電機的工作原理及特性解讀

第1章電動機的工作原理及特性掌握直流電動機的電勢方程式，轉(zhuǎn)矩方程式和電壓平衡方程式；三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率的概念;掌握電動機的機械特性，特別是人工機械特性；掌握電動機起動，制動，調(diào)速的各種方法和應(yīng)用場所；了解用機械特性來分析電動機運行狀態(tài)的方法;了解常用控制電機的應(yīng)用場合.1.1直流電機的工作原理及特性1.直流電機的基本結(jié)構(gòu)主磁極電樞換向器電刷裝置直流電機的結(jié)構(gòu)圖剖面圖：電樞1；主磁極2；換向極4；機座6電樞鐵心沖片換向器：換向片3；連接片4；云母環(huán)22.直流電機的基本工作原理

發(fā)電機電動機簡化為一對磁極,一個線圈1)感應(yīng)電勢E2.直流電機的基本方程式

2)電磁轉(zhuǎn)矩T-一對磁極的磁通(Wb);n-電樞轉(zhuǎn)速(r/min);Ke-與結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù).式中:E-電動勢(V);-一對磁極的磁通(Wb);Ia-電樞電流(A);Kt-與結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù).式中:T-電磁轉(zhuǎn)矩(Nm);3.直流電動機的機械特性1.他激和并激直流電動機的機械特性1)原理電路圖1)直流電動機機械特性方程式直流電動機電樞電壓平衡方程式

上式為直流電動機機械特性的一般表達式式中,Ra為電樞電阻.以代入得:由將Ia值再代入,得::機械特性曲線n=f(T)4.固有(自然)機械特性和人工機械特性1)他激直流電動機的自然機械特性(正轉(zhuǎn))在額定電壓,額定磁通,電樞電路內(nèi)不外接電阻時的機械特性即為自然機械特性.額定負載時,轉(zhuǎn)速降落不多,是硬特性;金屬切削機床,冷軋機,造紙機等宜于選用硬特性的電動機.2)自然機械特性曲線的作法已知電動機的PN,UN,IN,nN,由公式可計算出Ra,Ke,(1)電樞電阻Ra的估算:(2)理想空載轉(zhuǎn)速no計算:(3)額定轉(zhuǎn)矩Nn的計算:no,TN,找出兩個點,即理想空載點(o,no)和額定運行點(TN,nN),通過這兩點作出自然機械特性.3)舉例(1)一臺Z2-51型直流他激電動機,已知額定功率5.5kW,額定電壓220V,額定電流31A,額定轉(zhuǎn)速1500r/min,忽略損耗,求自然機械特性.解:分析只要求出理想空載點和額定運行點,就可繪出機械特性.

=0.71=0.132=1667r/min=35Nm4)電動機人工機械特性(三種)(1)電樞回路串附加電阻Rad的人工機械特性在自然機械特性方程式中,用(Rad+Ra)代替Ra,得到串電阻的人工機械特性方程式:附加電阻Rad越大,機械特性越軟.(2)改變電樞電壓的人工機械特性

U改變,但轉(zhuǎn)速降不變.因此,變電樞電壓的人工機械特性是一簇與自然機械特性平行的特性曲線.只允許在額定電壓以下調(diào)節(jié).在后面的自動調(diào)速系統(tǒng)學習中有廣泛的應(yīng)用.

隨U的變化而變化(3)改變磁通的人工機械特性從機械特性方程可知,改變磁通時,電動機的理想空載轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速降落都會隨磁通的變化而變化.磁通只能在額定值以下調(diào)節(jié),理想空載轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速降落都要增大-------弱磁增速.使用中,要防止電動機過載,更要防止飛車,因此,直流他激電動機設(shè)有失磁保護.串激直流電動機的機械特性1)特點:電樞電流就是激磁電流.2)機械特性分析:第一段,電動機輕載時,機械特性具有雙曲線的形狀,理想空載轉(zhuǎn)速趨近無窮大.第二段,電動機負載較重時,磁路趨于飽和,機械特性近似一條直線.3)注意事項:直流串激電動機不允許空載運行----飛車事故.

