第七章__电动机

第七章电动机 第一节三相异步电动机的结构 第二节三相异步电动机的转动原理 第三节三相异步电动机的电路分析 第五节三相异步电动机的启动 第四节三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 第六节三相异步电动机的制动 第七节三相异步电动机的调速 第八节三相异步电动机的选择与使用 第九节单相异步电动机 第十节直流电动机 交流电动机 直流电动机 电动机的分类 电动机 电能转换成机械能 异步电动机的模型 第一节三相异步电动机的结构 1 定子 2 转子 异步机的结构 1 定子铁心 由互相绝缘的内圆周表面冲有很多槽的硅钢片叠成 2转子 绕线式转子 鼠笼式转子 注 转子电路必须是闭合的 由外圆周冲有槽的硅钢片叠成 V2 V1 W2 U2 U1 W1 转子作用 产生电磁转矩 并输出机械能 定子作用 产生旋转磁场 从电网吸收电能 线绕式 结构示意图 第二节三相异步电动机的转动原理 感应电动势方向用右手定则确定 受力F方向用左手定则确定 假设磁场旋转 转动原理 1 转子跟随磁场转动 结论 2 转子比旋转磁场转得慢 旋转磁场是如何产生的呢 3 转子要能转动 必须要有旋转磁场 一 定子的旋转磁场 U1 V2 W1 V1 W2 定子三相对称绕组U1U2 V1V2 W1W2通入三相对称电流 就会在空间产生旋转磁场 电流流出 电流流入 U2 U1 U2 V2 W1 V1 W2 合成磁场方向 向下 假设电流正方向 从首端流入 尾端流出 其它瞬间产生的磁场方向 U1 U2 V2 W1 V1 W2 与通入定子绕组的三相电流的相序有关 改变定子三相电流的相序 二 旋转磁场的旋转方向 转子的转动方向与磁场的旋转方向一致 电动机如何实现反转呢 改变磁场的旋转方向 将电动机同电源相接的三根导线中任意互换两根即可 正转 反转 异步电动机实现反转的方法 三 旋转磁场的转速 1 极对数 旋转磁场的极对数p与定子三相绕组排列有关 此种接法下 合成磁场只有一对磁极 即 若定子每相绕组由两个线圈串联 绕组的首端之间互差60 则形成两对磁极的旋转磁场 极对数 旋转磁场的转速取决于磁场的极对数和电源频率 2 旋转磁场的转速 电流变化一个周期 旋转磁场在空间转1圈 电流频率为f1 则每分钟电流变化60f1周 磁场旋转n0圈 即 n0称为同步转速 p 2时 p 1时 电动机旋转磁场的转速 同步转速 感应电动势方向用右手定则确定 受力F方向用左手定则确定 假设磁场旋转 四 电动机的转动原理 1 转子的转动方向与磁场的旋转方向一致 结论 2 转子的转速小于旋转磁场的转速 旋转磁场的转速和转子转速之差与旋转磁场的转速之比称为转差率 五 转差率S 异步电机额定转差率 转子感应电流的频率 定子电流的频率 例1 三相异步电动机额定转速nN 960r min 电源f1 50Hz 求 额定转差率SN 转子电动势的频率f2N 同步转速 额定转差率 极对数 p 3 解 由额定转速nN略小于n0 可知 额定转差率 例2 一台四极电动机 额定转差率SN 0 02 电源频率f1 50Hz 试求电动机的额定转速nN 解 根据四极电动机 可知极对数 p 2 额定转差率 同步转速n0 1500r min 额定转速 电磁转矩 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下 受到电磁力所形成的转矩之总和 常数 与电机结构有关 旋转磁场每极磁通 转子电流 转子电路的功率因数 第四节三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 一 转矩公式 得到电磁转矩公式 在s r2一定时 T与定子每相绕组电压成正比 机械特性曲线 一 机械特性曲线 1 额定转矩 电机在额定电压下 以额定转速运行 输出额定功率时 电机转轴上输出的转矩 牛顿 米 2 最大转矩Tmax 过载系数 三相异步机 3 起动转矩Tst Tst体现带负载起动的能力 1 1 2 0 刚启动时n 0 s 1 转子电流I2虽然很大 但转子功率因数cos 2很低 因而启动转矩Tst并不大 Tst TL时 电动机才能带负载启动 否则会堵转 结论 s 0 s 1 U1变化对机械特性的影响 有一台4极三相笼型异步电动机 其额定功率PN 7 5kW 额定转速nN 1450r min Tmax TN 1 8 Tst TN 1 2 电源频率f 50HZ 求这台电动机的额定转矩TN 最大转矩Tmax 启动转矩Tst和额定转差率 例 解 最大转矩 额定转矩 启动转矩 同步转速 p 2 额定转差率 指定子每相绕组的功率因数 功率因数 轴上输出机械功率与定子输入电功率P1N的比值 额定效率 调速方法 1 变频调速 2 变极调速 3 变转差率调速 起动方法 1 直接起动 2 降压起动 3 变频起动 Y 降压起动 自耦变压器降压起动 软起动 1 交流电动机的