数控机床交流伺服系统交流电机的结构与调速原理课件

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1、数控机床交流伺服系统无锡职业技术学院魏昌洲模块一:三相异步电动机的结构与调速原理本节学习要点：1、掌握三相异步电动机的结构和旋转原理2、了解三相异步电动机的机械特性3、熟悉三相异步电动机的调速原理一、三相异步电动机的概述1.主要用途异步电机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。例如，在工业方面，用于拖动中小型轧钢设备、各种金属切削机床、轻工机械、矿山机械等；在农业方面，用于拖动水泵、脱粒机、粉碎机以及其它农副产品的加工机械等；在民用电器方面的电扇、洗衣机、电冰箱、空调机等也都是用异步电动机拖动的。使用非常广泛。2.特点优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率

2、较高和具有适用的工作特性。缺点：功率因数较差。异步电动机运行时，必须从电网里吸收落后性的无功功率，它的功率因数总是小于1。由于电网的功率因数可以用别的办法进行补偿，这并不妨碍异步电动机的广泛使用。对那些单机容量较大、转速又恒定的生产机械一般采用同步电动机拖动为好。因为同步电动机的功率因数是可调的(可使cosφ=1或领先)。注意：交流的有功率因数，是应为电压电流都是正弦规律变化的，导致在感抗容抗上电压电流有夹角，这个角就是功率因数角，直流中，因为电流电压已经不是正弦变化的了，所以，基本不存在功率因数。直流电机有功率因数吗？3.种类异步电动机的种类很多，从不同角度看，有不同的分类法。

3、例如：(1)按定子相数分有:①单相异步电动机；②两相异步电动机；⑧三相异步电动机。(2)按转子结构分有:①绕线式异步电动机（1、2）；②鼠笼式异步电动机（1、2）。其中又包括单鼠笼异步电动机；双鼠笼异步电动机；深槽式异步电动机。(3)按有无换向器分:①无换向器异步电动机；②换向器异步电动机。此外，根据电机定子绕组上所加电压大小，又有高压异步电动机、低压异步电动机。从其它角度看，还有高起动转矩异步电机，高转差率异步电机，高转速异步电机等等。异步电机也可作为异步发电机使用。单机使用时，常用于电网尚未到达的地区．又找不到同步发电机的情况，或用于风力发电等特殊场合上。在异步电动机的电力拖

4、动中，有时利用异步电机回馈制动，即运行在异步发电机状态。二、三相异步电动机的结构三相感应电动机定子气隙转子机座端盖转子铁心轴转子绕组定子铁心定子绕组鼠笼型绕线型和直流电机一样，三相异步电动机主要也由静止的定子和转动的转子两大部分组成。定子与转子之间有——个较小的气隙。图1表示绕线转子三相异步电动机的结构。端盖机座主要部件由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。定子定子转子轴承端盖机座绕线型转子铁心与绕组根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转子。绕线型转子的电动机称绕线型电动机。外接电阻电刷滑环转子铁心转子绕组1.转子转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠

5、压而成。转子硅钢片笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成，在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。笼型转子绕组实物图1，绕线型转子绕组实物图1笼型转子笼型转子的电动机称笼型电动机。定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。定子绕组机座铁心交流电动机按定子相数分:三相异步电动机、两相异步电动机、单相异步电动机。2.定子定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成。定子硅钢片定子绕组实物图：绕线式定子绕组实物图1、2，鼠笼式定子绕组实物图1机座端盖风扇接线盒定子绕组鼠笼转子端环散热筋轴轴承三相感应电机的结构图三相感应电机的结构图鼠笼型转子导体用铜条或铝条，两头用端环联接。结构

6、可靠简单，但是转子电阻固定。绕线式转子接成Y型的三相绕组通过滑环和电刷与外电路联接，便于串入电阻改善电动机的运行性能。三、三相异步电动机的工作原理直流电动机的工作原理是，通过一种静止的磁场与以传导方式通入电枢绕组中的电流相互作用而产生的一种恒定方向的电磁转矩，来实现拖动作用。三相异步电动机的工作原理，就是通过一种旋转磁场与由这种旋转磁场借助于感应作用在转子绕组内所感生的电流相互作，以产生电磁转矩来实现拖动作用。在三相异步电动机中实现机电能量转换的前提是产生一种旋转磁场。用什么方式产生旋转磁场?这是叙述三相异步电动机的工作原理时必须首先说明的问题。旋转磁场的产生（点击观看演示）所谓

7、旋转磁场，就是一种极性和大小不变且以一定转速旋转的磁场。根据理论分析和实践证明，在对称三相绕组中流过对称三相电流时会产生一种旋转磁场。A一X、B一Y、C—Z三个线圈彼此互隔120º分布在定子铁心内圆的四周上，构成了对称三相绕组。这个对称三相绕组在空间的位移是B相从A相后移120º，C相从片相后移120º。当对称三相绕组接上对称的三相电源，则在该绕组中通过对称三相电流。若各相电流的瞬时表达式为：综上所示的电流变化情况与旋转磁场旋转情况，可清楚地知道，当三相电流随时间变化经过一个周期