《ch電動(dòng)機(jī)》PPT課件.ppt

第 5 章 電動(dòng)機(jī),5.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 5.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理及轉(zhuǎn)差率 5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 5.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 5.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 5.7 單相異步電動(dòng)機(jī) 5.8 同步電動(dòng)機(jī) 5.9 直流電動(dòng)機(jī) *5.10 控制電機(jī),5.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu),主要有兩部分：定子和轉(zhuǎn)子,1.定子,定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分。它包括：,5.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu),a. 機(jī)殼,b. 定子鐵心,定子鐵心由表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成內(nèi)圓均勻分布槽孔；,硅鋼片內(nèi)嵌置三相定子繞組。,定子繞組可以接成星形或三角形。,當(dāng)電動(dòng)機(jī)每相繞組額定電壓等于電源的相電壓時(shí)，繞組接成星形聯(lián)結(jié)；等于電源的線電壓時(shí)，繞組接成三角形聯(lián)結(jié)。,1.定子,2. 轉(zhuǎn)子,鐵心是由厚的硅鋼片疊壓而成的圓柱體，其外圓周沖有槽孔，以嵌置轉(zhuǎn)子繞組。,是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。,籠型轉(zhuǎn)子,鐵心與籠型相同，但鐵心槽內(nèi)嵌置對(duì)稱(chēng)三相繞組并作星形聯(lián)結(jié)。各相繞組首端通過(guò)滑環(huán)和電刷引到相應(yīng)的接線盒里，在起動(dòng)和調(diào)速時(shí)可在轉(zhuǎn)子電路中串入附加電阻。,繞線型異步電動(dòng)機(jī)能獲得較好的起動(dòng)與調(diào)速性能。,繞線轉(zhuǎn)子,2. 轉(zhuǎn)子,接線示意圖,iU= Imsin t,iV= Imsin( t 120 ),iW= Imsin( t + 120 ),iU,iV,iW,相序 U1-V1-W1-U1,5.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),定子繞組分布,定子繞組,定子繞組作星形聯(lián)接,繞組中三相對(duì)稱(chēng)電流,對(duì)稱(chēng)三相電流,對(duì)稱(chēng)三相繞組,iU, t = 0, t,i,U1,V2,V1,U2,W1,W2,iU= 0 iV 為負(fù)值 iW為正值,iV,iW,1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,5.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), t, t = 60,i,U1,V2,V1,U2,W1,W2,60,iW = 0 iV 為負(fù)值 iU為正值,iU,iV,iW,0,1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,5.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), t = 90,U1,V2,V1,U2,W1,W2,90,iU 為正值 iV 為負(fù)值 iW 為負(fù)值, t,i,iU,iV,iW,0,1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,5.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), t = 180,U1,V2,V1,U2,W1,W2,iU = 0 iV 為正值 iW 為負(fù)值, t,i,iU,iV,iW,0,1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,5.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),空間相差 120 角的三相繞組，通入對(duì)稱(chēng)三相電流時(shí)，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),當(dāng)電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期變化時(shí)，磁場(chǎng)也沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了一周(在空間旋轉(zhuǎn)的角度為360)。,綜上分析可以得出：, t,i,iU,iV,iW,0,90,60,0,相序 U1-W1-V1-U1,2. 改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向,改變流入三相繞組的電流相序，就能改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向；改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向, 也就改變了三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。,綜上分析可以得出：,前面討論的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一對(duì)極磁場(chǎng)，當(dāng)改變定子繞組在空間的排列，可以制成兩對(duì)、三對(duì)或更多對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而磁極對(duì)數(shù)影響旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。,電源的頻率, 磁極對(duì)數(shù),若 f1 = 50 Hz,3. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù) p,4. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n0,n0 的單位：r/min,1. 轉(zhuǎn)動(dòng)原理,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速 n0 順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；,轉(zhuǎn)子導(dǎo)線逆時(shí)針?lè)较蚯懈畲帕€，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流；,轉(zhuǎn)子電流再旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力的作用形成轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向異步轉(zhuǎn)動(dòng) n n0。