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文档简介
1第七章电动机电工技术第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据第一节三相异步电动机的结构和工作原理第七章电动机第三节三相异步电动机的使用第四节单相异步电动机第六节伺服电动机第七节步进电动机第五节直流电动机第一节三相异步电动机的结构和工作原理一、三相异步电动机的结构二、三相异步电动机的工作原理5电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机概述第一节三相异步电动机的结构和工作原理发电机——把机械能转换为电能的电机。电动机——把电能转换为机械能的电机。电机——实现机械能与电能相互转换的旋转机械。6第一节三相异步电动机的结构和工作原理
洗衣机、电冰箱、计算机、微波炉、玩具、打印机…电动机的用途:讨论数一数你家里有多少电动机?
生产机械、家电、计算机、办公设备、汽车、坦克…。7第一节三相异步电动机的结构和工作原理一、三相异步电动机的结构两部分组成——定子和转子8第一节三相异步电动机的结构和工作原理9(一)定子铁心:由内周有槽的硅钢片叠成桶状,槽内嵌放三组绕组,绕组与铁心绝缘定子绕组:一般采用漆包线绕制,分三组分布在定子铁心槽内机座:铸钢或铸铁端盖第一节三相异步电动机的结构和工作原理组成10第一节三相异步电动机的结构和工作原理定子11
定子绕组彼此相隔120o,构成对称三相绕组,可联结成星形或三角形。第一节三相异步电动机的结构和工作原理12(二)转子铁心:由定子铁心冲片冲下的内圆硅钢片叠成,压装在转轴上。转子铁心与定子铁心之间有空气隙,共同组成磁路转子绕组:嵌入转子铁心槽内转轴风扇第一节三相异步电动机的结构和工作原理组成13转子绕组
笼型:铁芯槽内放铜条,端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组
外形象笼子
绕线型:分为三相,接成星形,尾端接在一起,首端分别接在转轴上的三个铜制滑环上,通过电刷与外电路的可变电阻器联接,用于启动或调速
用于对启动和调速,要求高的场合第一节三相异步电动机的结构和工作原理14第一节三相异步电动机的结构和工作原理笼型转子绕线型转子15二、三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机是利用定子绕组中产生的旋转磁场与转子绕组内的感应电流相互作用而工作的。(一)定子的旋转磁场U1V2W1U2V1W2L1L2L3第一节三相异步电动机的结构和工作原理每相一头一尾,共6个头W2U2V2U1V1W1L1L2L3单匝线圈三相绕组相隔120o(单线圈)星形联接三相交流电源16第一节三相异步电动机的结构和工作原理规定U1、V1、W1为头,U2、V2、W2为尾
i:“+”首端流入,尾端流出。为正
i:“–”尾端流入,首端流出。为负
(尾端)eUU2U1V1V2W1W2(首端)
三相绕组示意图+–+–+–eVeWU1V2W1U2V1W2L1L2L3(
)流入(•)流出17o
首端U1、V1、W1接三相电源L1、L2、L3,相序为1→2→3,三相对称电流i1、i2、i3流入定子绕组,相位互差120o。第一节三相异步电动机的结构和工作原理18o三相交流电在定子铁心内部空间产生的合成磁场第一节三相异步电动机的结构和工作原理U1V2W1U2V1W2NSωt=0时:i1=0,U1U2中无电流;i2为负,方向为由V2流入,从V1流出;i3为正,方向为从W1流入,从W2流出,三相电流产生N极在上S极在下的合成磁场i1=0
无磁场
i2
:为负
尾入V2,头出
V1。I3:
为正
头入W1,尾出W2。右手定则判断合成磁场从波形看电流流向19电磁感应条件:导体做切割磁力线运动。E电磁感应现象:一定条件下磁场可产生电流。产生感应电流的方法:1.磁场恒定,导体相对磁场作切割磁力线运动。2.线圈不动,磁场发生变化,(让带磁性的物体相对线圈运动)。××××××××××××××××××××××××B动磁生电V回忆20××××××××××××××××××××××××B回忆电磁感应右手定则:
伸开右手掌掌心迎磁场姆指运动向四指电势向E方向的判定:右手定则BVV大小的判定:
e=BlVsin21o三相交流电在定子铁心内部空间产生的合成磁场第一节三相异步电动机的结构和工作原理U1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSωt=2π/3时:i2=0,V1V2中无电流;i3为负,方向为由W2流入,从W1流出;i3为正,方向为从W1流入,从W2流出,合成磁场顺时针旋转120o22o三相交流电在定子铁心内部空间产生的合成磁场第一节三相异步电动机的结构和工作原理U1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSωt=4π/3时:i3=0,W1W2中无电流;i1为负,方向为由U2流入,从U1流出;i2为正,方向为从V1流入,从V2流出,合成磁场又顺时针旋转120oU1V2W1U2V1W2NS23o三相交流电在定子铁心内部空间产生的合成磁场第一节三相异步电动机的结构和工作原理U1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSU1V2W1U2V1W2NSωt=2π时:合成磁场又顺时针旋转120o,与ωt=0时完全一样U1V2W1U2V1W2NS24综上所述:
在定子的三个空间上互差120o的线圈中分别通入在相位上互差120o的三相交流电时,能产生一个合成的旋转磁场。讨论
将三根导线中的任意两根对调位置,旋转磁场方向如何?第一节三相异步电动机的结构和工作原理旋转磁场方向反向旋转。25
上述定子每相只有一个绕组,放在定子铁心的6个槽内,形成一对N、S磁极(二极)的旋转磁场。记为P=1。
若定子每相绕组由两个线圈串联,分别放入12个槽内,则将形成两对磁极(四极)的旋转磁场。P=2。U1U2U1’U2’W1W2W1’W2’V1V2V1’V2’U1W1U2V1L1L2L3U1’U2’V2V1’V2’W2W1’W2’绕组的始端之间互差60°电流变化一周,磁极旋转半个周期。第一节三相异步电动机的结构和工作原理P=226第一节三相异步电动机的结构和工作原理
