三相异步电动机

3.1三相异步电动机的结构，第3章异步电动机，3.2三相异步电动机的工作原理，3.3三相异步电动机的电磁转矩，3.4三相异步电动机的机械特性，3.5三相异步电动机的启动，3.6三相异步电动机的调速，3.7三相异步电动机的制动，3.8三相异步电动机的铭牌数据， 电动机分类笼型异步交流电动机课程内容：基本结构、动作原理、机械特性、控制方法、1 .定子、3.1相异步电动机的结构、定子铁心的硅钢板、定子铁心、定子绕组、对称三相绕组。定子端子箱，星形(y )连接，转子铁心，转子绕组，旋转轴，风扇等。 转子铁芯的硅钢板，2 .转子，转子的绕组图案：对称三相绕组。 笼型：对称多相绕组。、笼型异步电动机转子、风扇、笼型异步电动机的转子、铝转子、绕组型异步电动机的转子、绕组型异步电动机的转子、集电环、三相绕组型异步电动机的示意图、转子的三相绕组与y形连接， 短路或外置对称电阻等、部分额定值： UN690V、2 kv11 k fn 50/60 hzpn 200 kw3000 kw2p2 12、笼型异步电机：部分额定值： un 400 v690 vfn 50/60 hzpn 200 kw2300 kw2p2 8、三相3.2三相异步电动机的旋转原理3.2.1旋转磁场，在定子的三相绕组中流过三相交流电流(星形耦合)，1 .产生旋转磁场，规定，()电流，()电流流入，三相电流的合成磁场的分布状况，合成磁场方向朝下，合成磁场旋转60，合成磁场旋转90，合成磁场旋转90 分析表明，三相电流产生的合成磁场是一圈磁场，旋转磁场在空间内旋转360度，依赖于三相电流的相序，2 .旋转磁场的旋转方向，结论：任意调换两条电源线，旋转磁场就会反转。任意调换2根电源的输入线(电路图)、3 .旋转磁场的极对数p、三相定子绕组如图所示排列时，会产生一对磁极的旋转磁场。、定子的各相绕组通过2个绕组串联连接后，绕组的始端之间相互差为60，形成两对磁极的旋转磁场。极对数、旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关。 4 .旋转磁场的转速、商用频率：旋转磁场的转速依赖于磁场的极对数，p=1时、p=2时、旋转磁场转速n0与极对数p的关系、3.2.2电动机的旋转原理、1 .旋转原理、a、x、y、c、b、z、 另外，在定子三相绕组中流过三相交流电流时，感应电动势E20、电磁力f、3.2.3的滑动率、旋转磁场的同步转速与电动机转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为滑动率。 此外，从前述分析可知，电动机的转子旋转方向与磁场旋转的方向一致，但是转子转速n不等于旋转磁场的转速，即，如果是：则转子转速与旋转磁场转速需要差异。异步电动机运转中：转子转速也由滑差率求出，滑差率s，例1:1台三相异步电动机，额定转速n=975r/min，电源频率f1=50Hz。 求出电动机在极对数和额定负载下的滑动率。 从解：异步电动机的转子转速与旋转磁场同步转速的关系来看，n0=1000r/min，即p=3，额定转速为.3.3三相异步电动机的电磁转矩、三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。 变压器：变化eu1e1=4.44fn1e2=4.44fn2、E1、E2频率相同，与电源频率相等。3.3.1定子电路，1 .旋转磁场的磁通，异步电动机：旋转磁场切断导体e，u1e1=4. 44 f1n 1，1极磁通，旋转磁场与定子导体之间的相对速度为n0，因此，2 .定子感应电位的频率f1，感应电位的频率与磁场与导体之间的相对速度相关，f1=电源频率f， 3.3.2转子电路1 .转子感应电位频率f2、定子导体与旋转磁场的相对速度一定，但是转子导体与旋转磁场的相对速度根据转子的旋转速度而变化，转子感应电位频率f1的转子感应电位频率f2、转子感应电位频率f2， 2 .转子感应电位E2 E2=4.44f2N2=4.44sf1N2，转速n=0(s=1)时f2最高，E2最大，E20=4.44f1N2，转子静止时感应电位，E2=sE20，转子旋转时感应电位3 .转子电感X2、转速n=0(s=1)时f2最高、X2最大、x2=2f1l2即X2=sX20、4 .转子电流i2、5 .转子电路的功率因数cos2、转子绕组的感应电流、转子绕组的感应电流、转子电路的功率因数、结论：转子旋转时、3.3.3转矩式、转子中的各通电导体通过旋转磁场受到电磁力的转矩的总和。 常数、电动机的结构相关，旋转磁场每极磁通、转子电流、转子电路的功率因数，由此得到电磁转矩式，电磁转矩式，1.M与定子的各相绕组电压成正比。 U1m，2 .当电源电压u1一定时，m为s的函数。 3.R2的大小影响m。 绕组式异步电动机可以外加电阻而改变转子电阻R2，从而改变旋转距离。 根据，3.4.1机械特性曲线，转矩式得到特性曲线：3.4三相异步电动机的机械特性转矩，电动机额定负载时的转矩。 1 .额定转矩MN、3.4.1如果3个重要转矩、额定转矩、(nm )某一般机床的主轴电动机(Y132M-4型)的额定功率为7.5kw、额定转速为1440r/min，则额定转矩为：、2 .最大转矩Mmax、转子轴上的机械负载转矩M2大于Mmax 电机驱动最大负载的能力。 将临界滑差率、sm代入转矩式时，U1一定的情况下，Mmax必须以一定值、过载系数(能力)、一般的三相异步电动机的过载系数以能够起动M2M2电动机的方式动作，不能起动。 