机电传动控制第5章课件.ppt

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1、第5章交流电动机的工作原理及特性掌握异步电动机的人工机械特性,它是分析异步电动机起动,制动,调速的依据;熟悉异步电动机的铭牌数据和额定值;掌握鼠笼式异步电动机的起动方法,线绕式异步电动机串电阻的起动,制动和调速;掌握异步电动机变磁极对数调速和变频调速的特性.5.1三相异步电动机的结构和工作原理1.三相异步电动机的基本结构三相异步电动机由定子和转子构成,定子和转子之间有气隙.1)定子定子由铁心,绕组,机座三部分组成.铁心由0.5mm的硅钢片叠压而成;三相绕组连接成星形或三角形;机座一般用铸铁作成,主要用于固定和支撑定子铁心.2)转

2、子转子由铁心和绕组组成.转子同样由硅钢片叠压而成,压装在转轴上;转子绕组分为鼠笼式和线绕式两种.线绕式异步电动机还有滑环,电刷机构.鼠笼式三相异步电动机的结构示意图5.定子铁心,6.定子绕组,7.转轴,8.转子,9.风扇,11.轴承,12.机座鼠笼电动机转子和线绕电动机转子绕组与外部接线2.三相异步电动机的工作原理1)三相正弦交流电通入电动机定子的三相绕组,产生旋转磁场,旋转磁场的转速称之为同步转速;2)旋转磁场切割转子导体,产生感应电势;3)转子绕组中感生电流;4)转子电流在旋转磁场中产生力,形成电磁转矩,电动机就转动起来了.

3、电动机的转速达不到旋转磁场的转速,否则,就不能切割磁力线,就没有感应电势,电动机就停下来了.转子转速与同步转速不一样,差那么一些,称之为异步.设同步转速为no,电动机的转速为n,则转速差为;no-n;电动机的转速差与同步转速之比定义为异步电动机的转差率S,S是分析异步电动机运行情况的主要参数,且3.三相异步电动机的旋转磁场1)旋转磁场的产生设电动机为2极,每相绕组只有一个线圈.在0-T/2这个区间,分析有一相电流为零的几个点.规定:当电流为正时,从首端进尾端出;电流为负时,从尾端进首端出.t=0时，iA=0;iB为负，电流实际方

4、向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；iC为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从C端流到Z端。按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场，如图(a)中箭头所示。t=0时，iA=0;iB为负，iC为正t=T/6时，ωt=ωT/6=π/3,iA为正(电流从A端流到X端)；iB为负(电流从Y端流到B端)；iC=0。此时的合成磁场如图(b)所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了π/3。t=T/6时，ωt=ωT/6=π/3,iA为正；iB为负；iC=0此时的合成磁场如图(c)所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转

5、了2π/3。t=T/3时，ωt=ωT/3=2π/3,iA为正;iB=0；iC为负此时的合成磁场如图(d)所示。合成磁场从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了π。按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场的方向在空间也不断旋转，这样就产生了旋转磁场。t=T/2时，ωt=ωT/2=π,iA=0；iB为正；iC为负。旋转磁场的旋转方向与三相交流电的相序一致;改变三相交流电的相序,即A-B-C变为C-B-A,旋转磁场反向;要改变电动机的转向,只要任意对调三相电源的两根接线.2)旋转磁场的旋转方向式中,f为电源频率50HZ;p

6、为电动机的磁极对数.电动机的磁极对数为1时,同步转速为3000r/min;电动机的磁极对数为2时,同步转速为1500r/min;电动机的磁极对数为3时,同步转速为1000r/min.3)旋转磁场的旋转速度------同步转速no4.定子绕组线端连接方式注意:三相绕组连接成星形,每相绕组承受相电压220V;三相绕组连接成三角形,每相绕组承受线电压380V.5.2三相异步电动机的定子电路和转子电路1.定子电路分析电动机定子和转子每相绕组的匝数分别为N1和N2.定子每相绕组产生的感应电动势为:其有效值为:定子和转子电路的感应电势定子电

7、路分析其大小为:忽略R1和X1上的电压降,有:考虑定子电流产生的漏磁通,用复数表示为:一相电路图2.转子电路分析其中旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为:起动瞬间3.三相异步电动机的额定值电动机铭牌数据:额定功率PN;额定电压UN;额定频率f=50Hz;额定电流IN;额定转速nN;有的参数要经过计算得出:额定效率额定负载转矩额定效率额定负载转矩4.三相异步电动机的能流图P2等于P1减去电动机的总损耗电源输入的功率P1:电动机的输出功率P2(铭牌功率)举例解:1)由电势计算公式得:3)额定转速时,转子电动势的频率2)转子绕组开

8、路时,f2=f1,得1)定子每相绕组感应电动机E1;2)转子每相开路电压E20;3)额定转速时转子每相绕组感应电动势E2N.例1:有一台Y型接线的三相异步电动机,其额定参数为:功率90KW,UN=3000V,IN=22.9A,电源频率f=50Hz,额定转差率SN