,2. 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 s,n0 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,n2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間： n2 = 0，s = 1；,電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行： n2 接近 n0 ，轉(zhuǎn)差率 s 最小 ；,電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)差率： sN = 0.02 0.06。,例：某四極異步電動(dòng)機(jī)接在頻率為 50 Hz 的電源上，額定轉(zhuǎn)速 nN = 1440 r/min ，求轉(zhuǎn)差率 s。,解：由已知條件知 n0 = 1500 r/min,5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性,5.3.1 電磁轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n2 的關(guān)系曲線,T 與 n2 的關(guān)系曲線稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。,Tst,B,Tst：起動(dòng)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩；,TN：電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載 時(shí)的輸出電磁轉(zhuǎn)矩；,Tm：電動(dòng)機(jī)具有的最 大電磁轉(zhuǎn)矩。,運(yùn)行特性,(1) T T2 (負(fù)載轉(zhuǎn)矩)通電電動(dòng)機(jī)逐漸加速，轉(zhuǎn)矩 T 沿,DC 段增大,Tm,沿 CA 段減小,T = T2 n2 不變,運(yùn)行特性,(2)電動(dòng)機(jī)工作在特性曲線 CA 段時(shí)，當(dāng)負(fù)載變化電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)自動(dòng)變化并與負(fù)載平衡，重新平衡時(shí)轉(zhuǎn)速 n2改變；若負(fù)載大于最大轉(zhuǎn)矩 Tm , T 會(huì)沿,CD 線減小致零堵轉(zhuǎn)。堵轉(zhuǎn)電機(jī)電流 I = 4 7 IN ，時(shí)間稍長(zhǎng)將損壞電動(dòng)機(jī)。,(4)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù),電動(dòng)機(jī)起動(dòng)能力,一般為 2 2.2,一般為 1.7 2.2,(3)AC 段為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，轉(zhuǎn)速下降很少 n0/nN 約為 2% 6%,5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性,5.3.2 轉(zhuǎn)矩和功率的關(guān)系,同理, 電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行則有,式中: TN 為電動(dòng)機(jī)輸出額定轉(zhuǎn)矩，單位牛頓米(Nm)； PN 為電動(dòng)機(jī)輸出的額定功率，單位千瓦(kW)； nN 為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位是轉(zhuǎn)每分(r/min)。,電動(dòng)機(jī)帶載運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩為 T2，軸上輸出的機(jī)械功率為 P2，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n2，則,5.3.3 電磁轉(zhuǎn)矩和電源電壓的關(guān)系,可以證明，電磁轉(zhuǎn)矩 T 與電動(dòng)機(jī)定子繞組上所加電壓 U 的平方成正比。即,不同電源電壓的轉(zhuǎn)矩特性,n0,a,Tst,Tmax,nN,TN,d,電壓降低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩迅速下降;,帶載能力降低，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于最大轉(zhuǎn)矩，電機(jī)會(huì)被迫停轉(zhuǎn)，時(shí)間稍長(zhǎng)，電機(jī)會(huì)因電流過(guò)大而燒毀。,例某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率 PN = 4 kW，額定轉(zhuǎn)數(shù) nN = 1440 r/min，過(guò)載能力為 2.2，起動(dòng)能力為1.8。試求額定轉(zhuǎn)矩 TN、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst、最大轉(zhuǎn)矩 Tm。 若電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載運(yùn)行，定子電壓下降 20% 時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否繼續(xù)旋轉(zhuǎn)？能否在此狀態(tài)下滿(mǎn)載起動(dòng)？,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為,最大轉(zhuǎn)矩為,解 額定轉(zhuǎn)矩,當(dāng)電壓降低 20% 時(shí)，由于,滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，因?yàn)樨?fù)載轉(zhuǎn)矩等于電磁轉(zhuǎn)矩， TN = 26.5 Nm，小于 ，降壓后能在新的平衡點(diǎn)以新的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行。,滿(mǎn)載起動(dòng)時(shí)，因?yàn)樨?fù)載轉(zhuǎn)矩等于電磁轉(zhuǎn)矩， TN = 26.5 Nm，小于 ，降壓后可滿(mǎn)載直接起動(dòng)。,例某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率 PN = 4 kW，額定轉(zhuǎn)數(shù) nN = 1440 r/min，過(guò)載能力為 2.2，起動(dòng)能力為1.8。試求額定轉(zhuǎn)矩 TN、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst、最大轉(zhuǎn)矩 Tm。 