机电传动控制_交流电机的工作原理及特性-PPT

1、三相异步电动机的 三相异步电动机的 三相异步电动 三相异步 三相异步1轴承盖3接线盒5定子铁心7转轴9风扇HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相异步电机的旋转磁场三相交流电勺结构和工作原理N-S主磁3异步n0(5.1)图56(a)定子绕组写嗜源的连拶工作原理勺结构和工作原理HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相异步电机旋转磁场的产HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相异步电机旋转磁场的产定子三相绕组通入 相交流电（星形联勺结构和工作原理sint(八勺结构和工作原理()电流出/J冬加工才大早HEFEI UNIVERSI

2、TY OF TECHNOLOGY三相异步电机旋转磁场的产IBIC-勺结构和工作原理r?K/2 ijTN* /勺结构和工作原理（顺时旋转流定子绕组（逆时旋转勺结构和工作原理勺结构和工作原理冬魚工哎丸.冬 二相异步电动HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY旋转磁场的极对数p 若定子每相绕组由之间互差60,将形Z A磁场的极对数决定旋转磁场的P=1时n 0 60 f 1频率：f =7兀二相异步电动勺结构和工作原理= 1500 （转/分）2勺结构和工作原理三相异步电机旋转磁场的极对z旋转速度t = 0ZB 二一iB（5.5）ic =一2 iA = b =+ ic =-兀 磁场转了

3、 90度n0r/minfHz p 极对数（p=1、2、3.）冬砲工尸萨火冬二相异步电动&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 三相异步电机旋转磁场的极对数旋转磁场转速（同 步转速）勺结构和工作原理S七二尸eP = 3-1500 no = 10001480n 沁 980r / min冬魚工哎丸.冬 二相异步电动HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相异步电机旋转磁场的极对数极对数每个电j 磁场转过琰500 （转/分）1000 （转/分）丄切N* /HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGYn转差率s由前面分析可知，电动 旋转的方

4、向一致，但 磁场的转速相等，如果：n = n二转勺结构和工作原理和电动机转子转速之差与 比称为转差率。冬甌工我火冬 二相异步电动 例题1转差率N* /J 庆 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例1: 一台三相异步电动 n=975 r/min, 极对数和额定负载解：根据异步速的於7包工尸萨火冬 二相异步电动HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY定子绕组连接方式压。火线与火线之间压为汩勺1.73倍。勺结构和工作原理电压。女口：日常用 电压为380V,相电压为电压叫线电压，线电压的大小为B冬甌工童久號HEFEI UNIVERSITY OF TECHNO

5、LOGY例题2定子绕组连接方式例41电源线电压为30 V*现衣執电场机JIW数据如正今選1 於我 r辻流35. 1 A,二相异步电动，的结构和工作原理认滙择疋作组的连接方云。Y90S-4.功率 1. 1 kW. 转速1400 r/inin,功率冈数Y112M-h功喀6转速1440 r/min,功率必 解(1) Y90金購猷 Y112K1、注 r ?_;丿 I 丄PM法、A/滋.、电斥:连辜严二机应Y)17(a)J?机应按成馆形 SX20cos2 Q1s较大时R2 sX2o1cos血 xN* /J 庆 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY冬胞工咁久冬 二相异步电动I2、c

6、os 02随S变化曲 转子绕组的感应电流 i= E勺定子和转子电路s It cos 血 T)转子转动时，转 子电路中的各物理量均 与转差率s有关，即与 转速n有关。2 R；+X 2 转子电路的功率因数密- * -HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例题3有一台三相四极的异步电动 其额定技术数据为Pn=90 率f=50Hz,额定转差率 ，转子每相绕线匝数N2 0.023Wb,试求：(l)定子每相 转子每相绕组开额定车解(1)Ei=4.(2)转子纟 绕组电动:7兀二相异步电动勺定子和转子电路场的每极磁j 感应电动时车 =444 时，转子电路 2=fi=50Hz,故色y $2

