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文檔簡介
第一節(jié)三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
第五章電動機(jī)第二節(jié)
三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性第三節(jié)
三相異步電動機(jī)的使用電動機(jī)直流電動機(jī)交流電動機(jī)三相電動機(jī)單相電動機(jī)同步電動機(jī)異步電動機(jī)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)。機(jī)械能電能發(fā)電機(jī)電動機(jī)概述三相異步電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
構(gòu)造簡單、價格便宜、工作可靠、使用維護(hù)方便。應(yīng)用:金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、傳送帶、功率不大的水泵、通風(fēng)機(jī)。在全國電動機(jī)總?cè)萘恐杏?5%以上是三相異步電動機(jī)。(1)調(diào)速不方便(2)起動性能差(3)功率因數(shù)低三相異步電動機(jī)的缺點(diǎn):第一節(jié)三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理一、結(jié)構(gòu)籠型電機(jī)的各部件
三相異步電動機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、氣隙構(gòu)成。三相異步電動機(jī)5去掉端蓋6定子、轉(zhuǎn)子7鼠籠轉(zhuǎn)子、定子鐵心、定子繞組8小型三相異步電動機(jī)(實(shí)物照片)銘牌接線盒9定子鐵心及繞組(實(shí)物照片)定子繞組接線盒定子鐵心10鼠籠轉(zhuǎn)子(實(shí)物照片)軸軸承轉(zhuǎn)子鐵心導(dǎo)條11導(dǎo)條端環(huán)機(jī)座定子鐵心V1U1W1W2U2V2導(dǎo)條定子繞組轉(zhuǎn)子鐵心三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場作用下,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(電磁轉(zhuǎn)矩),轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場同方向旋轉(zhuǎn)。三相定子繞組:產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子相當(dāng)于多個閉合線圈
(1)鐵心:由內(nèi)圓表面沖有槽口的0.5mm厚硅鋼片疊成。
A----XB----YC----Z(2)三相定子繞組(3)機(jī)座:鑄鐵或鋼板焊接,支撐鐵心和固定電機(jī)硅鋼片裝有三相繞組的定子1、定子定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常ZXYBCA定子繞組:接線盒:BZACXYXAZBYCY聯(lián)結(jié):CABZXY
聯(lián)結(jié):ABZCXY2.轉(zhuǎn)子籠型繞線式轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組0.5mm的硅鋼片疊壓(1)籠型轉(zhuǎn)子
鐵芯槽內(nèi)放銅條,端部用短路環(huán)形成一體。鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。導(dǎo)條端環(huán)具有籠型轉(zhuǎn)子的異步電動機(jī)稱為籠型電動機(jī)(2)繞線式轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣,也分為三相,并且接成星形。三相轉(zhuǎn)子繞組通常連接成星形,即三個末端連在一起,三個首端分別與轉(zhuǎn)軸上的三個滑環(huán)(滑環(huán)與軸絕緣且滑環(huán)間相互絕緣)相連,通過滑環(huán)和電刷接到外部的變阻器上,以便改善電機(jī)的起動和調(diào)速性能。繞線式轉(zhuǎn)子繞組與外接變阻器的連接
二、三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生規(guī)定:
i:
“+”
首端流入,尾端流出。
i:
“–”
尾端流入,首端流出。
(?)電流流出(
)電流流入V1U1W1W2U2V2三相定子繞組iAW2W1V1U2U1V2iCiBBCA三相電源iAImiBiC
t
tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁場
的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°600o結(jié)論:磁場旋轉(zhuǎn)角度與電流相位角一致2.三相異步電動機(jī)的工作原理AXYCBZ定子三相繞組通入對稱三相電流方向:順時針
切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動勢E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnFAAXZBCYAAXZBCY轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序改為A-C-B3.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論:任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線,則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。方法:任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線如何實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn)?
若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián)
,繞組的始端之間互差60°,將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC4.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P5.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)。
旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速——同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù)p的關(guān)系極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0
與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)??梢?6.轉(zhuǎn)差率
旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知,電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致,但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等,即異步電動機(jī)如果:無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動,磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體無轉(zhuǎn)矩因此,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s:
額定運(yùn)行時,6.轉(zhuǎn)差率
例1:一臺三相異步電動機(jī),其額定轉(zhuǎn)速
n=975r/min,電源頻率f1=50Hz。試求電動機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。根據(jù)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知:n0=1000r/min,即額定轉(zhuǎn)差率為解:p=3第二節(jié)三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性一、電磁轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。由公式可知1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1
T
2.當(dāng)電源電壓U1一定時,T是
s的函數(shù)。3.R2
的大小對
T有影響。繞線式異步電動機(jī)可外接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻R2
,從而改變轉(zhuǎn)矩。二、轉(zhuǎn)矩特性O(shè)TS1Scr——臨界轉(zhuǎn)差率0<s<Scr時,T隨s的增大而增大;Scr<s<1時,T隨s的增大而減小;三、機(jī)械特性O(shè)Tncr電動機(jī)在額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個重要轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩:(N?m)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為2.最大轉(zhuǎn)矩Tmax轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax
,否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機(jī)帶動最大負(fù)載的能力。OTTmax電機(jī)嚴(yán)重過熱而燒壞。3.起動轉(zhuǎn)矩Tst電動機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩。起動時n=0時,s=1
Tst體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。
若
Tst
>T2電機(jī)能起動,否則不能起動。OTTst4.電動機(jī)的運(yùn)行分析電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整,這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。
自適應(yīng)負(fù)載能力是電動機(jī)區(qū)別于其它動力
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