4直流他激電動機的起動特性直流他激電動機的起動電流是額定電流的(10-20)倍,不允許直接起動.限制其起動電流的方法有兩種.1.降壓起動:組成SCR-M自動調(diào)速系統(tǒng)的起動環(huán)節(jié).是后面學習的一個重點.2.電樞電路串外接電阻起動右圖為具有三段起動電阻的他激電動機電路原理圖和起動特性,其起動特性就是前面剛剛學習過的一種人工機械特性.5.直流他激電動機的制動特性直流他激電動機的工作狀態(tài)分為電動狀態(tài)和制動狀態(tài),如右圖所示.圖中,(a)為電動狀態(tài);(b)為制動狀態(tài).1)特點:電動機的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相反,電機處于發(fā)電工作狀態(tài).2)制動形式:穩(wěn)定的制動狀態(tài);過渡的制動狀態(tài).3)制動方法有3種:反饋制動;反接制動;能耗制動.1.反饋制動1)實現(xiàn)條件:外部作用使電動機的轉(zhuǎn)速n大于其理想空載轉(zhuǎn)速no.如,電車下坡,起重機下放重物.2)機械特性:正轉(zhuǎn)時,是第一象限的機械特性在第二象限內(nèi)的延伸,如右圖所示.3)特點:(1)利用位能轉(zhuǎn)矩帶動電動機發(fā)電,將機械能變成電能,向電源饋送.(2)重物下放時電動機的轉(zhuǎn)速仍高于理想空載轉(zhuǎn)速,運行不太安全.2.反接制動1)實現(xiàn)條件:電樞電壓或電樞電勢反向.2)分類:(1)電源反接制動.改變電樞電壓U的方向所產(chǎn)生的制動.機械特性方程式為;

為了限制制動時比較大的電樞電流,實施電源反接制動時,一定要在電樞電路中串入限流電阻.應(yīng)用在需要迅速減速或頻繁正反轉(zhuǎn)的機械上.(2)倒拉反接制動.改變電樞電勢方向所產(chǎn)生的制動.如:起重機的重物下降時,電樞反轉(zhuǎn),電勢反向.此時,位能負載轉(zhuǎn)矩TL使重物下放,電動機轉(zhuǎn)矩TM反對重物下放-----制動.特點:適當選擇電樞電路中的附加電阻,可以得到低的轉(zhuǎn)速,保證安全;轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性較差.制動特性如右圖所示.是第一象限在第四象限的延伸或第三象限在第二象限的延伸.反接制動3.能耗制動1)實現(xiàn)條件:將電樞電壓突然降為零,串一外接電阻使電樞短接.此時電動機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩T與n反向-----制動.2)特點:制動時的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁雇饨与娮璋l(fā)熱而消耗,稱之為“能耗”;穩(wěn)定性好,電動機不可能反向起動.3)應(yīng)用:要求迅速準確停車的場合;重物恒速下放.6.直流三他激三電動三機的三調(diào)速三特性由直三流他三激電三動機三人工三機械三特性三方程三式直流三電動三機的三調(diào)速三方法:式中,Ke,Kt,Ra均為三常數(shù),因此,電動三機有3種調(diào)三速方三法1.變電三樞電三路外三接電三阻Rad;2.變電三樞電三壓U;3.變磁三通.1.改變?nèi)姌腥娐啡饨尤娮枞{(diào)速電動三機電三樞電三路串三電阻三后,其人三工機三械特三性如三右圖三示.1)應(yīng)用:起重三機,卷揚三機;2)缺點:機械三特性三軟,實現(xiàn)三無級三調(diào)速三困難;3)注意:串電三阻調(diào)三速與三起動三特性三相似,但起三動電三阻與三調(diào)速三電阻三不同.2.改變?nèi)妱尤龣C電三樞供三電電三壓調(diào)三速變電三樞電三壓調(diào)三速的三機械三特性三如右三圖.1)特點:容易三實現(xiàn)三無級三調(diào)速;機械三特性三是一三組平三行線,硬度三不變;不需三用其三他起三動設(shè)三備.2)應(yīng)用;適用三于恒三轉(zhuǎn)矩三負載,組成SC三R-三M系統(tǒng)三，在三工業(yè)三生產(chǎn)三中廣三泛應(yīng)三用.第11章將三重點三學習.3.改變?nèi)妱尤龣C主三磁通三調(diào)速變磁三通調(diào)三速的三機械三特性三如右三圖示.1)特點:可以三實現(xiàn)三無級三調(diào)速;機械三特性三軟;調(diào)速三范圍三不大.2)應(yīng)用:適用三于恒三功率三負載.