机电传动控制4.ppt

1、交流电机的工作原理和特点，本章第四章：要点，了解异步电机的基本结构和工作原理，掌握旋转磁场的机理；掌握异步电动机的机械特性；掌握异步电动机的起动、调速和制动方法；学会用四象限的机械特性来分析电机的运行状态；掌握单相异步电动机的起动方法和工作原理；了解同步电机的结构、工作原理和运行特点；掌握各种异步和同步电机的使用场所。第四章三相异步电动机、感应电动机、同步发电机、同步电动机的结构和工作原理，第一节三相异步电动机的结构和工作原理，第一节三相交流异步电动机的基本结构、转子、定子和三相交流异步电动机第一节三相异步电动机的结构和工作原理，三相交流异步电动机的定子、鼠笼绕组、铜排转子铸铝转子，三相交流异

2、步电动机的结构和工作原理，三相交流异步电动机的转子绕组， 各相的引出线与滑环连接，滑环套在转轴上并与之绝缘，通过电刷与外部电路连接，因此可以在转子电路中串联电阻，以提高电机的运行性能。 第一节三相异步电动机的结构和工作原理，三相交流异步电动机定子绕组的结构，定子铁芯：参与电机磁路嵌入定子线圈定子绕组：三个独立的绕组空间相差120电角度，第一节三相异步电动机的结构和工作原理，第一节三相异步电动机的结构和工作原理，转差率，所以这种电动机称为异步电动机，也称为感应电动机。三相交流电通过定子线圈产生的旋转磁场相当于通过切割转子磁力线在转子电路中产生的感应电流(右手定则)。旋转磁场中电磁力(左手定则)产

3、生的电磁转矩使转子旋转(与旋转磁场方向相同)。第二，工作原理，三相异步电动机的结构和工作原理在第一节中，转子的转速和旋转磁场是不同的，并且正电流方向是：从每相绕组的首端到末端AX；BY；CZ，第一相异步电动机的结构和工作原理，3。旋转磁场的形成。过程分析，3。旋转磁场的形成。旋转磁场的旋转方向，结论：旋转磁场的方向与三相电流的相序一致。3。形成旋转磁场，磁场的旋转方向可以通过切换任意两根导线来改变，ACB，3。磁极数和旋转磁场的转速，3。旋转磁场的形成，结论：如果有P对磁极，磁场的旋转速度为：n0=60f /p，f=50Hz对于p=1，2，3，4，如果它是相电压的倍数，它应该以星形连接。例如，

4、当铭牌标有380/220时，电力线电压在380伏时以星形连接，在220伏时以三角形连接.4.定子绕组线端连接方式，1)型号，如Y90S-4和Y12M-4；在Y112M-4中，“y”代表y系列鼠笼式异步电动机(YR代表绕线异步电动机)，“112”代表电动机的中心高度112毫米，“m”代表中间底座(l代表长底座，s代表短底座)，“4”代表4极电动机，1。第二节三相异步电动机和三相异步电动机的额定值异步电动机、同步电动机、同步发电机、DC电动机、DC发电机、汽轮发电机、测功机、潜水泵、纺织电动机、交流换向器电动机产品代码YTTFZFQFSCQFH，2)额定功率PN:额定条件下电机轴上的机械功率输出；

5、3)额定电压UN:额定条件下施加于定子绕组的线电压值；4)额定频率f:额定条件下定子施加电压的频率；5)额定电流IN:额定条件下定子的线路电流值；6)额定速度nN:额定条件下电机的速度；7)温升(或绝缘等级)。第二节三相异步电动机的额定值和其他额定值是根据上述数据计算的：1)额定功率因数cosN:额定频率下定子相电流与相电压相位差的余弦cosN、额定电压和电机轴上的额定功率输出。2)额定效率：电机轴上额定频率、额定电压和额定功率输出下的机械功率输出与输入电功率之比，其表达式为：3)额定负载转矩TN:电机以额定速度输出额定功率时电机轴上的负载转矩。TN=9550PN/nN (PN kw)，第3节