若電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載運(yùn)行，定子電壓下降 20% 時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否繼續(xù)旋轉(zhuǎn)？能否在此狀態(tài)下滿(mǎn)載起動(dòng)？,*5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌,電動(dòng)機(jī)的外殼上都有一塊銘牌，標(biāo)出了電動(dòng)機(jī)的型號(hào)以及主要技術(shù)數(shù)據(jù)，以便能正確使用電動(dòng)機(jī)。圖示為一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌。,電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y 112 M - 4,額定轉(zhuǎn)速 nN(1440 r/min)：表示電動(dòng)機(jī)在額 定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。,額定功率 PN(4.0 kW)：表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率。,額定電壓 UN(380 V)：表示定子繞組上應(yīng)施加的 線電壓。,額定電流 IN(8.8 A)：表示電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。,Y 系列異步電動(dòng)機(jī),機(jī)座中心高度112 mm,中機(jī)座 L長(zhǎng)機(jī)座S 短機(jī)座,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為 4 個(gè)極(p = 2)。,防護(hù)方式(IP44)：表示電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)在方式 為封閉式電動(dòng)機(jī)。,頻率 f(50 Hz)：表示電動(dòng)機(jī)定子繞組輸入交流電源的頻率。,工作制(工作制 S1)：表示電動(dòng)機(jī)可以在銘牌標(biāo)出的額定狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行。S2 為短時(shí)運(yùn)行，S3 為短時(shí)重復(fù)運(yùn)行。,絕緣等級(jí)(B級(jí)絕緣)：表示電動(dòng)機(jī)各繞組及其它絕緣部件所用絕緣材料的等級(jí)。絕緣材料按耐熱性能可分為 Y、A、E、B、F、H、C 七個(gè)等級(jí)。 目前，國(guó)產(chǎn) Y 系列電動(dòng)機(jī)一般采用 B 級(jí)絕緣。,絕緣材料耐熱性能等級(jí),LW 82 dB： 電動(dòng)機(jī)的噪聲等級(jí)。,其它一些技術(shù)數(shù)據(jù),溫升：額定負(fù)載時(shí)繞組的工作溫度與環(huán)境溫度的差值。,功率因數(shù)：額定負(fù)載下定子電路的功率因數(shù)。,效率：電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的效率，它等于額定狀態(tài)下輸出功率與輸入功率之比，即,例 某異步電動(dòng)機(jī)，若 UN = 380 V，cosj = 0.82，Ist/IN = 7.0，PN=4kW,效率 h = 0.84，求額定電流、起動(dòng)電流。,可得,解 根據(jù)效率公式,三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，運(yùn)行可靠，使用和維護(hù)方便?？梢杂脕?lái)拖動(dòng)機(jī)床、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、起重卷?yè)P(yáng)設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，90% 電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)是異步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)用電量占電網(wǎng)總負(fù)荷的 50% 以上。,5.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),起動(dòng)：電動(dòng)機(jī)從接通電源至正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程,起動(dòng)特性：,2. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不是很大。,大型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中由于起動(dòng)電流很大，將導(dǎo)致供電線路電壓在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間突然降低，以致影響同一線路上的其它電氣設(shè)備正常工作。如果多次頻繁起動(dòng)，還會(huì)使電動(dòng)機(jī)由于熱量堆積，導(dǎo)致?lián)p壞，因而必須設(shè)法限制起動(dòng)電流。,1. 起動(dòng)電流較大。一般為額定電流的 4 7 倍。,1.直接起動(dòng)(全壓起動(dòng)),直接起動(dòng)受供電變壓器容量的限制，一般要求起動(dòng)時(shí)線路壓降不應(yīng)超過(guò)線路額定電壓的 5%。 一般 10 kW 以下的異步電動(dòng)機(jī)可以直接起動(dòng)。,特點(diǎn)： 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小；起動(dòng)電流大，比額定值大 4 7 倍；影響同一電網(wǎng)上其它負(fù)載的正常工作。,優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單、方便、經(jīng)濟(jì)、起動(dòng)過(guò)程快，適用于中小型籠型異步電動(dòng)機(jī)。,起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接入電網(wǎng)中。,5.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),2.降壓起動(dòng),起動(dòng)時(shí)降低電動(dòng)機(jī)的電源電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，再把電壓恢復(fù)正常。,5.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),起動(dòng)方法有,自耦變壓器降壓起動(dòng)；,星三角形降壓起動(dòng)。,定子繞組串電阻降壓起動(dòng)；,定子繞組串聯(lián)電阻降壓起動(dòng),起動(dòng)時(shí)，將 SA1 閉合，三相電源電壓經(jīng)電阻 R 接到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。,待起動(dòng)完畢后，將SA2閉合，短接掉電阻 R，定子繞組直接與電源相連，全壓運(yùn)行。,自耦變壓器降壓起動(dòng),起動(dòng)時(shí)，將 SA1 閉合，SA2置降壓起動(dòng)位置。