新章八章電動機

新章八章電動機第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日電源電動機能量形勢轉(zhuǎn)換、傳遞機械負荷輸出電功率輸出機械功率outinPPP+=損耗電動機將電能轉(zhuǎn)換成機械能,并完成能量的傳遞電源電動機電風扇380V,50Hz第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日§15-5三相異步電動機結(jié)構(gòu)機座：鐵心：由互相絕緣的硅鋼組成鑄鐵或鑄鋼制成繞組：一、定子

線圈的復雜組合

對稱的三相繞組接線盒第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日“△”型連接“Y”型連接U1W1V1W2V2U2電源U1W1V1W2V2U2電源U1W1V1W2V2U2第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、轉(zhuǎn)子軸：繞組：帶動機械負載轉(zhuǎn)動，輸出機械能鐵心：由互相絕緣的硅鋼組成圓柱型，表面有槽產(chǎn)生感應電流鼠籠式繞線式第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日閉合，產(chǎn)生

i（右手定則）產(chǎn)生

F=Bli（左手定則）在T=F·r

作用下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向相同。切割磁力線

e=BlvSN

n§15-6三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理F一、工作原理n1Fvn

n1,n<n1磁場轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理U1W2W1V2V1U2二、旋轉(zhuǎn)磁場1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生U:iL1=ImsinωtV:iL2=Imsin(ωt-1200)W:iL3=Imsin(ωt+1200)120120120NSU1W2W1U2V2V1NSU1U2W2W1V2V1NS旋轉(zhuǎn)大小不變

合成磁場i3i1i2ωti06090首端“1”流入——正方向第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日2.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與對稱三相電流的相序一致U1U2W2W1V2V1(iL1)(iL2)(iL3)n1怎樣實現(xiàn)電動機的反向旋轉(zhuǎn)(逆時針方向)?任意兩接線端倒位3.旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1n1決定于磁場的極數(shù)極數(shù)與三相繞組的安排有關(guān)1)當磁極對數(shù)

p=1時，n1=60f1?i3i1i2ωti06090第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日U1U2U1/U2/V1V2V1/V2/W1W2W1/W2/串聯(lián):并聯(lián):U1U2U1/U2/V1V2V1/V2/W1W2W1/W2/N1S1N2S2S2S1N1N22)當磁極對數(shù)

p=2時n1，n1=60f1/2i3i1i2ωti060第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日3)n1與磁極對數(shù)p的關(guān)系三、三相異步電動機的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)差率s1.n<n12.

轉(zhuǎn)差率特點：啟動或堵轉(zhuǎn)(電機卡住)n=0理想狀態(tài)(沒有摩擦)n=n1

s=0一般情況n從0

n1，s

從10s=1第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日§15-7

電磁轉(zhuǎn)矩與機械特性一、電磁轉(zhuǎn)矩TU1n1vE2I2FTn電磁轉(zhuǎn)矩∵

n=0s=1∴

f2=f1∵

E20=4.44f1N2m∴E2=sE20E2=4.44f2N2mE2=sE201.T與s有著直接的關(guān)系s

很小0，T∝ss

很大

∞，T∝1/s0Ts1最大轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩TstTm額定轉(zhuǎn)矩TNscsN臨界轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率2.

T∝U12，并與R2有關(guān)U1'U10TsR2'R20Ts第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、異步電動機的機械特性n=f(T2)T2=T-T0忽略T0，所以有n=f(T)0Ts1n0n1TstTm0n1nT只有TL=T

，電動機才能拖動負載運行。負載的機械特性外加轉(zhuǎn)矩----阻轉(zhuǎn)矩TLTL-n的關(guān)系稱為負載機械特性兩種0nTL恒轉(zhuǎn)矩平方率90第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日A點：B點：A點：B點：A點為穩(wěn)定點電動機停轉(zhuǎn)機械特性曲線

n=f(T)TstTm0n1nTTLABB點為不穩(wěn)定點1.運行工作點T

=TL

達到力學平衡(A、B兩點)2.工作點的穩(wěn)定性IIIII為穩(wěn)定點A點為穩(wěn)定點B點為不穩(wěn)定點為不穩(wěn)定區(qū)為穩(wěn)定區(qū)若△TL→△n

