第四章電動機學習教案

1、會計學1第四章第四章 電動機電動機第一頁，共42頁。第一節(jié)第一節(jié) 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)及銘牌及銘牌一、三相異步電動機的基本(jbn)結(jié)構(gòu)第1頁/共42頁第二頁，共42頁。1.定子：主要定子：主要(zhyo)用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,它由定子鐵心、它由定子鐵心、 定子繞組、定子繞組、 機殼等組成。機殼等組成。 機殼包括端蓋和機座，其作用是支承定子鐵心和固定整個電機(dinj)。中小型電機(dinj)機座一般采用鑄鐵鑄造, 端蓋多用鑄鐵鑄成，用螺栓固定在機座兩端。 定子鐵心是磁路的一部分,為了降低鐵心損耗,采用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片

2、間彼此絕緣。鐵心內(nèi)圓周(yunzhu)上分布有若干均勻的平行槽，用來嵌放定子繞組。 第2頁/共42頁第三頁，共42頁。 3. 定子繞組定子繞組 定子繞組是電機定子的電路部分，應用定子繞組是電機定子的電路部分，應用絕緣銅線絕緣銅線(tn xin)或鋁線繞制而成。三相或鋁線繞制而成。三相繞組對稱地嵌放在定子槽內(nèi)。繞組對稱地嵌放在定子槽內(nèi)。 三相異步電動三相異步電動機定子繞組的三個首端機定子繞組的三個首端U1、V1、W1和三個和三個末末U2、V2、W2，都從機座上的接線盒中，都從機座上的接線盒中引出。引出。 圖（圖（a）為定子繞組的星形接法；）為定子繞組的星形接法； 圖圖（b）為定子繞組的三角形接法

3、。三相繞組具）為定子繞組的三角形接法。三相繞組具體應該采用何種接法，應視電力網(wǎng)的線電壓體應該采用何種接法，應視電力網(wǎng)的線電壓和各相繞組的工作電壓而定。目前我國生產(chǎn)和各相繞組的工作電壓而定。目前我國生產(chǎn)的三相異步電動機，功率在的三相異步電動機，功率在4 kW以下者一般以下者一般采用星形接法；在采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接以上者采用三角形接法。法。 第3頁/共42頁第四頁，共42頁。W1V1U1W2U2V2ABCW1V1U1W2U2V2ABC(a)(b)YY三相三相(sn xin)定子繞定子繞組的接法組的接法第4頁/共42頁第五頁，共42頁。 二、轉(zhuǎn)子二、轉(zhuǎn)子(zhun z)(zhun

4、 z)轉(zhuǎn)子主要用來產(chǎn)生(chnshng)旋轉(zhuǎn)力矩，拖動生產(chǎn)機械旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成。（1）. 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)軸用來固定轉(zhuǎn)子鐵心和傳遞功率轉(zhuǎn)軸用來固定轉(zhuǎn)子鐵心和傳遞功率(gngl)， 一般用中碳鋼制成。一般用中碳鋼制成。 （2）. 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心 轉(zhuǎn)子鐵心也 屬于磁路的一部分， 也用0.5mm的硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)軸上，其外圓均勻分布的槽是用來放置轉(zhuǎn)子繞組的。 轉(zhuǎn)子的硅鋼片第5頁/共42頁第六頁，共42頁。3. 轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組: 三相三相(sn xin)異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組分為鼠籠式和繞異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組分為鼠籠式和繞線式兩種。線式兩種。鼠籠式轉(zhuǎn)子是由安放在轉(zhuǎn)