電動(dòng)機(jī)定子繞組加變壓器的副邊電壓。由于 k 1，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。,待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢后，將SA2切換到全壓運(yùn)行位置上，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。,星三角降壓起動(dòng),適合工作時(shí)三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。,起動(dòng)時(shí)，將開(kāi)關(guān)SA1 閉合，SA2置于星形聯(lián)結(jié)的位置上，電動(dòng)機(jī)定子繞組星形聯(lián)結(jié)降壓起動(dòng)。,起動(dòng)完畢將開(kāi)關(guān)SA2 切換到三角形聯(lián)結(jié)的位置上，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。,5.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,調(diào)速是指人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。,根據(jù) 可知，調(diào)速方法有,1. 變極調(diào)速,將定子繞組的接線端引出，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)改變定子繞組接法以改變磁極對(duì)數(shù)，構(gòu)成多速電動(dòng)機(jī)。,變極調(diào)速,變頻調(diào)速,變壓調(diào)速等,有 4/2 極、6/4 極、8/4 極、8/6 極、12/6 極，也有 6/4/2 極、8/4/2 極、8/6/4 極，還有 12/8/6/4 極等多種產(chǎn)品。這種調(diào)速是步進(jìn)式的調(diào)速方法。,常用的是雙速、三速或四速電動(dòng)機(jī)。,2. 變頻調(diào)速,通過(guò)改變異步電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。,用電抗器或自耦變壓器來(lái)降低定子繞組上的電壓，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)矩，獲得一定的調(diào)速范圍。常用于拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)等負(fù)載，家用電器中電風(fēng)扇也有用這種方法調(diào)速的。,3. 變壓調(diào)速,5.7 單相異步電動(dòng)機(jī),日常生活中的電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、攪拌機(jī) 等均采用單相異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力。,5.7.1 電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī),U1U2：工作繞組，流過(guò)的電流為 i2；,它們?cè)诳臻g互差 90。,V1V2：起動(dòng)繞組，串有電容器，流過(guò)的電流為 i1；,轉(zhuǎn)子為籠型,定子兩個(gè)繞組：,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),5.7.1 電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī),選擇適當(dāng)電容可使兩個(gè)繞組中的電流相位差為 90。,采用在起動(dòng)繞組中串入電阻的方法也可使兩相繞 組中的電流在相位上存在一定的角度產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。,5.7.2 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī),5.7.1 電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)動(dòng)原理,與三相異步電動(dòng)機(jī)相同。,定子磁極上開(kāi)一個(gè)槽，將磁極分成兩部分，較小部分套一個(gè)短路環(huán) 罩極。,罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心做成凸極式，轉(zhuǎn)子仍為籠型。,罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)不能改變轉(zhuǎn)向，它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，一般用在空載或輕載起動(dòng)的臺(tái)扇、排風(fēng)機(jī)等設(shè)備中。,5.7.2 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī),原理：,當(dāng)在定子繞組中通入單相交流電流時(shí)，鐵,心中的磁通會(huì)從未罩部分向罩極移動(dòng)，好像磁場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)，從而獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,*5.8 同步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速始終與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相 同，這類(lèi)電動(dòng)機(jī)稱(chēng)為同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)主要 分三相同步電動(dòng)機(jī)和微型同步電動(dòng)機(jī)兩類(lèi)。,5.8.1 三相同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)轉(zhuǎn)原理,與三相異步電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)完全相同，也是 由機(jī)座、定子鐵心、定子三相繞組等組成。三相繞 組可以接成星形或三角形聯(lián)結(jié)，通入三相交流電后， 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。,1. 結(jié)構(gòu)：分為定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。,定子,做成凸出的磁極并裝有直流勵(lì)磁繞組。,3. 三相同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),轉(zhuǎn)子,2. 運(yùn)轉(zhuǎn)原理,轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中通入直流電時(shí)，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生恒定的磁極，該磁極被定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸引并拖動(dòng)轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)。