电拖试验三相异步电动机的电动控制教学PPT

1、2021-5-6 三相异步电动机的点动控制三相异步电动机的点动控制 任务：给单相或三相电动机接 引电源 2021-5-6 2021-5-6 想一想：潜水泵和剃须刀是我们常 用的设备，他们有一个共同的特点 就是都有电动机，还有那些设备有 电动机呢？ 2021-5-6 电动机是工业生产中重要的拖动设 备，今天就对工业生产中的几种电 机做一个简要介绍。 2021-5-6 电机分类； 异步电动机； 直流电动机和控制电动机； 变频器。 2021-5-6 电动机电动机 直流电动机直流电动机 交流电动机交流电动机 同步电动机同步电动机 异步电动机异步电动机(感应电动机感应电动机) 电动机电动机 -三相异步电

2、动机三相异步电动机 异步电动机与直流电动机相比，有结构简单，异步电动机与直流电动机相比，有结构简单， 运行可靠、坚固耐用等优点，当然也存在功率运行可靠、坚固耐用等优点，当然也存在功率 因数差，调速和控制方法较为复杂的缺点。因数差，调速和控制方法较为复杂的缺点。 2021-5-6 异步电动机的外形：异步电动机的外形： 实体照片实体照片 模型照片模型照片 2021-5-6 微型三相异步电动机的实体照片：微型三相异步电动机的实体照片： 2021-5-6 1、定子、定子 2、转子、转子 定子铁心定子铁心 定子绕组定子绕组 机座机座 异步机的结构异步机的结构 2021-5-6 (1)定子铁心：定子铁心：

3、 由互相绝缘的内圆周表面冲有很多槽的硅钢片叠成。由互相绝缘的内圆周表面冲有很多槽的硅钢片叠成。 2021-5-6 (2)定子绕组：定子绕组： 可以可以y接，也可以接接，也可以接 三相绕组对称分布在定子铁芯的圆周上，三相绕组对称分布在定子铁芯的圆周上， 2021-5-6 接线盒接线盒 2021-5-6 2转子：转子： 转子铁心转子铁心 转子绕组转子绕组 转轴转轴 绕线式转子绕线式转子 鼠笼式转子鼠笼式转子 注：转子电路注：转子电路 必须是闭合的必须是闭合的 :三相对称绕组三相对称绕组y接接 回路中可外接附加电阻回路中可外接附加电阻 ：由外圆周冲有槽的硅钢片叠成：由外圆周冲有槽的硅钢片叠成 202

4、1-5-6 v2 v1 w2 u2 u1 w1 转子转子 定子定子 转子作用：产生电磁转矩，转子作用：产生电磁转矩， 并输出机械能。并输出机械能。 定子作用：产生旋转磁场，定子作用：产生旋转磁场， 并从电网吸收电能。并从电网吸收电能。 线绕式线绕式 鼠笼式鼠笼式 结构示意图结构示意图 2021-5-6 n 0 n 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理 感应电动势方向感应电动势方向 用用右手定则右手定则确定确定 受力受力f方向方向 用用左手定则左手定则确定确定 假设磁场旋转假设磁场旋转 一、转动原理一、转动原理 n s f f (1)转子的转动方向转子的转动方向 与磁场的旋转方向一致与磁场的

5、旋转方向一致; 结论：结论： (2)转子的转速小于旋转转子的转速小于旋转 磁场的转速磁场的转速 0 nn “异步异步” 0 n n 旋转磁场是旋转磁场是 如何产生的呢？如何产生的呢？ 2021-5-6 二、旋转磁场的产生二、旋转磁场的产生 u1 v2 w1 v1 w2 定子三相对称绕组定子三相对称绕组 u1u2, v1v2 , w1w2 通入三相对称电流，就会在空间产生旋转磁场。通入三相对称电流，就会在空间产生旋转磁场。 1 i 2 i 3 i m i t 0 n “”电流流出电流流出 “ ”电流流入电流流入 u2 240sin 120sin sin 3 2 1 tii tii tii m m

6、 m 2021-5-6 0t u1 u2 v2 w1v1 w2 1 i 2 i 3 i m i t 2 i u1 u2 v1 v2 w1 w2 1 i 3 i 合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下 n s 0 1 i 0 2 i 0 3 i 假设电流正方向：从首端流入，尾端流出。假设电流正方向：从首端流入，尾端流出。 2021-5-6 同理分析，可得同理分析，可得 其它瞬间产生其它瞬间产生 的磁场方向：的磁场方向： 1 i 2 i 3 i t m i 60t u1 u2 v2 w1 v1 w2 0 n 60 n s 0 1 i 0 2 i 0 3 i u1 u2 v2 w1v1 w2 n s

