第19章电磁与电动器件_第1页
第19章电磁与电动器件_第2页
第19章电磁与电动器件_第3页
第19章电磁与电动器件_第4页
第19章电磁与电动器件_第5页
已阅读5页,还剩54页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、第十九章 电磁与电动器件器件篇器件篇教学要求教学要求:19-1 电磁感应与变压器19-2 三相异步电动机19-3 单相异步电动机19-1 电磁感应与变压器l磁路问题是局限于一定路径内的磁场问题,因此磁场的各个基本物理量也适合磁路。B、H、 l磁路主要是由具有良好导磁能力的材料构成。l磁路与电路往往是相关联的,因此我们也要研究磁路和电路磁路和电路的关系及磁和电磁和电的关系。l定性分析l作为应用实例讨论变压器变压器一 磁场及基本定律磁路:磁通集中的局部空间磁路:磁通集中的局部空间励磁电流空气隙空气隙铁芯主磁通经过铁芯、空主磁通经过铁芯、空气气隙而形成的闭合气气隙而形成的闭合通路为磁路通路为磁路漏磁

2、通漏磁通 :散布在外的磁通:散布在外的磁通主磁通主磁通 :集中的磁通:集中的磁通线圈Niu_+螺螺线线管管磁磁场场录: i 磁化磁带放: e i录音机1 磁场及分布2 磁场基本概念是计算磁场所用的物理量。是计算磁场所用的物理量。4 电磁感应定律Niu_+对于一般环路:对于线圈:3 安培环路定律Fm=NI 磁通势二 导磁材料的基本特征1 高导磁性2 导磁非线性3 磁饱和性4 磁滞性和磁滞损耗(Ph)5 导电性和涡流损耗(Pe)Ph=Kh fBma a三 交流磁路与交流铁心的损耗1 恒磁通特性达到电平衡。 iNu_ _+e+_忽略R, N一定一定,f 一定一定,当当U 一定时,一定时, m 一定一

3、定则有 电流I为非正弦 bbbcccdddeeeaaa2 铁心损耗(1) 磁滞损耗Ph(2) 涡流损耗Pe(3) 铁芯损耗-铁损PFePFe =P h + Pe四 直流磁路 INI 不变1 对电路无影响U一定 I一定(由于线圈做好后,R一定),N一定2 Fm=IN恒定U_ _+五 磁路特点材料一样、面积一样磁路是由若干段均匀磁场组合而成。- - 磁阻iu_+N第k段磁路:-磁路欧姆定律 磁通势iu_+N例 交流电磁铁通电瞬间: 通电后(吸合后):所以吸合后:所以 交流不适合动作频繁的机构。衔铁长时间受阻线圈就会烧毁。Niu_+(牛顿)例 直流电磁铁通电前瞬间: 通电后(吸合后):所以吸合后:所

4、以 直流电磁铁动作平稳,适合动作频繁的机构。I HB省电IU_+( (牛顿牛顿) )N六 变压器ZL1 工作原理 理想变压器(忽略损耗、磁饱和、漏磁通)P1= P 2i2N2i2 u1 i1i1N1 为合成磁通 SN1 1243N2 u1- -+ e1 +- - i1 原绕组(一次绕组)副绕组(二次绕组)e2 +- -u2- -+i2 ZLSN1 1243N2 u1- -+ e1 +- - i1 原边(一次绕组)副边(二次绕组)(二次绕组)e2 +- -u2- -+i22 变压比(电压变换)3. . 变流比磁势平衡方程式:其相量形式: 变压器中电流的大小由负载确定4. 阻抗比_+ 通过变压器的

5、变换阻抗的作用,可实现“阻抗匹配”_+_+ 一正弦信号源的电动势US = 50V,RS=1000W W,负载电阻40W W, 0.6W。举例举例(1) 负载若直接与信号源连接PL=I12RLP = 0.0925W_+(2) 通过变压器将信号源与负载连在一起_+ US = 50V,RS=1000W W,负载电阻40W W, 0.6W.举例举例(2) 通过变压器将信号源与负载连在一起i) 若 Ku=10则 RL*=100 RL=4RSPL = 0.4Wii) 若Ku=100, 则 RL*=1002 RL PL=0.0062W则 RL*= RS 阻抗匹配Ku若Pmax_+_+5 变压器的额定值(1)