一般三與調(diào)三壓配三合使三用.3)注意:在額三定轉(zhuǎn)三速以三上調(diào)三節(jié)--三--三--三--弱磁三增速.例題例:一臺三直流三他激三電機三的額三定數(shù)三據(jù)為;PN=2三.2三kW三,UN=2三20三V.三IN三=1三2.三4A三,nN=1三50三0r三/m三in三,Ra=1三.7歐;如果三電動三機在三額定三轉(zhuǎn)矩三下運三行,求(1三)電動三機的三電樞三電壓三降到18三0V時,電動三機的三轉(zhuǎn)速三是多三少?(三2)激磁三電流If=IfM(即磁三通為三額定三值的0.三8時)時,電動三機的三轉(zhuǎn)速三是多三少?(三3)電樞三電路三串入2歐的三附加三電阻三時,電動三機的三轉(zhuǎn)速三是多三少?解:(1三)此時,U三=1三80三V,三Ra三=1三.7歐=1三4例題三求解(2三)此時,U三=UN=2三20三V,三Ra三=1三.7歐(3三)此時,U三=UNa=2三20三V;電樞三電路三總電三阻R=Ra三+R三ad=1三.7三+2三=3三.7(以上三轉(zhuǎn)速三單位三為r/三mi三n)1.三2三相三異步三電動三機的三工作三原理三及特三性1)三.三相三異步三電動三機的三基本三結(jié)構(gòu)三相三異步三電動三機由三定子三和轉(zhuǎn)三子構(gòu)三成,定子三和轉(zhuǎn)三子之三間有三氣隙.(1三)定子定子三由鐵三心,繞組,機座三三部三分組三成.鐵心三由0.三5m三m的硅三鋼片三疊壓三而成;三相三繞組三連接三成星三形或三三角三形;機座三一般三用鑄三鐵作三成,主要三用于三固定三和支三撐定三子鐵三心.(2三)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子三由鐵三心和三繞組三組成.轉(zhuǎn)子三同樣三由硅三鋼片三疊壓三而成,壓裝三在轉(zhuǎn)三軸上;轉(zhuǎn)子三繞組三分為三鼠籠三式和三線繞三式兩三種.線繞三式異三步電三動機三還有三滑環(huán),電刷三機構(gòu).鼠籠三式三三相異三步電三動機三的結(jié)三構(gòu)示三意圖5.定子三鐵心,6三.定子三繞組,7三.轉(zhuǎn)軸,8三.轉(zhuǎn)子,9三.風扇,1三1.軸承,1三2.機座鼠籠電動三機轉(zhuǎn)三子和三線繞三電動三機轉(zhuǎn)三子繞三組與三外部三接線2)三.三相三異步三電動三機的三工作三原理(1三)三相三正弦三交流三電通三入電三動機三定子三的三三相繞三組,產(chǎn)生三旋轉(zhuǎn)三磁場,旋轉(zhuǎn)三磁場三的轉(zhuǎn)三速稱三之為同步三轉(zhuǎn)速;(2三)旋轉(zhuǎn)三磁場三切割三轉(zhuǎn)子三導(dǎo)體,產(chǎn)生三感應(yīng)三電勢;(3三)轉(zhuǎn)子三繞組三中感三生電三流;(4三)轉(zhuǎn)子三電流三在旋三轉(zhuǎn)磁三場中三產(chǎn)生三力,形成三電磁三轉(zhuǎn)矩,電動三機就三轉(zhuǎn)動三起來三了.電動三機的三轉(zhuǎn)速三達不三到旋三轉(zhuǎn)磁三場的三轉(zhuǎn)速,否則,就不三能切三割磁三力線,就沒三有感三應(yīng)電三勢,電動三機就三停下三來了.轉(zhuǎn)子三轉(zhuǎn)速三與同三步轉(zhuǎn)三速不三一樣,差那三么一三些,稱之三為異步.設(shè)同三步轉(zhuǎn)三速為no,電動三機的三轉(zhuǎn)速三為n,則轉(zhuǎn)三速差三為;三no-n三;電動三機的三轉(zhuǎn)速三差與三同步三轉(zhuǎn)速三之比三定義三為異三步電三動機三的轉(zhuǎn)三差率S,三S是分三析異三步電三動機三運行三情況三的主三要參三數(shù),且3)三.三相三異步三電動三機的三旋轉(zhuǎn)三磁場(1三)旋轉(zhuǎn)三磁場三的產(chǎn)三生設(shè)電三動機三為2極,每相三繞組三只有三一個三線圈.在0-三T/三2這個三區(qū)間,分析三有一三相電三流為三零的三幾個三點.規(guī)定:當電三流為三正時,從首三端進三尾端三出;電流三為負三時,從尾三端進三首端三出.t=三0時，iA=0三;iB為負三，電三流實三際方三向與三正方三向相三反，三即電三流從Y端流三到B端；iC為正三，電三流實三際方三向與三正方三向一三致，三即電三流從C端流三到Z端。三按右三手螺三旋法三則確三定三三相電三流產(chǎn)三生的三合成三磁場三，如三圖(a三)中箭三頭所三示。t=三0時，iA=0三;iB為負三，iC為正t=三T/三6時，ωt=ωT/三6=π/3,三iA為正(電流三從A端流三到X端)；iB為負(電流三從Y端流三到B端)；iC=0。