电工技术基础7.ppt

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1、第七章异步电动机§7-1异步电动机的结构定子：固定部分，他由铁心、三相绕组和机座等组成。转子：旋转部分，他由转子铁心、转子绕组、风扇及转轴等组成。§7-2异步电动机的工作原理交流→旋转磁场240°360°120°iiCiBiAωt0SNNSNSNSAYBXZCAYBXZCAYBXZCAYBXZC三相电机的旋转磁场电动机的转动原理NSFFn0n旋转磁场旋转n0转子不动磁力线切割转子导条右手定则导条中感应出电动势作用闭合导条中产电流与旋转磁场相互作用转子导条受到电磁力F左手定则电磁转矩转子转动n起来。生电流讨论：(1)极数(N、S数)旋转磁势的极数与每相绕组的极数相同。(2)旋转磁场

2、的转速n0f1─电源的频率p─旋转磁场的磁极对数n0─定子旋转磁场的转速，称同步转速(3)转差率表示转子转速n与磁场转速n0相差的程度。(3)转差率异步电动机在额定情况下运行时，转差率SN一般为：SN=0.02～0.06∵n＜n0即称为异步电动机当n＝0时(起动瞬间)，S＝1，这时转差率最大。例：一台JO2─52─4型三相异步电动机，f1=50Hz，问同步转速为多少？解：异步电动机型号的最后一位数字表示磁极数，即磁极对数p=2例:一台JO2─52─4型三相异步电动机，f1=50Hz，当额定转速nN为1450转/分时，求电动机的转差率SN。解：§7-3三相异步电动机的电路分析i1i2e1

3、e2e1e2u1f1f2定子和变压器一样，忽略定子绕组线圈的阻抗压降转子(1)转子频率f2因为旋转磁场和转子间的相对转速为(n0-n)(2)转子电动势转子电动势e2的有效值为在n=0，S=1，转子电动势为这时f2=f1，转子电动势最大由上两式可得出(3)转子感抗X2在n=0，S=1，转子电动势为这时f2=f1，转子感抗最大(4)转子电流I2(5)转子电路的功率因数起动时，转子cos2较低，起动电流最大I2S01I2§7-4三相异步电动机的转矩与机械特性转矩电磁转矩M与转子电流I2成正比与气隙合成磁通m成正比与转子的功率因数cos2成正比由数学分析可证明：转矩机械特性曲

4、线MMmaxMstMNSm0S0nNn0n1nNMmax0nn0MstMNM讨论：MMmaxMstMNSm0S0nNn0n1nNMmax0nn0MstMNM1)曲线MN＜Mst＜MmaxSm＜S＜1时:S↓→M↑0＜S＜Sm时:R2＞＞SX20→忽略SX2→I2↓→M↓。2)三个转矩(1)额定转矩(MN)是电动机在额定负载时的电磁转矩。电磁转矩的基本公式：P2─电动机轴上输出的机械功率。单位：瓦功率如用千瓦单位，则(2)最大电磁转矩：(Mmax)在产品目录中，可查到λ＝Mmax/MN数值。λ─异步电动机的过载系数。一般：λ＝1.6～2.3之间。表示过载能力。(3)起动转矩(Mst)

5、电动机刚起动(n=0，S=1)时的转矩。，当电源电压U1降低时，起动转矩会减小。，当转子电阻R2适当增大时，起动转矩会增大。产品目录中给出Mst/MN，表明异步电动机的起动能力。例：解：JO2─41─4型三相异步电动机，额定功率PN＝4kW，额定转速nN＝1440r/min，过载系数λ＝Mmax/MN＝2.0，Mst/MN＝1.6，额定效率N＝84%，求MN、Mst、Mmax及输入额定功率P1N。电动机驱动生产机械正常工作注意事项：(1)Mst必须大于生产机械的阻力转矩，以保证电动机能起动并获得加速使电动机转起来，否则只能空载或轻载起动，然后再加负载；(2)Mmax必须大于生产机械的阻

6、力转矩，保证运行中一旦负载增大到最大，不至于使电动机发生停机事故；(3)异步电动机在额定情况下运行最经济，如果负载太小，使电动机效率降低，造成浪费。例：JO2─91─6和JO2─91─2两台异步电动机，额定功率都是55kW，前者额定转速为980r/min，后者额定转速为2960r/min，试求在额定运行时电磁转矩为多大？解：由例题可见，输出功率相同的电动机磁极对数越多、转速越低者的电磁转矩越大，而磁极对数少、转速高者其电磁转矩小。§7-5异步电动机的起动主要起动性能起动电流起动转矩起动电流在接通电源的瞬间，转子还静止的，旋转磁场对静止的转子有很大的相对转速，这时转子感应电动势E20很大

7、。例如：额定转差率SN＝5%,则：接通电源瞬间的转子感应电动势E20为正常起动电流约为额定电流的5～7倍。起动转矩MMmaxMstMNSm0S0nNn0n1I2S01I2在刚起动时，虽然转子电流很大，但是由于很低，起动转矩并不大。通常Mst/MN＝0.92～2倍。电动机的起动应满足下面几点要求：(1)减少Ist，使Mst满足负载要求；(2)起动方法可靠，起动设备简单经济；(3)起动过程中，功率损耗应尽可能小。起动方法1、直接起