,在轉(zhuǎn)子邊沿安裝許多類(lèi)似籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的導(dǎo)體。,起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁繞組不通電，電機(jī)異步起動(dòng)；,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組再通入直流電流，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就會(huì)立即吸住轉(zhuǎn)子同步運(yùn)轉(zhuǎn)。,(1)恒速性,三相同步電動(dòng)機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)相比較，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，需交、直流電源供電，且不能調(diào)速，作為動(dòng)力機(jī)械使用受到一定限制。但可以作為同步補(bǔ)償機(jī)使用，使其空載運(yùn)行，向電網(wǎng)輸送 無(wú)功電流，提高功率因數(shù)。,4. 同步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中特點(diǎn),(2)功率因數(shù)可調(diào)性,常用于拖動(dòng)要求恒速的生產(chǎn)機(jī)械，如壓縮機(jī)、水泵、碎石機(jī)等。,通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可改變電動(dòng)機(jī)本身的功率因數(shù)。,5.8.2 微型同步電動(dòng)機(jī),1. 反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī),反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是用軟磁材料做成凸極式，邊沿安裝籠型導(dǎo)條。,應(yīng)用于自動(dòng)化裝置、記錄儀器、錄音機(jī)、電影機(jī)設(shè)備中。,微型同步電動(dòng)機(jī)的定子與單相異步電動(dòng)機(jī)基本相同，有電容分相式和罩極式；,轉(zhuǎn)子,反應(yīng)式,磁滯式,永磁式,1. 反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī),當(dāng)定子繞組通入單相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)子異步起動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)子被磁化。,應(yīng)用于自動(dòng)記錄裝置、電鐘、電唱機(jī)等設(shè)備中。,磁力線被扭曲,2. 磁滯式同步電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子：用硬磁性材料制成圓柱形，中間開(kāi)槽使轉(zhuǎn)子沿不同方向的磁阻不同。,磁滯式同步電機(jī)結(jié)構(gòu),開(kāi)始時(shí)定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化轉(zhuǎn)子鐵心， 如圖所示。,5.8.2 微型同步電動(dòng)機(jī),2. 磁滯式同步電動(dòng)機(jī),當(dāng)定子磁極旋轉(zhuǎn)一角度 q 后，轉(zhuǎn)子上已被磁化的磁 性并未消失，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁極軸線之間將出現(xiàn)空間位置的夾角 q，即磁滯角。磁滯角q 的存在，使氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的作用力 F 分解為徑向作用,力 Fn 和切向作用力 Ft 。切向作用力 Ft 可形成磁滯轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)。,磁滯式同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)低,3. 永磁式同步電動(dòng)機(jī),原理：,結(jié)構(gòu)：,轉(zhuǎn)子是由永久磁鐵制成凸極式轉(zhuǎn)子。定子與前兩種電機(jī)相同。,起動(dòng)：仍采用異步起動(dòng)。,應(yīng)用：自動(dòng)化儀表內(nèi)的計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)中。,當(dāng)定子繞組通過(guò)單相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，轉(zhuǎn)子永久磁場(chǎng)將產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同的磁極數(shù)，因而被定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)拖入同步運(yùn)轉(zhuǎn)。,*5.9 直流電動(dòng)機(jī),5.9.1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)動(dòng)原理,直流電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。,1. 結(jié)構(gòu),2. 轉(zhuǎn)動(dòng)原理,電流方向 Aa b c d B,電流方向 Ad c b a B,5.9.2 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式,直流電動(dòng)機(jī)定子磁極,永久磁鐵,勵(lì)磁繞組通入直流電產(chǎn)生,勵(lì)磁繞組勵(lì)磁方式：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)。,直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線與勵(lì)磁方式有關(guān)。,他勵(lì)和并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),具有硬機(jī)械特性。適用于需要調(diào)速的軋機(jī)、金屬 切削機(jī)床、紡織印染、造紙和印刷機(jī)械,5.9.2 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式,串勵(lì)電動(dòng)機(jī),具有軟機(jī)械特性。用于起重及交通運(yùn)輸機(jī)械上，如起重吊車(chē)、電瓶車(chē)、城市電車(chē)、電傳動(dòng)機(jī)車(chē)等。,復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī),復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線介于并