此時三的合三成磁三場如三圖(b三)所示三，合三成磁三場已三從t=三0瞬間三所在三位置三順時三針方三向旋三轉(zhuǎn)了π/3。t=三T/三6時，ωt=ωT/三6=π/3,三iA為正三；iB為負三；iC=0此時三的合三成磁三場如三圖(c三)所示三，合三成磁三場已三從t=三0瞬間所在三位置三順時三針方三向旋三轉(zhuǎn)了2π/3。t=三T/三3時，ωt=ωT/三3=三2π/3,三iA為正;iB=0；iC為負此時三的合三成磁三場如三圖(d三)所示三。合三成磁三場從t=三0瞬間三所在三位置三順時三針方三向旋三轉(zhuǎn)了π。按以三上分三析可三以證三明：三當三三相電三流隨三時間三不斷三變化三時，三合成三磁場三的方三向在三空間三也不三斷旋三轉(zhuǎn)，三這樣三就產(chǎn)三生了三旋轉(zhuǎn)三磁場三。t=三T/三2時，ωt三=ω三T/三2=π,三iA=0；iB為正三；iC為負三。旋轉(zhuǎn)三磁場三的旋三轉(zhuǎn)方三向與三三相三交流三電的三相序三一致;改變?nèi)嗳涣魅姷娜嘈?即A-三B-三C變?yōu)镃-三B-三A,旋轉(zhuǎn)三磁場三反向;要改三變電三動機三的轉(zhuǎn)三向,只要三任意三對調(diào)三三相三電源三的兩三根接三線.(2三)旋轉(zhuǎn)三磁場三的旋三轉(zhuǎn)方三向式中,f為電三源頻三率50三HZ三;p為電三動機三的磁三極對三數(shù).電動三機的三磁極三對數(shù)三為1時,同步三轉(zhuǎn)速三為30三00三r/三mi三n;電動三機的三磁極三對數(shù)三為2時,同步三轉(zhuǎn)速三為15三00三r/三mi三n;電動三機的三磁極三對數(shù)三為3時,同步三轉(zhuǎn)速三為10三00三r/三mi三n.(3三)旋轉(zhuǎn)三磁場三的旋三轉(zhuǎn)速三度--三--三-同步三轉(zhuǎn)速no(4三)定子三繞組三線端三連接三方式注意:三相三繞組三連接三成星三形,每相三繞組三承受三相電三壓22三0V三;三相三繞組三連接三成三三角形,每相三繞組三承受三線電三壓38三0V三.3.三相三異步三電動三機的三電路三分析1)三.定子三電路三分析電動三機定三子和三轉(zhuǎn)子三每相三繞組三的匝三數(shù)分三別為N1和N2.定子三每相三繞組三產(chǎn)生三的感三應(yīng)電三動勢三為:其有三效值三為:定子三和轉(zhuǎn)三子電三路的三感應(yīng)三電勢定子三電路三分析其大小三為:忽略R1和X1上的三電壓三降,有:考慮三定子三電流三產(chǎn)生三的漏三磁通,用復(fù)三數(shù)表三示為:一相電路三圖2)三.轉(zhuǎn)子三電路三分析其中旋轉(zhuǎn)三磁場三在轉(zhuǎn)三子每三相繞三組中三感應(yīng)三出的三電動三勢為:起動三瞬間3.三相三異步三電動三機的三額定三值電動三機銘三牌數(shù)三據(jù):額定三功率PN;額定三電壓UN;額定三頻率f=三50三Hz三;額定三電流IN;額定三轉(zhuǎn)速nN;有的三參數(shù)三要經(jīng)三過計三算得三出:額定三效率額定三負載三轉(zhuǎn)矩額定三效率額定三負載三轉(zhuǎn)矩4.三相三異步三電動三機的三能流三圖P2等于P1減去三電動三機的三總損三耗電源三輸入三的功三率P1三:電動三機的三輸出三功率P2三(銘牌三功率)舉例解:1三)由電三勢計三算公三式得:3)額定三轉(zhuǎn)速三時,轉(zhuǎn)子三電動三勢的三頻率2)轉(zhuǎn)子三繞組三開路三時,f三2=三f1三,得1)定子三每相三繞組三感應(yīng)三電動三機E1三;2)轉(zhuǎn)子三每相三開路三電壓E20;3)額定三轉(zhuǎn)速三時轉(zhuǎn)三子每三相繞三組感三應(yīng)電三動勢E2N三.例1:有一三臺Y型接三線的三三相三異步三電動三機,其額三定參三數(shù)為:功率90三KW三,UN=3三00三0V三,IN=2三2.三9A三,電源三頻率f=三50三Hz三,額定三轉(zhuǎn)差三率SN=2三8.三5%三,定子三每相三繞組三匝數(shù)N1三=3三20三,轉(zhuǎn)子三每相三繞組三匝數(shù)N2三=2三0,旋轉(zhuǎn)三磁場三每極三磁通0.三02三3W三B,求:舉例例2:一臺4極三三相異三步電三動機,電源三頻率50三Hz三,額定三轉(zhuǎn)速14三40三r/三mi三n,轉(zhuǎn)子三電阻0.三02歐,轉(zhuǎn)子三電抗0.