5、子鐵心槽內(nèi)的裸導體(dot)和兩端的短路環(huán)連接而成的。轉(zhuǎn)子繞組就像一個鼠籠形狀故稱其為鼠籠式轉(zhuǎn)子。 鑄鋁轉(zhuǎn)子(zhun z)：中小型電機，一般采用鑄鋁繞組。這種轉(zhuǎn)子(zhun z)是將融化了的鋁液直接澆注在轉(zhuǎn)子(zhun z)槽內(nèi)，并連同兩端的短路環(huán)和風扇澆注在一起。第6頁/共42頁第七頁，共42頁。如某三相異步電動機銘牌如下， 現(xiàn)對銘牌的各項數(shù)據(jù)作些簡要(jinyo)介紹。三相三相(sn xin)異步電動機異步電動機的銘牌的銘牌型號Y112M4編號功率4.0kW 電流8.8A電壓380V1440r/min LW 82dB接法 防護等級IP44 50Hz 45kg標準編號 工作制S1 B級絕緣

6、型號Y112M4 ：Y產(chǎn)品代號， 114機座中心高160 mm； M表示(biosh)中機座， （ S表示(biosh)短機座， L表示(biosh)長機座）；4磁極數(shù)。第7頁/共42頁第八頁，共42頁。(1) 額定功率額定功率PN。 額定功率為電動機在額定狀態(tài)下運行時，額定功率為電動機在額定狀態(tài)下運行時， 轉(zhuǎn)子軸上輸出的機械功率轉(zhuǎn)子軸上輸出的機械功率kW。 (2) 額定電壓和接法。額定電壓指定子繞組按銘牌上規(guī)定的接法連接時應加的線電壓值。額定電壓和接法。額定電壓指定子繞組按銘牌上規(guī)定的接法連接時應加的線電壓值。 Y系列電動機功率在系列電動機功率在 4 kW以上均采用以上均采用(ciyng)三

7、角形連接，三角形連接， 以便采用以便采用(ciyng)Y-接法。接法。3kW 以下有以下有380v和和220v兩種，寫成兩種，寫成380/220v，對應接法兩種，即，對應接法兩種，即Y/ . 電源線電壓電源線電壓380v時，定子繞組接成星形；電源線電壓時，定子繞組接成星形；電源線電壓220v時，定子繞組接成三角形。時，定子繞組接成三角形。(3) 額定電流。額定電流。 額定電流指電動機在額定運行額定電流指電動機在額定運行(ynxng)情況下，情況下， 定子繞組取用的線電流值。定子繞組取用的線電流值。 (4) 額定轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)速。 額定轉(zhuǎn)速為電動機在額定運行額定轉(zhuǎn)速為電動機在額定運行(ynxng)

8、狀態(tài)時的轉(zhuǎn)速，狀態(tài)時的轉(zhuǎn)速， 單位為單位為 r/min。 第8頁/共42頁第九頁，共42頁。(6) 絕緣等級。絕緣等級是電動機定子繞組(roz)所用的絕緣材料的等級。(7) 工作方式。工作方式即電動機的運行(ynxng)方式。按負載持續(xù)時間的不同，國家標準把電動機分成三種工作方式： 連續(xù)工作制、 短時工作制和斷續(xù)周期工作制絕緣等級YAEBFHC極限工作溫度（。C)90105120130155180180（5）防護(fngh)方式（IP44）。表示電動機外殼防護(fngh)的方式為封閉式。第9頁/共42頁第十頁，共42頁。第二節(jié)第二節(jié) 三相三相(sn xin)(sn xin)異步電動機的的異步電

9、動機的的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場1. 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場(xun zhun c chn)的產(chǎn)生三相異步電動機的定子，的產(chǎn)生三相異步電動機的定子， 三相定子繞組對稱放置在定子槽中，即三相繞組首端三相定子繞組對稱放置在定子槽中，即三相繞組首端U1、V1、W1（或末端（或末端U2、V2、W2）的空間位置互差）的空間位置互差120。若三相繞組連接成星形，末端U2、V2、W2相連，首端U1、V1、W1接到三相對稱電源(dinyun)上， 則在定子繞組中通過三相對稱的電流iU、iV、iW（習慣規(guī)定電流參考方向由首端指向末端）wtIimusin)120sin(wtIimv)120sin(wtIimw第10頁/共42頁