定子绕组采取不同的接法,可获得3对(6极)、4对(8极)、5对(10极)等不同极对数的旋转磁场。同步转速(n1):
ƒ1:电流频率
p:旋转磁场极对数
例如:对于50Hz的工频电,f1=50r/min
若P=1,则转速n1=60f1=60×50=3000r/min
若P=2,则转速n1=60f1/2=60×50/2=1500r/min磁极对数同步转速n1(r/min)12453300015001000750500
f1=50Hz时的同步转速极对数越多旋转越慢27(二)转子的转动第一节三相异步电动机的结构和工作原理定子绕组转子绕组
分析转子中两根导线讨论转子转动方向与旋转磁场的方向一致吗?空隙28
定子电流产生的磁场以同步转速n1按顺时针方向旋转。
相当于静止的转子逆时针方向切割磁力线,产生感应电动势和感应电流(转子电流I2
)。
通有电流I2的转子导体与定子磁场相互作用,转子导体受到电磁力F的作用。
F对转轴形成电磁转矩T,转子转速n顺着旋转磁场的方向转动。转子转动方向与旋转磁场的方向一致,大小不一第一节三相异步电动机的结构和工作原理n1I2由右手定则判断感应电流I2方向由左手定则判断电磁力F的方向n29回忆磁场对通电直导体的作用力方向的判定:左手定则
左手定则:
伸开左手掌掌心迎磁场四指指电流姆指力方向××××××××××××××××××××××××IFFI30
转子的转速n:n<n1,永远不可能达到n=n1
因为:若n=n1,则磁力线不能切割转子导体,则转子电动势、转子电流及电磁力矩不存在,转子不能继续以n1转动。因此,称为“异步”电动机。
转子电流是由电磁感应产生,所以又称“感应”电动机。第一节三相异步电动机的结构和工作原理31(三)转差率
转速差:同步转速n1与转子转速n之差。
转差率:转速差与同步转速的比值,用s表示。s是分析异步电动机运行情况的一个重要参数
1.启动时:n=0,s=1,转差率最大。2.稳定运行时:n接近n1,s很小。3.额定运行时:s约为0.01∼0.08。
5.若n=n1,则s=0,称为理想空载状态,实际运行中不存在。第一节三相异步电动机的结构和工作原理4.空载时:s约为0.005以下。32
【例7-1-1】一台三相异步电动机的额定转速nN=1460r/min,电源频率f=50Hz,求该电动机的同步转速、磁极对数和额定运行时的转差率。
解:由于额定转速小于且接近同步转速
查表,可知与1460r/min最接近的的同步转速为n1=1500r/min,对应的磁极对数为p=2额定运行时的转差率:第一节三相异步电动机的结构和工作原理第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据三、铭牌数据一、机械特性二、运行特性34二、机械特性
机械特性——表示电源电压一定时,转速n与电磁转矩T的关系。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据
机械特性曲线n=f(T)OT35
重点掌握机械特性曲线上的四个特殊工作点和两个区域。两个区域稳定区不稳定区四个特殊点空载点额定工作点临界点第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据起动点36(一)特殊工作点1.空载点
电动机已转动,但没带机械,转矩T2只克服电机的摩擦和风扇的阻力。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据
空载转速接近同步转速n1。OT空载点372.额定工作点
电动机为额定转矩TN时,转速为额定转速nS。由转轴功率P=Tω得:单位:ω:rad/s;PN:kWn:r/min;TN:N·m电动机应工作于额定工作点,允许短期过载运行第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据
额定转矩TN是电动机在额定电压下,以额定转速运行,输出额定功率时,轴上输出的转矩。OT额定工作点383.临界点对应于电动机的最大转矩,转速为临界转速nN。
转子轴上机械负载转矩T2不能大于Tm
,否则将造成堵转(停车)。
堵转时电流一般为额定电流的4~7倍,时间过长,可能会将电机烧毁。
允许电机瞬间过载能力的参数:一般三相异步电动机的过载系数为λ=1.8~2.2。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据最大转矩Tm是电动机能够提供的极限转矩。O临界点39
【例7-2-1】已知两台异步电动机的额定功率都是5.5kW,其中一台额定转速为2900r/min,过载系数2.2,另一台额定转速960r/min,过载系数2.0,求它们的额定转矩和最大转矩?
解:第一台电动机额定转矩:最大转矩:第二台电动机额定转矩:最大转矩:功
率
相
同
,
转
速
低
的
转
矩
大第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据40
4.起动点接通电源起动瞬间n=0,s=1时的起动转矩Tst。
Tst<TL:电动机不能起动,应立即切断电源。
Tst>TL:电动机才能起动。表示起动能力的参数:
一般三相笼型异步电动机:λst=1.0~2.2。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据O起动点41(二)运行区以临界工作点为界划分两个运行区。不稳定区第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据稳定区:空载点→临界点不稳定区:临界点→起动点OT额定工作点临界点起动点空载点稳定区421.稳定区
电磁转矩与负载转矩平衡T=TL=Ta,电动机以转速na匀速运行于a点。
若TL由Ta增大到Tb。由于惯性转速仍为naT<TLnT=TL稳定运行于b点硬特性:负载变化时,转速变化不大,运行特性好T到达b点第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据OT额定工作点临界点起动点空载点稳定区ab432.不稳定区TL工作点沿曲线下移nT停转(堵转)TL工作点沿曲线上移nT进入稳定区
