交流电动机调速控制课件.ppt

《交流电动机调速控制课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第11章交流电动机调速控制1、交流电动机的基本结构及工作原理2、交流电动机的机械特性3、交流电动机的调速特性4、交流电动机的各种调速控制系统第一节交流电动机的工作原理和机械特性一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成定子由定子铁心、绕组以及机座组成。定子铁心是磁路的一部分，它由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈，如图所示。硅钢片铁心在叠压后成为一个整体，固定于机座上。定子绕组是电动机的电路部分。三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁心上，称为三相绕组，分别用AX、BY、

2、CZ表示，其中，A、B、C称为首端，而X、Y、Z称为末端。机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座型式。三相绕组接入三相交流电源，定子铁心中产生旋转磁场。转子铁心也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成。转子铁心装在转轴上。硅钢片冲片如图所示。转子由铁心与绕组组成线绕式和鼠笼式两种电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。转子的作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成。线绕式异步电动机转子绕组是由线圈绕组放入转子铁心槽内，并分为三相对称绕组，

3、与定子产生的磁极数相同。线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速。二、三相异步电动机的工作原理1、定子旋转磁场假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相绕组的电流作为参考正弦量，即iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的电流（相序为A—B—C）的波形如图，按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场，如图箭头所示。合成磁场从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了。如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例如将B、C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如图所示。由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到电源

4、的三根导线中的任意两根对调即可。2、工作原理三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场和转子电流的相互作用。假设定子只有一对磁极，转子只有一匝绕组。在旋转磁场的作用下，转子导体切割磁力线（其方向与旋转磁场的旋转方向相反），因而在导体内产生感应电动势e从而产生感应电流i。根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力F（其方向用左手定则决定），这力在转子的轴上形成电磁转矩，且转矩作用方向与旋转磁场的旋转方向相同，转子受此转矩的作用，按旋转磁场的旋转方向旋转起来。旋转磁场是三相异步电动机赖以工作的基础，其转速（同步转速）为n0,转子的旋转速度称为电动机的转速，用n表示。3、转差率

5、S由工作原理可知：转子的转速n（电动机的转速）恒比旋转磁场的旋转速度n0（同步速度）要小。因为如果两种速度相等时，转子和旋转磁场没有相对运动，转子导体不切割磁力线，因此不能产生电磁转矩，转子将不能继续旋转。转子与旋转磁场之间的转速差是保证转子转速的主要因素，也是异步电动机的由来。转差率S是分析异步电动机运行特性的主要参数。转差率：用表示S，即转速差与同步转速n0的比值。1、三相异步电动机的定子电路三相异步电动机的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组相当于副绕组。定子绕组接上三相电源电压（相电压为u1）时，则有三相电流通过（相电流为i1），定子三相电流产生旋转磁场

6、，其磁力线通过定子和转子铁心而闭合，这磁场不仅在转子每相绕组中要感应出电动势e2，而且在定子每相绕组中也要感应出电动势e1。三、三相异步电动机的定子电路与转子电路如图所示电路图是三相异步电动机的一相电路图。加在定子每相绕组上的电压分成三个分量，即如用复数表示，则为式中：和()为定子每相绕组的电阻和漏磁感抗。由于R1和X1较小，其上电压降与电动势E1比较起来，常可忽略，于是当外加电源电压不变时，定子绕组中的磁通基本不变。旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为其有效值为式中，f2为转子电动势e2或转子电流i2相对于旋转磁场的频率.因为旋转磁场和转子间的相对转速为n0-n在n=0，即S=1

7、时，转子电动势为为转子最大电动势可见转子电动势E2与转差率S有关。2、三相异步电动机的转子电路对于转子每相电路，有如用复数表示，则为式中，R2和X2——转子每相绕组的电阻和漏磁感抗在n=0，即S=1时，转子感抗为为转子最大感抗可见转子感抗E2与转差率S有关。转子每相电路的电流为可见转子电流I2也与转差率S有关。当S增大，即转速n降低时，转子与旋转磁场间的相对转速增加，转子导体被磁力线切割的速度提高，于是E2增加，I2也增加。转子电路功率因数为(