《交流異步電動(dòng)機(jī)》課件

交流異步電動(dòng)機(jī)本課件將深入探討交流異步電動(dòng)機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、特性和應(yīng)用，并涵蓋三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵內(nèi)容。我們將從基礎(chǔ)知識(shí)入手，逐步講解異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)制，并介紹常見的調(diào)速、啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)方法。此外，我們將探討變壓器在異步電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用，以及電動(dòng)機(jī)的能效等級(jí)、維護(hù)保養(yǎng)、故障診斷和安全使用等方面的知識(shí)。課程目標(biāo)11.了解異步電動(dòng)機(jī)的基本原理掌握異步電動(dòng)機(jī)工作原理、轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)制和運(yùn)行特性。22.掌握異步電動(dòng)機(jī)的分類和結(jié)構(gòu)區(qū)分三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)，并了解其結(jié)構(gòu)組成和工作原理。33.學(xué)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)的特性分析掌握異步電動(dòng)機(jī)的特性方程、等效電路和參數(shù)測(cè)試方法，并分析其轉(zhuǎn)速-電流、轉(zhuǎn)矩-電流、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速等特性。44.掌握異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用與維護(hù)了解異步電動(dòng)機(jī)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，并掌握其啟動(dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)、能效等級(jí)、維護(hù)保養(yǎng)、故障診斷和安全使用等方面的知識(shí)。異步電動(dòng)機(jī)的分類按相數(shù)分類主要分為三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛，適用于各種工業(yè)生產(chǎn)和日常生活；單相異步電動(dòng)機(jī)主要用于小型家電、工具等。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類主要分為鼠籠型和繞線型。鼠籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，應(yīng)用最為廣泛；繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，可實(shí)現(xiàn)調(diào)速，但價(jià)格較高。按結(jié)構(gòu)形式分類主要分為封閉式、半封閉式和防爆型。封閉式結(jié)構(gòu)主要用于室內(nèi)環(huán)境；半封閉式結(jié)構(gòu)用于通風(fēng)條件良好的場(chǎng)所；防爆型結(jié)構(gòu)用于易燃易爆環(huán)境。按防護(hù)等級(jí)分類主要分為IP20、IP44、IP55等。防護(hù)等級(jí)越高，防護(hù)性能越好，適用于更嚴(yán)苛的環(huán)境條件。異步電動(dòng)機(jī)的基本原理1磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)三相交流電在定子繞組中產(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，感應(yīng)出電流。3電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子電流與定子磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。4異步運(yùn)行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)低于同步轉(zhuǎn)速，兩者之間存在“滑差”。異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩1轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流的大小與滑差成正比。2磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)矩大小與定子磁場(chǎng)強(qiáng)度和轉(zhuǎn)子電流大小成正比。3電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩的大小決定了異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力。異步電動(dòng)機(jī)的特性方程同步轉(zhuǎn)速Ns=120f/p，其中f為電源頻率，p為極對(duì)數(shù)。滑差S=(Ns-n)/Ns，其中n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子電流Ir=(Es/Zs)*S，其中Es為轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，Zs為轉(zhuǎn)子阻抗。電磁轉(zhuǎn)矩Te=(k*Ir^2*Rr)/S，其中k為常數(shù)，Rr為轉(zhuǎn)子電阻。異步電動(dòng)機(jī)的等效電路定子部分包含定子繞組電阻Rs和定子漏抗Xs。轉(zhuǎn)子部分包含轉(zhuǎn)子繞組電阻Rr、轉(zhuǎn)子漏抗Xr和轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Es。勵(lì)磁部分包含勵(lì)磁電阻Rm和勵(lì)磁電抗Xm，表示勵(lì)磁電流。異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)試1空載試驗(yàn)測(cè)量空載電流、空載功率和電壓，計(jì)算空載損耗和勵(lì)磁參數(shù)。2短路試驗(yàn)測(cè)量短路電流、短路功率和電壓，計(jì)算短路阻抗和轉(zhuǎn)子參數(shù)。3負(fù)載試驗(yàn)測(cè)量不同負(fù)載下的電流、轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)，分析電動(dòng)機(jī)性能。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速-電流特性1低速區(qū)轉(zhuǎn)速低，滑差大，轉(zhuǎn)子電流大，但轉(zhuǎn)矩較小。2中間區(qū)轉(zhuǎn)速增加，滑差減小，轉(zhuǎn)子電流也減小，轉(zhuǎn)矩逐漸增大。3高速區(qū)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，滑差很小，轉(zhuǎn)子電流也變得很小。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-電流特性異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩，與轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)。最大轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)矩，與轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)。