电机拖动51学习.pptx
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1、第5章 三相异步电动机的原理和特性 5.3 异步电动机的功率和转矩 三相异步电动机的功率难点 三相异步电动机的转矩难点 5.4 异步电动机的机械特性 机械特性的参数表达式重点 固有机械特性重点 机械特性的实用公式重点 人为机械特性重点 5.5 异步电动机的工作特性不讲第1页/共66页5.1 三相异步电动机的基本结构与工作原理 基本结构 工作原理 额定数据第2页/共66页异步电动机的主要用途 电机的可逆性 同一电机既可做发电机又可做电动机 本课程讨论的电机主要是电动机 按电源性质,电动机分为 直流电动机:直流电能机械能 交流电动机:交流电能机械能 异步电动机的用途: 异步电机主要用作电动机 拖动
2、各种生产机械第3页/共66页异步电动机的优缺点 异步电动机的优点: 结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。已经取代直流电动机,成为应用广泛的调速系统 异步电动机的缺点: 功率体积比较小。功率因数较差。直接接电网运行时,必须从电网吸收滞后的励磁电流,使它的功率因数总小于。通过控制器可使这一缺点得到改善第4页/共66页异步电机又叫感应电机 异步电动机运行时 定子绕组接到交流电源上 转子绕组自身短路 由于电磁感应的关系 在转子绕组中产生感应电动势、电流 从而产生电磁转矩 所以,异步电机又叫感应电机
3、第5页/共66页异步电动机的分类 从不同角度看,有不同的分类法: 按定子相数分:单相;三相异步电动机 按转子结构分:绕线式;鼠笼式。后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机 此外,根据电机定子绕组上所加电压的大小有高压、低压异步电动机之分 从其它角度看还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等第6页/共66页说明 异步电机也可作为异步发电机使用 单机使用时,常用于电网尚未到达的地区,又没有同步发电机的情况 或用于风力发电等特殊场合上 在异步电动机的电力拖动中 异步电机回馈制动时 即运行在异步发电机状态第7页/共66页基本结构重点图5.1 三相异步电动机的结构第8页/共66页三相异步电动机的
4、结构VVWUUW定子转子第9页/共66页三相异步电动机的结构第10页/共66页三相异步电动机的主要结构气 隙交流电机的主要结构在定子、转子之间定子铁心定子绕组机 座定子部分stator又称电枢armature(静止)转子铁心转子绕组转 轴笼型绕线型转子部分Rotor(旋转)第11页/共66页1定子 静止部分 定子又称电枢定子铁心定子绕组机 座定子部分stator又称电枢armature(静止)第12页/共66页(1)定子铁心第13页/共66页(1)定子铁心 作用: 产生旋转磁场 是电动机磁路的一部分,装在机座里 由内周有槽的硅钢片叠成 为了降低定子铁心里的铁损耗 定子铁心用0.5mm厚的硅钢片
5、叠压而成的 在硅钢片的两面还应途上绝缘漆 定子铁心内圆上均匀开槽,安放定子绕组第14页/共66页图5.2 定子铁心冲片第15页/共66页图 定子槽(a)开口槽高压大中型(b)半开口槽中型500V以下(c)半闭口槽低压小型(1)层间绝缘;(2)槽楔;(3)扁铜线;(4)槽绝缘;(5)槽楔;(6)圆导线第16页/共66页(2)定子绕组 是电机电路部分 它由三个在空间相差120电角度、结构相同的绕组连接而成,按一定规律嵌放在定子槽中 分类: 单层绕组 双层绕组 应用: 单层绕组一般用在10kW以下的电机 双层短距绕组用在较大容量的电机中第17页/共66页定子线圈第18页/共66页图 三相异步电动机的
6、引出线 (a)三根引出线:高压大、中型容量,常采用Y接 (b)六根引出线:低压中、小容量,根据需要可接成Y形或形(a)三根引出线(b)六根引出线第19页/共66页图 三相定子绕组的接法星形接法三角形接法第20页/共66页(3)机座第21页/共66页(3)机座 主要作用 用来固定和支撑定子铁心 对于轴承装于端盖上的电动机 其机座还要支撑转子部分 因此,机座应有足够的机械强度和刚度 对中、小型异步电动机,通常用铸铁机座 对大型电机,一般采用钢板焊接的机座,整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上第22页/共66页2空气隙 (1)气隙大小的决定性因素 空气隙的大小对异步电动机的运行性能有很大影响,具体