三08歐,轉(zhuǎn)子三電動三勢E20=2三0V三,求:三1)電動三機的三同步三轉(zhuǎn)速;2三)電動三機起三動時三的轉(zhuǎn)三子電三流.解;1三)電動三機為4極,磁極三對數(shù)p=三2,有n0=6三0f三/P三=3三00三0/三2=三15三00三r/三mi三n2)電動三機起三動時三的轉(zhuǎn)三子電三流4.三相三異步三電動三機的三機械三特性1)三.三相三異步三電動三機的三轉(zhuǎn)矩三相三異步三電動三機的三轉(zhuǎn)矩三是由三旋轉(zhuǎn)三磁場三的每三極磁三通與三轉(zhuǎn)子三電流三相互三作用三而產(chǎn)三生的:代入用代入,合并三上面三幾個三式子三得轉(zhuǎn)三矩又三一公三式:注意,轉(zhuǎn)矩三與電三壓平三方成三正比2)三.三相三異步三電動三機的三機械三特性n=三f(三T)固有三機械三特性(自然三機械三特性):在額三定電三壓和三額定三頻率三下,定子三和轉(zhuǎn)三子電三路中三不接三任何三電阻三或電三抗時,電動三機的三機械三特性.(2三)額定三工作三點T=三TN,三n=nN,三S=三SN;此時三有自然三特性三上有4個特三殊點:(1三)理想三空載三轉(zhuǎn)速三點noT=三0,三n=三no,三S三=0三;(3三)起動三工作三點T=Tst,三n=三0,三S=三1;此時三有(4三)臨界三工作三點T=Tan三m,三n三=nm,三s=Sm;有:自然三機械三特性人工三機械三特性介紹4種人三工特三性,即:降低三定子三電壓三時,定子三電路三串入三電阻三或電三抗時,變頻三率時,線繞三電動三機轉(zhuǎn)三子串三電阻三時.(1三)降低三電壓三時的三人工三特性電壓三越低,人工三特性三曲線三越往三左移;電動三機的三過載三能力三和起三動轉(zhuǎn)三矩會三大大三降低;電壓三降低,負載三轉(zhuǎn)矩三不變?nèi)龝r,電動三機過三熱;電壓三降低三太多,電動三機將三帶不三動負三載(不能三起動).(2三)定子三電路三串入三電阻三或電三抗時三的人三工特三性定子三電路三串電三阻或三電抗三時的三人工三機械三特性三如右三圖中三虛線2所示,1為電三壓降三低時三的人三工機三械特三性;曲線2與曲三線1相比三較,最大三轉(zhuǎn)矩三要大三一些.(3三)改變?nèi)ㄗ尤娫慈l率三時的三人工三特性隨著三頻率三的降三低,理想三空載三轉(zhuǎn)速三只能三在電三源額三定頻三率以三下調(diào)三節(jié);轉(zhuǎn)速no減小,臨界三轉(zhuǎn)差三率Sm減小,起動三轉(zhuǎn)矩Tst增大,最大三轉(zhuǎn)矩Tma三x不變.(4三)三相三線繞三式異三步電三動機三轉(zhuǎn)子三電路三外接三電阻三時的三人工三特性電路三圖如三右圖三中(a三)所示,三相三轉(zhuǎn)子三繞組三通過三滑環(huán)三電刷三機構(gòu)三與外三接電三阻相三聯(lián)接;起動三轉(zhuǎn)矩三增加(有利),理想三空載三轉(zhuǎn)速三和最三大轉(zhuǎn)三矩不三變.5.三相三異步三電動三機的三起動三特性生產(chǎn)三機械三對電三動機三起動三的要三求是:起動三轉(zhuǎn)矩三大,起動三電流三小.1)三.三相三鼠籠三式異三步電三動機三的起三動方三法三相三異步三電動三機起三動電三流是三額定三電流三的(5三-7三)倍,為滿三足起三動要三求,三相三異步三電動三機的三起動三方法三分為三直接三起動三和降三壓起三動兩三類.(1三)直接三起動(全電三壓起三動)適用三范圍;電動三機功三率<20%變壓三器容三量.一般三中小三型鼠三籠式三異步三電動三機都三采用全電三壓直三接起三動.(2三)降壓三起動:容量三大的三電動三機起三動電三流大,為了三限制三過大三的起三動電三流,采用三降壓三起動.在工三廠常三用的三降壓三起動三方法三有4種:定子三串電三阻或三電抗三器,Y三-△變換,自耦三變壓三器,延邊三三角三形.(1三)定子三繞組三串電三阻或三電抗三器降三壓起三動電路三圖如三右圖;不足三之處:起動三轉(zhuǎn)矩三隨定三子電三壓的三平方三下降;不經(jīng)三濟.應(yīng)用三場合:電動三機空三載或三輕載三起動.(2三)Y-三△降壓三起動:只有三正常三運行三時定三子三三相繞三組是△接三法的電動三機才三能采三用Y-三△降壓三起動.對于三國產(chǎn)JO三,J三O2三,Y三,Y三2系列三電動三機,功率三大于4.三5k三W的都三是采三用△接線.也就三是說,大容三量電三動機三都可三以用Y-三△降壓三起動.Y-三△降壓三起動三的電三氣原三理圖三如右三圖所三示.起動三時,三相三繞組三接成Y形,運行三時,繞組三接成△形.電流三下降1/三3,轉(zhuǎn)矩三也下三降1/三3.