10、第十一頁，共42頁。6T3T2TiUiViWitOU1W1V1iWiVU1W1V1iVU1W1V1iWU1W1V1iWiViUiUU2V2V1W1W2U1SNU2V2V1W1W2U1NSU2V1W2W1U1V2NSNSV2V1U2U1W2W1(a)(b)(c)(d)第11頁/共42頁第十二頁，共42頁。(1) t=0 瞬間（iU=0；iV為負值； iW為正值）: 此時，U相繞組（U1U2繞組）內(nèi)沒有電流；V相繞組（V1V2繞組）電流為負值，說明電流由V2流進，由V1流出；而W相繞組（W1W2繞組）電流為正， 說明電流由W1流進，由W2流出。運用右手螺旋(luxun)定則， 可以確定合成磁場如圖

11、 (a)所示， 為一對極(兩極)磁場。 (2) t=T/6瞬間（iU為正值；iV為負值；iW=0）: U相繞組電流為正，電流由U1流進，由U2流出；V相繞組電流未變； W相繞組內(nèi)沒有電流。合成(hchng)磁場如圖 （b）所示，同t=0瞬間相比，合成(hchng)磁場沿順時針方向旋轉(zhuǎn)了 60。 (3) t=T/3瞬間（iU為正值；iV=0；iW為負值）: 合成(hchng)磁場沿順時針方向又旋轉(zhuǎn)了60，如圖（c）所示(4) t=T/2瞬間（iU=0；iV為正值；iW為負值）:與t=0瞬間相比，合成(hchng)磁場共旋轉(zhuǎn)了 180。 第12頁/共42頁第十三頁，共42頁。2. 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋

12、轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 由以上分析可以看出，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)、定子由以上分析可以看出，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)、定子(dngz)電流的頻率之間存在著一定的關(guān)系。一對極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流的頻率之間存在著一定的關(guān)系。一對極的旋轉(zhuǎn)磁場， 電流變化一周時，電流變化一周時， 磁場在空間轉(zhuǎn)過磁場在空間轉(zhuǎn)過360（一轉(zhuǎn)）；兩對極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流變化一周時，磁場在空間轉(zhuǎn)過（一轉(zhuǎn)）；兩對極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流變化一周時，磁場在空間轉(zhuǎn)過180（1/2轉(zhuǎn)）；由此類推，當旋轉(zhuǎn)磁場具有轉(zhuǎn)）；由此類推，當旋轉(zhuǎn)磁場具有p對磁極時，電流變化一周，對磁極時，電流變化一周， 其旋轉(zhuǎn)磁場就在空間轉(zhuǎn)過其旋轉(zhuǎn)磁場就在空間轉(zhuǎn)過 1/p轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。

13、常轉(zhuǎn)速是以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來表示的，常轉(zhuǎn)速是以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來表示的， 所以旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的計算公式為所以旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的計算公式為pfn1160第13頁/共42頁第十四頁，共42頁。異步電動機轉(zhuǎn)速和極對數(shù)異步電動機轉(zhuǎn)速和極對數(shù)(du sh)的對應關(guān)的對應關(guān)系系由上式可得，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n1 取決于電源頻率f 和磁極對數(shù) p。我國工頻(n pn)50Hz,可得不同磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速如下磁極對數(shù)p123456轉(zhuǎn)速n1/r(min)-1 300015001000750600500旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向(zhunxing)與通入定子繞組的電流相序一致。若使旋轉(zhuǎn)磁場反向，只需把三根電源線的任意兩根對調(diào)（如U、W對調(diào)

