机电传动控制4

1、精品资料精品资料交流(jioli)电机异步电机、 异步电动机同步电机三相异步电动机同步发电机同步电动机单相异步电动机分类:精品资料一、基本(jbn)结构 转子(zhun z)定子定子铁心定子绕组机座转子铁心转子绕组转轴精品资料一、基本(jbn)结构 转子(zhun z)定子定子铁心定子绕组机座转子铁心转子绕组转轴 三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流在定子铁心中产生旋转磁场。 精品资料一、基本(jbn)结构 转子(zhun z)定子定子铁心定子绕组机座转子铁心转子绕组转轴鼠笼式线绕式线绕式和鼠笼式的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。转子的作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。精品资料鼠

2、笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个(lin )铜端环上而组成。线绕式异步电动机转子绕组是由线圈绕组放入转子铁心槽内，并分为(fn wi)三相对称绕组，与定子产生的磁极数相同。通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速。 一、基本结构 精品资料TCNS00nnnS 所以(suy)这种电动机称为异步电动机，也叫感应电动机。 定子线圈(xinqun)通三相交流电 产生旋转磁场 相当于转子切割磁力线运动 在转子回路中产生感应电流(右手定则) 带电导体在旋转磁场中受到电磁力 (左手定则) 产生电磁转矩 使转子转动(方向与旋转磁场同向)电

3、动机转动.二、工作原理n精品资料三、旋转磁场的形成) 3/4sin() 3/2sin(sintIitIitIimCmBmA精品资料A XBYCZ+A XBYCZ+A XBYCZ+A XBYCZ+a b c dSNSNSNSN三、旋转磁场(xun zhun c chn)的形成精品资料ACBACB三、旋转磁场(xun zhun c chn)的形成精品资料3. 旋转磁场(xun zhun c chn)的极数与旋转速度上述分析可以得出：电流经过一个周期变化（变化360电角度(jiod)），旋转磁场在空间上也转过一转（转了360机械角度(jiod)），若电流频率为 f，旋转磁场每分钟旋转60f 转，即

4、n0= 60f （一对极）。若将定子做如下改变：三、旋转磁场的形成精品资料过程分析：绕组在空间对称分布， 相 隔 6 0 度 。 电 流 变 化(binhu)1次，磁场在空间转过1/2 转。此时，磁极对数p=2。3. 旋转磁场的极数与旋转速度精品资料一、定子绕组的连接(linji)方式 当电动机接入电源的线电压等于电动机的额定相电压时，应接成三角形；若是相电压的 倍，应接成星形。如：铭牌标有 和380/220时，电源线电压为380V 时接成星形，为220V 时接成三角形。3 /精品资料 例 电源线电压(diny)为380V，现有两台电动机，其铭牌数据如下，试选择定子绕组的连接方式。 1. J3

5、2-4，功率1.0kW，连接方法/Y，电压220/380V，电流4.25/2.45A，转速(zhun s)1420 r/min，功率因数0.79。 2. J02-21-4，功率1.1 kW，连接方法 ，电压380V，电流6.27A，转速1410 r/min，功率因数0.79。 解： J32-4 电动机应接星形（Y），如图(a) 所示。 J02-21-4 电动机应接成三角形（ ），如图 (b)所示。精品资料1线电压与相电压线电压：两相绕组首端(shu dun)之间的电压，用U1表示；相电压：每相绕组(roz)首、尾之间的电压，用U相表示。对于星形接法：相相UU31 对于三角形接法： 相相UU 1

6、2线电流与相电流 线电流：电网的供电电流，用I1 表示； 相电流：每相绕组的电流，用I相表示。 星形接法 ：相相II 1三角形接法 ：相相II31 cosUIP1113 3. 电动机的输入功率一、定子绕组的连接方式精品资料1)1)型号，如型号，如Y90S-4Y90S-4、Y112M-4Y112M-4；2)2)额定功率额定功率PN PN ：在额定情况下，电动机轴上输出的：在额定情况下，电动机轴上输出的 机械功率机械功率; ;3)3)额定电压额定电压(diny)UN (diny)UN ：在额定情况下，定子绕组应加：在额定情况下，定子绕组应加的线的线 电压电压(diny)(diny)值值; ;4)4