7、0=4.44$% p=444fN2 p=4.44X50X20X0.023=102V E2Ng=SNE2N=4E2N。023 = 1634V2=0，转子转速n=0,转子么每相绕组的感应电动势(即X50Hz=1.43Hz2N2 p =4.44X1.43X20X0.023=2.9V勺定子和转子电路电动机在额定转速妙转子电2N；一 =242.5A0.04 x 20屣 工大芋HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例题4有一台三相四极的异步 其额定技术数据为nN=1440r 电源频率石=50Hz, E20= 试求：电动机的同步0.0224401500=0.0450Hz=2Hz込乔=与

8、电II 旋转磁场 吉构有关每极磁勺转矩与机械特性T x 中,12 ,cos 妙2活沁怒 -*-J 夕 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY冬砲工尸萨火冬二相异步电动转矩公式COS 02 =勺转矩与机械特性冬砲工尸萨火冬二相异步电动转矩公式勺转矩与机械特性函数。从而改变转矩活沁怒 -*-HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 固有机械特性n勺转矩与机械特性06 0.015)(0.940985)n0动工作点丁少=0月=1)临界工作点 (T=Tmax，S=Sm) dT/dS=OSm=R2/X20 Tmax=KU2/(2X。)NSSm=R2/X20o勺转矩

9、与机械特性jL + Sm、I Sm S 丿/*屣 工大芋HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY一=1.01.2矩-转差率实用公式 max代入5口=只2风20化简得令.dT令.d ST = Tmax，n=nm (S =-电机带动最大负载的能力。2 X 20转子轴上机械专矩72不能大于Aax，否则将活沁怒 -*-J 夕 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY勺转矩与机械特性线式电现调速。机严重过热而烧坏。冬胞工我丸址二相异步电动umax仏=K衣(1) Tnax * U1，U1”当3 定时，Tmax为定值 Sm与R2有关，R Sm nJ,。绕 机改变转子附

10、加电阻阻 ”载系数为2.2工作时必须使L T2电机能启动，否则不能启动。启动能力K st = TTn冬砲工尸萨火冬 二相异步电动&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 三个重要转矩额定转矩 电动机在额定负载时的tn=9550 - 冬魚工哎丸.冬 二相异步电动HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三个重要转矩最大转矩电机带动最大负载的能T = K sR2、UR；令：dTn转矩与机械特性+ （sX ；0）2:d S勺转矩与机械特性为定N载系数为(1) Tmax * U1, U当U1 一定时 与R2 机改变转max，否则电机将停转。 电机严重过热而烧坏

11、。冬魚工哎丸.冬二相异步电动丄y HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 三个重要转矩启动转矩-启动时n= 0时，s =1附Tst=T勺转矩与机械特性Tt体现了电动机带 使载启动的能力。若Tst T2电机能启动，否则不能启动。冬魚工哎丸.冬 二相异步电动HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 人为机械特性一一降低电源八nT U v U U U勺转矩与机械特性T =K20、动机的影响：过载能力下降，负载 乞上升。从机械特性物理表达式进行分析：因为电 转矩不变的情况下，将使电动机 ，所以转子电流增加。转速下降，转置率冬魚工哎丸.冬 二相异步电动HEFEI

12、 UNIVERSITY OF TECHNOLOGY人为机械特性一一降低电源勺转矩与机械特性:泸2。 亲K品 1. T0、 S（5.32 ）0I后特性变化的特点 m不变；max大大减小，对u敏感;人为特性4.人不变下，Sflf温度升高。冬魚工哎丸.冬 二相异步电动&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 人为机械特性定子电路勺转矩与机械特性减小（同降压 max下降相比；特性变软；4, 25 定子电抗时叔为机械蜚冬魚工哎丸.冬 二相异步电动HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY人为机械特性改变定子电源频率勺转矩与机械特性26 改变宦二时嚥浜）少巧 J