額定轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)在額定條件下所能提供的轉(zhuǎn)矩。異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)直接啟動(dòng)將電動(dòng)機(jī)直接接入電源，適用于負(fù)載較輕的情況。降壓?jiǎn)?dòng)通過(guò)降壓裝置降低啟動(dòng)電壓，減小啟動(dòng)電流，適用于負(fù)載較重的情況。星形-三角形啟動(dòng)先將電動(dòng)機(jī)繞組接成星形，降低啟動(dòng)電壓，然后切換成三角形，適用于中等負(fù)載。軟啟動(dòng)器啟動(dòng)利用電子器件控制電壓和電流，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，適用于高負(fù)載和特殊要求。異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法變頻調(diào)速通過(guò)改變電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，適用于各種負(fù)載和場(chǎng)合。轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速通過(guò)改變轉(zhuǎn)子電阻來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適用于負(fù)載變化較大的場(chǎng)合。磁場(chǎng)削弱調(diào)速通過(guò)改變定子繞組電流來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)1控制電路通過(guò)控制電路改變?nèi)嚯娫吹南嘈颍瑢?shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。2接觸器使用接觸器來(lái)切換電源線路，控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。3安全保護(hù)在正反轉(zhuǎn)控制電路中加入過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等安全措施。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子包含定子鐵芯、定子繞組和定子外殼。定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子軸。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。機(jī)座支撐電動(dòng)機(jī)，并提供安裝孔。機(jī)座上安裝軸承，用于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。端蓋封閉電動(dòng)機(jī)，并提供散熱通道。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相交流電在定子繞組中產(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，感應(yīng)出電流。3電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子電流與定子磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。4異步運(yùn)行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)低于同步轉(zhuǎn)速，兩者之間存在“滑差”。三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路定子部分包含定子繞組電阻Rs和定子漏抗Xs。轉(zhuǎn)子部分包含轉(zhuǎn)子繞組電阻Rr、轉(zhuǎn)子漏抗Xr和轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Es。勵(lì)磁部分包含勵(lì)磁電阻Rm和勵(lì)磁電抗Xm，表示勵(lì)磁電流。三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)試1空載試驗(yàn)測(cè)量空載電流、空載功率和電壓，計(jì)算空載損耗和勵(lì)磁參數(shù)。2短路試驗(yàn)測(cè)量短路電流、短路功率和電壓，計(jì)算短路阻抗和轉(zhuǎn)子參數(shù)。3負(fù)載試驗(yàn)測(cè)量不同負(fù)載下的電流、轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)，分析電動(dòng)機(jī)性能。三相異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線1轉(zhuǎn)速-電流描述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電流之間的關(guān)系。2轉(zhuǎn)矩-電流描述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電流之間的關(guān)系。3轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速描述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式直接啟動(dòng)將電動(dòng)機(jī)直接接入電源，適用于負(fù)載較輕的情況。降壓?jiǎn)?dòng)通過(guò)降壓裝置降低啟動(dòng)電壓，減小啟動(dòng)電流，適用于負(fù)載較重的情況。星形-三角形啟動(dòng)先將電動(dòng)機(jī)繞組接成星形，降低啟動(dòng)電壓，然后切換成三角形，適用于中等負(fù)載。軟啟動(dòng)器啟動(dòng)利用電子器件控制電壓和電流，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，適用于高負(fù)載和特殊要求。三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法變頻調(diào)速通過(guò)改變電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，適用于各種負(fù)載和場(chǎng)合。轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速通過(guò)改變轉(zhuǎn)子電阻來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適用于負(fù)載變化較大的場(chǎng)合。磁場(chǎng)削弱調(diào)速通過(guò)改變定子繞組電流來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)1控制電路通過(guò)控制電路改變?nèi)嚯娫吹南嘈?，?shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。2接觸器使用接觸器來(lái)切換電源線路，控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。3安全保護(hù)在正反轉(zhuǎn)控制電路中加入過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等安全措施。單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子包含定子鐵芯、定子繞組和定子外殼。定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子軸。