特點:電動三機Y形起三動過三程中,可提三高電三動三機的三效率三和功三率因三數(shù);起動三轉(zhuǎn)矩三小,只適三用于三空載三或輕三載起三動的三場合;設(shè)備三簡單,經(jīng)濟;在機三床工三業(yè)上三應(yīng)用三較普三遍.(3三)自耦三變壓三器降三壓起三動特點:起動三電流三小,而且三可以三調(diào)節(jié);不適三用于三頻繁三起動;體積三大,重量三重,價格三高.與定三子串三電阻三或電三抗器三起動相三比較,在相三同的三起動轉(zhuǎn)矩三情況三下,起動三電流三要小.(4三)延邊三三角三形起三動對電三動機三定子三繞組三和繞三組出三線有三特殊三要求;起動三時繞三組一三部分Y形,一部三分△形接三線;運行三時繞三組△三接線.制造三成本三高,接線三復(fù)雜.2)三.三相三線繞三式異三步電三動機三的起三動方三法.線繞三式電三動機三在轉(zhuǎn)三子電三路串三電阻,可以三獲得三較大三的起三動轉(zhuǎn)三矩以三及較三小的三起動三電流,即有三良好三的起三動特三性.(1三).逐級三切除三起動三電阻三法(1三)電路三圖:如右三圖.轉(zhuǎn)子三外接三電阻三為三三相對三稱電三阻;當電三動機三容量三大時,一般三采用三三相三不對三稱電三阻.(2三)起動三過程:起動三初瞬,電阻三全部三接入;在起三動過三程中,分三三次切三除外三接電三阻,人工三特性三往上三提,電阻三全部三切除三后,通過三提刷三機構(gòu),使轉(zhuǎn)三子繞三組短三接,機械三特性三回到三自然三特性.(3三)特點:在起三動過三程中,電動三機能三保持三最大三的加三速轉(zhuǎn)三矩.(2三)頻敏三變阻三器起三動法(1三)頻敏三變阻三器:它是三一個三鐵損三很大三的三三三相電三抗器,鐵心三用A3鋼板三疊成,三相三繞組三接成Y形.(2三)起動三過程:起動三初瞬,轉(zhuǎn)子三電流三頻率三接近50三Hz三,鐵損三大,即等三效阻三抗大,從而三限制三了起三動電三流,增大三了起三動轉(zhuǎn)三矩.隨著三轉(zhuǎn)速三逐步三上升,等效三阻抗三逐步三減小;到轉(zhuǎn)三速達三額定三轉(zhuǎn)速,相當三轉(zhuǎn)子三被短三接,起動三結(jié)束.(3三)特點:起動三過程三能平三滑進三行,不需三要控三制電三器;功率三因數(shù)三低;只能三用于三起動,而串三電阻三起動三時,電阻三還可三用于三調(diào)速.3.舉例例1:一臺Y2三80三S-三4三相三鼠籠三式異三步電三動機,P三N=三75三kW三,n三N=三14三80三r/三mi三n,三Ts三t/三TN三=1三.9三,電動三機由32三0k三VA的變?nèi)龎浩魅龁为毴╇?電動三機所三帶負三載轉(zhuǎn)三矩TL三=2三00三Nm三,問(1三)電動三機能三否直三接起三動?(三2)電動三機能三否用Y-三△降壓三起動?解(1三)電動三機額三定功三率與三供電三變壓三器容三量之三比為75三/3三20三=0三.2三34三>0三.2電動三機不三宜直三接起三動.(2三)電動三機的三額定三轉(zhuǎn)矩三和起三動轉(zhuǎn)三矩分三別為TN三=9三55三0(三PN三/n三N)三=95三50三(7三50三/1三48三0)三=4三84三NmTs三t=1三.9三TN三=1三.9三X4三84三=9三20三Nm如果三采用Y-三△降壓三起動,則起三動轉(zhuǎn)三矩僅三為起三動轉(zhuǎn)三矩的三三分三之一,即Ts三tY=1三/3三X9三20三=3三07三>2三00三=T三L因此,可以三采用Y-三△降壓三起動.舉例解:電動三機直三接起三動時,n三=0三,S三=1三,轉(zhuǎn)子三電路三每相三的電三動勢(1三)E20=E20三l/三=三14三6V例2:一臺JZ三R-三63三-1三0三相三線繞三式異三步電三動機三的額三定數(shù)三為:PN=6三0k三W,三nN=5三77三r/三mi三n,轉(zhuǎn)子三滑環(huán)三間的三開路三線電三壓E20三l=2三53三V,轉(zhuǎn)子三每相三繞組三的電三阻R2=0三.0三34三4歐,轉(zhuǎn)子三不動三時每三相繞三組的三漏抗X20=0三.1三63歐,求:(1三)電動三機直三接起三動時三的E2,I2,(2三)電動三機運三行在三額定三轉(zhuǎn)速三時的E2,I2,(3三)電動三機運三行在n=三52三8r三/m三in時的E2,轉(zhuǎn)子三電路三每相三應(yīng)串三電阻R及得得R=三0.三07三32歐;由由下三式(3三)(2三)6.三相三異步三電動三機的三制動三特性異步三電動三機制三動方三法有3種:反饋三制動,反接三制動,能耗三制動.1)三.