7、0t a 120t u2 v2 w1 v1 w2 0 n n s u1 180t 0 n s n u1 u2 v1 v2 w1 w2 动画动画 2021-5-6 与通入定子三相绕组与通入定子三相绕组u1u2, v1v2 , w1w2的的 三相电流的相序有关。三相电流的相序有关。 0 n 0 n 改变磁场的旋转方向：改变定子三相电流的相序。改变磁场的旋转方向：改变定子三相电流的相序。 1 i 2 i m i o 3 i t 旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向 1 i m i o t 3 i 2 i 转子的转动方向与磁场的旋转方向一致。转子的转动方向与磁场的旋转方向一致。 电动机如何实现电动机如

8、何实现 反转呢？反转呢？ 2021-5-6 将电动机同电源相接的三根导线中任意互换两根即可。将电动机同电源相接的三根导线中任意互换两根即可。 正转正转 反转反转 l1 l2l3 m 3 u1 v1 w1 电电 源源 m 3 l1 l2l3 u1 v1 w1 电电 源源 三、异步电动机实现反转的方法三、异步电动机实现反转的方法 动画动画 2021-5-6 1. 型号型号 磁极数磁极数( 极对数极对数 p = 2 ) 例如：例如： y 132 m4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 机座长度代号机座长度代号 机座中心高（机座中心高（mm） 三相异步电动机

9、三相异步电动机 2. 接法接法 指指定子定子三相绕组的联接方法三相绕组的联接方法。 定子定子三相绕组三相绕组u1u2 、 、v1v2 、w1w2 有三个首端有三个首端u1、 、v1、w1，三个尾端 ，三个尾端u2、 、v2、w2， ， 可以可以y接或接或 接接 2021-5-6 v1 w2 u1 w1 u2 v2 u2 u1w2 v1v2 w1 u1v1w1 w2u2v2 接线盒接线盒 w2u2v2 v1w1u1 w1u1v1 w2u2v2 定子三相定子三相 绕组绕组 y 接法：接法： 接法：接法： 2021-5-6 接线盒接线盒 ,70到80分之间13人占38.26% 2021-5-6 （1

10、）指导学生根据课堂所讲授的知识画出三相异 步电动机的电源接线方式以及简述正反转的电源 接线是怎样实现的。 提要求：画图的时候要用铅笔，画直线要用尺 子，标注名称位置要准确 给素材：展示三相异步电动机的电源接线方式 老师在黑板上画一遍三相异步电动机电源接线 方式图：讲述画图的注意事项 所需知识：三相异步电动机知识。 学生开始练习，老师指导 小结 2021-5-6 直流电机直流电机 本章主要分析直流电机的基本结构和工作原理，讨论本章主要分析直流电机的基本结构和工作原理，讨论 直流电机的磁场分布、感应电动势、电磁转矩、电枢反应直流电机的磁场分布、感应电动势、电磁转矩、电枢反应 及影响、换向及改善换向

11、方法，从应用角度分析直流发电及影响、换向及改善换向方法，从应用角度分析直流发电 机和直流电动机的工作特性运行特性。机和直流电动机的工作特性运行特性。 直流电机的工作原理与基本结构直流电机的工作原理与基本结构 2021-5-6 直流电机直流电机 实现机械能和直流电能相互转换的实现机械能和直流电能相互转换的 电磁机械装置。电磁机械装置。 把机械能转换成直流电能的电机是直流发电机；反把机械能转换成直流电能的电机是直流发电机；反 之，则为直流电动机。之，则为直流电动机。 2021-5-6 l直流电动机 w 特点 调速范围宽，易于平滑调节 过载、起动、制动转矩大 易于控制，可靠性高 调速时能量损失较小

12、w 应用于对调速要求高的场所：轧钢机、舰船推进、造纸、挖掘机 等。 l直流发电机 w 给直流电动机、电解、电镀、冶炼、充电、交流发电机励磁等的 直流电源。 2021-5-6 主要缺点 换向困难，使容量受到限制。 有换向器，费工费料、造价昂贵，需要经常维 护，寿命较短。 可靠性差。 对环境要求高。 2021-5-6 直流发电机工作原理：直流发电机工作原理： 励磁绕组通入直流电流产生磁动势，继而产生主励磁绕组通入直流电流产生磁动势，继而产生主 磁场。电枢绕组切割磁力线产生感应电动势，由于换磁场。电枢绕组切割磁力线产生感应电动势，由于换 向器的作用将元件内的交流电动势转换为电刷间的直向器的作用将元件