缺点:电动机工作于不稳定区,电磁转矩不能自动适应负载转矩变化,不能稳定运行第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据OT额定工作点临界点起动点空载点不稳定区443.影响机械特性的两个人为因素第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据
每台电动机都有一定的机械特性,但可通过改变参数改变机械特性。降低外加电压U1增大转子电阻R1TstTOTmU1TOR2R2'>R2U'1<U1U''1
<U'145U1↓机械特性左移,最大转矩和起动转矩下降,但临界转速不变。U1对电磁转矩影响显著,U1↓则n↓
,会导致电流增大,引起电动机过热,甚至使Tm<TL而造成堵转第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据TstTOTmU1U'1<U1U''1
<U'146R2
,临界点下移,最大转矩Tm不变,但临界转速降低。
绕线型异步电动机可以采用加大转子电路电阻的办法来增大起动转矩。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据TOR2R2'>R247二、运行特性
运行特性——在
U1和f1为额定值时,定子电流、定子电路的功率因数、电动机效率与电动机输出机械功率之间的关系。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据P2OI1I100.8η0.2I1PN用3条曲线表示。48(一)定子电流I1与输出功率P2曲线I1=f(P2)
转子轴上接机械负载后,
I1随P2的增大而增大,P2OI1I100.2I1ηPN第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据
空载时,定子绕组中电流称空载电流。
但空载电流I10比变压器大得多,约为额定电流的20%~40%。
49
空载时功率因数很低,约为0.2,加载后功率因数提高,一般为0.7~0.9。P2OI1I100.80.2ηPN第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据(二)定子电路功率因数与输出功率P2曲线=f(P2)50(三)电动机效率η与输出功率P2曲线η=f(P2)空载:P2=0,则η=0。加负载:P2↑,η快速↑,之后PCu迅速↑,则η↓,ηmax=80%~90%P2OI10.8ηPN△PCu:铜损。△PFe:铁损。△Pm:机械损。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据51归纳P2OI1I100.8η0.2I1PN
三相异步电动机在其额定负载70%~100%时运行,其功率和效率都比较高,因此应使它尽量运行在满载或接近满载的状态。尽量避免轻载或空载运行的时间。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据52
每台电动机外壳上都有一块铭牌,上面记录着这台电动机的基本数据,如:型号Y160L-4功率15kW电压380V电流30.3A转速1460r/min频率50Hz接法△工作方式S1绝缘等级B级温升750C重量150kg编号××电机厂出厂日期三相异步电动机三、铭牌数据第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据53(一)型号磁极数(极对数p=2)Y160L-4
机座长度代号(L:长;M:中;S:短)机座中心高(160mm)(笼型)三相异步电动机(YR绕线型)第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据54(二)电压
有的电动机铭牌标有两种电压值。
电动机定子绕组上应加的线电压有效值。
Y系列三相异步电动机的额定电压统一为380V。(三)频率
所用交流电的频率。我国电力系统规定为50Hz。
例:380/220V(Y/
)是指线电压为380V时采用Y联结。线电压为220V时采用
联结。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据55(五)电流
例:
Y/
6.73/11.64A表示星形联结下电机的线电流为6.73A;三角形联结下线电流为11.64A。两种接法下相电流均为6.73A。
电动机在额定运行时定子绕组的线电流有效值,即额定电流。(四)功率
电机在额定运行时轴上输出的机械功率P2,又称额定容量,它不等于从电源吸取的电功率P1。
铭牌标有两种电压的电动机相应标有两种电流。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据56(六)连接方式额定电压下,三相定子绕组的联接方法。通常:第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据57(七)工作方式
S1:连续工作。如水泵、机床等。
S2:短时工作(工作时间短,停车时间长)。如水坝闸门启闭、机床中尾架等。
S3:断续工作(电动机运行与停车交替)。如吊车、起重机等。(八)绝缘等级
电机绝缘材料能够承受的极限温度等级。分为A、E、B、F、H、C几个等级。绝缘等级最高允许温度AEFHCB第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据58(九)温升
允许电动机绕组温度高出周围环境温度的最大温差。
例:
铭牌标的温升75oC
,环境温度40oC。允许的最高温度40oC+75oC=115oC。
在选用电动机时,除了了解铭牌数据外,还要了解其它一些数据,可从产品手册和电工手册中查到。第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据59
【例7-2-2】求Y-160L-4型电动机的额定转差率、额定转矩、启动转矩、最大转矩和输入功率。
解:p=2,则:
额定转差率:
由手册查得Y160L-4的数据:电动机型号满载时Y160L-4额定功率(kW)15电流(A)转速r/min效率(%)功率因数起动转矩额定转矩起动电流最大转矩额定电流额定转矩第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据60
