.5 三相异步电动机的使用 8.6 铭牌数据 8.7 单相异步电动机,目 录,交流电动机,直流电动机,他励、并励、串励、复励,电动机的分类,电动机:电能转换成机械能,发电机:其他形式的能量转换成电能,电动机的作用,返回,优点,使用电动机驱动生产机械可: (1)简化生产机械的结构 (2)提高生产效率和产品质量 (3)能实现自动控制 (4)实现远距离操纵,(1)基本结构 (2)工作原理 (3)机械特性 (4)起动、制动、反转、调速的基本原理 (5)应用场合和正确使用
2、,主要内容,返回,8.1 三相异步电动机的构造,转子,返回,构成:由机座、铁心和定子绕组组成,定子,机座是用铸铁或铸刚制成,铁心由 互相绝缘的硅钢片叠成,内圆周表面冲有槽,用以放置对称三相绕组; 对称三相绕组有的联接成星形、有的联接成三角形,作用: 产生旋转磁场,返回,机座,定子绕组,铭牌数据,出线端子,返回,定子铁心,定子绕组,返回,鼠笼式电动机构造简单、价格低廉、工作可靠、使用方便,转子,构成:由铁心和绕组两部分构成,铁心也用硅钢片叠成,表面冲有槽,装在转轴上,轴上加机械负载;因绕组不同,可分为鼠笼式和绕线式两种。,作用:在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流。,返回,鼠笼式转子,转轴,轴
3、承,转子,返回,返回,返回,绕线式转子,铁心,绕组,转轴,返回,演示实验,返回,(右手定则),(左手定则),磁极旋转,导线切割磁力线产生感应电动势,闭合导线产生电流,通电导线在磁场中受力,返回,1. 线圈跟着磁铁转 两者转动方向一致,异步,2. 线圈比磁场转得慢,结论,返回,8.2.1 旋转磁场,1. 旋转磁场的产生,在三相异步电动机的定子铁心中放有三相对 称绕组,在该三相对称绕组中通入三相对称交流 电流,就可产生一“旋转磁场”代替演示实验中 的磁铁,返回,合成磁场方向: 向下,返回,同理分析,可得 其它电流角度下 的磁场方向,返回,可见,当定子绕组中通入三相电流后,它 们共同产生的合成磁场是
4、随着电流的交变而在 空间不断地旋转着,这就是旋转磁场。,2. 旋转磁场的转向,当通入定子绕组的三相电流的相序为A-B-C 时,旋转磁场的转向与这个顺序是一致的,可见 磁场的转向与定子绕组中的电流相序有关。,旋转方向,取决于三相电流的相序。,返回,改变电机旋转方向的方法:换接其中两相,返回,3. 旋转磁场的极数,此种接法下,绕组的始端之间相差120度空间角, 合成磁场只有一对磁极,则极对数为1。,旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关,即:P=1,返回,将每相绕组分成两段,按右下图放入定子槽内,绕组的始端之间相差60度空间角,形成的磁场则是两对磁极。,即:P=2,返回,4. 旋转磁场的转速,旋转磁场
5、的转速决定于磁场的极数,在一对极的 情况下,当电流交变一次时,磁场恰好在空间旋转了 一周。,返回,旋转磁场具有两对极时,当电流从t=0到t=60经历了60时,磁场在空间仅旋转了30。比P=1时转速慢了一半,即:,返回,所以,旋转磁场的转速n0决定于电流频率f1 和磁场的极对数P,可推出:,极对数,每个电流周期 磁场转过的空间角度,同步转速,返回,5. 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系,电动机转速:,无转距,转子与旋转磁场间没有相对运动,无转子电动势(转子导体不切割磁力线),无转子电流,提示:如果,返回,8.2.2 电动机的转动原理,在电动机定子绕组中通入三相对称交流电流后,产生旋转磁场。,旋
6、转磁场的磁力线切割转子导条,导条中就感应出电动势。,在电动势的作用下,闭合的导条中就有电流,该电流与旋转磁场相互作用,使转子导条受到电磁力作用。由电磁力产生电磁转矩,转子就转动起来。,返回,异步电机运行中:,转差率:,8.2.3 转差率,同步转速: 旋转磁场的转速,返回,1. 三相异步电动机的“电磁”关系,8.3 三相异步电动机的电路分析,2.定子电路,定子绕组相当于变压器原边绕组,转子绕组相当于副绕组。,返回,设:,设:,返回,取决于转子和旋转磁场的相对速度,(1)转子频率,(2)转子电动势,3.转子电路,返回,(4)转子功率因数,(3)转子电流,返回,8.4.1电磁转矩 : 转子中各载流导
7、体在旋转磁场的作用下, 受到电 磁力所形成的转距之总和。,8.4 转矩与机械特性,即,返回,其中:,代入可得,返回,8.4.2 机械特性曲线,由转矩公式 得特性曲线:,一定的电源电压和转子电阻之下,转矩与转差率的关系曲线或转速与转矩的关系曲线,返回,(1)额定转矩 :,电动机在额定电压下,以额 定转速 运行,输出额 定功率 时,电动机转轴 上输出的转矩。,(牛顿米),返回,电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整,这种能力称为自适应负载能力。,自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点。(如:柴油机当负载增加时,必须由操作者加大油门,才能带动新的负载。),电动机的自适应负载能力,直至
8、新的平衡。此过程中, 时, 电源提供的功率自动 增加。,返回,硬特性:负载变化时,转速变化不大,运行特性好。 软特性:负载增加转速下降较快,但起动转矩大,起 动特性好。 ,不同场合应选用不同的电动机。如金属切削,选硬特性电机;重载起动则选软特性电动机。,机械特性的软硬,返回,如果 电机将会 因带不动负载而停转。,(2)最大转矩 :,电机带动最大负载的能力。,求解,返回,过载系数:,三相异步机,(1)三相异步机的 和电压的平方成正比,所 以对电压的波动很敏感,使用时要注意电压的变化。,注意,电机严重过热,原因,返回,(3)起动转矩,电动机起动时的转矩。,其中,返回,结论:,和电压的关系,返回,R
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