14、）第14頁/共42頁第十五頁，共42頁。第三節(jié)第三節(jié) 三相三相(sn xin)(sn xin)異步電動機的轉(zhuǎn)動原理及異步電動機的轉(zhuǎn)動原理及轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率一、三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理一、三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理 當電動機的定子繞組通以三相交流電時，便在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。設旋轉(zhuǎn)磁場以當電動機的定子繞組通以三相交流電時，便在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。設旋轉(zhuǎn)磁場以n1的速度順時針旋轉(zhuǎn)，相當于磁場不動，轉(zhuǎn)子導體逆時針方向切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢、感應電流的速度順時針旋轉(zhuǎn)，相當于磁場不動，轉(zhuǎn)子導體逆時針方向切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢、感應電流 ，其方向可根據(jù)右手定則判斷（假定磁場不動，其方向可根據(jù)右手定則判斷

15、（假定磁場不動， 導體以相反的方向切割磁力線）。由于轉(zhuǎn)子電路為閉合電路導體以相反的方向切割磁力線）。由于轉(zhuǎn)子電路為閉合電路(bhdinl)， 在感應電動勢的作用下，在感應電動勢的作用下， 產(chǎn)生了感應電流由于載流導體在磁場中要受到力的作用，產(chǎn)生了感應電流由于載流導體在磁場中要受到力的作用， 因此，因此， 可以用左手定則確定轉(zhuǎn)子導體所受電磁力的方向如圖可以用左手定則確定轉(zhuǎn)子導體所受電磁力的方向如圖 所示。所示。 這些電磁力對轉(zhuǎn)軸形成一電磁轉(zhuǎn)矩，這些電磁力對轉(zhuǎn)軸形成一電磁轉(zhuǎn)矩， 其作用方向同旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致。這樣，轉(zhuǎn)子便以一定的速度沿旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動起來。其作用方向同旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一

16、致。這樣，轉(zhuǎn)子便以一定的速度沿旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動起來。 第15頁/共42頁第十六頁，共42頁。電動機不帶機械負載的狀態(tài)稱為空載(kn zi)。這時負載轉(zhuǎn)矩是由軸與軸承之間的摩擦力及風阻力等造成的，稱為空載(kn zi)轉(zhuǎn)矩， 其值很小。這時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩也很小，但其轉(zhuǎn)速n0（稱空載(kn zi)轉(zhuǎn)速）很高，接近于同步轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2與旋轉(zhuǎn)磁場n1同向，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2不可能達到(d do)同步轉(zhuǎn)速n1（若n1 n2 ，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場不存在相對運動，轉(zhuǎn)子部切割磁力線轉(zhuǎn)子受電磁力F=0）。有n1大于 n2 。故稱為異步電動機第16頁/共42頁第十七頁，共42頁。轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 異步電動機的轉(zhuǎn)子

17、異步電動機的轉(zhuǎn)子(zhun z)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n低于同步轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速n1，兩者的差值，兩者的差值(n1-n)稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差就是轉(zhuǎn)子稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差就是轉(zhuǎn)子(zhun z)與旋轉(zhuǎn)磁場之間的相對轉(zhuǎn)速。與旋轉(zhuǎn)磁場之間的相對轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)差率就是相對(xingdu)轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)差）與同步轉(zhuǎn)速之比， 用s表示， 即 轉(zhuǎn)差率是分析異步電動機運轉(zhuǎn)特性的一個重要參數(shù)。在電動機起動瞬間，n=0，s=1；當電動機轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速（為理想空載轉(zhuǎn)速，電動機實際運行中不可能達到）時， n=n1，s=0。由此可見，異步電動機在運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)差率的范圍為0s1；在額定狀態(tài)下運行時，s=0.020.06。111nns第17頁/共42頁

18、第十八頁，共42頁。第四節(jié)第四節(jié) 三相三相(sn xin)(sn xin)異步電動機的異步電動機的運行運行異步電動機之所以能夠轉(zhuǎn)動，是因為轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電動勢，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流(dinli)，此電流(dinli)同旋轉(zhuǎn)磁場的磁通作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩之故。TABn2TNTmTstDOCn1nN三相(sn xin)異步電動機的機械特性曲線圖中，啟動轉(zhuǎn)矩為 Tst 為啟動時對應的電磁轉(zhuǎn)矩，額定轉(zhuǎn)矩 T TN 為電動機帶動額定負載時的電磁轉(zhuǎn)矩；最大轉(zhuǎn)矩 T Tm 是電動機在運行中具有的最大轉(zhuǎn)矩第18頁/共42頁第十九頁，共42頁。根據(jù)(gnj)機械特性曲線分析如下（1）當電動機的啟動轉(zhuǎn)矩 Tst 大于