7、)额定频率额定频率f f ：在额定情况下，定子外加电压：在额定情况下，定子外加电压(diny)(diny)的的频率频率; ;5)5)额定电流额定电流IN IN ：在额定情况下，定子的线电流值：在额定情况下，定子的线电流值; ;6)6)额定转速额定转速nN nN ：在额定情况下：在额定情况下, ,电动机的转速电动机的转速; ;7)7)温升温升( (或绝缘等级或绝缘等级) )。二、三相(sn xin)异步电动机的额定值精品资料根据以上数据根据以上数据(shj)求出其他额定值：求出其他额定值：1) 额定功率因数额定功率因数cosN ：在额定频率、额定电压和电动机：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出

8、额定功率时，定子相电流与相电压之间相位轴上输出额定功率时，定子相电流与相电压之间相位差的余弦差的余弦 cosN 。P=3UPIP cosN.%100cos3NNNNNIUP2) 额定效率 ：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率(gngl)时电动机输出机械功率(gngl)与输入电功率(gngl)之比，其表达式为：3) 额定负载转矩TN：电动机在额定转速下输出额定功率时,电机轴上的负载转矩。精品资料min/2/222211121111155. 9cos3cos3rwsradwNmeppnPwPTTPTPPPPPPIUIUP111211111cos3cos3PPPPPIUIUPppmin/2

9、/222255. 9rwsradwNmenPwPTPTP三、三相(sn xin)异步电动机的能流图精品资料601444sin1min/01011111rHzWbHzVmnpfnKNfKEdtdNet ，所所以以相相对对转转速速为为因因为为旋旋转转磁磁场场和和定定子子的的，、其其有有效效值值为为：应应电电势势为为：在在定定子子绕绕组组上上产产生生的的感感子子上上的的投投影影分分量量为为：、旋旋转转磁磁场场通通过过每每相相定定 一、三相异步电动机的定子与转子电路精品资料1111111111111111111111111111111112,2EUEUXRLfXXXI jERIEERIUdtdiLeR

10、ieeRiudtdiLeLLLLL ，都都很很小小，所所以以：和和一一般般，为为漏漏磁磁感感抗抗，式式中中，）（）（）（其其复复数数表表达达式式为为：）（）（）（电电压压平平衡衡方方程程式式为为：加加上上电电阻阻，定定子子回回路路的的漏漏磁磁电电动动势势：通通、定定子子电电流流还还产产生生漏漏磁磁 精品资料VVWbHzVWbHzVHzrrHzWbHzVESENfEnNfSEfSnnpfnnNfEdtdNe444:044460444120221202121min/min/02022222 、时时的的感感应应电电势势为为、）（所所以以，相相对对转转速速为为因因为为旋旋转转磁磁场场和和转转子子的的、

11、其其有有效效值值为为：感感应应电电势势为为：、在在转转子子绕绕组组上上产产生生的的精品资料20221202122222222222222222222222,2222SXXLfXLSfLfXXXI jRIERIEdtdiLRieRiedtdiLeLLLLL 为为漏漏磁磁感感抗抗，式式中中，）（其其复复数数表表达达式式为为：）（电电压压平平衡衡方方程程式式为为：加加上上电电阻阻，转转子子回回路路的的：因因此此还还产产生生漏漏磁磁电电动动势势通通外外，还还产产生生漏漏磁磁通通，、转转子子电电流流除除产产生生主主磁磁精品资料CSXRXRSXRSSSXRREICXEIXRSSRSEIXRSSXRSEXR

12、EI/1cos11coscos1320222222222022222220202222202222202220222222 ，时时，接接近近当当，很很小小时时，当当有有关关，和和）（，功功率率因因数数为为：的的相相位位滞滞后后于于由由于于感感抗抗，时时，接接近近当当，很很小小时时，当当）（、转转子子回回路路的的电电流流为为：精品资料 可见,三相异步电动机的转子电路的各个物理量如:转子感应(gnyng)电势E2、I2、X20、cos2等都与转差率 S有关，也即与转速 n有关。22cosIKTm2202222222222202220222222120cos 60SXRRXRRSXRSEXREISf