额定转矩:
起动电流:
起动转矩:
最大转矩:
输入功率:
或:第二节三相异步电动机的特性和铭牌数据第三节三相异步电动机的使用一、三相异步电动机的运行控制二、三相异步电动机的选择三、三相异步电动机的维护62第三节三相异步电动机的使用一、三相异步电动机的运行控制起动反转:改变电枢电流方向调速:制动:能耗制动、反接制动、发电反馈制动直接起动降压起动绕线型电动机的起动变极调速变频率调速变转差率调速63起动问题为额定电流的4~7倍。起动转矩小:起动电流大:转子电流很大定子电流,转子感应电势第三节三相异步电动机的使用n=0,s=1,转子导体切割磁力线速度很大
已知T=KTφI2cosφ,由于功率因数很低,所以起动转矩很低,起动系数约为0.8~2。
把电动机定子绕组与电源接通,使转子由静止加速到一定转速稳定运行。(一)起动64大电流使电网电压降低,影响邻近负载的工作频繁起动时造成热量积累,使电机过热后果:要采取措施减小起动电流,增大起动转矩第三节三相异步电动机的使用起动方法直接起动降压起动自耦降压起动Y-
换接起动软起动绕线型电动机的起动651.直接起动
将额定电压直接加到定子绕组上使电动机起动。
优点:设备简单,操作方便,起动过程短。但需电网容量允许。(1)查阅电力部门的规定
判断一台电动机是否可以直接起动:(2)满足经验公式:容量小于4kW的三相异步电动机可直接起动第三节三相异步电动机的使用熔断器M3~QS用开关QS直接起动L3L1L2662.降压起动
在起动时,适当降低定子绕组上的电压,待稳定运行时,再将电压恢复到额定值。目前常用的3种降压起动方法:(1)Y-
换接起动QS运行(△)Q起动(Y)L1L2L3
起动:闭合电源开关QS,Q扳到起动位置(Y),所加电压为额定值的1/3。
稳定:Q扳到运行位置(△),电动机正常运行。第三节三相异步电动机的使用67可见:换接起动时的电流为直接起动时的1/3。由于T∝U、I2,所以起动转矩为直接起动的1/3设:电机每相阻抗为Y-
换接起动的优缺点:优点:设备简单,工作可靠。
缺点:只适用于正常工作时△联结的电动机。容量在4kW以上的三相异步电动机均设计成△接法。第三节三相异步电动机的使用68(2)自耦降压起动
用自耦变压器起动(自耦变压器接成Y型)。
起动:Q扳到起动位置。电源通过变压器接到定子绕组。
稳定:Q扳到运行位置,定子绕组直接与电源相联。
定子电压降为直接起动的1/K,起动转矩降为直接起动的1/K2(K为变压比)优点:起动电压可根据需要选择。
缺点:只适合于功率较大和不能采用Y-
起动的场合。第三节三相异步电动机的使用L1L3L2FU1QSM3~运行起动Q起动补偿器69(3)软起动M3~QSL3L1L2软起动器KMFU1FU2
通过软起动器使电压从某一较低值逐渐上升至额定值,起动后再用KM使电动机正常运行。电磁开关
软起动器:一种晶闸管调压装置。
优点:上升时间可调。电磁转矩变化平稳。具有节能和保护功能。广泛应用于水泵、压缩机、传送带等设备中。第三节三相异步电动机的使用70不同起动方法比较第三节三相异步电动机的使用
软起动:斜坡曲线和上升时间可调,电磁转矩变化平稳,还具有节能和保护功能。713.绕线型电动机的起动QSL1L3L2
起动:将起动变阻器调最大,接通电源后,随着转子转速升高逐渐减小电阻。
第三节三相异步电动机的使用
稳定:转速接近额定值时,把变阻器短接,电动机进入正常运行。转子
绕组定子
绕组电刷
滑环起动
电阻
方法一:转子加电阻的方法。
72
起动时,在转子电路中增加电阻,转子电流I2↓,定子电流I1↓。R2R'2>R2R2ÞTst
R2选得适当,转子电路串电阻起动既可以降低起动电流,又可以增加起动转矩。
常用于起动频繁、要求起动转矩较大的生产机械上。第三节三相异步电动机的使用T'stTOnTstn173第三节三相异步电动机的使用方法二:采用频敏变阻器起动。频敏变阻器频敏变阻器:用厚钢板做铁心的三相电抗器。
当转子电流频率变化时,在铁心中产生涡流,铁心发热耗能,效果相当于电阻的作用,电阻和线圈本身电感随转子频率的降低而自动减小。
起动后需切除频敏变阻器。74
【例7-3-1】Y280S-4笼型异步电动机的额定功率为75kW,额定转速1480r/min,起动系数Tst/TN=1.9,负载转矩200N.m,电动机由额定容量为320kVA、输出电压380V的三相电力变压器供电。求:(1)电动机能否用Y-∆换接起动?(2)如采用有40%、60%、80%的三个抽头的起动补偿器起动,应选用哪个抽头?
解:(1)额定转矩:第三节三相异步电动机的使用
起动转矩:
若采用Y-△换接起动,则起动转矩可以采用。75
(2)用40%、60%、80%抽头降压,起动转矩分别为:
采用40%的抽头不能起动,采用80%的抽头起动电流较大,应采用60%的抽头。第三节三相异步电动机的使用76(二)调速负载不变的情况下,人为地改变电动机转速。三种方法调速改变磁极对数p改变电源频率f1改变转差率s第三节三相异步电动机的使用771.变极调速U1U2U'1U'2iiP=2··U1U'1U2U'2··NNSS
改变定子绕组接线,可以改变极对数,从而改变转速。三相绕组中的U相绕组中的两个绕组串联。第三节三相异步电动机的使用78U1U2U1’U2’ii••U1··U1’U2U2’SNP=1三相绕组中的U相绕组中的两个绕组并联。
缺点:由于p只能成倍变化,因此不能实现平滑无极调速,只用在对调速性能要求不高的场合,如铣床、镗床、磨床等机床。
优点:简单、经济。第三节三相异步电动机的使用792.变频调速
改变电源频率,可以得到平滑的调速。
变频调速,要保证T不变→需磁通量不变。因为:Φm≈U/4.44f/N
所以:需保证U/f比值不变专用变频设备——晶闸管变频器f=50Hz逆变器M3~整流器f可调U/f不变+–~
优点:实现无级平滑调速,机械特性硬度基本不变,因而正获得越来越广泛的应用。第三节三相异步电动机的使用交流交流直流803.变转差率调速
转子电路中串入调速电阻,通常只用于线绕型电动机。
设负载转矩TL:
转子电路电阻为Ra,运行于a点,转速na。
若TL不变,将Ra增大为Rb,工作点移至b点,转速nb,实现调速。
优点:方法简单,调速平滑。缺点:能耗较大,使机械特性变软。第三节三相异步电动机的使用RaRa
>RbTonn1nbTLnaab81(三)制动