19、負載阻力矩TL時，電機旋轉(zhuǎn)，并在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下加速，此時電磁轉(zhuǎn)矩隨額定轉(zhuǎn)矩n2 增加而逐漸增大（沿曲線DC段上升(shngshng)），直到最大轉(zhuǎn)矩 Tm。而后，隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增加電磁轉(zhuǎn)矩反而下降 （沿曲線CA段下降），最終當電磁轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩T= TL 時電機以某一轉(zhuǎn)速勻速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。（2）異步電動機一經(jīng)啟動很快進入曲線的AC段，并在某一點穩(wěn)定運行。在AC段如果負載加重，負載力矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速(zhun s)下降，同時電磁轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速(zhun s)的下降而增大，與負載力矩達到新的平衡，使電機以比原來稍低的轉(zhuǎn)速(zhun s)運行。第19頁/共42頁第二十頁，共42頁。（3）若伏在的阻力

20、矩超過了最大轉(zhuǎn)矩 Tm ，負載力矩則一直大于電磁轉(zhuǎn)矩，再也不存在新的平衡點使T= TL ，電動機轉(zhuǎn)速很快下降直到停止，處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。定子電流(dinli)加大可達47倍，時間長損害電機。（4）機械(jxi)特性曲線AC段為電動機的穩(wěn)定運行區(qū)。從空載到滿載轉(zhuǎn)速下降很少，只要負載力矩介于AC區(qū)間，均可找到穩(wěn)定點運行。 AC段稱電動機的硬機械(jxi)特性，適合大多數(shù)生產(chǎn)機械(jxi)對拖動的要求。（5）過載能力(nngl) 電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm 與轉(zhuǎn)矩TN 之比稱過載能力(nngl)，一般為1.92.2。電動機的啟動轉(zhuǎn)矩 Tst 與TN 之比稱啟動能力(nngl)，一般為1.72.2。第20頁

21、/共42頁第二十一頁，共42頁。二、轉(zhuǎn)矩與功率二、轉(zhuǎn)矩與功率(gngl)的關(guān)系的關(guān)系電動機載運行中若帶動負載轉(zhuǎn)動(zhun dng)的轉(zhuǎn)矩為T2,軸上輸出的機械功率為P2 ,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n22229550nPT 電動機載額定狀態(tài)(zhungti)下運行NNN9550nPTTN 為輸出的額定轉(zhuǎn)矩PN 為輸出的額定功率n nN N 為輸出的額定轉(zhuǎn)矩第21頁/共42頁第二十二頁，共42頁。三、電磁三、電磁(dinc)轉(zhuǎn)矩與電源電壓轉(zhuǎn)矩與電源電壓的關(guān)系的關(guān)系0T2n2UT 電磁轉(zhuǎn)矩與電動機定子繞組上所加電壓(diny)U的平方成正比U1U2U3當電動機負載的阻力矩TL一定時，又有電壓降低，電磁轉(zhuǎn)矩T下降

22、，將使電機可能帶不動原有負載，于是(ysh)轉(zhuǎn)速下降，電流加大。電壓下降過低，以致最大轉(zhuǎn)矩也低于負載轉(zhuǎn)矩時，電機停轉(zhuǎn)。第22頁/共42頁第二十三頁，共42頁。第五節(jié)第五節(jié) 三相三相(sn xin)(sn xin)異步電動異步電動機的啟動機的啟動鼠籠式電動機的起動(q dn)方法有直接起動(q dn)和降壓起動(q dn)兩種。 直接起動(q dn)就是利用閘刀開關(guān)將電動機直接接入電網(wǎng)使其在額定電壓下起動(q dn)，如圖 所示。這種方法最簡單，設備少，投資小，起動(q dn)時間短，但起動(q dn)電流大，起動(q dn)轉(zhuǎn)矩小， 一般只適用于小容量電動機（10 kW以下）的起動(q dn)

