《交流電動(dòng)機(jī)》課件

交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)的重要?jiǎng)恿?lái)源。本課程將深入探討其工作原理、類型和應(yīng)用。我們將學(xué)習(xí)如何選擇、使用和維護(hù)這些關(guān)鍵設(shè)備。by什么是交流電動(dòng)機(jī)定義交流電動(dòng)機(jī)是將交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電氣設(shè)備。工作原理利用交變磁場(chǎng)與導(dǎo)體相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和家用電器等領(lǐng)域。交流電動(dòng)機(jī)的分類異步電動(dòng)機(jī)包括三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速不同步。同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同。主要用于大功率場(chǎng)合。交流電動(dòng)機(jī)的工作原理1磁場(chǎng)產(chǎn)生定子繞組通入交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電流。3電磁力感應(yīng)電流與磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁力。4轉(zhuǎn)矩形成電磁力使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子固定部分，由定子鐵心和定子繞組組成。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部分，包括鼠籠式和繞線式兩種類型。端蓋支撐轉(zhuǎn)子軸承，保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。機(jī)座支撐整個(gè)電動(dòng)機(jī)，提供保護(hù)和散熱。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子定子鐵心由硅鋼片疊壓而成，減少渦流損耗。定子繞組三相繞組，互相間隔120°電氣角。散熱結(jié)構(gòu)采用散熱槽和散熱片設(shè)計(jì)，提高散熱效率。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子由鋁條和端環(huán)組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。繞線式轉(zhuǎn)子具有三相繞組，可通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻控制起動(dòng)特性。軸承支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，減少摩擦損耗。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)2感應(yīng)電流3電磁力4轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生5負(fù)載驅(qū)動(dòng)定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，形成轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)負(fù)載。三相異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線描述電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩變化。電流-轉(zhuǎn)速特性曲線反映電動(dòng)機(jī)在不同負(fù)載下的電流變化。功率因數(shù)-負(fù)載特性曲線顯示電動(dòng)機(jī)在不同負(fù)載下的功率因數(shù)變化。三相異步電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)85%額定效率大功率電機(jī)效率可達(dá)85%以上，節(jié)能效果顯著。0.8功率因數(shù)額定負(fù)載下功率因數(shù)約為0.8，可通過(guò)補(bǔ)償提高。95%銅損占總損耗的40%左右，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可減少。三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式1直接起動(dòng)適用于小功率電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流大。2降壓起動(dòng)通過(guò)降低電壓減小起動(dòng)電流，包括Y-Δ起動(dòng)等。3軟起動(dòng)采用電力電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平滑起動(dòng)。4變頻起動(dòng)通過(guò)調(diào)節(jié)頻率實(shí)現(xiàn)最佳起動(dòng)特性。三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法1極數(shù)變換通過(guò)改變定子極數(shù)實(shí)現(xiàn)階梯式調(diào)速。2轉(zhuǎn)子回路調(diào)速適用于繞線式電動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻實(shí)現(xiàn)。3變頻調(diào)速通過(guò)改變電源頻率實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，應(yīng)用廣泛。4電壓調(diào)速通過(guò)改變定子電壓實(shí)現(xiàn)有限范圍調(diào)速。單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主繞組產(chǎn)生主磁場(chǎng)，通常由較粗導(dǎo)線繞制。輔助繞組用于起動(dòng)，與主繞組在空間上垂直。離心開關(guān)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)斷開輔助繞組。單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1起動(dòng)階段主輔繞組同時(shí)通電，產(chǎn)生橢圓旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2加速過(guò)程轉(zhuǎn)子加速，產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。3正常運(yùn)行達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，輔助繞組斷開，僅主繞組工作。單相異步電動(dòng)機(jī)的特性起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小需要輔助繞組或其他起動(dòng)裝置。效率較低比三相電動(dòng)機(jī)效率低5-10%。功率因數(shù)低通常在0.6-0.7之間。噪聲較大由于磁場(chǎng)不均勻，運(yùn)行時(shí)噪聲較大。單相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用家用電器冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等。小型設(shè)備電風(fēng)扇、抽水泵、排氣扇等。電動(dòng)工具電鉆、電鋸、砂輪機(jī)等。同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子與三相異步電動(dòng)機(jī)類似，由定子鐵心和三相繞組組成。轉(zhuǎn)子可分為凸極式和隱極式，內(nèi)部有勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁系統(tǒng)為轉(zhuǎn)子提供直流勵(lì)磁，可采用滑環(huán)或無(wú)刷勵(lì)磁。同步電動(dòng)機(jī)的工作原理定子磁場(chǎng)定子通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子勵(lì)磁轉(zhuǎn)子通入直流電，產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。同步運(yùn)行兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用，轉(zhuǎn)子與磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。同步電動(dòng)機(jī)的特性轉(zhuǎn)速恒定轉(zhuǎn)速與電源頻率嚴(yán)格同步，不隨負(fù)載變化。功率因數(shù)可調(diào)通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可實(shí)現(xiàn)超前或滯后功率因數(shù)。效率高尤其在大功率應(yīng)用中，效率可達(dá)95%以上。起動(dòng)困難需要特殊的起動(dòng)裝置或方法。同步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用發(fā)電廠作為發(fā)電機(jī)使用，大功率應(yīng)用。工業(yè)驅(qū)動(dòng)大型壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等。無(wú)功補(bǔ)償利用其可調(diào)功率因數(shù)特性進(jìn)行電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償。直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子由主磁極和換向極組成，產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、繞組和換向器組成。換向器實(shí)現(xiàn)電流方向的周期性變換。電刷與換向器接觸，傳導(dǎo)電流。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理1磁場(chǎng)建立定子產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)。2電流通過(guò)電流通過(guò)電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組。3洛倫茲力電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生洛倫茲力。4轉(zhuǎn)矩形成洛倫茲力形成轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)的特性調(diào)速范圍寬通過(guò)調(diào)節(jié)電樞電壓或磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)速。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大起動(dòng)特性好，適用于頻繁起動(dòng)和制動(dòng)場(chǎng)合?？刂坪?jiǎn)單速度、轉(zhuǎn)矩控制方便，響應(yīng)快速。直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電梯、機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)和鋼鐵軋機(jī)等領(lǐng)域，特別是需要精確速度控制的場(chǎng)合。電動(dòng)機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)1定期檢查檢查絕緣、軸承、電刷等關(guān)鍵部件。2清潔散熱保持電機(jī)表面清潔，確保散熱良好。3潤(rùn)滑保養(yǎng)定期對(duì)軸承等運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑。4振動(dòng)監(jiān)測(cè)通過(guò)振動(dòng)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題。電動(dòng)機(jī)的節(jié)能措施使用高效電機(jī)選用能效等級(jí)高的電動(dòng)機(jī)，提高運(yùn)行效率。變頻調(diào)速根據(jù)負(fù)載需求調(diào)節(jié)速度，減少能源浪費(fèi)。功率因數(shù)補(bǔ)償安裝補(bǔ)償裝置，提高電能利用率。電動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)高效化開發(fā)超高效電機(jī)，進(jìn)一步提高能源利用率。智能化集成傳感器和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控。小型化采用新材料和新工藝，提高功率密度。環(huán)?；褂铆h(huán)保材料，降低生產(chǎn)和使用過(guò)程中的環(huán)境影響