采取措施使电动机迅速停机。制动方法机械制动:(利用电磁抱闸实现)电气制动(利用反向电磁转矩)能耗制动
反接制动机械制动:
起动时:电磁抱闸线圈同时通电,电磁铁吸合,使抱闸打开。
断电时:抱闸线圈同时断电,在弹簧作用下,抱闸把转子紧紧抱住,实现制动。第三节三相异步电动机的使用821.能耗制动
切断电源后,把转子及拖动系统的动能转换为电能在转子电路中以热能形式迅速消耗掉的制动方法。第三节三相异步电动机的使用M3~QS运转制动+-RPU1V1W1L1L2L383M3~QS运转制动+-RPU1V1W1L1L2L3
停机时,QS从“运行”合向“制动”,V、W绕组通直流电,可判定转子电流与固定磁场相互作用产生的电磁转矩为逆时针,称制动转矩。电动机停转后,制动转矩消失。第三节三相异步电动机的使用优点:制动平稳,消耗电能少。缺点:需直流电。842.反接制动
改变电动机三相电流的相序,使电动机的旋转磁场反转的方法。
M3~QS运转制动U1V1W1L1L2L3RR第三节三相异步电动机的使用优点:简单,停机迅速。缺点:机械冲击和耗能大。
接电源3根导线对调2根,转速接近零时切断电源。
853.发电反馈制动第三节三相异步电动机的使用
同时,将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。nF转子T
n0n>n0
当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时,旋转磁场产生的电磁转矩作用方向发生变化,由驱动转距变为制动转距。如缆车下坡。86异步电动机笼型:结构简单,价格便宜,维护方便。没有特殊要求,尽量选用笼型。例如:水泵、风机、运输机、压缩机等线饶型:起动转矩大,起动电流小,可平滑调速,但结构复杂,价格高,使用维护不便。用于起动负载大和有一定调速要求的场合。例如:起重机、卷扬机、轧钢机、锻压机等第三节三相异步电动机的使用二、三相异步电动机的选择(一)类型的选择87单相异步电动机(用于只有单相交流电源或需小功率的场合)需正反转:电容分相式单方向转动:罩极式例如:家用电器、医疗器械特种异步电动机直接带动低速机械工作:力矩电动机作为执行元件驱动控制对象:伺服电动机带动机械做直线运动:直线电动机用于特殊要求的场合第三节三相异步电动机的使用88(二)额定功率的选择
功率选得过大不经济,功率选得过小电动机容易因过载而损坏。
应按电动机的三种工作方式选择电动机频率:连续、短时和断续。第三节三相异步电动机的使用满足条件:1.电动机的起动转矩应转子的转速大于起动时的负载转矩;2.电动机的最大转矩应大于被拖机械的最大负载转矩,保证短时过载情况下继续运行;3.电动机的温升不能超过允许值。89
应按电动机的三种工作方式选择电动机频率:连续、短时和断续。1.连续工作制(S1)
对长期运行电动机:所选功率应大于工作机械所需功率。第三节三相异步电动机的使用2.短时工作制(S2)
当电动机在未达热稳定时即行停机,使电动机再度冷却的工作方式。3.断续工作制(S3)一种周期重复短时运行的方式。
对短时或断续运行电动机:所选功率应小于工作机械所需功率。90(三)额定电压的选择
三相电动机都选用额定电压380V,单相电动机选用220V。(四)额定转速的选择
转速高的电动机体积小,价格低。但转速是由生产机械的生产工艺要求决定的,因此全面考虑各种因素,选择合适转速的电动机。通常采用1500r/min的异步电动机(四极)。
所需功率大于100kW时,可采用3000V和6000V的高压电动机。第三节三相异步电动机的使用91(五)结构的选择
根据工作环境的条件选择不同的结构型式。
开启式:在结构上无特殊防护装置,通风散热好,价格便宜,适用于干燥无灰尘的场所。
防护式:可防雨、防铁屑等杂物掉入电机内部,但不能防尘、防潮。适用于灰尘不多且较干燥的场所。
封闭式:外壳严密封闭,能防止潮气和灰尘进入,适用于潮湿、多尘或含酸性气体的场所。
防爆式:整个电机全部密封,适用于有爆炸性气体的场所。如石油、化工和矿井中。第三节三相异步电动机的使用92(六)安装形式的选择卧式:立式:第三节三相异步电动机的使用93三、三相异步电动机的维护第三节三相异步电动机的使用1.起动前检查自学
电动机的正确使用可保证电动机处于良好的运行状态,延长电动机的使用寿命。①新的或长期不用(停用超过3个月)的电动机,使用前都应检查各绕组之间和绕组对地的绝缘电阻,一般电压为380V的三相交流电动机的绝缘电阻应大于0.5MΩ。②核对铭牌所示的电压、频率等与电源是否相符,接法是否正确,功率、转速等是否相符。94第三节三相异步电动机的使用③检查电动机及其传动机构是否灵活,轴承是否有油,安装是否牢固,接地是否可靠。④检查电动机所配保护元件的规格是否与电动机配套,安装是否完好。⑤绕线转子异步电动机还应检查集电环上的电刷接触是否良好,压力是否合适,电刷机构是否灵活、正常。95第三节三相异步电动机的使用2.起动时注意问题自学
①新使用或长期放置过的电动机应先空载运行,然后再带负载投人正常工作。
②在同一线路上的电动机,特别是容量较大的电动机,不允许同时起动。应由大到小逐台动或按操作顺序起动。
③电动机接通电源后,如果不转,应立即切断电源,查明原因,排除故障,才再次起动。禁止带电检查电动机。96第三节三相异步电动机的使用④如果采用减压起动,要注意按操作顺序进行操作。应待电动机转速达到稳定后,再转人正常运行。⑤电动机起动后要观察其旋转方向是否符合要求。应在正式运行前,先测定电动机的转向。如果转向不对,应断开电源。97第三节三相异步电动机的使用3.运行中的监视自学①电动机在运行中应保持通风良好,并经常保持清洁,不允许有水滴、油污或杂物落人机内。②用钳形电流表测量电动机的负载电流,检查三相电流是否平衡或超过允许值。如果三相严重不平衡或超过电动机的额定电流,应立即停机检查,分析原因。③注意各部分温度是否超过允许值,有无不正常的振动和噪声,有无烧焦的气味,有无漏油、冒烟等。第四节单相异步电动机一、电容分相式电动机二、罩极式电动机三、三相异步电动机的单相运行四、单相异步电动机的应用举例991.定义主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。与三相异步电动机相仿,转子一般是笼型的。第四节单相异步电动机概述使用单相交流电源的异步电动机。
2.用途