6、三相异步电动机的转矩和机械特性，单相和三相异步电动机的转矩，DC电动机：讨论：1)当cos2=1时，纯阻性负载，I2和E2方向相同；2)当cos21为21时，可以认为此时线圈中的电流为I2=i2cos23)当cos2=0时，纯感性负载，T=0。2.机械特性表达式1)物理表达式2)参数表达式3。三相异步电动机的转矩和机械特性。机械特性表达式2。讨论：当S0，n=(1-S)n0=n0时，这是一个理想的空载速度。当s小时，t近似与s成线性关系；当s较大时，转矩随着转速的降低而减小。最大扭矩Tmax=KU12/2X 20；临界滑移sm=R2 /X20。3)实用表达：2。机械特性表达式，第3节三相异步电

7、动机的转矩和机械特性，第5节三相异步电动机的转矩和机械特性，以及在定子和转子电路中没有任何串联电阻或电抗的情况下，在UN和fN下异步电动机的机械特性称为固有(自然)机械特性。3。固有机械特性，四个特殊点：理想空载工作点：T0、nn0、s0；第三节三相异步电动机的转矩和机械特性，2)额定工作点：空载工作点，额定工作点，PN(瓦特)，3)临界工作点：tt最大值，nnm，(SS m)，最大转矩Tmax=KU12/2X 20；临界滑移sm=R2 /X20。三相异步电动机的临界工作点、转矩和机械特性见第3节，第4节)起始工作点：TTST(S1)n0；开始工作点、和人工机械特性。根据上述公式，通过改变定子

8、电压U1、定子电路的串联电阻或电抗、转子电路的串联电阻或电抗以及定子电源的频率f1，可以得到异步电动机的人工机械特性。在第三节中，三相异步电动机的转矩和机械特性，tmax=ku12/2x20sm=R2/x20，n0=60f/p，1。电源电压降低时的人工机械特性随着电压的降低而变小且不变；特征：n0=60f /p不变；在第三节，三相异步电动机的转矩和机械特性，2、定子回路与电阻或电抗连接时的人工特性， n0=60f /p的特性不变；不变；变小；减少。第三节三相异步电动机的转矩和机械特性，n0=60f /p当f变小时，n0变小；3。当改变定子电源的频率时，人工特性不变，特性为：第三节，三相异步电动

9、机的转矩和机械特性sm=R2 /X20变小；在第三节中，三相异步电动机的转矩和机械特性通常是恒定的，也就是说，当它们改变时它们也改变。(1)通过可变电压和频率转换将速度调节到基频(额定频率)以下。在第三季度，三相异步电动机的转矩和机械特性随着它们的降低而增加。当铁芯饱和时，需要很大的励磁电流，这会导致电机绕组中电流过大，导致电机过热甚至烧毁。增加，减少，因为，同时，减少，并且电动机过载能力降低，这不利于电动机的正常运行。在第三部分，三相异步电动机的转矩和机械特性保持不变。因此，氮越高、越高、越弱，温度就越小。(2)恒压弱磁调速高于基频(额定频率)。(4)转子电路串联电阻的人为特性是比固有特性更

10、软的曲线。特征：n0=60f /p不变；不变，更大；变大。第三节三相异步电动机的转矩和机械特性，TST TL，起动转矩越大越好；起动电流IST越小越好，一般IST (4-7)英寸；开始平滑以减少对机器的影响；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；其中，前两项是衡量电机起动性能的主要技术指标。第四节，三相异步电动机的起动特性，首先，电动机起动的主要要求；起动电流大，起动转矩小。2 .异步电动机的起动特性。4 .三相异步电动机的起动特性。特点：直流起动电流大，功率因数低，起动转矩小。3.鼠笼式异步电动机的启动方式：(1)全电压直接启动(2)降压启动(4)三相异步电动机的启动特

11、性(1)直接启动(全电压启动)电动机的定子绕组通过闸刀开关直接连接到电源，并在额定电压下启动。特点：控制电路简单；维护工作量低；大启动电流；用途：用于启动中小型异步电动机。第四节三相异步电动机的起动特性，直接起动条件：当独立变压器供电时，电动机频繁起动，电动机功率小于变压器容量20，电动机不频繁起动，电动机功率小于变压器30。没有独立的变压器供电(即与照明共用电源):电机经常启动，如果满足以下关系，可以直接启动。第六节三相异步电动机的启动特性。2.降压启动开始时降低电压，当速度接近额定值时返回额定电压。适用于起动时的小负载转矩，如轻负载或空载。常用的降压起动方法：1)定子串联电阻或电抗器降压起