13、内的交流电动势转换为电刷间的直 流电动势流电动势, ,经电刷将直流电输出。经电刷将直流电输出。 直流电动机工作原理：直流电动机工作原理： 励磁绕组通入直流电流产生磁动势，继而产生主磁场。励磁绕组通入直流电流产生磁动势，继而产生主磁场。 由于换向器的作用保证同一磁极下元件边内的电流方向始由于换向器的作用保证同一磁极下元件边内的电流方向始 终一致，电流与磁场作用产生方向不变的电磁转矩使直流终一致，电流与磁场作用产生方向不变的电磁转矩使直流 电动机旋转。电动机旋转。 2021-5-6 2021-5-6 2021-5-6 轴轴 端盖端盖 电枢铁心电枢铁心 电枢绕组电枢绕组 和槽碶和槽碶 电枢绕组电枢绕

14、组 端部端部 换向器换向器 轴承轴承 直流电机的转子直流电机的转子 2021-5-6 励磁绕组和串换向极励磁绕组和串换向极 后的电枢绕组出线后的电枢绕组出线 定子机座定子机座 换向极铁心换向极铁心 换向极绕组换向极绕组 主磁极铁主磁极铁 心心 主磁极绕组主磁极绕组 （励磁绕组）（励磁绕组） 换向极绕组与励换向极绕组与励 磁的串联接线磁的串联接线 直流电机定子直流电机定子 2021-5-6 电枢铁心电枢铁心 电枢绕组电枢绕组 电枢铁心冲片电枢铁心冲片 (0.5mm厚厚) （硅钢片）（硅钢片） 涂绝缘漆冲涂绝缘漆冲 片叠压而成片叠压而成 轴向通风孔轴向通风孔 直流电枢的铁心模型直流电枢的铁心模型

15、2021-5-6 2021-5-6 2021-5-6 1换向极铁心 2换向极绕组 3主极铁心 4励磁绕组 5电枢齿 6电枢铁心 7换向器 8电刷 9电枢绕组 10机座 11底脚 2021-5-6 换向器结构 1换向片；2垫圈 3绝缘层；4套筒 安装在机座上的主极 1极身；2极靴；3励磁绕组； 4绝缘板；5机座 2021-5-6 构成：主极铁心和套装在铁心上的励磁绕组。 机座机座 构成：构成：用厚钢板弯成筒形焊成或铸钢件制成。用厚钢板弯成筒形焊成或铸钢件制成。 作用：建立主磁场。作用：建立主磁场。 作用：作用：1 1、主磁路的一部分；、主磁路的一部分； 2 2、电机的结构框架、电机的结构框架。

16、2021-5-6 作用：作用：1 1、主磁路的一部分；、主磁路的一部分； 2 2、电枢绕组的支撑部件。、电枢绕组的支撑部件。 构成：一般用厚构成：一般用厚0.5且冲有齿、槽且冲有齿、槽硅钢片叠压硅钢片叠压 而成而成 电枢绕组电枢绕组 作用：直流电机的电路部分。作用：直流电机的电路部分。 构成：用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，上下构成：用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，上下 层以及线圈与电枢铁心间要妥善地绝缘，并用层以及线圈与电枢铁心间要妥善地绝缘，并用 槽楔压紧。槽楔压紧。 2021-5-6 作用：作用：整流（发电机）或逆变（电动机）整流（发电机）或逆变（电动机）。 构成：由许多鸽形尾的换向

17、片排列成一个圆筒，片间构成：由许多鸽形尾的换向片排列成一个圆筒，片间 用用v形云母绝缘，两端再用两个形环夹紧而形云母绝缘，两端再用两个形环夹紧而 电刷装置电刷装置 作用：电枢电路的引出（或引入）装置。作用：电枢电路的引出（或引入）装置。 构成：电刷、刷盒、刷杆和连线等。构成：电刷、刷盒、刷杆和连线等。 构成。构成。 2021-5-6 控制电机 伺服电机 步进电动机等等 2021-5-6 2021-5-6 单相异步电动机 内容要点：内容要点： 一、概述 1、 应用情况应用情况 广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、 空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。 了解单相感应电动机的结构特

18、点、优缺点及应用情况；了解单相感应电动机的结构特点、优缺点及应用情况； 掌握单相感应电动机的工作原理，弄清单相感应电动掌握单相感应电动机的工作原理，弄清单相感应电动 机为什么没有起动转矩？机为什么没有起动转矩？ 重点掌握单相感应电动机的的起动方法与类型。重点掌握单相感应电动机的的起动方法与类型。 2021-5-6 2、 优缺点优缺点 优点：结构简单，成本低廉，噪音小。优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较 大，功率因数及过载能力都较低。大，功率因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量：故单相感应电动

19、机只能作成小容量： 微型：几瓦微型：几瓦750瓦；瓦； 小型：小型：550瓦瓦3700瓦。瓦。 2021-5-6 2、 结构结构 继续 继续 与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子 结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌 有定子绕组。有定子绕组。 单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可， 但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运 行的电动机没有起动转矩。行的电动机没有起动转矩。 为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又 称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副 绕组）。两个绕组在空间相距绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。或一定的电角度。 2021-5-6 2021-5-6 7.1