7、表现在: 为了减少电动机的励磁电流,提高功率因数,空气隙应尽可能的小 空气隙过小,将引起装配困难和运行不可靠 从减少附加损耗并减少高次谐波磁动势产生的磁通来看,空气隙稍大一点也有其有利的一面第23页/共66页(2)气隙与电机容量的关系 异步电动机的空气隙比同容量同步电动机小得多 在中小型异步电动机中,空气隙大约为0.21.5mm电机容量(kW)10以下101001001500气隙(mm)0.200.450.500.800.851.50第24页/共66页3转子 旋转部分转子铁心转子绕组转 轴笼型绕线型转子部分Rotor(旋转)第25页/共66页(1)转子铁心 作用: 是电动机磁路的一部分 在旋转
8、磁场作用下,产生感应电动势或电流 构成: 由外周有槽的0.5mm厚硅钢片叠成 整个转子的外表呈圆柱形 安装: 铁心固定在转轴或转子支架上第26页/共66页(2)转子绕组 分为笼型和绕线型两类 笼型转子 是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体,在铁心的两端用端环连接起来,形成一个短路的绕组 如果把转子铁心拿掉,剩下的绕组像个松鼠笼子 导条的材料有用铜的,也有用铝的 绕线型转子 同定子绕组一样,也分为三相,并且接成星形第27页/共66页笼型转子照片第28页/共66页图5.5 笼型转子(a)铜导条(b)铝导条第29页/共66页绕线型转子照片第30页/共66页图5.4 绕线型异步电动机接线
9、图 外串电阻优点 改善电动机的启动性能 或调节电动机的转速 图中: 1-定子绕组 2-转子绕组 3-集电环(滑环) 4-电刷 5-附加电阻A1A2B2B1C1C231452第31页/共66页笼型电动机与绕线型电动机的比较 笼型: 结构简单、价格低廉、工作可靠 生产机械中使用最广泛的一种电动机 不能人为改变电动机的机械特性 绕线型: 结构复杂、价格较贵、维护工作量大 转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性 只在要求起动电流小,起动转距大 或需平滑调速的场合使用第32页/共66页(3)转轴 作用: 固定转子铁心和传递功率 构成: 一般用中碳钢制成第33页/共66页工作原理重点 1交流电机绕组产生的
10、磁动势(4.1,) 简介 2交流绕组的感应电动势(4.4) 简介 3旋转磁场的产生简介 4同步转速重点 5三相异步电动机的转动原理重点 6转差率重点第34页/共66页1交流电机绕组产生的磁动势(4.1,) 简介 在电机里,不管什么样的绕组 流过电流时,都要产生磁动势 类似电路中的感应电动势 (1)交流电机单个整距线圈的磁动势 (2)三相绕组产生的磁动势第35页/共66页(1)交流电机单个整距线圈的磁动势 磁力线穿过转子铁心,定子铁心和两个气隙 由于铁心磁导率极大,其上消耗的磁动势降可以忽略不计,线圈在一个气隙上施加的磁动势 幅值: 方向: 右手螺旋定则12y yyfN ifi动画1动画2第36
11、页/共66页(2)三相绕组产生的磁动势 三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时,三个反向旋转磁势在空间错开120电角度相互抵消,三个正向旋转磁动势在空间同相位,合成一个圆形旋转磁动势 幅值: 转向: 决定于电流的相序 从超前相向滞后相旋转 转速: 同步转速3 4222wN kFIFIp动画第37页/共66页2交流绕组的感应电动势(4.4)简介 (1)交流绕组的构成 导体线圈线圈组 一相绕组三相绕组第38页/共66页(2)感应电动势的波形lvBtexx)( 交流绕组处于旋转磁场中,并切割旋转磁场,在三相对称交流绕组中会感应出三相对称交流电动势 感应电动势随时间变化的波形和磁感应强度在空间的分布波
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