3.工作原理100
定子绕组通入的是单相交流电,产生的是空间位置不变、大小和方向随时间做正弦变化的脉动磁场。SN
由于脉动磁场不能旋转,电动机不能起动,第四节单相异步电动机
4.特点
常用方法:电容分相式和罩极式两种。
必须采取措施:再产生一个与此脉动磁场频率相同、相位不同、在空间相差一个角度的另一个脉动磁场与其合成。101一、电容分相式电动机iUU1U2V1V2iVC+-u
C的作用:
iU超前iV接近90º,即把单相交流电变为两相交流电,产生两个脉动磁场。第四节单相异步电动机C与V绕组串联后与U绕组并联在电源上φVφU102U1V1两个脉动磁场合成一个旋转磁场450900iViUOU1V1U1V1第四节单相异步电动机103
(2)转子启动后,转速上升到一定数值,利用离心开关将分相电容从电路中断开,脉动磁场产生的脉动转矩能使转子继续转动。电容分相式电动机的运行过程:(1)在旋转磁场作用下,转子顺着一个方向启动。电容分相式电动机也可反向运行:iUU1U2V1V2iVC+-uS
正转:开关S向上扳,C与V绕组串联。
反转:开关S向下扳,C与U绕组串联。洗衣机中的电动机即为此原理。第四节单相异步电动机n104二、罩极式电动机定子绕组鼠笼式转子第四节单相异步电动机短路环
定子作成凸极式,极面上开小槽,嵌入短路铜环,罩住部分磁极。105第四节单相异步电动机
电流i流过定子绕组产生磁通
1,同时另一部分磁通与短路环作用生成磁通
2
。由于短路环中感应电流的阻碍作用,使
2在相位上滞后
1。
这样两个时间上有相位差,空间上相隔一定角度的脉动磁场,使转子继续转动。~~i
1
2定子绕组鼠笼式转子短路环短路环106
单相异步电动机能在单相交流电源上使用,但效率、功率因数和过载能力都较低,因此目前只生产1KW以下的小容量单相异步电动机。
优点:结构简单。缺点:起动转矩较小,正反转不能用开关控制,常用于电风扇、吹风机中。第四节单相异步电动机107
三相异步电动机的单相运行是一种常见故障,必须马上切断电源。第四节单相异步电动机三、三相异步电动机的单相运行
三相异步电动机的定子电路的三根电源线,如果断了一根(如该相的熔断器熔断),就按单相异步电动机分析;
若起动时就断了一根,则只“嗡嗡”响,不能起动,电流很大,会烧毁绕组;
若运行中断了一根,则电动机继续转动,但转速降低,时间长了也会烧毁绕组。1081.电扇调速控制第四节单相异步电动机四、单相异步电动机的应用举例
带调速装置。利用转换开关改变电抗器的抽头。电扇调速控制原理图1092.洗涤电动机控制原理图第四节单相异步电动机
普通洗衣机主要由电动机和定时器组成。电动机采用电容分相式电动机。洗涤电动机控制原理图110第四节单相异步电动机
当选择“强洗”方式时:开关S1闭合,电容C固定接入绕组,电动机单向转动。111第四节单相异步电动机
当选择“标准洗”方式时:开关S2闭合,定时开关S3闭合。
若S4向上扳:电容C接入工作绕组,电动机正转;
若S4向下扳:电容C接入起动绕组,电动机反转。第二节直流电动机的励磁方式和机械特性第一节直流电动机的结构和工作原理第三节直流电动机的使用第五节直流电动机113第五节直流电动机直流电动机(与三相交流异步电动机相比):
在电车、电气机车、轧钢机、电气机车、起重机械、电力牵引设备以及龙门刨床等方面获得广泛应用。
缺点:结构复杂,价格昂贵,使用、维修要求高。
优点:起动转矩大,调速范围宽,调速平滑,易于控制等。114第五节直流电动机外形和结构示意图两个基本部分:
定子
转子一、直流电动机的结构和工作原理(一)直流电动机的结构115第五节直流电动机1.定子直流电动机静止部分。定子主磁极主磁极铁心励磁绕组(可有多个)换向磁极换向磁极铁心绕组机座:既是外壳,又是磁路的一部分端盖(电刷装置)116第五节直流电动机2.转子(电枢)电枢铁心:表面有许多均匀分布的槽电枢绕组:嵌放在电枢铁心槽内并与换向器相连换向器(整流子):与电枢绕组连,表面压有电刷,与外电路直流电相通转轴、风扇转子直流电动机活动部分。117第五节直流电动机(二)直流电动机的工作原理电刷B电刷A换向片2换向片1电枢线圈主磁极118第五节直流电动机U+–
FF1.转动原理(a)线圈在初始位置IaIaSbNadc电刷A换向片2电枢线圈换向片1电刷B主磁极IaIa
直流电Ia从电刷通入电枢绕组,线圈ab边和cd边在磁场中受到电磁力F的作用。电枢绕组通电后中受力按逆时针方向旋转。左手定则n119第五节直流电动机FF(b)线圈转过1800后
随着电枢的旋转,线圈ab边从N极处转向S极处,换向片1脱离电刷A与电刷B接触,,无论线圈怎样转动,总是N极处线圈中的电流方向向里,电磁力F始终向左。
电磁转矩和方向不变,使电枢能连续按逆时针方向旋转nU+–IaIaIaIaScNdab电刷A换向片1换向片2电刷B主磁极电枢线圈120第五节直流电动机ScNdabU+–电刷A换向片1FF换向片2电刷B主磁极IaIaIaIan
换向器作用:将外部直流电转换成内部的直流电,以保持转矩方向不变电枢线圈121第五节直流电动机CT:转矩常数
:
每极磁通Ia:电枢电流2.电磁转矩
由式可知:直流电动机的电磁转矩T与每极磁通
和电枢电流Ia
的乘积成正比。电磁转矩的方向由
和Ia
的方向决定。
电磁转矩公式为:T=CTIa
电磁转矩是由电枢绕组通入直流电流(电枢电流Ia)后在磁场(磁通)中受力而形成的。122第五节直流电动机3.电枢电动势和电流电枢转动使电枢绕组中的导体不断切割磁力线,因此在线圈中产生感应电动势E。SbNadcnU+–IaIaIaIa电枢线圈换向片电刷FFEE右手定则
电枢感应电动势E与电枢电流或外加电压方向总是相反,所以称反电势。123第五节直流电动机
直流电动机两电刷间总的电枢电动势公式:Ea=CE
nCE为电动势常数。
为每极磁通。n为电动机转速。
由式可知:直流电动机旋转时,电枢电动势Ea大小与每极磁通
和电动机转速n乘积成正比,其方向与电枢电流相反,起限制电流的作用。124第五节直流电动机直流电动机电枢电流公式:Ra:电枢电阻。
由式可知:电枢电流Ia的大小,不仅与Ua、Ra有关,而且还受到反电动势Ea的制约。直流电动机电枢电路Ua:电枢两端电压。Ea:电动势。
电枢绕组两端电压公式:Ua=Ea+IaRa–RaIaEa+–+UaM125第五节直流电动机
