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  1、机电传动操控,沟通电动机的作业原理及特性,第四章,机电传动操控,本章关键:,了解异步电动机的根本结构和作业原理 把握旋转磁场发生的机理； 把握异步电动机的机械特性; 把握异步电动机发动、调速、制动的办法； 学会用机械特性的四个象限剖析电动机作业状况； 把握单相异步电动机的发动办法和作业原理； 了解同步电动机的结构、作业原理、作业特性; 把握各种异步和同步电动机的运用场所。,第四章 三相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,感应电动机,同步发电机,同步电动机,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,一、根本结构,转子,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,定子,机电传动操控,

  2、三相沟通异步电动机的结构,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,一、根本结构,转子,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,定子,机电传动操控,三相沟通异步电动机的结构鼠笼绕组,铜条转子 铸铝转子,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,三相沟通异步电动机的结构转子绕组,各相引出线连到滑环上， 滑环套在转轴上并与之绝缘， 经过电刷与外电路相连,有可能在转子电路中串接电阻，改进电动机作业功能,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,三相沟通异步电动机的结构定子绕组,定子铁心： 参加电动机磁路 嵌放定子线圈 定子绕组： 三个互相独立的绕组 空间相差120

  3、电视点,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,转差率,所以这种电动机称为异步电动机，也叫感应电动机。,定子线圈通三相沟通电 发生旋转磁场 相当于转子切开磁力线运动 在转子回路中发生感应电流(右手定则) 带电导体在旋转磁场中遭到电磁力 (左手定则) 发生电磁转矩 使转子滚动(方向与旋转磁场同向)电动机滚动.,二、作业原理,第一节 三相异步电动机的结构和作业原理,转子与旋转磁场的转速不同,机电传动操控,电流正方向为：从各相绕组的首端流到结尾为正。 AX；BY；CZ,第一节 相异步电动机的结构和作业原理,三、旋转磁场的构成,机电传

  4、动操控,1、进程剖析,三、旋转磁场的构成,第一节 相异步电动机的结构和作业原理,机电传动操控,2. 旋转磁场的旋转方向,定论：旋转磁场的方向与三相电流的相序共同。,三、旋转磁场的构成,恣意两根导线对调就能够改动磁场旋转方向,ABC,ACB,机电传动操控,3. 旋转磁场的极数与旋转速度,三、旋转磁场的构成,定论：若有p对磁极，则磁场的转速为： n0=60f /p,f=50Hz，关于p=1，2，3，4， 则 n0=3000rpm，1500rpm，1000rpm，750rpm,机电传动操控,四、定子绕组线端衔接办法,当电动机接入电源的线电压等于电动机的额外相电压时，应接成三角形；若是相电压的 倍，应

  5、接成星形。 如：铭牌标有 和380/220时，电源线V 时接成三角形。,机电传动操控,四、定子绕组线端衔接办法,机电传动操控,1)类型，如Y90S-4、Y112M-4； Y112M-4中“Y”表明Y系列鼠笼式异步电动机（YR表明绕线mm，“M”表明中机座（L表明长机座，S表明短机座），“4”表明4极电机.,1、三相异步电动机的额外值,第二节 三相异步电动机的额外值,异步电动机同步电动机同步发电机直流电动机直流发电机汽轮发电机水轮发电机测功机潜水电泵纺织用电机沟通换向器电动机 产品代号YTTFZZFQFSFCQ

  6、FH,机电传动操控,2)额外功率PN ：在额外状况下，电动机轴上输出的机 械功率; 3)额外电压UN ：在额外状况下，定子绕组应加的线)额外频率f ：在额外状况下，定子外加电压的频率; 5)额外电流IN ：在额外状况下，定子的线)额外转速nN ：在额外状况下,电动机的转速; 7)温升(或绝缘等级)。,第二节 三相异步电动机的额外值,机电传动操控,第二节 三相异步电动机的额外值,依据以上数据求出其他额外值： 1) 额外功率因数cosN ：在额外频率、额外电压和电动机轴上输出额外功率时，定子相电流与相电压之间相位差的余弦 cosN 。,2) 额外功率 ：在额外频率、额外电

