《电机与变频器》PPT课件.ppt

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1、电动机和变频器培训应用支持组（上海）培训目的让大家懂得电动机和变频原理有助于我们变频器业务的快速增长。异步电动机原理异步电动机结构二部分组成定子固定不动部分，固定在电动机的机座上；由定子铁心和绕组组成，铁心由冲有线槽的矽钢片叠压而成，而绕组均匀地分布在铁心的槽内；转子旋转部分，固定在旋转轴上有鼠笼式和绕线式两类转子；由转子铁心和导体或绕组组成，鼠笼式转子采用铸铝浇注而成，绕线式则由漆包绕组和滑环形成。接线盒外壳定子及绕组转子绝缘磁场的建立定子三相绕组通过三相对称交流电时，在定子上产生旋转磁场旋转磁场的速度，称为同步速度；n=60f/p其中，f为交

2、流电源频率，P为电机极对数磁场的幅值大小与流过定子的磁场电流成正比SN转子感应电流和转矩产生的条件转子导体切割磁力线，产生感应电势，由于导体两侧的短路环，形成了感应电流（右手定律）通电的转子导体切割磁力线，产生电磁力，从而形成力矩（左手定律）值得注意的是，产生转矩的必需条件包括转子与定子的旋转磁场一定要有相对运动，也就是要有一定的异步滑差当转速达到同步转速时，输出的力矩为零导体在磁场中受力情况——左手定律转子电流和滑差转子电流的频率与转子切割定子磁场的相对速度有关转子的速度与定子的极数和频率有关例如：定子电流频率50Hz，转子的速度有可能为150

3、0rpm或3000rpm，取决于定子的极数为4极或2极滑差——定子频率与转子实际速度之差如果定子磁场速度为1500rpm，而转子实际速度为1460rpm，所以存在着40rpm的滑差，也可以百分比表示，即2.7%。转子达到同步速时，滑差为0；转子堵转时，滑差为1。转矩与定子极对数定子极数较为常用的有2，4，6，8等，其中4极最为普遍。下表为每相极数与单位功率产生的转矩关系电动机加速过程定子通电转子转动前，滑差为1，导体与定子磁场相对速度最大，转子感应电势很高，产生很大的启动电流，转子磁场也很高；（A点）转子从静止不断加速，滑差减少，相应转子电势和电

4、流也随之降低；（B-C-D-E）当接近同步速时，转子导体切割较少的磁力线，感应磁场也较弱；转子的速度根据需要多大相对滑差保证一定的磁场切割来维持转子不停地转动；ABCDEF满负荷高频转子电流对电动机性能影响转子也存在电阻和电感在零速时，由于电感引起的电抗在转子总的阻抗的80%左右，引起转子电流滞后转子电压近70-80度，造成转子磁场漂移，对定子磁场产生去磁作用定子磁场减弱，产生反电势降低，定子电流上升，磁场不断加强，产生足够的加速力矩转子开始旋转，定子电流也随之降低转矩特性电动机转矩可用下列表达式表示T=KtIrcosKt——电动机转矩常数

5、——励磁磁通Ir——转子电流cos——转子电流相位移电动机损耗由于定转子之间存在一定的气隙，定子必须提供额外电流增加磁通密度，造成空载电流接近40%额定电流；气隙在电动机设计时尽可能小，但存在机加工等问题，因此，空载气隙损耗无法避免对自冷电动机，转子提供一部分力矩用来克服转轴的摩察和自冷风扇的阻力；铁心的磁滞和涡流损耗绕组的铜损（I2R）电压对电动机性能的影响转矩由定子磁通和转子电流所决定，转子电流是由于转子感应电压引起，感应电压直接与定子磁通密度成正比定子磁通与定子电流成正比（假设磁路尚未饱和），因此，如果所加电压的频率保持恒定，定子电流和磁

6、通的上升和下降直接与所加的电压有关转矩与电压的关系如下：T=KtUT——电动机转矩Kt——转矩常数U——所加的电压2电压降低对电动机性能的影响启动力矩不够——如果电动机和负载匹配很接近，万一启动时电压有10%的压降，都有可能导致无法启动；速度波动——压降导致电动机速度随之降低而降低；速度精度无法保证——长时间的压降导致电动机无法达到铭牌上规定的额定速度；输出最大转矩降低——10%的压降导致峰值转矩降低19%，如果应用中要求能够承受短时间的负载冲击，就有可能出现堵转现象；电流增加——导致电动机过热，影响电动机的绝缘寿命；降压启动电压变化的影响也可当

7、作优点来使用，在启动过程中，用来限制启动电流，调节启动转矩，四种常用的降压启动方法：自耦降压变压器星三角启动分布绕组启动电子软启动器几种不同启动方法得到的电动机特性如表所示：频率变化对电动机性能的影响制造厂商常规定电动机的频率变化容许范围5%；假设电动机的电压保持恒定：频率增加5%，同步速增加5%，但转矩降低10%；可理解为阻抗对电动机电流的影响定子阻抗Z由电阻R和感抗2f组成，而定子电流I=U/Z；由于电阻较小，可忽略不计，为了简化起见，电流可等效为：IU/f电动机和变频变压（VVVF）驱动由于定子电流与频率成反比，假设电压恒定，而频率变

8、化，就有可能产生以下问题：当频率从50Hz降到25Hz，定子电流将是成倍增加，造成电动机过热；当频率从50Hz升到100Hz，电流减半，