電動機轉動原理

1、1.了解三相交流異步電動機的基本構造和轉動原理。,2.理解三相交流異步電動機的機械特性，掌握起動和 反轉的基本方法,了解調速和制動的方法。,3.理解三相交流異步電動機銘牌數(shù)據(jù)的意義。,第7章 電動機,本章要求：,第7章 電動機, 7.5 三相異步電動機的使用, 7.2 三相異步電動機的結構與工作原理, 7.3 三相異步電動機的電路分析, 7.4 三相異步電動機的機械特性,7.1 概述,7.1 概述,電機：是實現(xiàn)能量轉換和信號轉換的電磁裝置。,例如：,控制電機，實現(xiàn)信號的轉換,動力電機，實現(xiàn)能量的轉換,交流電動機,電動機,直流電動機,他勵、異勵、串勵、復勵,電動機的分類,7.2 三相異步電動機的

2、結構與工作原理,一、三相異步機的結構,鼠籠式電動機與繞線式電動機的的比較：,鼠籠式： 結構簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。,繞線式： 結構復雜、價格較貴、維護工作量大；轉子 外加電阻可人為改變電動機的機械特性。,e方向用 右手定則 確定,f方向用 左手定則 確定,磁場旋轉,二、 三相異步電動機的工作原理,磁極旋轉,導線切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢,導線長,切割速度,（右手定則）,2. 線圈比磁場轉得慢,1、旋轉磁場的產(chǎn)生,A,Y,C,B,Z,()電流出,()電流入,X,合成磁場方向：向下,異步機中,旋轉磁場代替了旋轉磁極,三相電流合成磁場的分布,2、旋轉方向：取決于三相電流

3、的相序。,改變電機的旋轉方向：換接其中兩相。,3、旋轉磁場的轉速大小,一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過360,電流頻率為 f ，則磁場1/f秒旋轉1圈，每秒旋轉f圈。每分鐘旋轉：,同步轉速,極對數(shù)（P）的概念,極對數(shù)（P）的改變,將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內。形 成的磁場則是兩對磁極。,極對數(shù),極對數(shù)和轉速的關系,旋轉磁場轉速n0與極對數(shù) p 的關系,電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系,電動機轉速（額定轉速）:,提示：如果,轉差率 的概念：,異步電機運行中:,轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。,轉子感生電流的頻率：,例：三相異步電動機 p=3，電源f1=50Hz，電機額定

4、 轉速n=960r/min。 求：轉差率s，轉子電動勢的頻率f2,同步轉速：,轉差率：,一、三相異步電動機的“電磁”關系, 7.3 三相異步電動機的電路分析,定子電路,轉子電路,設：,則：,定子邊：,轉子邊：,R2:轉子繞組電阻 X2：轉子繞組電抗,f2：轉子感應電動勢的頻率 N2：轉子線圈匝數(shù),取決于轉子和旋轉磁場的相對速度,因為：,電動機起動時,轉子電流,轉子 功率因數(shù),結論：轉子轉動時，轉 子電路中的各量均與轉 差率 s有關，即與轉速 n有關。,例：三相異步電動機，p=2，n=1440 r/min，轉子R2=0.02，X20=0.08 ， E20=20V， f1= 50Hz。,啟動時I2

5、（st）,額定轉速下的I2（N）,s=1,電磁轉矩 T：轉子中各載流導體在旋轉磁場的作用下, 受到電磁力所形成的轉距之總和。,常數(shù),每極磁通,轉子電流,轉子電路的,一、轉矩公式,（牛頓米）, 7.4 三相異步電動機的機械特性,得到轉矩公式,由公式可知,1. T 與定子每相繞組電壓 成正比。U 1 T ,2. 當電源電壓 U1 一定時，T 是 s 的函數(shù)。,3. R2 的大小對 T 有影響。繞線式異步電動機可外 接電阻來改變轉子電阻R2 ，從而改變轉距。,二、機械特性曲線,機械特性曲線,啟動：,TstTL (負載轉矩)，電機啟動,轉速n，轉矩T ,c,c點：轉矩達最大Tm ，轉速n繼續(xù)，T，沿c

6、b走,b,b點：T=TL，轉速n不再上升，穩(wěn)定運行,若TL ，暫時T TL,n s I2 T n ,電動機的自適應負載能力,s=0,s=1,機械特性和電路參數(shù)的關系,結論：,和轉子電阻的關系,機械特性的軟硬,硬特性：負載變化時，轉速變化不大，運行特性好。 軟特性：負載增加轉速下降較快，但起動轉矩大，起 動特性好。 ,不同場合應選用不同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。,1、三個重要轉矩,n1,T,n,（牛頓米）,千瓦,轉/分,如果 電機將會 因帶不動負載而停轉。,求解,過載系數(shù)：,三相異步機,n1,T,n,例：三相異步電動機，額定功率PN=10kW， 額定轉速nN=14

7、50r/min，啟動能力Tst/TN=1.2，過載 系數(shù)=1.8。,（1）額定轉矩TN,（2）啟動轉矩Tst,（3）最大轉矩Tm, 7.5 三相異步電動機的使用,一、三相異步機銘牌與技術數(shù)據(jù),1. 型號 Y 132M4,異步電動機產(chǎn)品名稱代號,轉差率,3. 聯(lián)接方式 ： Y/ 接法,4. 額定電壓：定子繞組在指定接法下應加的線電壓.,說明：一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的 5 。,例：380/220 Y/是指：線電壓為380V時采用Y接法； 當線電壓為220V時采用接法。,5. 額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。,如：,表示三角接法下，電機的線電流為11.2A，相電流為6.

8、48A；星形接法時線、相電流均為6.48A。,6. 額定功率： 額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率 （ ），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者的 關系為：,其中,額定負載時一般為0.7 0.9 ， 空載時功率因數(shù)很低約為0.2 0.3。額定負載時，功率因數(shù)最大。,注意：實用中應選擇合適容量的電機，防止“大馬”拉“小車”的現(xiàn)象。,7. 功率因數(shù)(cos1)：,P2,PN,cos1,例:,1),解:,一臺Y225M-4型的三相異步電 動機，定子 繞組型聯(lián)結，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW, nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN= 0.88， Ist/IN=7.0

9、, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求： 1) 額定電流IN? 2) 額定轉差率sN? 3) 額定轉矩 TN 、最大轉矩Tmax 、和起動轉矩TN ？,2）由nN=1480r/min，可知 p=2 （四極電動機）,3）,二、 三相異步機的起動,三相異步機的起動方法：,（1） 直接起動。二三十千瓦以下的異步電動機一般 采用直接起動。,（3）轉子串電阻起動。,1、Y 起動：,設：電機每相阻抗為,例:三相異步電動機，電源電壓 =380V，三相定子 繞組接法運行，額定電流IN=20A，啟動電流Ist/IN=7， 求： （1）接法時的啟動電流Ist （2）若啟動時改為Y接法，求 Ist Y,（1）Ist =7 IN =720=140A,解：,（2）,Ist Y = Ist /3=140/3=47A,2、自耦調壓起動：,利用自耦調壓器，降低電動機起動時的定子電壓。,適用于定子繞組為星接的大容量電動機。,3,方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)反轉。,三、三相異步電動機的正、反轉,制動方法： 1. 抱閘：加機械抱閘,四、 三相異步電動機的制動,2. 反接制動： 停車時，將電動機接電源的意兩相反接，使電動機由原來的旋轉方向反過來，以達制動的目的。,1 變頻調速 (無級調速),頻率調節(jié)范圍：0.5幾百赫茲,五、三相異步電動機的調速,2 變極調速 (有級調速),P=2,P