  7、压和电动机轴上输出额外功率时电动机输出机械功率与输入电功率之比，其表达式为：,3) 额外负载转矩TN：电动机在额外转速下输出额外功率时,电机轴上的负载转矩。,TN=9550PN/nN (PN kw),机电传动操控,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,一、 三相异步电动机的转矩,直流电动机：,评论： 1）当cos2 =1，纯电阻性负载， I2与E2同向； 2）当cos21，能够以为此刻线，纯理性负载，T=0。,沟通电动机：,机电传动操控,二、机械特性表达式 1）物理表达式：,2）参数表达式：,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,机

  8、电传动操控,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,二、机械特性表达式,评论： 当S0，n=(1-S)n0= n0，为抱负空载转速； 当S较小时，则 T与S 近似线性联络； 当S较大时，跟着转速的下降，转矩也变小。 最大转矩 Tmax=KU12 / 2X20；临界转差率 sm=R2 /X20。,机电传动操控,3）有用表达式：,二、机械特性表达式,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,机电传动操控,第五节 三相异步电动机的转矩与机械特性,异步电动机在UN和 fN下，用规则的接线办法，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有(天然)机械特性。,三、固有机械特性,机电传动操控,四个

  9、特别点： 抱负空载作业点： T0，nn0，S0；,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,2) 额外作业点：,空载作业点,额外作业点,PN（瓦）,机电传动操控,3) 临界作业点： TT max，nnm，(SS m)，最大转矩 Tmax=KU12 / 2X20； 临界转差率 sm=R2 /X20。,临界作业点,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,4) 发动作业点： n0 ， (S1)， TTST；,发动作业点,机电传动操控,三、人为机械特性,由上式知，改动定子电压U1、定子电路串入电阻或电抗、转子电路串入电阻或电抗、定子电源频率f1 等，都可得到异步电动机的人为机械特性。,第三节 三相异步电

  10、动机的转矩与机械特性,Tmax=KU12 / 2X20 sm=R2 /X20,n0=60f /p,机电传动操控,1、下降电源电压时的人为机械特性,随电压的减小 而变小， 不变；,特色:,n0=60f /p 不变；,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,机电传动操控,2、定子电路接入电阻或电抗时的人为特性,特色: n0=60f /p 不变； 不变； 变小； 减小。,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,机电传动操控,n0=60f /p 当 f 变小，n0 变小；,3、改动定子电源频率时的人为特性,不变，,特色:,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,sm=R2 /X20 变小；,机电传动控

  11、制,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,一般 安稳，即 改动时 随之改动,（1）变压变频调速 基频（额外频率）以下调速,机电传动操控,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,减小时， 增大。当铁心饱满时再使 增大则需求很大的励磁电流，将导致电动机绕组的电流过大，形成电动机过热，乃至焚毁电动机。,增大时， 减小，因为 ， 相一起， 减小则 下降，电动机过载才能下降，不利于电动机正常作业。,坚持不变，,机电传动操控,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,因而，,，,越高，n越高,越弱，则T越小,（2）恒压弱磁调速 基频（额外频率）以上调速,机电传动操控,4、转子电路串电阻时的人为特性,此刻的

  12、人为特性是一条比固有特性较软的一条曲线f /p 不变；,不变， 变大；,变大。,第三节 三相异步电动机的转矩与机械特性,机电传动操控,TST TL，且发动转矩越大越好； 发动电流 IST 越小越好，一般 IST (4 - 7)IN； 发动滑润，以减小对机械的冲击； 发动设备安全牢靠，力求结构简略，操作便利； 发动功耗越小越好； 其间，前两条是衡量电动机发动功能的首要技术指标。,第四节 三相异步电动机的发动特性,一、对电动机发动的首要要求；,机电传动操控,发动电流大,发动转矩小,二、异步电动机的发动特性：,第四节 三相异步电动机的发动特性,特色：直接发动电流大，因为功率因数

  13、低，发动转矩小。,机电传动操控,三、鼠笼型异步电动机的发动办法： (一)全压直接发动 (二)降压发动,第四节 三相异步电动机的发动特性,(一) 直接发动（全压发动） 将电动机的定子绕组经过闸刀开关直接接入电源，在额外电压下进行发动。,机电传动操控,特色： 操控线路简略； 修理作业量小； 发动电流大；,运用场合： 用于中、小容量的异步电动机发动。,第四节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,直接发动的条件： 独立变压器供电时： 电动机发动频频，电机功率小于变压器容量20， 电动机不常常发动，电机功率小于变压器30。 没有独立的变压器供电(即与照明共用电源)： 电动机发动比较频频，满意下列联络

