新章八章电动机

新章八章电动机第1页，共26页，2023年，2月20日，星期六电源电动机能量形势转换、传递机械负荷输出电功率输出机械功率outinPPP+=损耗电动机将电能转换成机械能,并完成能量的传递电源电动机电风扇380V,50Hz第2页，共26页，2023年，2月20日，星期六§15-5三相异步电动机结构机座：铁心：由互相绝缘的硅钢组成铸铁或铸钢制成绕组：一、定子

线圈的复杂组合

对称的三相绕组接线盒第3页，共26页，2023年，2月20日，星期六“△”型连接“Y”型连接U1W1V1W2V2U2电源U1W1V1W2V2U2电源U1W1V1W2V2U2第4页，共26页，2023年，2月20日，星期六二、转子轴：绕组：带动机械负载转动，输出机械能铁心：由互相绝缘的硅钢组成圆柱型，表面有槽产生感应电流鼠笼式绕线式第5页，共26页，2023年，2月20日，星期六闭合，产生

i（右手定则）产生

F=Bli（左手定则）在T=F·r

作用下转子旋转，转动方向与磁场旋转的方向相同。切割磁力线

e=BlvSN

n§15-6三相异步电动机转动原理F一、工作原理n1Fvn

n1,n<n1磁场转速电动机转速第6页，共26页，2023年，2月20日，星期六三相异步电动机转动原理U1W2W1V2V1U2二、旋转磁场1.旋转磁场的产生U:iL1=ImsinωtV:iL2=Imsin(ωt-1200)W:iL3=Imsin(ωt+1200)120120120NSU1W2W1U2V2V1NSU1U2W2W1V2V1NS旋转大小不变

合成磁场i3i1i2ωti06090首端“1”流入——正方向第7页，共26页，2023年，2月20日，星期六2.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U1U2W2W1V2V1(iL1)(iL2)(iL3)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n1n1决定于磁场的极数极数与三相绕组的安排有关1)当磁极对数

p=1时，n1=60f1?i3i1i2ωti06090第8页，共26页，2023年，2月20日，星期六U1U2U1/U2/V1V2V1/V2/W1W2W1/W2/串联:并联:U1U2U1/U2/V1V2V1/V2/W1W2W1/W2/N1S1N2S2S2S1N1N22)当磁极对数

p=2时n1，n1=60f1/2i3i1i2ωti060第9页，共26页，2023年，2月20日，星期六3)n1与磁极对数p的关系三、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=n1

s=0一般情况n从0

n1，s

从10s=1第10页，共26页，2023年，2月20日，星期六§15-7

电磁转矩与机械特性一、电磁转矩TU1n1vE2I2FTn电磁转矩∵

n=0s=1∴

f2=f1∵

E20=4.44f1N2m∴E2=sE20E2=4.44f2N2mE2=sE201.T与s有着直接的关系s

很小0，T∝ss

很大

∞，T∝1/s0Ts1最大转矩起动转矩TstTm额定转矩TNscsN临界转差率额定转差率2.

T∝U12，并与R2有关U1'U10TsR2'R20Ts第11页，共26页，2023年，2月20日，星期六二、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)0Ts1n0n1TstTm0n1nT只有TL=T

，电动机才能拖动负载运行。负载的机械特性外加转矩----阻转矩TLTL-n的关系称为负载机械特性两种0nTL恒转矩平方率90第12页，共26页，2023年，2月20日，星期六A点：B点：A点：B点：A点为稳定点电动机停转机械特性曲线

n=f(T)TstTm0n1nTTLABB点为不稳定点1.运行工作点T

=TL

达到力学平衡(A、B两点)2.工作点的稳定性IIIII为稳定点A点为稳定点B点为不稳定点为不稳定区为稳定区若△TL→△n

很小，只有5%左右，称其具有硬特性则n1=?若nN

=960r/min，(n1=1000r/min)?nc第13页，共26页，2023年，2月20日，星期六TstTm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.mP:Kwn:r/min4)机械过载能力一般1.8~2.25)起动能力一般1.4~2.2TNnN第14页，共26页，2023年，2月20日，星期六§15-8技术数据和运行特性一、铭牌数据类型代号结构--极数PN：电动机工作在额定条件下输出的机械功率工作频率f1N定子绕组上应加的线电压UNnN：380V/220V10A/17.3AY/△定子绕组的线电流INTNnN=9550PNTN其他技术数据：Tst/TNTmax/TNIst/IN第15页，共26页，2023年，2月20日，星期六二、运行特性n1n1I1T在U1N

、f1N条件下，I1、

1

、、n、T与输出机械功率P2的关系1.转速n2.电磁转矩T∵内部有摩擦T

0，且P=

T∴曲线上翘3.定子电流

I1P2

nI1=0.4IN4.功率因数

1

Q2P25.效率=P2/P10P2/PNI1、

1、

、T、nP2

ne2I2I11第16页，共26页，2023年，2月20日，星期六§15-9三相异步电动机的起动、反转和调速一、起动1.全压起动(直接起动)用于20~30Kw电动机2.降压起动(1)“Ｙ-△”换接起动法

造成电压瞬间降低

第17页，共26页，2023年，2月20日，星期六(2)

自耦降压起动1)起动补偿器2)抽头k=73%、64%或55%电动机电源根据对起动转矩的要求而选用3)

第18页，共26页，2023年，2月20日，星期六(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M3~UVWL1L2L3ILIm1Im2It0Ut0UNU0t1第19页，共26页，2023年，2月20日，星期六3.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:起重机第20页，共26页，2023年，2月20日，星期六二、反转U1U2W2W1V2V1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），即可使电动机反转。(iL1)(iL2)(iL3)n1i3i1i2ωti06090第21页，共26页，2023年，2月20日，星期六1.变极对数调速NSNSU1U2U1U2U1U2p=2p=1NSU1U2特点:

有级调速p=1p=2,p=2p=4

主要用于调速范围大的地方就是在同一负载下得到不同的转速。三、调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s第22页，共26页，2023年，2月20日，星期六2.

变转差率s调速R2<R2'U1n10TnTLTL若TL=TN，则I2>I2N，适用于绕线型电动机R2'R20Tnn1第23页，共26页，2023年，2月20日，星期六3.变频调速1)恒磁通-+~f=50Hz逆变器3~M整流器T不变f可变~(恒转矩--T

不变)基频以下的机械特性相互平行2)恒功率P2

不变机械特性变软

无级调速,便于自动控制

节能变频调速特点:第24页，共26页，2023年，2月20日，星期六例：一台笼型三相异步电动机，其额定数据如下：PN＝3.0kW,

UN=220/380V(∆∕Y),IN＝11.2/6.48A,nN＝1430r/min,f1＝50Hz,

Ist/IN=7.0,Tm/TN=2.0,Tst/TN=1.8,cosφN=0.84,试求：(1)额定转差率；(2)额定转矩；(3)最大转矩；(4)起动转矩；(5)额定状态下运行时的效率；(6)当供电电压为380V时，定子绕组的联结方式和直接起动时的起动电流。

解：（1）SN＝==0.047n1-nNn11500

-14301500（2）TN＝9550=95503/1430=20NmPNnN（3）Tm＝2=220=40NmTN（4）Tst＝1.8=1.820=36NmTN(5)P1＝3UN

INcosφN=33806.480.84=3582.6W

ηN＝=