启动能力，4 .电动机的运行分析，电动机的电磁转矩可以根据负载的变化自动调整，这种能力称为自适应负载能力。 自适应负荷能力是电动机与其他动力机械区别的重要特征(例如，柴油机在负荷增加时，操作者必须加大油门，才能驱动新的负荷)。 在此过程中，n、se2、i2i1电源供给的电力自动增加。M2、s、M2M、M=M2、n、m，实现新的平衡表明，、5.U1和R2变化对机械特性的影响、M2、R2变化对机械特性的影响、R2、mst、n、硬特性：负载变化时，转速变化较大软特性：负荷增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。3.5三相异步电机启动，启动性能：启动问题：启动电流大，启动转矩小。 一般的中小轿厢型电机的起动电流是额定电流的57倍，电机的起动转矩是额定转矩的(1.02.2)倍。 启动电流大的原因：启动： n=0、s=1、接通电源。 另外，起动电流、起动转矩、结果：起动转矩小的原因：刚起动后，转子电流大，但转子的功率因数cos2低，从M=KmI2cos2可知起动转矩不大。 结果：启动扭矩过小，不能再满载启动，必须想办法提高。 一般机床的主电机均无负荷启动，启动后切削，启动转矩无任何要求。 由此可见，异步电机起动时的主要缺点是起动电流大。 为了减小启动电流，必须采用适当的启动方法。、3.5.1启动方法、(1)直接启动直接启动不需要专用设备，方法简单。 并非所有的马达都能直接启动。 对(适用于鼠笼型电机)、(3)转子串联电阻或电抗器起动、(适用于线圈型电机)、降压起动和转子串联电阻起动进行说明。 假设、3.5.2降压起动、(1)定子串联电阻或电抗降压起动、M3、起动、运转、则电动机的各相阻抗仅适用于z、(2)Y-开关起动、降压起动时的电流直接起动时、y-起动器配线图、y起动、(a )正常运转为三角形连接的电动机。 y-开关启动适合无负载或轻负载启动时，y-开关启动应注意的问题是，(3)自耦合降压启动，Q2下耦合：连接自耦合变压器，降压启动。 Q2上耦合：切除自耦变压器，全压工作。推土铲开关q、Q2、自耦合降压启动适用于容量大或正常运行时呈y形而无法采用y-启动的笼型异步电动机。，起动电阻、3.5.3绕组式电机的转子电路串联电阻起动、R2如果适当选择，转子电路串联电阻起动可以降低起动电流，增加起动转矩。 常用于起动扭矩大的生产机械。 R2Mst、转子电路串联电阻启动特点、3.6.1变频调速(无级调速)、频率调节范围：0.5数百赫、3.6三相异步电动机调速、3.6.2变频调速(有级调速)、变频调速方法可实现无级平滑调速，调速性能优异，因此应用越来越广泛采用P=2、P=1、变极调速方法的电动机称为2速电动机，由于调速时转速发生飞跃性变化，因此对调速性能的要求较低时，仅用于例如铣床、镗床、磨床等机床。、3.6.3变差率调速(无级调速)、变差率调速是绕组式电动机特有的调速方法。 其优点是调速顺畅，设备简单投资少，缺点是能耗大。 该调速方式广泛应用于各种升降机、起重机设备。3.7三相异步电动机的制动器、3.7.1能量制动器、制动方法、能量制动器逆连接制动器发电反馈制动器、切断三相电源的同时，向电动机通入直流电流，由直流电流形成的固定磁场和旋转的转子发挥作用，与转子的旋转方向相反的旋转距离.3.7.2逆连接制动器、停车时，调换与电动机连接的三相电源线中的任意两相，使电动机的定子产生与转子的旋转方向相反的旋转磁场，得到必要的制动转矩，使转子的旋转迅速停止。3.7.3发电反馈制动器在电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，旋转磁场引起的电磁旋转距离的作用方向发生变化，从驱动旋转距离变化为制动旋转距离。 电动机进入制动状态，同时将外力作用于转子的能量转换为电能返回电网。 nn0、3.8三相异步电动机的铭牌数据，1 .型号，例如Y132M-4表示电动机系列、几何尺寸、极数。 教材表3.8.1列出了各种电机的系列号。异步电动机的产品名、2 .连接方法、连接箱、定子三相绕组的连接方法。 通常，y连接、连接、3 .电压，例如380/220V、y/线电压为380V时，采用y连接的线电压为220V时为连接。 说明：一般情况下，电机的运行电压不得超过或低于额定值的5%。 电机额定运行时应施加给定子绕组的线间电压值。4.电流，例如，y/6.73/11.64 a表示星形连接下的电动机的线电流为6.73A，y/6.73/11.64 a表示星形连接下的电动机的线电流为6.73A . 两种接收方法的相电流均为6.73A。 5 .电力和效率、电动机额定运转时定子绕组的线电流值。 另外，额定功率是电动机在额定运转时输出到轴上的机械功率P2，与从电源吸取的功率P1不相等。6.额定转速、电机以额定电压、额定负载运行时的转速。nN=1440转/分sn=0. 04，8 .绝缘等级是指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为a、e、b、f、h 5个等级，a级最低(105C )，h级最高(180C )。例如：1 )、Y225M-4型三相异步电动机、定子绕组型连接，其额定数据为P2N=45kW、nN=1480r/mIN、UN=380V、N=92.3%、cosN=0.88、Ist/IN=7.0、Mst/MN=1.9、mmax/Mn 2 )额定滑差率sN？ 3 )额定转矩MN、最大转矩Mmax、启动转矩M