電機(jī)及拖動(dòng)ppt優(yōu)質(zhì)分析

1、 4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu) 4.2交流電機(jī)繞組 4.3交流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 4.4交流電機(jī)繞組的磁動(dòng)勢(shì) 4.5三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行 4.6三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行 4.7三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路和向量圖 4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)一、三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)定子上有三相對(duì)稱的交流繞組鼠籠繞組三相對(duì)稱交流繞組通入三相對(duì)稱交流電流時(shí)，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) (swf)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理異步電動(dòng)機(jī)定子上有三相對(duì)稱的交流繞組 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì) 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過端環(huán)自成閉路，并通過感應(yīng)電流 感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力 電磁力

2、作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(swf) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組加對(duì)稱電壓后，產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)氣隙磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體切割該磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。由于轉(zhuǎn)子繞組處于短路狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)子電流。轉(zhuǎn)子電流與氣隙磁場(chǎng)相互作用就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定低于磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速，因?yàn)橹挥羞@樣轉(zhuǎn)子導(dǎo)體才可以感應(yīng)電勢(shì)從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩。所以該電機(jī)被稱為異步機(jī)，也叫感應(yīng)電機(jī)。 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的名牌數(shù)據(jù) 五、異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 定子對(duì)稱三相繞組 有三相對(duì)稱電流 定子和轉(zhuǎn)子間有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（ n0） 切割轉(zhuǎn)子均勻分布的閉環(huán)導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)nsn0轉(zhuǎn)子閉合導(dǎo)體有電流如不考慮相位

3、差，電勢(shì)方向同電流方向由左手定則知轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力，其方向同磁場(chǎng)反向，這時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，即電動(dòng)機(jī)工作，轉(zhuǎn)速為n。 六、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n能否超過同步轉(zhuǎn)速n0 ？答在無外力作用時(shí)，電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不能超過同步轉(zhuǎn)速n0。即n n0 。ffn用右手定則知n極下轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)方向指里，s極下轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)方向指外 假設(shè)n =n0 ，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，則無感生電動(dòng)勢(shì)，無電流，也就無電磁力，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)了。只由n n0 ,s0,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的n0ntn 方向相反，導(dǎo)體中的電動(dòng)勢(shì)與電流方向都反向。由左手定則知電磁力與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，這是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這時(shí)原動(dòng)機(jī)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械

4、功率，而通過電磁感應(yīng)由定子向電網(wǎng)輸送電功率，電動(dòng)機(jī)處在發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 如果異步電動(dòng)機(jī)的外轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，即n1,此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電動(dòng)勢(shì)和電流反向仍和電動(dòng)機(jī)一樣，電磁轉(zhuǎn)矩方向仍與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一致，n0n 但與外轉(zhuǎn)矩方向（n)相反。電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)機(jī)輸送電功率，從轉(zhuǎn)子吸收機(jī)械功率。tn(a)單匝線圈單匝線圈 (b) 多匝線圈多匝線圈 (c) 多匝線圈簡(jiǎn)易畫法多匝線圈簡(jiǎn)易畫法 y1 l相鄰兩磁極對(duì)應(yīng)位置兩相鄰兩磁極對(duì)應(yīng)位置兩點(diǎn)之間的圓周距離點(diǎn)之間的圓周距離 pd2pz2極極 距距： 定子內(nèi)表面用長(zhǎng)度表示的每極所占空定子內(nèi)表面用長(zhǎng)度表示的每極所占空 間距離，可以用所跨槽數(shù)

5、表示，也可間距離，可以用所跨槽數(shù)表示，也可 以用所占空間電角度表示。以用所占空間電角度表示?？臻g電角度空間電角度 ：把一對(duì)主磁極表面占的空間距離用空間：把一對(duì)主磁極表面占的空間距離用空間 電角度表示，定義為電角度表示，定義為360空間電角度。空間電角度。 線圈節(jié)距線圈節(jié)距y1 ： 一個(gè)線圈的兩個(gè)線圈邊間沿定子內(nèi)表一個(gè)線圈的兩個(gè)線圈邊間沿定子內(nèi)表 面間的距離。面間的距離。azbbxxccyyaz n n ss600pmzq2azbbxxccyyaz n n ss4.3 4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的感生電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的感生電動(dòng)勢(shì)氣隙磁密分布?xì)庀洞琶芊植紉bbmxsin1 討論定子繞組內(nèi)感

6、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，氣隙磁場(chǎng)切割定子繞討論定子繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，氣隙磁場(chǎng)切割定子繞組可以看成下圖中所示的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在定子繞組中所感應(yīng)組可以看成下圖中所示的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在定子繞組中所感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。瞬時(shí)值的表達(dá)式瞬時(shí)值的表達(dá)式有效值的表達(dá)式有效值的表達(dá)式tneyyysin1)(11)(44. 4yyynfe1、整距線圈的電動(dòng)勢(shì)、整距線圈的電動(dòng)勢(shì)有效值的表達(dá)式有效值的表達(dá)式2、短距線圈的電動(dòng)勢(shì)、短距線圈的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式瞬時(shí)值的表達(dá)式2sin2cos1)(tneyyc111)(44. 4yyycknfe二、線圈組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、線圈組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)) 1(01111qeeeeyyyq11

