【學習課件】第二章三相異步電動機b

1、第二章 三相異步電動機 第一節(jié) 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理 第二節(jié) 三相異步電動機的空載運行 第三節(jié) 三相異步電動機的負載運行 第四節(jié) 三相異步電動機的工作特性 第五節(jié) 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 第六節(jié) 三相異步電動機的機械特性 7/28/2022編輯ppt第七節(jié) 電力拖動基本知識 第八節(jié) 三相異步電動機的起動 第九節(jié) 三相異步電動機的制動 第十節(jié) 三相異步電動機的調(diào)速 第十一節(jié) 三相異步電動機的運行維護與故障分析第十二節(jié) 單相異步電動機7/28/2022編輯ppt第一節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理 一、三相異步電動機的結(jié)構(gòu) （一）定子 （二）轉(zhuǎn)子 （三）分類與用途 7/28/2022編

2、輯ppt二、三相異步電動機工作原理 （一）三相交流電的旋轉(zhuǎn)磁場 1旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 7/28/2022編輯ppt二極電動機旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 7/28/2022編輯ppt四極電動機定子繞組結(jié)構(gòu)和接線圖7/28/2022編輯ppt四極電動機旋轉(zhuǎn)磁場7/28/2022編輯ppt2旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 f1=50Hz時的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 磁極對數(shù)P 1 2 3 4 5同步轉(zhuǎn)速n1 / r/min 3000 1500 1000 750 600 3旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向7/28/2022編輯ppt（二）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動 1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的原理2轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n、轉(zhuǎn)差率s與轉(zhuǎn)動方向7/28/2022編輯ppt（一）三相異步電動機的銘牌 三

3、、三相異步電動機的銘牌及主要系列 三相異步電動機 型號Y112M-2 編 號 4KW 8.2A 380V 2890r/min LW 79dB（A） 接法防護等級IP44 50HZ Kg ZBK2007-88 工作制 B級絕緣 年月 電機廠7/28/2022編輯ppt（二）三相異步電動機主要系列 1型號2額定值額定功率PN 額定電壓UN 額定電流IN 額定頻率fN 額定轉(zhuǎn)速nN 常用的Y系列異步電動機有Y（IP44）封閉式、Y（IP23）防護式小型三相異步電動機，YR（IP44）封閉式、YR（IP23）防護式繞線型三相異步電動機，YD變極多速三相異步電動機，YX高效率三相異步電動機，YH高轉(zhuǎn)差率

4、三相異步電動機，YB隔爆型三相異步電動機，YCT電磁調(diào)速三相異步電動機，YEJ制動三相異步電動機，YTD電梯用三相異步電動機，YQ高起動轉(zhuǎn)矩三相異步電動機等幾十種產(chǎn)品。 7/28/2022編輯ppt第二節(jié)三相異步電動機的空載運行 電動機空載運行是指電動機軸上沒有帶任何負載的運行狀態(tài) 。 定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為： 定子繞組中產(chǎn)生漏感電動勢為： 7/28/2022編輯ppt定子繞組電壓平衡方程式： 當 ，則： 或當電源電壓為額定值時，每極磁通基本是一恒定值，負載變化時，其基本不變。 7/28/2022編輯ppt第三節(jié)三相異步電動機的負載運行 當電動機軸上帶上機械負載后，在開始的那一瞬間，轉(zhuǎn)子

5、所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子減速旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1是恒定的，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的下降，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的轉(zhuǎn)速差（n1-n）增大，轉(zhuǎn)子導體中的感應(yīng)電動勢和轉(zhuǎn)子電流也將增大，于是電動機的電磁轉(zhuǎn)矩隨之增大，直至電磁轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)子就不再減速，而在較低轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行。 7/28/2022編輯ppt一、轉(zhuǎn)子各物理量與s的關(guān)系 1轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢及轉(zhuǎn)子電流的頻率 2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子繞組的電動勢E2 E2s=4.44f2N2K2=4.44sf1N2k2=sE2 7/28/2022編輯ppt3轉(zhuǎn)子電抗X2S 4轉(zhuǎn)子電流I2S 5.轉(zhuǎn)子電路的功 率因數(shù)cos 6.轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁通勢F2 F2的