直流电动机的主磁场是由励磁绕组中的励磁电流产生的,励磁方式不同,使电动机具有不同特性。二、直流电动机的励磁方式和机械特性直流电动机按励磁方式不同分为4种。他励电动机并励电动机串励电动机复励电动机126第五节直流电动机电枢绕组
(一)他励电动机:励磁绕组与电枢绕组分别由两个不同的直流电源供电。
1.特性:不受负载影响。它的特性是一条稍微向下倾斜的直线,称为硬特性。
2.适用:要求转速基本不受负载影响、又可在大范围内调速的机械。如龙门刨床、大型车床等。n0nOT机械特性127第五节直流电动机励磁绕组
(二)并励电动机:励磁绕组与电枢绕组并联后由同一个直流电源供电。机械特性比较硬,广泛应用。电枢绕组n0nOT机械特性128第五节直流电动机
(三)串励电动机:励磁绕组与电枢绕组串联后由同一个直流电源供电。1.特性:转速随负载增大而显著下降。称为软特性。起动转矩和过载能力都较大。2.适用:起重设备以及电车、电气机车等。3.注意:不允许在空载或轻载情况下运行;必须与机械负载之间可靠地固定联接。129第五节直流电动机
(四)复励电动机:既有并励绕组,又有串励绕组。
1.特性:兼有并励和串励两方面特点,机械特性介于二者之间。2.适用:轮船、舰艇中的锚机、舵机和城市电车以及起重、采矿等设备。
130第五节直流电动机直流电动机不允许直接起动。对供电电源是很大冲击,会损坏电动机。转速n=0,感应电动势(1)原因
起动时电流大,高达额定电流十几倍起动转矩大。很大的起动电流将产生很大的起动转矩,使被驱动的机械遭受很大冲击力,可能损坏传动机构和生产机械。1.起动三、直流电动机的使用131第五节直流电动机(2)解决办法降低电枢端电压U。使用一个可调压的直流电源专供电枢电路之用,随着转速的升高,电源电压可逐渐升高到额定值。但这种方法只适用于他励电动机。增大电枢电路的电阻Ra。即在电枢电路内串联起动电阻,随着转速的升高将起动电阻逐渐减小到零。(3)注意
1.起动时励磁电路必须可靠连接。不允许开路。
2.工作时也不允许励磁电路开路。132第五节直流电动机2.反转(2)反转的办法
通常是改变电枢电流的方向,即把电枢电路的两条端线互换。(1)反转的种类电磁转矩:T=KT
Ia
改变励磁电流的方向。
改变电枢电流的方向。改变直流电机转向的方法有两种:133第五节直流电动机3.调速用人为的方法改变它的机械特性,使之在一定的负载下获得不同的转速。(2)调速的办法
调速办法有三种:改变电枢电路的电阻Ra,改变磁极磁通Ф,改变电枢电压U。(1)调速的概念直流电动机的转速公式:4.制动
能耗制动、反接制动、发电反馈制动三种办法。第六节伺服电动机一、交流伺服电动机二、直流伺服电动机135
伺服电动机——用在自动控制系统和计算机装置中作为执行元件,用来驱动控制对象,又称执行电机。
功能:接收电信号→输出电动机轴上的角位移或角速度。按电源性质分交流伺服电动机直流伺服电动机分类:第六节伺服电动机136
交流伺服电动机是一种两相交流异步电动机。定子上装有空间互差90
的两个绕组:励磁绕组和控制绕组。
空心杯式转子通常用铝合金或铜合金制成空心的薄壁圆筒,与转轴一起转动,可看成由无数并联的导体组成。(一)结构第六节伺服电动机一、交流伺服电动机
转子有两种:笼型、空心杯式。137励磁绕组控制绕组杯形转子,为了减小转动惯性内定子,为了减小磁路的磁阻空心杯式转子伺服电动机的结构第六节伺服电动机138i1UVi2C+-u2u1-+(二)接线原理图
适当选择C的大小,使i1、i2的相位差接近90
。分相电容励磁绕组控制绕组
同时加交流电源u1、u2时,i1、i2的相位差近于90º,产生两相旋转磁场,转子便能转动起来。u2反相,旋转磁场转向改变,转子便反转。第六节伺服电动机139
(三)机械特性1.转子电阻较大,机械特性软,起动转矩大,因此起动迅速,反应灵敏,稳定运行范围变宽,有利于转速调节。2.u1不变,u2从额定值U2下降时,机械特性曲线近于平行下移。OT
优点:运行平稳,噪音小。缺点:转速变化与控制电压是非线性关系。第六节伺服电动机机械特性曲线140
(四)运行特点1.起动迅速,反应灵敏。
常用于小功率系统中,输出功率一般为0.1~100W。第六节伺服电动机2.停车迅速,不会单相运行。3.稳定运行区和调速范围宽。调节特性曲线141第六节伺服电动机采用永磁式或他励式励磁,结构与直流电动机基本相同。只是为减小转动惯量,电机做得细长些。1.转速控制方式直流伺服电动机的转速由信号电压控制。分类:
由于机械特性线性度好,损耗较小,电枢回路电感较小,响应迅速,所以大多数直流伺服电动机采用电枢控制方法。电枢控制:控制电压加在电枢绕组两端。磁极控制:控制电压加在励磁绕组两端。二、直流伺服电动机142第六节伺服电动机电枢控制方式接线图MU1I1I2U2++––2.转速控制过程控制电压U2加在电枢上,恒定的励磁电压U1加在励磁绕组上(如是永磁式的则不需加励磁电压)。电动机转速正比于电枢电压,电动机转向取决于电枢电压的极性。机械特性方程:当电枢电压Ua为不同数值时,其机械特性曲线和调节特性曲线均是一组平行直线。电枢电压励磁电压143第六节伺服电动机机械特性曲线调节特性曲线电机导线较细。电枢电阻较大,特性曲线斜率较大。但在Ua变化时,斜率不变,机械特性是一组平行直线。负载转矩恒定时,转速与电枢电压成线性关系。调节特性也是一组平行直线。144第六节伺服电动机3.直流伺服电动机与交流的区别
优点:具有线性的机械特性,可在很大范围内平滑地调节转速,起动转矩大,单位容量的体积小,重量轻。
缺点:换向器和电刷的接触可靠性差,产生的火花对无线电有干扰。多用于高精度的自动控制系统及测量装置等设备中。第七节步进电动机一、反应式步进电动机的简化结构和工作原理二、步距角和转速三、小步距角步进电动机146第七节步进电动机
步进电机是利用电磁铁的作用原理,将脉冲信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲,步进电机转动一定角度,带动机械移动一小段距离。特点:
(1)来一个脉冲,转一个角度(或距离)。
(2)控制脉冲频率,可控制电机转速。
(3)改变脉冲顺序,可改变转动方向。种类:励磁式——转子上有励磁线圈。
反应式——转子上没有励磁线圈。应用:各种数控机床、自动绘图仪、机器人等147第七节步进电动机三相反应式步进电动机原理结构图UVWIUIVIW