12、动2)Y降压起动3)自耦变压器起动，第四节三相异步电动机起动特性，特点：1)定子回路串联电阻或电抗器降压起动，第四节三相异步电动机起动特性，起动转矩小，适用于轻载或空载场合。电阻器消耗大量能量，不适合频繁启动的场合，而且电抗器成本太高。起动时，定子绕组连接成Y形。当速度接近额定速度时，定子绕组连接成形，电机进入正常运行。2) Y降压启动，优点：设备简单经济；低启动电流；缺点：起动转矩小；启动电压不能根据实际需要进行调整。用途：空载或轻载启动且运行正常时，定子绕组第四节三相异步电动机的起动特性，星形三角起动电流和起动转矩：第四节三相异步电动机的起动特性，单相绕组的UL电源电压Z阻抗，ISTY=I

13、ST/3，ISTY=IST/3，TSTY=TST/3，TSTY=TST/3，3)自耦变压器起动，起动原理：U 1/U 2=N 1/N 2=1/K，I 1/I 2=K，K1，第四节三相异步电动机的起动特性。 特点：与Y自耦变压器起动相比：1)K可调，因此起动电压和起动转矩可以通过不同的抽头来调节，具有调节灵活的优点。 2)启动设备笨重、昂贵且难以维护。应用：通常只用于启动大型和特殊用途的电机。第四节三相异步电动机的起动特性，第四节绕线式异步电动机的起动方法，第四节三相异步电动机、鼠笼式异步电动机的起动特性：起动转矩小，起动电流大，不能满足某些生产机械高起动转矩、低起动电流的要求。线绕异步电动机：

14、它能串联转子回路中的电阻，具有较大的起动转矩和较小的起动电流，具有较好的起动特性。应用：启动大功率电机。采用逐步切断起动阻力的方法，主要是为了使电机在整个起动过程中保持较大的加速转矩。1。转子回路的多级电阻启动，第4、2节三相异步电动机的启动特性。串联频敏变阻器启动，工作原理：涡流损耗等于电阻r和Rf22，另一个电感为X f2。频率敏感变阻器相当于电阻r和电抗X的并联电路.第四节三相异步电动机的起动特性，起动时阻抗大，起动电流小，起动转矩大；f2阻力矩；当达到额定速度时，f2的较小阻抗约为0，电机正常运行。特点：自动平稳调节起动电流和起动转矩；结构简单，运行可靠，无需频繁维护；低功率因数限制了

15、起动扭矩的增加。它不能用作调速电阻。用途：用于起动无调速要求、起动转矩要求不高、经常前后运行的绕线式异步电动机。广泛应用于冶金、化工等传动设备。在第四节三相异步电动机的起动特性中，我们知道在一定的负载下，如果要得到不同的转速n，可以改变T max、s m、f和p四个参数。因此，三相异步电动机有以下四种调速方法：电压调节、变极对数调速、变频调速和转子回路串联电阻调速。从异步电动机的转矩和转速公式来看，第5节三相异步电动机的调速特性，1。电压调节和速度调节，特性：n0=60f /p不变，Sm不变，TST和Tmax减小；可以实现无级调速；对于恒定扭矩负载，d较小，而对于呼吸机负载，d较大。第5节，三

16、相异步电动机的调速特性，2、转子回路串联电阻调速，特性：n0，Tmax不变，Sm随R2增大；步进调速，负载大，调速范围宽；负载小，速度范围小，相对稳定性差；适用于绕线式异步电动机，设备简单，其启动电阻也可作为调速电阻。用途：用于反复短期运行的生产机械。例如，在起重和运输设备中。第五节三相异步电动机的调速特性。3.改变磁极对数的速度调节。磁极对数P的变化取决于电机定子绕组的结构和接线。通过改变定子绕组的连接，可以改变电机的极数。第五节：三相异步电动机的调速特性。特点：虽然多速电机体积稍大，价格较高，但只能分阶段调速，但由于其结构简单、效率高、特性好，调速所需的附加设备较少，因此广泛应用于机电一体化，特性：n0=60f /p，f减小，n0减小，Sm增大，U/f=常数，Tm保持不变；无级调速，d更大；需要一个变频器。第五节：三相异步电动机的调速特性；第6节：三相异步电动机的制动特性。制动：从某一稳定速度开始减速以停止或限制势能负