6、空間轉(zhuǎn)速，即相對定子的轉(zhuǎn)速為n17/28/2022編輯ppt二、負載運行時的基本方程式 1磁通勢平衡方程式 2電動勢平衡方程式 7/28/2022編輯ppt第四節(jié) 三相異步電動機的工作特性 三相異步電動機的工作特性是指在 f1=fN 及定、轉(zhuǎn)子繞組不串任何阻抗的情況下，電動機的轉(zhuǎn)速n、定子電流I1、電磁轉(zhuǎn)矩T、功率因數(shù)、效率與輸出功率P2的關(guān)系曲線。 一、轉(zhuǎn)速特性n=f（P2） 二、定子電流特性I1=f（P2） 7/28/2022編輯ppt三、功率因數(shù)特性=f（P2） 四、轉(zhuǎn)矩特性 五、效率特性 7/28/2022編輯ppt第五節(jié) 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 異步電動機的轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場磁通相

7、互作用，產(chǎn)生了電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，在電磁轉(zhuǎn)矩作用下驅(qū)使電動機旋轉(zhuǎn)。 一、電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達式 7/28/2022編輯ppt二、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達式 由 I2S= = 得 7/28/2022編輯ppt1電動狀態(tài) （0s1） Tm= 7/28/2022編輯ppt 2. 發(fā)電狀態(tài) (s1) 三電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達式 其中:7/28/2022編輯ppt第六節(jié) 三相異步電動機的機械特性 電動機的 曲線稱為電動機的機械特性曲線。 曲線變換為曲線7/28/2022編輯ppt一、機械特性曲線分析 電動機的機械特性曲線上有三個重要轉(zhuǎn)矩點。 1）額定轉(zhuǎn)矩TN 2）最大轉(zhuǎn)矩Tm 3）起動轉(zhuǎn)矩Tst 7/28/2022編

8、輯ppt二、固有特性 三相異步電動機的固有機械特性是指電動機工作在額定電壓和額定功率下，定子繞組按規(guī)定方式聯(lián)接，定子和轉(zhuǎn)子電路不外接電阻等其它電路元件，由電動機本身固有的參數(shù)所決定的機械特性。 7/28/2022編輯ppt三、人為機械特性 人為地改變異步電動機定子電壓U1、電源頻率f1、定子極對數(shù)P、定子回路電阻或電抗、轉(zhuǎn)子回路電阻或電抗中的一個或多個參數(shù)，所獲得的機械特性，稱為人為機械特性。 1降低定子端電壓的人為機械特性 7/28/2022編輯ppt2轉(zhuǎn)子回路串對稱三相電阻的人為機械特性 7/28/2022編輯ppt第七節(jié) 電力拖動基本知識 一、電力拖動系統(tǒng)的運動方程式 （一）單軸電力拖動

9、系統(tǒng)運動方程式 7/28/2022編輯ppt（二）電力拖動系統(tǒng)的運動狀態(tài) 1當T=TL時，電力拖動系統(tǒng)處于靜止或勻速運行的穩(wěn)定狀態(tài)。 2當TTL時，電力拖動系統(tǒng)處于加速過渡過程狀態(tài)。 3、當TTL時，電力拖動系統(tǒng)處于減速過渡過程狀態(tài)。7/28/2022編輯ppt二、電力拖動系統(tǒng)的負載與負載轉(zhuǎn)矩特性 負載轉(zhuǎn)矩特性簡稱負載特性，它是指電力拖動系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度n與負載轉(zhuǎn)矩TL的函數(shù)關(guān)系，即n=f(TL)。不同生產(chǎn)機械在運動中所具有的轉(zhuǎn)矩特性不同，大致可分為恒轉(zhuǎn)矩負載特性、恒功率負載特性和通風機型負載特性三類。 1恒轉(zhuǎn)矩負載特性 1）反抗性負載轉(zhuǎn)矩 2) 位能性負載轉(zhuǎn)矩 7/28/2022編輯ppta)