  14、则可直接发动。,第六节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,2.降压发动 发动时先下降电压，当转速挨近额外值时，再康复到额外电压。 适用于发动时负载转矩不大的状况，如轻载或空载。常用降压发动办法： 1）定子串电阻或电抗器降压发动 2）Y 降压发动 3）自耦变压器降压发动,第四节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,特色：,1）定子电路串电阻或电抗器降压发动,第四节 三相异步电动机的发动特性, 发动转矩小，适用于轻载或空载场合。 电阻器上的耗费能量大，不适应频频发动场合，而电抗器本钱太高。,机电传动操控,发动时，定子绕组连成 Y 形，转速挨近额外转速时，将定子绕组连成形,电动机进入正常运

  15、行。,2） Y 降压发动,长处：设备简略、经济； 发动电流小； 缺陷：发动转矩小； 发动电压不能按实际需求调理。,适用场合：空载或轻载发动,且正常作业时,定 子绕组为三角形衔接的异步电动机。,第四节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,星三角发动电流、发动转矩的相互联络：,第四节 三相异步电动机的发动特性,UL 电源电压 Z 一相绕组的阻抗, ISTY = IST/ 3,机电传动操控,第四节 三相异步电动机的发动特性, ISTY = IST/ 3， TSTY = TST/3, TSTY = TST/3,机电传动操控,3）自耦变压器降压发动,发动原理：,U 1 / U 2 = N 1 / N

  16、 2 = 1 / K， I 1 / I 2 = K， K1，,第四节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,特色： 相关于Y 自耦变压器降压发动：,1）K是能够调理的，因而发动电压、发动转矩可经过不同的抽头来调理，具有调整灵敏的长处。 2）发动设备体积大，价格贵、修理困难。 运用场合： 一般只用于发动大型和特别用处电动机。,第四节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,四、 线绕式异步电动机的发动办法,第四节 三相异步电动机的发动特性,鼠笼式异步电动机：发动转矩小，发动电流大，不能满意某些出产机械需求高发动转矩、低发动电流的要求。,线绕式异步电动机：能在转子电路中串电阻，具有较大发动转矩和

  17、较小的发动电流，发动特性较好。 运用场合：大功率电机的发动。,机电传动操控,选用逐级切除发动电阻的办法，首要是为了使整个发动进程中电动机能坚持较大的加快转矩。,1.转子回路串多级电阻发动,第四节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,2.串频敏变阻器发动,作业原理： 把涡流损耗等值为电阻R，且Rf22，另感抗X f2 ，频敏变阻器相当于电阻R和电抗X的并联电路。,第四节 三相异步电动机的发动特性,发动时，阻抗大，发动电流小，发动转矩大；n f2 电阻转矩； 当到达额外转速，f2 较小阻抗近似为0，电机正常作业。,机电传动操控,特色：,主动滑润调理发动电流和发动转矩； 结构简略，作业牢靠，无需

  18、常常修理； 功率因数低，发动转矩的增大遭到约束； 不能用作调速电阻。 运用场合： 用于对调速没有什么要求、发动转矩要求不大、常常正反向作业的线绕式异步电动机的发动，它广泛运用于冶金、化工等传动设备上。,第四节 三相异步电动机的发动特性,机电传动操控,知，在必定负载下，想得到不同的转速n，则能够经过改动T max、S m 、 f 、 p 四个参数来完成。所以三相异步电动机有如下四种调速办法：调压调速、变极对数调速、变频调速和转子电路串电阻调速。,由异步电动机的转矩、转速公式：,第五节 三相异步电动机的调速特性,机电传动操控,1、调压调速,特色： n0=60f /p 不变， Sm不变， TST 、

  19、Tmax 减小； 能够完成无级调速； 关于恒转矩负载，D较小，关于通风机负载，D较大；,第五节 三相异步电动机的调速特性,机电传动操控,2、转子电路串电阻调速,特色： n0 ，Tmax不变，Sm随R2添加而添加； 有级调速，负载大，调速规模大；负载小，调速规模小，相对安稳性差； 适用于线绕式异步电动机，设备简略，其发动电阻可兼作调速电阻。,运用场合：用在重复短期作业的出产机械中. 例如，在起重、运输设备.,第五节 三相异步电动机的调速特性,机电传动操控,3、改动磁极对数调速,磁极对数 p 的改动，取决于电动机定子绕组的结构和接线。经过改动定子绕组的接线，就能够改动电动机的磁极对数。,第五节 三