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)繞組用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通常與主繞組串聯(lián)一個(gè)電容，改變相位，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。啟動(dòng)開關(guān)用于控制啟動(dòng)繞組的通斷，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行。單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1脈動(dòng)磁場(chǎng)單相交流電在定子繞組中產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)。2感應(yīng)電流脈動(dòng)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，感應(yīng)出電流。3電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子電流與定子磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。4啟動(dòng)繞組啟動(dòng)繞組通過(guò)電容改變相位，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，幫助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。單相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路主繞組包含主繞組電阻Rs和主繞組漏抗Xs。啟動(dòng)繞組包含啟動(dòng)繞組電阻Raux和啟動(dòng)繞組漏抗Xaux。轉(zhuǎn)子部分包含轉(zhuǎn)子繞組電阻Rr、轉(zhuǎn)子漏抗Xr和轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Es。單相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)試1空載試驗(yàn)測(cè)量空載電流、空載功率和電壓，計(jì)算空載損耗和勵(lì)磁參數(shù)。2短路試驗(yàn)測(cè)量短路電流、短路功率和電壓，計(jì)算短路阻抗和轉(zhuǎn)子參數(shù)。3負(fù)載試驗(yàn)測(cè)量不同負(fù)載下的電流、轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)，分析電動(dòng)機(jī)性能。單相異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線1轉(zhuǎn)速-電流描述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電流之間的關(guān)系。2轉(zhuǎn)矩-電流描述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電流之間的關(guān)系。3轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速描述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式直接啟動(dòng)將電動(dòng)機(jī)直接接入電源，適用于負(fù)載較輕的情況。電容啟動(dòng)通過(guò)電容改變啟動(dòng)繞組電流相位，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，幫助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。電容運(yùn)行啟動(dòng)后，部分電容保留在啟動(dòng)繞組中，用于改善運(yùn)行性能。單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法變頻調(diào)速通過(guò)改變電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，適用于各種負(fù)載和場(chǎng)合。轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速通過(guò)改變轉(zhuǎn)子電阻來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適用于負(fù)載變化較大的場(chǎng)合。磁場(chǎng)削弱調(diào)速通過(guò)改變定子繞組電流來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。單相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)1控制電路通過(guò)控制電路改變啟動(dòng)繞組的連接方式，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。2接觸器使用接觸器來(lái)切換啟動(dòng)繞組的連接方式，控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。3安全保護(hù)在正反轉(zhuǎn)控制電路中加入過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等安全措施。變壓器在異步電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用降壓?jiǎn)?dòng)變壓器可以用于降低啟動(dòng)電壓，減小啟動(dòng)電流，適用于負(fù)載較重的情況。電壓調(diào)節(jié)變壓器可以用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)供電電壓，提高電動(dòng)機(jī)效率和穩(wěn)定性。隔離保護(hù)變壓器可以用于隔離電源，防止電動(dòng)機(jī)受到雷擊和浪涌電流的損害。異步電動(dòng)機(jī)的能效等級(jí)能效等級(jí)根據(jù)電動(dòng)機(jī)效率劃分等級(jí)，一般分為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)等，等級(jí)越高，效率越高。節(jié)能效果高能效等級(jí)的電動(dòng)機(jī)可以節(jié)省能源，降低運(yùn)行成本，并減少環(huán)境污染。選擇建議建議優(yōu)先選擇高能效等級(jí)的電動(dòng)機(jī)，以提高效率，節(jié)約能源。異步電動(dòng)機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)定期檢查定期檢查電動(dòng)機(jī)各部件的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。清潔保養(yǎng)定期清潔電動(dòng)機(jī)內(nèi)部和外部，保持清潔干燥，防止灰塵和油污積聚。潤(rùn)滑維護(hù)定期檢查軸承潤(rùn)滑油量，更換潤(rùn)滑油，保證軸承正常潤(rùn)滑。絕緣檢測(cè)定期檢測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組絕緣性能，確保絕緣良好，防止漏電和短路。異步電動(dòng)機(jī)的故障診斷過(guò)載電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大，可能導(dǎo)致過(guò)載保護(hù)裝置跳閘。短路電動(dòng)機(jī)繞組短路，可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀。斷路電動(dòng)機(jī)繞組斷路，可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的安全使用11.安裝牢固確保電動(dòng)機(jī)安裝牢固，防止松動(dòng)或掉落。