反饋三制動(1三)產(chǎn)生三條件:電動三機的三運行三速度三高于三同步三轉(zhuǎn)速.此時S<0三,電機三進入三發(fā)電三狀態(tài),電能三反饋三給電三網(wǎng).(2三)運行三狀態(tài):有兩三種情三況.(1三)位能三轉(zhuǎn)矩三負載三的起三重機三在下三放重三物時三的反三饋制三動狀三態(tài).可使三重物三勻速三下降三如右三圖中a點.b點是三改變?nèi)D(zhuǎn)子三外接三電阻三后的三穩(wěn)定三工作三點.(2三)多速三電動三機和三變頻三調(diào)速三電機三的同三步速三突然三降低三時的三反饋三制動三狀態(tài).2)三.反接三制動:分為三電源三反接三和倒三拉制三動.電源三反接三是突三然改三變?nèi)嚯娙吹娜嘈?旋轉(zhuǎn)三磁場三反向;而倒三拉制三動則三出現(xiàn)三在轉(zhuǎn)三子位三能負三載超三過電三磁轉(zhuǎn)三矩的三時候.(1三)電源三反接:轉(zhuǎn)子三在由三正變?nèi)摰娜姶湃D(zhuǎn)矩三和負三載轉(zhuǎn)三矩作三用下三迅速三減速.反接三制動三時電三流大,要在三定子三電路三串電三阻.在右三圖c點要切斷三電源(n三=0三),否則三電動三機將三反向三起動.反接三制動:分為三電源三反接三和倒三拉制三動.(2三)倒拉三制動:電動三機減三速至三右圖c點,由于三負載三轉(zhuǎn)矩三大于三電磁三轉(zhuǎn)矩,起重三機的三重物三迫使三電動三機反三轉(zhuǎn),電動三機進三入反三接制三動狀三態(tài).3)三.能耗三制動(1三)產(chǎn)生三條件:電動三機定三子繞三組脫三離交三流電三源后,立即三通入三低壓三直流三電,直流三電建三立一三個恒三穩(wěn)磁三場,產(chǎn)生三制動三轉(zhuǎn)矩,系統(tǒng)三貯存三的能三量消三耗在三電阻三上.(2)機械三特性:制動三時,特性三從下三圖中三的特三性曲三線1之a(chǎn)點平三移至三特性三曲線2之b點,在制三動轉(zhuǎn)三矩和三負載三轉(zhuǎn)矩三的共三同作三用下,沿曲三線2迅速三減速,到n=三0.(3)特點:當n=三0時,T三=0三,電動三機不三可能三反方三向起三動,能使三電動三機準三確停三車.7.三相三異步三電動三機的三調(diào)速三特性由基本三公式異步三電動三機的三調(diào)速三方法三主要三有三三種:變磁三極對三數(shù)p;變轉(zhuǎn)三差率S;變頻三率f.可得三異步三電動三機的三轉(zhuǎn)速三方程三式為:和基三本公三式1)三.變磁三極對三數(shù)調(diào)三速(1三)方法:改變?nèi)ㄗ尤@組三的連三接,可以三得到三兩個三不同三的磁三極對三數(shù).(2三)多速三電動三機:最多三在電三動機三中嵌三入兩三套繞三組,使繞三組有三不同三的連三接,可分三別得三到雙三速,三速,四速三電動三機,雙速三應(yīng)用三較多.4極2極變磁三極對三數(shù)調(diào)三速3)特點:結(jié)構(gòu)三簡單,效率三高,特性三好;體積三大,價格三高.在中三小機三床上三應(yīng)用三比較三多.雙速三電動三機的三高低三速轉(zhuǎn)三換,一般三是先三低速,再轉(zhuǎn)三換為三高速.雙速電動三機Y/三YY2)三.轉(zhuǎn)子三電路三串電三阻(變轉(zhuǎn)三差率)調(diào)速(1三)應(yīng)用三范圍:只適三用于三線繞三式異三步電三動機.(2三)原理三電路三和機三械特三性與三串電三阻降三壓起三動相三同.線繞三式異三步電三動機三的起三動電三阻,適當三增大三電阻三的容三量,可作三調(diào)速三電阻三用.(3三)特點:結(jié)構(gòu)三簡單,動作三可靠;是有三級調(diào)三速.(4三)應(yīng)用:用于三重復(fù)三短時三工作三制的三生產(chǎn)三機械,如起三重機三械.三相三電磁三調(diào)速三異步三電動三機也三屬于三變轉(zhuǎn)三差率三調(diào)速3)三.變頻三調(diào)速(1三)原理:由上三式可三知,改變?nèi)涣魅娫慈念l三率,就可三以平三滑地三調(diào)節(jié)三電動三機的三轉(zhuǎn)速.(2三)一般三采用三頻率三和電三壓同三時改三變的三變頻三電源.(3三)應(yīng)用三范圍:用于三鼠籠三式異三步電三動機.組成SC三R-三M調(diào)速三系統(tǒng).變頻三調(diào)速三是交三流調(diào)三速發(fā)三展的三方向.有關(guān)三內(nèi)容三在后三面的三章節(jié)三詳細三介紹.1.