13、/ / 鼻 CTmax = CTst X1/fTsQ 八公随着频率的降低，理想空载转速只能在电 源额定频率以下调节；转速n。减小，临界转差率Sm减小，启动转矩 Tst增大，最大转矩Tmax不变.冷* /勺转矩与机械特性 阻（绕线（55）（5.31）二 Cmax冬砲工尸萨火冬二相异步电动N 如- * /7 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY负载变化引起相应物理量的勺转矩与机械特性TlT竺达到新的平彳衡电动整，3自适应负载能 的重要特点/操作者加电动机区别于其它动力机械 机当负载增加时，必须由 动新的负载）。=R1 T 二心 t=Tst t冬砲工尸萨火冬 二相异步电动HE

14、FEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY机械特性与电路参数的关系-勺转矩与机械特性子电阻S:S - R2X 20勺转矩与机械特性软特性 小（血大）机械特性硬度硬特性：负载变化时，转速变 软特性：负载增加转扌动特性好躅小nAX4.5.对电动机启动的要求: 1有足够大的启动转 2在满足启动转4HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY中小型鼠笼式电机启动电流 电动机的启动转矩为额定转原因：启动时n = 0感应电势线速度很大。成热量积累二电机过热 1降低影响其他负载工作l.TT2 +(SX20 )220=(0.8 1.5)TN12st =C 7)/n动机的启动特性(

15、Y-动机的启动特性鼠笼式直接启动（全压启率孕压器容量的20% 与民用共用电源时经验公式 L源总容量 电动机功率（5.35）鼠笼式直接启动（全压启满足式心.囲）的0/故允65亠如 接川动?例42台要求经常卅动的從果供电变压器（电源）容量为560Q 同样的人/人值，功率为多大解 根据式（仁歸）瓶I鼠笼式串电阻或电抗降压的降压启动图5.，只 载启动。消耗能量大，不适 合经常启动的电动 机。冬胞工燈火冬二相二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY鼠笼式Y- 降压启动用正常工作式为三角形接线电机 以上，额定电压!/31Y-降压、接线。）冬甌工我火冬二相丫- A启动器接线简图静倉HE

16、FEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY它Fw.三相动机的启动特性7W诙勺w亠HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(a)仅适用于正常运行为形联结的i辎变压器降压启费(a电路原理图压器体积 价格高。不能 应用于经平繁启动 电机。直接（全压）启动定子电路串电限或电抗器降压弟动时才可满足KQO. 56和变压器的降压比为叙例4.3 冇台拖动空气压缩机的 r/miiif Jn 动电流 J#t 5* 5/N , Jn 动转 0. 97,电网允许电动机的启动解 按翌求川动转矩的和HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY绕线式逐级切除启动电若局选得适

17、当，车 降低起动电流，常用于要求4 nno三相，电动机的启动特性R2U1R+X 202三相:电动机的启动特性HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例 5 台 Y225M 绕组型联结，其额定 nN=1480r/min, UN= 0.88, Ist/IN=7.0,1)额定电流/N?3)叙衣淨 cos 洙二求：定转差率Sn? 动转矩厂st?45 x 103 =84.2 A380 x 0.88 x 0.923maxHEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY2)由nN=1480r/min n 0 - 1500 r /HEFEI UNIVERSITY OF TECH

18、NOLOGY例6:在上例中（1）如果负载 试问在u=u和u=o.否启动？（2）采求启动电流和启动转尖 80%和50%时，电 解：（1冬胞工燈火冬二相&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (2) Ist a=7In=7x84.2=5894_ 1 _ 1d=竺 1可以启动4 x 50%14521 stY - 3 1 st -5变极对数调速电动机类型无级個速通凤机，恒转距无级凋速通凤机，恒转矩无级调速恒转矩*恒功寧较少滑兼电动机绕线电动机笼电电动机HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 反馈制动当电动机转子的转 旋转磁场产生的电磁三相:电动机的制动特性t磁场的转速时， 向发生变化，由驱 动状态，同时 送给电网Ilk转子r Wyzm/*屣 工大芋HEFEI UNTVERSHYOF TECHNOLOGY同、转向 圆形旋转磁场两个转帀no脉动磁场的特点：1启动转矩为02在外力矩作用下能加速