7、1qyqkqee一個(gè)線圈組電動(dòng)勢(shì)的有效值為一個(gè)線圈組電動(dòng)勢(shì)的有效值為1111111)(44. 444. 41wyyqyyqkqnfkkqnfe三、相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)三、相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相電勢(shì)相電勢(shì) 對(duì)單層繞組而言，每個(gè)相繞組有對(duì)單層繞組而言，每個(gè)相繞組有p個(gè)線圈組，并聯(lián)支個(gè)線圈組，并聯(lián)支路數(shù)為路數(shù)為a，每個(gè)線圈的匝數(shù)為，每個(gè)線圈的匝數(shù)為ny，則每個(gè)相繞組串聯(lián)匝數(shù)，則每個(gè)相繞組串聯(lián)匝數(shù)為為yqnapn所以單層繞組相電動(dòng)勢(shì)基波的有效值為所以單層繞組相電動(dòng)勢(shì)基波的有效值為111111111)(144. 444. 444. 41wwywyyqnkfkapqnfkqnfapeape 對(duì)雙層繞組而言，每

8、個(gè)相繞組有對(duì)雙層繞組而言，每個(gè)相繞組有2p個(gè)線圈組，每個(gè)相個(gè)線圈組，每個(gè)相繞組串聯(lián)匝數(shù)為繞組串聯(lián)匝數(shù)為yqnapn2111111111)(144. 4244. 444. 4221wwywyyqnkfkapqnfkqnfapeape所以雙層繞組相電動(dòng)勢(shì)基波的有效值為所以雙層繞組相電動(dòng)勢(shì)基波的有效值為定子銅損 pcu1=m1i12r1 （圖5.4.1）轉(zhuǎn)子銅損 pcu2=m1i22r2定子鐵損 pfe=m1i02rm 傳給轉(zhuǎn)子的電磁功率pm=m1 r2/s=m1e2i2cos 2 軸上輸出功率 p2=m1i22 r2 (1-s)/s （5-29）22i22i電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩指轉(zhuǎn)子電流i2

9、與主磁通m相互作用產(chǎn)生的電磁力形成的總力矩。它等于電動(dòng)機(jī)總機(jī)械功率p m除以轉(zhuǎn)子的角速度。（5-34）-（5-39） 4.8 異步電動(dòng)機(jī)的功率傳遞和轉(zhuǎn)矩平衡 由t型等值電路可以得到全部能量關(guān)系 一、空載試驗(yàn) 空載試驗(yàn)的主要目的是測(cè)電機(jī)的勵(lì)磁參數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn)理論上應(yīng)是轉(zhuǎn)子在同步轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，但需要原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子，這樣同步也有難度。實(shí)驗(yàn)時(shí)(異步電動(dòng)機(jī)）電動(dòng)機(jī)軸上不加任何負(fù)載（對(duì)于繞線電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子還要開路）。 步驟：電壓從1.2vn開始,逐漸降低電壓，直到電機(jī)的轉(zhuǎn)速明顯下降，定子的電流回升為止，測(cè)出7-9個(gè)點(diǎn)，每次測(cè)電壓、空載電流、功率和轉(zhuǎn)速，可以繪出空載特性（i0和p0隨u0的變化）曲線

10、。i0u0輸入電機(jī)功率 p0= m1i02r1 +pfe+pm（忽略轉(zhuǎn)子銅耗及附加損耗pcu2+ps）p0 4.9異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定 等值電路參數(shù)可以由制造廠家提供，也可以由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得，方法同變壓器。空載時(shí)認(rèn)為定子銅耗和鐵耗與電壓大小有關(guān)，機(jī)械損耗僅于轉(zhuǎn)速有關(guān)。 p0- m1i02r1 =pfe+pm （p0- m1i02r1）可以測(cè)出（r1也可以由短路參數(shù)求得，也可以直接測(cè)得）。而鐵耗認(rèn)為與電壓的平方成正比。此時(shí)i2=0，s=0（n=n0)?？梢岳L出pfe+pm=f曲線。 pm隨n變化不大，認(rèn)為是常數(shù)u02pfe+pm（p0- m1i02r1）pmpfe當(dāng)電壓等于0時(shí)，測(cè)得的僅是鐵耗 (

11、n=0,pm=0) 。這樣延長(zhǎng)曲線，使其與縱軸相交，交點(diǎn)坐標(biāo)就是機(jī)械損耗pm，過這一點(diǎn)作一與橫軸的平行線，這個(gè)高度上面就是鐵耗pfe 。可以測(cè)得p0和i0，算出每相的電壓、功率和電流。 z0=un/i0unr1x1xmrm空載時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的等效電路r1+rm=r0=(p0-pm)/i02i0p0由功率表測(cè)出， pm由上圖求得。 x0=2020rz xm=x0-x1rm= pm/ i02zm=22mmxr二、短路試驗(yàn)定子和繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子的電阻可以加直流電壓測(cè)直流電流 求出，但這是直流電阻，等效電路中是交流電阻，集膚效應(yīng)會(huì)使交流電阻大于直流電阻，應(yīng)加以修正?；\型電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子無法用直流測(cè)?？梢杂枚搪穼?shí)驗(yàn)方法求參數(shù)。 異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，所加電壓使電動(dòng)機(jī)的短路電流略大于額定電流，約