23、。 1) 直接起動直接起動 UV WQS1FUM3第23頁/共42頁第二十四頁，共42頁。2) 降壓降壓(jin y)起動起動 降壓起動的主要目的是為了(wi le)限制起動電流， 但同時也限制了起動轉(zhuǎn)矩，因此，這種方法只適用于輕載或空載情況下起動。常用的降壓起動方法有下列幾種： (1) 定子電路(dinl)中串電抗器起動。 這種起動方法是在電動機定子繞組的電路中串入一個三相電抗器，其接線如圖 所示。UV WQS1FUQS2M3第24頁/共42頁第二十五頁，共42頁。(2)Y-起動起動(q dn)。 這種方法(fngf)只適用于正常運轉(zhuǎn)時定子繞組作三角形連接的電動機。起動時，先將定子繞組改接成

24、星形，使加在每相繞組上的電壓降低到額定電壓的1/3，從而降低了起動電； 待電動機轉(zhuǎn)速升高后，再將繞組接成三角形，使其在額定電壓下運行。Y-起動線路如圖 可以證明， 星形起動時的起動電流（線電流）僅為三角形直接(zhji)起動時電流（線電流）的1/3，即IYst=(1/3)Ist； 其起動轉(zhuǎn)矩也為后者的1/3，即 TYst=(1/3)Tst。 第25頁/共42頁第二十六頁，共42頁。UV WQS1FUU1W1W2U2V1V2QS2(運 行 )Y(起 動 )這種方法適用于電動機輕載或空載(kn zi)時啟動注第26頁/共42頁第二十七頁，共42頁。(3) 自耦變壓器起動自耦變壓器起動(q dn)。

25、 對容量(rngling)較大或正常運行時作星形連接的電動機，可應用自耦變壓器降壓起動。 自耦變壓器降壓起動的優(yōu)點(yudin)是不受電動機繞組接線方法的限制，可按照允許的起動電流和所需的起動轉(zhuǎn)矩選擇不同的抽頭，常用于起動容量較大的電動機。其缺點是設備費用高，不宜頻繁起動。 起動運行第27頁/共42頁第二十八頁，共42頁。第六節(jié)第六節(jié) 三相三相(sn xin)(sn xin)異步電動異步電動機的調(diào)速機的調(diào)速調(diào)速是指人為(rnwi)的改變電動機的轉(zhuǎn)速。pfsnsn1o60)1 ()1 (調(diào)速方法(fngf)如下：1 1變極調(diào)速變極調(diào)速通過改變電動機的定子繞組所形成的磁極對數(shù)通過改變電動機的定子繞

26、組所形成的磁極對數(shù)p p來調(diào)速。因磁極對數(shù)只能是按來調(diào)速。因磁極對數(shù)只能是按1 1、2 2、3 3、的規(guī)律、的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動機的轉(zhuǎn)速不能變化，所以用這種方法調(diào)速，電動機的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。是步級式調(diào)速方法連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。是步級式調(diào)速方法第28頁/共42頁第二十九頁，共42頁。通過變頻器把頻率為50Hz工頻的三相交流電源變換成為頻率和電壓均可調(diào)節(jié)的三相交流電源，然后供給三相異步電動機，從而使電動機的速度(sd)得到調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速屬于無級調(diào)速，具有機械特性曲線較硬的特點2 2變頻變頻(bin (bin pn)pn)調(diào)速調(diào)速可控整流器逆變器M35050HzHz三