6、 额定电流I1N、 I2N :长期通过的最大电流(2) 额定电压U1N : 在额定运行条件下,原绕组正常(3) 额定容量SN : SN =INUNSN表征变压器的传输能力变压器没有额定功率额定电压 U2N :在U1N条件下, 副绕组的空载电压。工作电压受铁心饱和度的限制。配置变压器S!6 变压器的运行特性(1) 功率与效率 P1=P2+PFe+PCu 副绕组开路 功率U1=U1N时,一次侧功率为铁损 副绕组短路I2=I2N,一次侧功率为满载下的铜损铁损可看为常数(2) U2随负载I2的增大而降低 效率PCu=PFe时, max 一个40kVA的单相变压器,副绕组开路,一次侧的输入功率为2kW,

7、当副绕组短路,满载下的功率为4kW,计算下列条件下变压器的效率。(1) 满载 ,cos 2 =1 (2) 50%负载, cos 2 =0.8 (滞后)解: PFe=2kW, PCu= 4kW (满负荷)(1) cos 2 =1 P2 = 40 1=40kW(2) cos 2 =0.8 P2 = 40 0.5 0.8 =16kWPCu= 0.5 2 4=1kWX2 4=2X=0.707当负载为满载的70.7%时,变压器的 max设 max时的负载为满载的 X此时 PCu=PFe=2kW?负载为多大时,变压器的效率最高?19-2 三相异步电动机电动机直流交流单相三相异步机同步机电机发电机电动机电能

8、 )(机械能机械能 )(电能鼠笼式绕线式按相数按转子结构按输入电能形式按内部磁场与轴转速的关系定子铁心定子绕组转子接线盒机座:铁心: 由互相绝缘的硅钢组成铸铁或铸钢制成绕组: 线圈的复杂组合 对称的三相绕组接线盒一、定子与转子结构1 定子“”型连接“Y” 型连接W1U1V1V2W2U2电源W1U1V1V2W2U2电源W1U1V1V2W2U2U1V1W1U2V2W2轴:绕组: 带动机械负载 转动,输出机械能铁心:产生感应电流绕线式绕线式2 转子圆柱型,表面有槽鼠笼式鼠笼式 由互相绝缘的硅钢组成二、三相异步电动机的工作原理闭合,产生闭合,产生 i产生产生 F = Bli在在T = Fr 作用下转子

9、旋转,转动方向作用下转子旋转,转动方向与磁场旋转的方向相同。与磁场旋转的方向相同。切割磁力线切割磁力线 e = BlvSN n1FnF1 工作原理二、三相异步电动机的工作原理U1W2W1V2V1U22 旋转磁场(1) 旋转磁场的产生 iA = Im sinw wtiB = Im sin (w wt - -120 )iC = Im sin (w wt + +120 )iiBiCiA0NSU1W2W1U2V2V1NSU1U2W2W1V2V1NS旋转旋转大小不变大小不变 合成磁场合成磁场(2) 旋转磁场的转向 旋转磁场的旋转方向与对称三相电流的相序一致U1U2W2W1V2V1iiBiCiA0(iA)

10、(iB)(iC)n1怎样实现电动机的反向旋转(逆时针方向)?任意两接线端倒位(3) 旋转磁场的同步转速 n1 n1决定于磁场的极数 极数与三相绕组的安排有关 当磁极对数 p=1时,n1= 60f1?U1U2U1 /U2 /V1V2V1 /V2 /W1W2W1 /W2/串联:并联:U1U2U1 /U2 /V1V2V1 /V2 /W1W2W1 /W2/NSNSSSNN 当磁极对数 p=2时n1,n1= 60f1/2 n1与磁极对数 p 的关系 iiBiCiA03 三相异步电动机的转速n与转差率s1) n n12) 转差率特点: 启动 或 堵转 (电机卡住 )n = 0 理想状态 (没有摩擦 )n