  20、相异步电动机的调速特性,特色：多速电动机虽其体积稍大、价格稍高、只能有级调速、但因结构简略、功率高、特性好，调速时所需附加设备少，因而，广泛用于机电联合调速的场合，特别是中、小型机床。,机电传动操控,变极调速原理（单绕组双速电机）,第五节 三相异步电动机的调速特性,机电传动操控,4、变频调速,改动电源频率需求专门的变频设备，操控电路杂乱、本钱较高，但可完成大规模的无级调速，是沟通调速的发展方向。,特色： n0=60f /p ，f 下降，n0 变小，Sm 变大，U/f =常数 ，Tm不变； 无级调速，D较大； 需求变频器。,第五节 三相异步电动机的调速特性,机电传动操控,第六节 三相异步电动机的

  21、制动特性,制动：从某一安稳转速开端减速到中止或是约束 位能负载下降速度的一种作业状况。,制动办法：反应制动 反接制动 能耗制动,机电传动操控,1.反应制动 因某种原因异步电动机的作业速度高于它的同步速度，异步电动机就进入发电状况。反应电能给电网所以，反应制动又称发电制动。,第六节 三相异步电动机的制动特性,这时电流改动了方向，电磁转矩也随之改动方向，而转速方向不变，即T与n的方向相反，起制动效果。,机电传动操控,状况一： 负载转矩为位能性转矩 如：起重机械下放重物时,第六节 三相异步电动机的制动特性,改动转子电路串入的电阻，能够调理重物下降速度，为了不致因电机转速太高而形成作业事端，转子附加电

  22、阻的值不允许太大。,1.反应制动,机电传动操控,第六节 三相异步电动机的制动特性,机电传动操控,状况二：在变极调速或变频调速进程中，使n0忽然下降时。,n0=60f/p,第六节 三相异步电动机的制动特性,如：某出产机械选用双速电动机传动，由高速作业时为4极(2P4)，向低速8极(2P8)切换进程。,1.反应制动,机电传动操控,2、电源反接制动 假如正常作业时异步电动机三相电源的相序忽然改动，即电源反接，此刻电动机呈现制动状况。,第六节 三相异步电动机的制动特性,因为反接制动时电流很大对鼠笼式电动机常在定子电路中串接电阻；对线绕式电动机则在转子电路中串接电阻，以减小电流。,机电传动操控,先切绝交

  23、流电源，再在定子两相绕组内通一向流电，发生制动力矩。,3、能耗制动,第六节 三相异步电动机的制动特性,机电传动操控,能耗制动,第六节 三相异步电动机的制动特性,优缺陷： 制动平稳,能够经过调理直流电流调理制动转矩 If = (2-3)IN； 不会回转； 需直流电源，当 n=0 时，要及时堵截直流电源， 否则会焚毁电机。,机电传动操控,第七节 单相异步电动机,单相异步电动机，是一种容量从几瓦到几百瓦，由单相沟通电源供电的旋转电机，具有结构简略、本钱低价、作业牢靠等一系列长处，所以广泛用于电风扇、洗衣机、电唱机、吸尘器、医疗器械及主动操控设备中。,单相异步电动机为什么会旋转？ 为什么需求发动电容？

  24、 其机械特性怎样？,机电传动操控,一、作业原理: 定子绕组为单相，转子一般为鼠笼式，当接入单相沟通电源时，它在定、转子气隙中发生交变脉动磁场。,第七节 单相异步电动机,此磁场在空间并不旋转，仅仅磁通或磁感应强度的巨细随时间作正弦改动。,机电传动操控,1. 电容分相式单相异步电动机,发动绕组：BY 绕组 作业绕组：AX 绕组 恰当挑选参数C使BY绕组中的电流，在相位上超前AX绕组中的电流90度。通电后能发生一个旋转磁场，使其发动。,换向问题：改动 C 的串联方位,第七节 单相异步电动机,二、单相异步电动机的发动办法,机电传动操控,2. 罩极式单相异步电动机,罩极部分,未罩部分, 2 滞后于 1,第七节 单相异步电动机,机电传动操控,小 结,了解异步电动机的根本结构和作业原理； 把握旋转磁场发生的机理； 把握异步电动机的机械特性； 把握异步电动机发动、调速、制动的办法； 学会用机械特性的四个象限剖析异步电动机的运 行状况； 把握单相异步电动机的发动办法和作业原理； 把握各种异步电动机的运用场所。,

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