13、fpfn，精品资料三相异步电动机的转矩与机械三相异步电动机的转矩与机械(jxi)(jxi)特性特性一、一、 三相三相(sn xin)(sn xin)异步电动异步电动机的转矩机的转矩直流电动机：E2I2 E22讨论：1）当cos2 =1，纯电阻性负载， I2与E2同向；2）当cos2TL，且启动转矩越大越好；，且启动转矩越大越好；启动电流启动电流 IST 越小越好，一般越小越好，一般 IST (4 - 7)IN； 启动平滑，以减小对机械的冲击；启动平滑，以减小对机械的冲击；启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便；启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便；启动功耗越小越好；启动功耗越小越好；其中

14、其中(qzhng)，前两条是衡量电动机启动性能的主，前两条是衡量电动机启动性能的主要技术指标。要技术指标。一、对电动机启动的主要要求；精品资料ststtstIKT22cos2202222SXRRcos启动(qdng)电流大启动(qdng)转矩小二、异步电动机的启动特性：特点：直接启动电流大，由于功率因数低，启动转矩小。2cos 精品资料三、鼠笼型异步电动机的启动方式(fngsh)： (1)全压直接启动 (2)降压启动1.直接启动（全压启动） 将电动机的定子绕组通过闸刀开关直接接入电源，在额定电压下进行启动。 精品资料1.1.直接直接(zhji)(zhji)启动（全启动（全压启动）压启动）特点：

15、 控制线路简单； 维修(wixi)工作量小； 启动电流大；应用场合：用于中、小容量的异步电动机启动。三、鼠笼型异步电动机的启动方式：精品资料直接启动直接启动(qdng)(qdng)的条件：的条件：独立变压器供电时：独立变压器供电时： 电动机启动电动机启动(qdng)(qdng)频繁，电机功率小于变压器容量频繁，电机功率小于变压器容量2020， 电动机不经常启动电动机不经常启动(qdng)(qdng)，电机功率小于变压器，电机功率小于变压器3030。没有独立的变压器供电没有独立的变压器供电( (即与照明共用电源即与照明共用电源) )：电动机启动电动机启动(qdng)(qdng)比较频繁，满足下列

16、关系则可直接比较频繁，满足下列关系则可直接启动启动(qdng)(qdng)。电动机功率电源总容量额定电流启动电流443NstII1.直接启动（全压启动）精品资料2.降压启动 启动时先降低(jingd)电压，当转速接近额定值时，再恢复到额定电压。适用于启动时负载转矩不大的情况，如轻载或空载。常用的降压启动方式有： 定子串电阻或电抗器降压启动 Y 降压启动 自耦变压器降压启动精品资料特点特点(td(tdin)in)： 1）定子电路串电阻或电抗器降压(jin y)启动KM2FU1RKM1FRM3 3UU12.降压启动精品资料 启动(qdng)时，定子绕组连成 Y 形，转速接近额定转速时，将定子绕组连

17、成形,电动机进入正常运行。2） Y 降压(jin y)启动优点：设备简单、经济； 启动电流小；缺点：启动转矩小； 启动电压不能按实际需要调节。适用场合：空载或轻载启动,且正常运行时,定子绕组 为三角形连接的异步电动机。2.降压启动精品资料星-角启动电流、启动转矩的相互(xingh)关系：L1L2L3 U lZ1Z2Z3ISTL1L2L3N U l U pZ1Z2Z3ISTYIST= 3 IP = 3 U l / Z ； ISTY = IPY =（U l / 3）/ Z ISTY = IST/ 3， TSTY = TST/ 3PIUL 电源电压 Z 一相绕组的阻抗精品资料3 3）延边降压）延边降压(jin y)(jin y)启动启动特点(tdin)： 与Y 降压启动相比，相电压增大，且Y形部分绕组越小，电压越大。因此 TST、IST 都增加。2.降压启动精品资料4）自耦变压器降压(jin y)启动启动(qdng)原理：U l / U 2 = N l / N 2 = 1 / K，I 1 / I 2 = K， K Ifn ，cos 1；欠励：If Ifn ，cos 1；cosIfIfn1阻性感性容性精品资料3.同步(tngb)电动机的启动 分析(fnx)： 结论：平均转矩为零,不能直接启动 。第十节 同步电动机的工作原理、特点及应用 精品资料异步启动(qdn