27、三相相交交流流電電源源第29頁/共42頁第三十頁，共42頁。3 3變壓調(diào)速變壓調(diào)速變壓調(diào)速：用電抗器或自耦變壓器來降低定子繞組上變壓調(diào)速：用電抗器或自耦變壓器來降低定子繞組上所承受的電壓，進而改變轉(zhuǎn)矩，獲得一定的調(diào)速范圍所承受的電壓，進而改變轉(zhuǎn)矩，獲得一定的調(diào)速范圍。這種方法常用于拖動電機、泵類負載。這種方法常用于拖動電機、泵類負載(fzi)(fzi)。家。家用電器中的風扇就是用這種方法調(diào)速的。用電器中的風扇就是用這種方法調(diào)速的。近年來，交流變頻調(diào)速在國內(nèi)外發(fā)展非常迅速。 由于晶閘管變流技術(shù)的日趨成熟和可靠， 變頻調(diào)速在生產(chǎn)實際中應用非常普遍，它打破了直流拖動在調(diào)速領(lǐng)域中的統(tǒng)治地位。 交流變頻

28、調(diào)速需要有一套專門的變頻設備，所以價格較高。 但由于其調(diào)速范圍大，平滑性好，適應面廣，能做到無級調(diào)速，因此它的應用將日益(ry)廣泛。第30頁/共42頁第三十一頁，共42頁。第七節(jié)第七節(jié) 單相單相(dn xin)(dn xin)異步電動機異步電動機單相(dn xin)異步電動機：由單相(dn xin)電源供電的小功率異步電動機。 日常生活中的電風扇、電冰箱、洗衣機、抽排油煙機。由于單相異步電動機繞組通過單相交變電流，若電動機定子鐵心只具有單相繞組，所以產(chǎn)生的磁通是交變脈動磁通，它的軸線(zhu xin)載空間上是固定不變的，這種磁通不可能使轉(zhuǎn)子啟動旋轉(zhuǎn)。必須采取另外的啟動措施。電容分相式異步電

29、動機的定子有兩個繞組：一個是工作繞組（主繞組）；另一個是起動繞組 （副繞組），兩個繞組在空間互成 90。起動繞阻與電容 C 串聯(lián)，使起動繞組電流 i2和工作繞組電流 i1產(chǎn)生 90相位差，第31頁/共42頁第三十二頁，共42頁。M1Ci2i1tii1i20(a) 電路圖 (b) 波形圖4590 360在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，電動機的轉(zhuǎn)子就會沿旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，有的單相異步電動機不采用在啟動繞組中串入電阻的方法，使得(sh de)兩相繞組中的電流在相位上存在一定的電角度，也可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。第32頁/共42頁第三十三頁，共42頁。罩極式單相罩極式單相(dn xin)異異步電動機步電動機罩極式單相異步

30、電動機定子鐵心做成凸極式，轉(zhuǎn)子仍為鼠籠式。在定子磁極上開一個槽，將磁柱分為兩部分，在較小磁極上套一個短路銅環(huán)，稱為罩極。在磁極上繞有單相繞組，通入單相交流電，鐵心中便產(chǎn)生(chnshng)交變磁通，銅環(huán)中產(chǎn)生(chnshng)感應電流。感應電流產(chǎn)生(chnshng)的磁通將阻礙原磁場的變化，使罩極穿過的磁通滯后于未罩銅環(huán)部分穿過的磁通。總體上看，好像磁場在旋轉(zhuǎn)，從而獲得啟動轉(zhuǎn)矩。第33頁/共42頁第三十四頁，共42頁。第八節(jié)第八節(jié) 同步同步(tngb)(tngb)電動機電動機同步電動機是一種交流電動機， 它的主要特點是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(zhun s)等于同步轉(zhuǎn)速(zhun s)， 即 同步發(fā)電機在電力