三3控制三電機三簡介控制三電機三的主三要作三用是三用來三完成三信息三的傳三遞與三交換,而不三是進三行能三量轉(zhuǎn)三換.1)直流三伺服三電動三機1.基本三結(jié)構(gòu):與普三通他三激直三流電三動機三相同.(有換三向器)2.分類:電磁三式(他激三式);永磁三式,3.電氣三原理三圖:如右三圖.其中(a三)為電三磁式(b三)為永三磁式.4.參數(shù):輸出三功率1-三60三0W三.2)三.交流三伺服三電動三機(1三)結(jié)構(gòu)(1三)定子:定子三由硅三鋼片三疊成;在定三子鐵三心的三內(nèi)圓三表面三嵌有兩三套相三差90度電三角度三的繞三組:激磁三繞組WF三,控制三繞組WC三;這兩三套繞組三分別三由兩三個電三源供三電.接線三圖兩相三交流三伺服三電動三機的三結(jié)構(gòu)(2三)轉(zhuǎn)子:分為三鼠籠三型和三杯型三兩種.(1三)鼠籠三型轉(zhuǎn)三子作三得細三而長,轉(zhuǎn)子三導(dǎo)體三采用三高電三阻率三的材三料.用于三小功三率的三自動三控制三系統(tǒng).產(chǎn)品三型號SL系列.(2三)空心三杯型三轉(zhuǎn)子三作成三薄壁三圓筒三形,放在三內(nèi)外三定子三之間.用于三要求三運行三平滑三的系三統(tǒng).產(chǎn)品三型號SK系列.杯型轉(zhuǎn)子三伺服三電動三機結(jié)三構(gòu)圖激磁三繞組1;控制三繞組2;內(nèi)定三子3;外定三子4;轉(zhuǎn)子5(2三).基本三工作三原理兩相三繞組WF和WC分別三通入三頻率三相同三的交三流電,產(chǎn)生三旋轉(zhuǎn)三磁場,使伺三服電三動機三起動.取消WC后,要防三止自三轉(zhuǎn).(3三).消除三自轉(zhuǎn)三現(xiàn)象三的措三施加大三轉(zhuǎn)子三電阻.如:采用三薄壁三杯形三轉(zhuǎn)子.鼠籠三條用三高阻三材料三黃銅轉(zhuǎn)子三電阻三不同三時的三機械三特性(4三).交流三伺服三電動三機的三特性三和應(yīng)三用控制三方法;有三三種.幅值三控制,相位三控制,幅-相控三制幅值三控制三原理三圖:控制三電壓Uc越高,電動三機轉(zhuǎn)三速越三高.不同三控制三電壓三下的三機械三特性應(yīng)用三舉例(1三)參數(shù):交流三伺服三電動三機輸三出功三率為0.三1-三10三0W三(再大三則用三直流三伺服三電動三機);電源三頻率50三-4三00三Hz三.(2三)應(yīng)用:雷達三天線三的旋三轉(zhuǎn)控三制;飛機三駕駛?cè)P的三控制;流體三閥門三開關(guān)三控制,應(yīng)用三方框三圖2)步進三電動三機是將三電脈三沖信三號轉(zhuǎn)三換成三角位三移或三直線三位移三的一三種執(zhí)三行元三件(1三)分類三與結(jié)三構(gòu)步進三電動三機分三為反三應(yīng)式,永磁三式,和混三合式三三種.三相三反應(yīng)三式步三進電三動機三由定三子和三轉(zhuǎn)子三兩個三部分三構(gòu)成.右圖三中,定子三有6個磁三極,兩個三相對三的磁三極組三成一三相;轉(zhuǎn)子三上有三均勻三分布三的4個齒.由環(huán)三形分三配器三送來三的脈三沖信三號，三對定三子繞三組輪三流通三電。三設(shè)相三序為A→三B→三C→三A。當A相控三制繞三組通三電，而B、C相不三通電三時，三步進三電動三機的三氣隙三磁場三與A相繞三組軸三線重三合，而磁三力線三總是三力圖三從磁三阻最三小的三路徑三通過三，故電三動機三轉(zhuǎn)子三受到三一個三反應(yīng)三轉(zhuǎn)矩(靜轉(zhuǎn)三矩)的作三用，三在此三轉(zhuǎn)矩三的作三用下三，使轉(zhuǎn)三子的三齒1和齒3旋轉(zhuǎn)三到與A相繞三組軸三線相三同的三位置三上，三如圖(a三)所示三，(2三)步進三電動三機的三工作三原理然后B相通三電如三圖(b三)所示,轉(zhuǎn)子三在空三間沿三逆時三針方三向轉(zhuǎn)三過30度,轉(zhuǎn)子三前進三一步.同理,C相通三電時,轉(zhuǎn)子三轉(zhuǎn)到三圖?所示三位置;D相通三電時,轉(zhuǎn)子三轉(zhuǎn)到三圖(d三)所示三位置.按A-三B-三C-三A順序三不斷三地接三通和三斷開三控制三繞組,電動三機便三一步三一步三地轉(zhuǎn)三動.(3三)通電三方式控制三繞組三每改三變一三次通三電方三式，三稱為三一拍三，每三一拍三轉(zhuǎn)子三所轉(zhuǎn)三過的三角度三稱為三一個三步距三角β。步三進電三動機三的通三電方三式有三三種三。對三于三三相反三應(yīng)式三步進三電動三機來三說，三每次三只有三一相三繞組