10、 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性 b) 位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性 7/28/2022編輯ppt2恒功率負載特性 3通風機型負載特性 7/28/2022編輯ppt三、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件 在電力拖動系統(tǒng)中，電動機的機械特性與負載轉(zhuǎn)矩特性有交點，即T=TL這是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要條件。而電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充分必要條件是：在 T=TL處 7/28/2022編輯ppt第八節(jié) 三相異步電動機的起動 一、三相籠型異步電動機的起動 （一）全壓起動 （二）減壓起動 減壓起動并不是降低電源電壓，而是采用某種方法，使加在電動機定子繞組上的電壓降低。 7/28/2022編輯ppt1定子串電阻或電抗減壓起動 7/28/20

11、22編輯ppt2自耦變壓器減壓起動 自耦變壓器一次電壓與二次電壓之比為k自耦變壓器的一次電流為 Ist1= Ist2/ k = Ist/ k2 起動轉(zhuǎn)矩為Tst= Tst/k2 7/28/2022編輯ppt3星形-三角形減壓起動 Ist= Ist /3 Tst= Tst/3 7/28/2022編輯ppt二、三相繞線型異步電動機的起動 1轉(zhuǎn)子串電阻起動 7/28/2022編輯ppt 2轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動 7/28/2022編輯ppt第九節(jié) 三相異步電動機的制動 一、反接制動 三相異步電動機的反接制動有電源反接制動和倒拉反接制動兩種。 （一）電源反接制動 7/28/2022編輯ppt（二）倒拉反

12、接制動 7/28/2022編輯ppt二、能耗制動 7/28/2022編輯ppt三、回饋制動（再生發(fā)電制動） （一）反向回饋制動 7/28/2022編輯ppt（二） 正向回饋制動 7/28/2022編輯ppt第十節(jié) 三相異步電動機的調(diào)速 根據(jù)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式 三相異步電動機的調(diào)速方法有： 1）變頻調(diào)速 改變異步電動機定子電源頻率f1來改變同步轉(zhuǎn)速n1，從而進行調(diào)速。 2）變極調(diào)速 改變異步電動機的極對數(shù) p來改變電動機同步轉(zhuǎn)速n1來進行調(diào)速。 3）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 調(diào)速過程中保持電動機同步轉(zhuǎn)速n1不變，改變轉(zhuǎn)差率s來進行調(diào)速。其中有降低定子電壓、在繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子回路中串入電阻或串附加電

13、動勢等方法調(diào)速。 7/28/2022編輯ppt一、籠型異步電動機的變極調(diào)速 （一）變極原理 7/28/2022編輯ppt（二）兩種常用的變極接線法 1Y/yy 變極調(diào)速 7/28/2022編輯ppt2/ yy變極調(diào)速 7/28/2022編輯ppt（三）變極調(diào)速電動機的機械特性7/28/2022編輯ppt二、變頻調(diào)速 （一）變頻與調(diào)壓的配合 1變頻時應(yīng)保持電動機主磁通不變，此時 電動機定子電壓與頻率應(yīng)有下式關(guān)系 7/28/2022編輯ppt2變頻時保持過載能力m不變，則：具體對于恒轉(zhuǎn)矩負載，只要滿足U1/f1=U1/f1=常數(shù)，即可保持變頻調(diào)速時電動機過載能力m不變。又可使主磁通保持不變。因而變

14、頻調(diào)速最適合于恒轉(zhuǎn)矩負載。 對于恒功率負載采用變頻調(diào)速時，無法使電動機的過載能力m和主磁通同時保持不變。 7/28/2022編輯ppt（二）恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速時機械特性 7/28/2022編輯ppt（三）三相異步電動機變頻調(diào)速 （四）變頻電源簡介 7/28/2022編輯ppt三、變轉(zhuǎn)差率 s調(diào)速 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法很多，有繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、轉(zhuǎn)子串附加電動勢（串級）調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速等。（一） 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 7/28/2022編輯ppt（二） 轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速（串級調(diào)速） 7/28/2022編輯ppt（三） 改變定子電壓調(diào)速7/28/2022編輯ppt第十一節(jié) 三相異步電動機運行維護 與故障分析 一、三相異步電動機的運行維護 二、三相異步電動機的故障分析 7/28/2022編輯ppt 第十二節(jié) 單相異步電動機 一、單相異步電動機的工作原理 1交流單相繞組產(chǎn)生脈動磁場 7/28/2022編輯ppt2脈動磁場的分解 3單相異步電動機的工作原理 7/28/2022編輯ppt二、單相異步電動機的分類和起