11、= n1 s=0 一般情况n 从从 0 n1, s 从从 1 0s = 14 反转U1U2W2W1V2V1iiBiCiA0实现电动机的反向旋转(逆时针方向): :任意将三相电源的两根线对调位置(如对调B、C两相、对调A、C两相、对调A、B两相),即可使电动机反转。(iA)(iB)(iC)n1三、电磁转矩T与转速的关系U1 n1 v E2 I2 F T n电磁转矩电磁转矩 n=0 s=1 f2 = f1 E20=4.44f1N2 mE2 = sE201 T与s有着直接的关系 s 很小 0, T ss 很大 ,T 1/1/s0Ts1 最大转矩 起动转矩TstTm 额定转矩 TNscsN临界转差率额

12、定转差率2 T U1,并与R2有关U1U10TsR 2R 20TsE2 = sE203 异步电动机的机械特性n=f (T2)T2=T - - T0忽略T0 ,所以有 n =f (T )0T s1n0n1TstTm0n1nT只有TL= T ,电动机才能拖动负载运行。90 四、工作特点机械特性曲线 n=f(T)TstTm0n1nTTLAB1 运行工作点T =TL 达到力学平衡(A、B 两点两点)2 工作点的稳定性A点为稳定点B点为不稳定点为不稳定区为稳定区TLn 很小,s只有5%左右,称其具有硬特性则则n1 =?若若nN = 960 r/min,( n1 =1000 r/min )?ncTstTm

13、机械特性曲线 n=f(T)0n1nT3 额定工作点1) 额定转矩TN电动机轴上输出的机械功率2) 额定转速nN3) 额定功率PNT : N.m P : kW n : r/min4) 机械过载能力一般一般1.8 2.25) 起动能力一般一般 1.4 2.2TNnN4 电源电压对电磁转矩T 的影响0Tnn1U1n10TnT U12T与与R2有关有关5 转子电阻对电磁转矩T的影响五 铭牌数据类型代号类型代号 结构结构 - - 极数极数PN:电动机工作在额定条电动机工作在额定条件下输出的机械功率件下输出的机械功率工作频率工作频率 f1N定子绕组上应加的线电压定子绕组上应加的线电压UNnN:380V/2

14、20V10A/17.3AY/ /定子绕组的线电流定子绕组的线电流INTN nN = 9550 PN TN其他技术数据:其他技术数据:Tst /TNTm /TNIst /IN六 起动1. 全压起动 ( (直接起动直接起动) ) 用于2030kW电动机2. 降压起动2 降压起动(1) (1) “- -”换接起动法 (2) 自耦降压起动1) 起动补偿器2) 抽头k =0.8、0.6或或0.4电动机电动机电源电源根据对起动转矩的要求选用3) (3) 软起动法1) 限流起动模式2) 限压起动模式电动机按用户期望的起动特性完成起动过程软起动器软起动器M3UVWL1L2L3ILIm1Im2It0Ut0UNU

15、0t13 绕线型电动机的起动方法0Tnn1 适用起动转矩较大的生产机械起重机例如: 起重机七 调速在同一负载下得到不同的转速。人为改变电动机的机械特性 改变电源频率f1、极对数p、转差率s1. 变磁极对数调速NSNSU1U2U1U2U1U2p=2p=1NSU1U2特点: 有级调速p = 1 p = 2, p = 2 p = 4 主要用于调速范围大的地方2. 变转差率 s 调速 R2I2N, 适用于绕线型电动机适用于绕线型电动机R 2R 20Tnn13 变频调速1) 恒磁通- -+ + f = 50= 50HzHz逆逆变变器器3 M整整流流器器T不变f 可变可变 ( (恒转矩恒转矩-T 不变不变)2) 恒功率P2 不变 无级调速无级调速, , 便于自动控制便于自动控制 节能节能变频调速特点:机械特性变软机械特性变软机械特性相互平行机械特性相互平行19-3 单相异步电动机l单相异步电动机结构由单相电源供电的异步电动机1 定子绕组:一个或多个绕组2 转子绕组:鼠笼式一、一、电容分相起动电动机绕组W2绕组W190w w t0i45i1i2W1W2W1W2W1W2w w t = 0w w t = 45w w t = 90 两相旋转磁场的产生19-3 单相

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论