【學(xué)習(xí)】第四章異步電動機(jī)原理與控制ppt課件

1、第一節(jié) 三相異步電動機(jī)一 三相異步電動機(jī)的構(gòu)造一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造 定子定子: 通入三相交流電，產(chǎn)消費(fèi)生旋轉(zhuǎn)磁場。通入三相交流電，產(chǎn)消費(fèi)生旋轉(zhuǎn)磁場。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路部用短路環(huán)構(gòu)成一體。環(huán)構(gòu)成一體。 或鑄鋁構(gòu)成轉(zhuǎn)子繞組或鑄鋁構(gòu)成轉(zhuǎn)子繞組。一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造(2) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電在旋轉(zhuǎn)

2、磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子電路的特點(diǎn)：自行閉合，不外接電力負(fù)載。轉(zhuǎn)子電路的特點(diǎn)：自行閉合，不外接電力負(fù)載。一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造一、三相異步電動機(jī)的構(gòu)造對稱三相繞組對稱三相繞組通入對稱三相電流通入對稱三相電流旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場(磁場能量磁場能量)磁場切割磁場切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組中轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生產(chǎn)生 e 和和 i轉(zhuǎn)子繞組在磁場中轉(zhuǎn)子繞組在磁場中遭到電磁力的作用遭到電磁力的作用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來機(jī)械負(fù)載機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)起來三相交流電能三相交流電能輸出機(jī)械能量輸出機(jī)械能量二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理二、三相異步電動機(jī)的

3、任務(wù)原理 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIo二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理iCiAiBitmIo0n規(guī)定規(guī)定 i : “+ 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “ 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出()電流入電流入二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理AXYCBZNS0 t 60t 0nAXYCBZ60AXYCBZ 90t SNSNCiAiBiitmIo分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁

4、場是一旋轉(zhuǎn)的磁場 即：一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過即：一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360(2).旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向0t 60t CiAXCZBYAiBi0mICiBiAi tiomIAAXZBCYNSAAXZBCYNS恣意互換恣意互換兩根電源兩根電源進(jìn)線進(jìn)線AXYCBZNS0t CiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNS二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理1pCYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理2p極對數(shù)極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的陳列有關(guān)

5、與三相繞組的陳列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZCZBYB Y A C SNBiCiAiimIt 02p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6010fn 工頻：工頻：Hz501 f分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 30000 np=1時時0mICiBiAi tiomIAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNSXNSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時時BiCiAiit mI0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn) /( 50011p360分）轉(zhuǎn) /( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電

6、流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn) /( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 75090旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率f1和極對數(shù)和極對數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。BlvBli0nAXYCBZFvFNS二、三相異步電動機(jī)的任務(wù)原理分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 假設(shè)假設(shè):0nn 0nn TT =T2n T T2到達(dá)新的平衡到達(dá)新的平衡T20nnTOn負(fù)載的影響221st22220RUTCRX備注：%10000 nnnsU Tm U UTst 221st22220R UTCRX21m202UTCX 202mXRs 0nNUT2nTO%1

7、0000 nnnsstTTOn0nR2Tst nmaxT2T221s t2222 0R UTCRX21m2 02UTCX 202mXRs %10000 nnns星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動換接起動自耦降壓起動自耦降壓起動(3) 轉(zhuǎn)子串電阻起動轉(zhuǎn)子串電阻起動ZUIll3:Y 星星形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時時ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時時：31Y llIIYlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2相電流相電壓M3M3 pfsnsn106011 f=50Hz逆變器M3 整流器+變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速恒轉(zhuǎn)距調(diào)速f1f1N%10000 nnnsA1X

8、1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS變頻器A1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動機(jī)稱作雙速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈騰躍性變化，因此只用在對由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈騰躍性變化，因此只用在對調(diào)速性能要求不高的場所，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場所，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。等機(jī)床上。A1A2X1X2SNTn0no22RR n0磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對數(shù)極對數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以闡明電動機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以闡明電動機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號機(jī)座長度代號機(jī)座中心高機(jī)座中心高mm三相異步電動機(jī)

9、三相異步電動機(jī)異步電動機(jī)產(chǎn)品稱號代號異步電動機(jī)產(chǎn)品稱號代號例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時時 采用采用 Y結(jié)合；線電壓為結(jié)合；線電壓為 220V 時采用時采用 結(jié)合。結(jié)合。12PP cos3NN1IUP 鼠籠電機(jī)鼠籠電機(jī) =7293電動機(jī)在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時定子繞組的線電流值。電動機(jī)在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時定子繞組的線電流值。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時軸上輸出的機(jī)額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時軸上輸出的機(jī)械功率械功率 P2，它不等于從電源汲取的電功率，它不等于從電源汲取的電功率 P1。PN 三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時

10、約為時約為 0.7 0.9?？蛰d時功率因數(shù)很低，只需?？蛰d時功率因數(shù)很低，只需 0.2 0.3。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最高。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最高。 電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)速。電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)速。P2cosO 0N0Nnnns 額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率指電機(jī)絕緣資料可以接受的極限溫度等級，分指電機(jī)絕緣資料可以接受的極限溫度等級，分為為A、E、B、F、H五級，五級，A級最低級最低(105C)，H級最高級最高(180C)。接線盒接線盒聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2 U2V2V1W1U1W1V1W2

11、V29、電源接線方法 功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動機(jī)功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動機(jī)容易因過載而損壞。容易因過載而損壞。1. 對于延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略對于延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于消費(fèi)機(jī)械的功率。大于消費(fèi)機(jī)械的功率。2. 對于短時任務(wù)的電動機(jī)，允許在運(yùn)轉(zhuǎn)中有短暫對于短時任務(wù)的電動機(jī)，允許在運(yùn)轉(zhuǎn)中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于消費(fèi)機(jī)械的過載，故所選功率可等于或略小于消費(fèi)機(jī)械的功率。的功率。t O定子定子定子定子繞組繞組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子AA NStmsin定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場，可用正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場所成來，可用正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場所

12、成來等效。即等效。即- + - m= + -=m21 t O定子定子繞組繞組AA NS+和-大小不變方向改動 + - - + + - - - + 00 TT TTT+和T-一直是相反的轉(zhuǎn)子maxTmSNSOTS曲曲線線)( sfT stT1NT22122220()sRTcURsX備注：TTT%10000 nnnsiAABBAiBtIi sinAmA )90sin(BmB tIi 正弦波形如下圖。正弦波形如下圖。iBiAmIit O 45t 0 t ABBAo0 t ABBA 90t 0 t ABBA兩相旋轉(zhuǎn)磁場兩相旋轉(zhuǎn)磁場450900iBiAmIit Oi 1 2定子繞組定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)短路環(huán)極掌極掌(極靴極靴) 當(dāng)電流當(dāng)電流i 流過定子繞組時，產(chǎn)生了一部分磁流過定子繞組時，產(chǎn)生了一部分磁通通1 ，同時產(chǎn)生的另一部分磁通與短路環(huán)作用，同時產(chǎn)生的另一部分磁通與短路環(huán)作用生成了磁通生成了磁通2 。由于短路環(huán)中感應(yīng)電流的妨礙