31、工業(yè)中有著很廣泛的應用：火力發(fā)電、同步發(fā)電機在電力工業(yè)中有著很廣泛的應用：火力發(fā)電、 水力發(fā)電、水力發(fā)電、 原子能發(fā)電等，幾乎全部應用三相同步發(fā)電機原子能發(fā)電等，幾乎全部應用三相同步發(fā)電機同步電動機雖然不像異步電動機那樣應用廣泛，但由于它的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，并且大多調(diào)節(jié)在容性狀態(tài)下運行，同步電動機雖然不像異步電動機那樣應用廣泛，但由于它的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，并且大多調(diào)節(jié)在容性狀態(tài)下運行， 這樣可以補償采用異步電動機所需的感性電流，從而提高電力網(wǎng)的功率因數(shù)。這樣可以補償采用異步電動機所需的感性電流，從而提高電力網(wǎng)的功率因數(shù)。 同步電動機常用在中等功率同步電動機常用在中等功率(50kW)以上，不需調(diào)

32、速且轉(zhuǎn)速要求恒定以上，不需調(diào)速且轉(zhuǎn)速要求恒定(hngdng)的生產(chǎn)機械中，如大型的空壓機、水壓機等。的生產(chǎn)機械中，如大型的空壓機、水壓機等。 pfn1160第34頁/共42頁第三十五頁，共42頁。 同步電動機按其結(jié)構(gòu)可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極(cj)式兩種。旋轉(zhuǎn)磁極(cj)式電動機由于特點突出，在生產(chǎn)實際中有著廣泛的應用。 旋轉(zhuǎn)磁極(cj)式同步電動機的定子與三相異步電動機的定子相似，而其轉(zhuǎn)子為磁極(cj)，在磁極(cj)的鐵心上繞有激磁繞組， 該繞組通過電刷、滑環(huán)與直流電源相連。轉(zhuǎn)子有兩種結(jié)構(gòu)型式，a為凸極式 b隱極式 12SSNN4n1(a)SNn1431(b)1. 1. 同步電動機的基本

33、同步電動機的基本(jbn)(jbn)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)第35頁/共42頁第三十六頁，共42頁。 1.恒速性當定子繞組中通入三相電流后，便產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)速(zhun s)為n1。旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對轉(zhuǎn)子的異性磁極產(chǎn)生較強的吸力，吸住轉(zhuǎn)子，使其按旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向并以同步轉(zhuǎn)速(zhun s)而旋轉(zhuǎn)。在規(guī)定的負載范圍內(nèi)，同步電動機的轉(zhuǎn)速(zhun s)為恒定值 。 2. 同步(tngb)電動機的基本原理 2.功率因數(shù)可調(diào): 如在一定的負載下，調(diào)節(jié)直流激磁電流時， 可以引起定子電流的相位和大小(dxio)發(fā)生變化，所以，同步電動機的功率因數(shù)可以用調(diào)節(jié)激磁電流大小(dxio)的方法來調(diào)節(jié)。有時，同步電動機不帶負載，

34、專門用來改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，這樣運行的同步電動機稱為同步補償機。 第36頁/共42頁第三十七頁，共42頁。第九節(jié)第九節(jié) 直流電動機直流電動機(dngj)(dngj)（1）調(diào)速性能好）調(diào)速性能好:調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)速范圍廣，易于平滑(pnghu)調(diào)調(diào)節(jié)。節(jié)。（2）起動、制動轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動、停車。）起動、制動轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動、停車。（3）易于控制。）易于控制。直流電機：直流電機：（1）軋鋼機、電氣機車、中大型）軋鋼機、電氣機車、中大型(dxng)龍門刨床等調(diào)速龍門刨床等調(diào)速 范圍大的大型范圍大的大型(dxng)設備。設備。（2）用蓄電池做電源的地方，如汽車、拖拉機等。）用蓄電池做電源的地方，如汽車、拖拉機等。應用：應用：第37頁/共42頁第三十八頁，共42頁。轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、電樞繞組和換向器等組成。電樞鐵心上沖有槽孔，槽內(nèi)放電樞繞組，電樞鐵心也是直流電動機磁路的組成部分。電樞繞組的端裝有換向器，換向器由許多銅質(zhì)換向片組成一個