工信版(中职)电工与电子技术第四章教学课件.ppt
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1、Y CF(中职)电工与电子技术第四章教学课件第四章 异步电动机 第一节 单相异步电动机 第二节 三相异步电动机返回第一节 单相异步电动机 一、单相异步电动机的用途和特点 单相异步电动机(single 一phase asynchronous motor)是靠220V单相交流电源供电的一类电动机,它适用于只有单相电源(single 一phase power)的小型工业设备和家用电器中。由单相电源供电的异步电动机称为单相异步电动机。由于其取用电源方便,所以在家庭、办公室等只需小功率动力输出设备的场合中,广泛采用单相电动机拖动。例如电风扇、电冰箱、空调器、吸尘器、洗衣机、手电钻等。从结构上看,单相异步
2、电动机的转子多是采用笼型的。定子上的绕组是单相绕组。当绕组接通单相电源后,则在定子铁芯、转子铁芯和空气隙中产生脉动磁场,如图4 一1 所示。这个磁场方向总是垂直向上或是垂直向下,它的轴线在空间保持固定位置,轴线位置上的磁感应强度的大小随时间作正弦变化。下一页 返回第一节 单相异步电动机 由于磁场只是脉动,而不旋转,因此,单相异步电动机的转子导体与磁场之间没有相对运行,不产生感应电流,也就没有电磁力作用,没有启动转矩,即不能自行启动,这是单相异步电动机的缺点,如果我们去拨动一下转子,则转子导体切割脉动磁场,而产生感应电流,在电磁力的作用下,转子将顺着拨动的方向转动起来。为了使单相异步电动机具有实
3、用意义,必须解决启动问题。单相异步电动机常用的启动方法有电容分相式和罩极式两种。上一页 下一页 返回第一节 单相异步电动机 二、电容分相式单相异步电动机 电容分相式电动机的定子上安放两个绕组:一个是工作绕组A1,A2;另一个是辅助绕组B1,B2。这两个绕组:在空间相隔90,如图4 一2(a)所示。辅助绕组B 与电容器C 串联后再与工作绕组A 并联于单相交流电源上。由于电容器的接入,使得通过辅助绕组B 上的电流如超前于通过工作绕组A 上的电流i,接近90,这就是电容分相的作用,如图4 一2(b)所示。这样,在空间相隔90 的两个绕组中,分别通入相位差为90 的两相电流,也能产生旋转磁场。上一页
4、下一页 返回第一节 单相异步电动机 由图4-3 可见,IB 和IA 产生的磁场,如同三相交流电产生的旋转磁场一样,按顺时针方向旋转。在这个旋转磁场的作用下,笼型转子就会沿磁场旋转的方向转动起来。如果将电容器C 与A 绕组串联后再与B 绕组并联,接于单相交流电源上,则有IA 超前IB 接近90,那么旋转磁场按逆时针方向转动起来。因此,要改变电容分相式电动机的转向,只要调换一个绕组与电容器C 相串联。如图4-4 就是单相电动机的正、反转电路,当开关S 向上扳时,电容器C 就与B 绕组串联,电动机正转;当开关S 向下扳时,电容器C 与A 绕组串联,电动机反转。洗衣机就是利用这个原理进行工作的,洗衣机
5、中的开关是靠定时器自动转换的,使电动机的旋转方向周期性地改变。上一页 返回第二节 三相异步电动机 异步电动机(asynchronous motor)又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式(鼠笼式异步电机)、绕线式异步电动机。做电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的,又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中,约有90%左右为异步电动机,其中小型异步电动机约占70%以上。在电力系统的总负荷中,异步电动机的用电量占
6、相当大的比重。在中国,异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。异步电动机的基本特点是,转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构下一页 返回第二节 三相异步电动机 简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。以三相异步电动机为例,与同功率、同转速的直流电动机相比,前者重量只及后者的1/2,成本仅为1/3。异步电动机还容易按不同环境条件的要求,派生出各种系列产品。它还具有接近恒速的负载特性,能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。其局限性是,它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率(见异步电机),因而调速性能较差,在要求有较宽广的
7、平滑调速范围的使用场合(如传动轧机、卷扬机、大型机床等),不如直流电动机经济、方便。因此,在大功率、低转速场合(如拖动球磨机、压缩机等)不如用同步电动机合理。由于异步电动机生产量大,使用面广,要求其必须有繁多的品种、规格与各种机械配套。因此,异步电动机的设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。在各类系列产品中,以产量最大、使用最广的三相异步电动机系列为基本系列;此外还有若干派生系列(在基本系列基础上作部分改变导出的系列)、专用系列(为特殊需要设计的具有特殊结构的系列)。上一页 下一页 返回第二节 三相异步电动机 一、三相异步电动机原理 作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低
8、于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的启动性能和调节电动机的转速。当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时,就产生了一个以同步转速n1 沿定子和转子内圆空间做顺时针方向旋转的旋转磁场。由于
9、旋转磁场以n1 转速旋转,转子导体开始时是静止的,故转子导体上一页 下一页 返回第二节 三相异步电动机 将切割定子旋转磁场而产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于导子导体两端被短路环短接,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。电磁力对转子轴产生电磁转矩,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为:当电动机的三相定子绕组(各相差120 电角度),通入三相交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合
10、通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。上一页 下一页 返回第二节 三相异步电动机 二、三相异步电动机的故障分析和处理方法 绕组是电动机的组成部分,老化,受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害,电机过载、欠电压、过电压,缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。1.绕组接地 指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。(1)故障现象机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热,致使电动机无法正常运行。(2)产生
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- 工信版 电工 电子技术 第四 教学 课件
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