很小，只有5%左右，稱其具有硬特性則n1=?若nN

=960r/min，(n1=1000r/min)?nc第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日TstTm機械特性曲線

n=f(T)0n1nT3.額定工作點1)額定轉(zhuǎn)矩TN電動機軸上輸出的機械功率2)額定轉(zhuǎn)速nN3)額定功率PNT:N.mP:Kwn:r/min4)機械過載能力一般1.8~2.25)起動能力一般1.4~2.2TNnN第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日§15-8技術(shù)數(shù)據(jù)和運行特性一、銘牌數(shù)據(jù)類型代號結(jié)構(gòu)--極數(shù)PN：電動機工作在額定條件下輸出的機械功率工作頻率f1N定子繞組上應加的線電壓UNnN：380V/220V10A/17.3AY/△定子繞組的線電流INTNnN=9550PNTN其他技術(shù)數(shù)據(jù)：Tst/TNTmax/TNIst/IN第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、運行特性n1n1I1T在U1N

、f1N條件下，I1、

1

、、n、T與輸出機械功率P2的關(guān)系1.轉(zhuǎn)速n2.電磁轉(zhuǎn)矩T∵內(nèi)部有摩擦T

0，且P=

T∴曲線上翹3.定子電流

I1P2

nI1=0.4IN4.功率因數(shù)

1

Q2P25.效率=P2/P10P2/PNI1、

1、

、T、nP2

ne2I2I11第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日§15-9三相異步電動機的起動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速一、起動1.全壓起動(直接起動)用于20~30Kw電動機2.降壓起動(1)“Ｙ-△”換接起動法

造成電壓瞬間降低

第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日(2)

自耦降壓起動1)起動補償器2)抽頭k=73%、64%或55%電動機電源根據(jù)對起動轉(zhuǎn)矩的要求而選用3)

第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日(3)軟起動法1)限流起動模式2)限壓起動模式電動機按用戶期望的起動特性完成起動過程軟起動器M3~UVWL1L2L3ILIm1Im2It0Ut0UNU0t1第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日3.繞線型電動機的起動方法0Tnn1適用起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械起重機例如:起重機第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、反轉(zhuǎn)U1U2W2W1V2V1實現(xiàn)電動機的反向旋轉(zhuǎn)(逆時針方向):任意將三相電源的兩根線對調(diào)位置（如對調(diào)B、C兩相），即可使電動機反轉(zhuǎn)。(iL1)(iL2)(iL3)n1i3i1i2ωti06090第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日1.變極對數(shù)調(diào)速NSNSU1U2U1U2U1U2p=2p=1NSU1U2特點:

有級調(diào)速p=1p=2,p=2p=4

主要用于調(diào)速范圍大的地方就是在同一負載下得到不同的轉(zhuǎn)速。三、調(diào)速人為改變電動機的機械特性改變電源頻率f1、極對數(shù)p、轉(zhuǎn)差率s第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日2.

變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速R2<R2'U1n10TnTLTL若TL=TN，則I2>I2N，適用于繞線型電動機R2'R20Tnn1第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日3.變頻調(diào)速1)恒磁通-+~f=50Hz逆變器3~M整流器T不變f可變~(恒轉(zhuǎn)矩--T

不變)基頻以下的機械特性相互平行2)恒功率P2

不變機械特性變軟

無級調(diào)速,便于自動控制

節(jié)能變頻調(diào)速特點:第二十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日例：一臺籠型三相異步電動機，其額定數(shù)據(jù)如下：PN＝3.0kW,

UN=220/380V(?∕Y),IN＝11.2/6.48A,nN＝1430r/min,f1＝50Hz,

Ist/IN=7.0,Tm/TN=2.0,Tst/TN=1.8,cosφN=0.84,試求：(1)額定轉(zhuǎn)差率；(2)額定轉(zhuǎn)矩；(3)最大轉(zhuǎn)矩；(4)起動轉(zhuǎn)矩；(5)額定狀態(tài)下運行時的效率；(6)當供電電壓為380V時，定子繞組的聯(lián)結(jié)方式和直接起動時的起動電流。

解：（1）SN＝==0.047n1-nNn11500

-14301500（2）TN＝9550=95503/1430=20NmPNnN（3）Tm＝2=220=40NmTN（4）Tst＝1.8=1.820=36NmTN(5)P1＝3UN

INcosφN=33806.480.84=3582.6W

ηN＝==0.837PNP130003582.6(6)當供電電壓為380V時，定子繞組應接成”Y”形，起動電流

Ist=7IN=45.36A第二十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日例：某三相籠型異步電動機，其銘牌數(shù)據(jù)如下：?形接法,UN=380V,IN＝19.9A,

PN＝10kW,nN＝1450r/min,Tst/TN=1.4,Ist/IN=7。若負載轉(zhuǎn)矩為20Nm,

電源允許最大電流為60A，試問:應采用直接起動還是