定子内圆周均匀分布着六个磁极,磁极上有励磁绕组,每两个相对的绕组组成一相。转子有四个齿。定子转子一、反应式步进电动机的简化结构和工作原理148UVWIUIVIW第七节步进电动机三相反应式步进电动机原理结构图按通电顺序不同分:单三拍控制六拍控制双三拍控制定子转子
驱动电源将脉冲信号电压按一定顺序轮流加到定子三相绕组上。149第七节步进电动机三相反应式步进电动机原理结构图“拍”—步进电动机从一相通电换接到另一相通电。
步距角—每一拍使转子在空间转过一个角度。齿距角—转子4个齿间的间距角度,为90°。UVWIUIVIW定子转子150第七节步进电动机(一)单三拍控制
U相绕组通电(V、W相不通电):产生U1、U2轴线方向的磁通,转子总是力图旋转到磁阻最小的位置,故转子必然转到1、3齿与U1、U2
极对齐的位置。
每次只有一相绕组通电。驱动电源为数字信号。3412U1U2W1W2V2V2151第七节步进电动机
当V相通电时:转子会转过30
角,2、4齿和V1、V2
磁极轴线对齐;
当W相通电时:转子再转过30
角,1、3齿和W2、W1
磁极轴线对齐。3412U1U2W1W2V2V21342U1U2W1W2V2V2152
这种工作方式下,三个绕组依次通电,一次为一个循环周期,一个循环周期包括三个工作脉冲,所以称为三相单三拍工作方式。
按UVWU
……的顺序给三相绕组轮流通电,转子便一步一步转动起来。每一拍转过30°(步距角),每个通电循环周期(3拍)转过90°(一个齿距角)。第七节步进电动机153(二)双三拍控制
按U、V
V、W
W、U的顺序给三相绕组轮流通电。每拍有两相绕组同时通电。第七节步进电动机V、W通电3412U1U2W1W2V2V2W、U通电3412U1U2W1W2V2V2U、V通电U1U2W1W2V2V23412154
与单三拍方式相似,双三拍驱动时每个通电循环周期也分为三拍。每拍转子转过30(步距角),一个通电循环周期(3拍)转子转过90
(齿距角)。第七节步进电动机V、W通电3412U1U2W1W2V2V2W、U通电3412U1U2W1W2V2V2U、V通电U1U2W1W2V2V23412155(三)六拍控制
U相绕组首先通电,然后,在U相继续通电的情况下接通V相。按UU、VVV、WWW、U的顺序给三相绕组轮流通电。要获得更精确的控制特性,转角为150。
与单三拍相比,六拍驱动方式的步进角更小,更适用于需要精确定位的控制系统中。第七节步进电动机156
U相通电,转子1、3齿与U1、U2
对齐。
U、V相同时通电,U1、U2
磁极拉住1、3齿,V1、V2
磁极拉住2、4齿,转子转过两个磁拉力平衡时为止,转子转过15
。第七节步进电动机3412U1U2W1W2V2V23412U1U2W1W2V2V2157
V相通电,转子2、4齿与V1、V2
对齐,又转过15
。
V、W相同时通电,W2、W1
磁极拉住1、3齿,V1、V2
磁极拉住2、4齿,转子再转过15
。第七节步进电动机3412U1U2W1W2V2V23412U1U2W1W2V2V2158
三相反应式步进电动机的一个通电循环周期如下:AABBBCC
CA,每个循环周期分为六拍。每拍转子转过15(步距角),一个通电循环周期(6拍)转子转过90
(齿距角)。
与单三拍相比,六拍驱动方式的步进角更小,更适用于需要精确定位的控制系统中。第七节步进电动机
一个通电循环周期:UU、VVV、WW
W、U每个循环周期分为六拍。每拍转子转过15(步距角),一个通电循环周期(6拍)转子转过90
(齿距角)。159二、步距角和转速第七节步进电动机步进电机三种驱动方式的步距角计算公式:—步距角Z—转子齿数m—每个通电循环周期的拍数
实用步进电机的步距角多为3
和1.5
。为了获得小步距角,电机的定子、转子都做成多齿的。160三、小步距角步进电动机第七节步进电动机定子转子
如果步距角为1.5
时,转子表面有40个齿,齿距角是9
;定子仍是6个磁极,但每个磁极表面加工有5个和转子一样的齿。
采用单三拍控制时:
采用六拍控制时:161第七节步进电动机
步进电机工作时,按指令输入的电脉冲不能直接控制步进电机,必须经脉冲分配器按一定规率分配。还要经脉冲放大器具有足够大的功率。再送入步进电机的各相绕组。步进电机优点:步距角或转速不受电源电压波动和负载变化影响,不受环境条件限制。只与脉冲频率成正比,可实现高精度的控制。第七章电动机小结163电动机三相异步电动机单相异步电动机直流电动机伺服电动机一、知识结构图步进电动机164三相异步电动机结构定子:铁心,三相绕组转子:铁心,转子绕组(笼型,绕线型)工作原理旋转磁场:转速,转向,大小转子转动:转速转差率:定义,公式定子E1、I1与转子E2、I2、cosφ2的关系特性机械特性n=f(T)曲线稳定区、不稳定区4个特殊工作点运行特性:三条曲线使用起动:直接起动,降压起动,绕线型起动调速:变极、变频、变转差率调速制动:能耗制动、反接制动、发电反馈制动反转:改变励磁电流方向或电枢电流方向165异步电动机的选择选择类型:笼型,绕线型选择容量:连续、短时、断续选择额定电压:三相,单相,大功率选择额定转速:四级选择外形结构:工作环境三相异步电动机铭牌数据维护166直流电动机结构定子:主磁极,换向磁极,电刷转子:电枢铁心,电枢绕组,换向器励磁方式:4种转动原理电磁原理电枢电动势和电流功率自动平衡过程工作原理机械特性他励和并励电动机:转速基本不变串励电动机:负载大转速下降复励电动机:介于并励和串励之间使用不能直接起动措施2种:降低电压,增大电流起动反转:改变电枢电流方向调速:3种办法制动:能耗、反接2种办法167单向异步电动机伺服电动机交流伺服电动机:特点直流伺服电动机:特点直线异步电动机:特点定义、特点电容分相式电动机:特点罩极式电动机:特点步进电动机反应式步进电动机:小步距角步进电动机:168(一)三相异步电动机的结构和工作原理1.结构:由定子和转子组成,转子又分笼型和线绕型两种。2.原理:定子绕组通入三相交流电流,产生旋转磁场,转子绕组中产生感应电流,在旋转磁场的作用下转动。3.旋转磁场转速:4.转差率:
调换三相电源中的任意两根线可使电动机反转。这是产生电磁转矩的必要条件二、需掌握的知识要点169(二)三相异步电动机的特性1.异步电动机的转矩公式或2.机械特性曲线
稳定区:正常运行时在稳定区,能适应负载变化自动调整转速和转矩
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