驱动电机内部构成演示文稿

驱动电机内部构成演示文稿当前第1页\共有38页\编于星期一\17点优选驱动电机内部构成当前第2页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机3用途：异步电机主要用作电动机，是应用最广泛的一种电动机，在动力负载中，异步电动机的使用约占85％左右；在工业农业方面，拖动各类机械——三相异步电机；在家用电器方面的电扇、电冰箱、空调机等——单相异步电机；作异步发电机使用，多是单机使用，常用于电网尚未到达的地区，或用于风力发电等特殊场合。一、异步电机（感应电机）的用途和类型前言当前第3页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机4类型按相数：单相、三相；按转子结构：三相：鼠笼式异步电动机，绕线式异步电动机；单相：都是笼型。鼠笼式异步电动机结构简单，坚固，成本低，运行性能不如绕线式；绕线式异步电动机通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。当前第4页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机5二、优缺点优点：结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，效率较高，价格低廉，坚固耐用。缺点： ①转速不易调节 ②鼠笼式异步电动机的起动性能较差 ③功率因数滞后，励磁电流由电网供给当前第5页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机6主要内容三相异步电机的结构、原理及磁势，磁场。异步电机的基本方程式，等效电路。工作特性，及起动调速问题。单相异步电机。当前第6页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机7§5.1异步电机的基本类型和基本结构一、定子组成：定子铁心、定子绕组、机座三部分构成。定子铁心作用：定子磁路的一部分、嵌放定子绕组。构成：为减少铁耗，铁心一般采用导磁性能好、比损耗小的0.5mm厚的硅钢片叠成。为嵌放定子绕组，定子冲片中均匀地冲制若干个形状相同的槽。槽形：半闭合（小型机，绕组为圆导线）、半开口（低压中型机，绕组为成型线圈）、开口槽（高压大、中型机，绕组为用绝缘带包扎并浸漆处理过的成型线圈）。当前第7页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机8当前第8页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机9当前第9页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机102、定子绕组作用：是电机的电路，它可感应电动势、流过电流、实现机电能量转换。成型线圈，散嵌线圈当前第10页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机113、机座固定和支撑定子铁心当前第11页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机12二、转子：组成：铁心、转子绕组、转轴分类：笼型、绕线式转子铁心：0.5mm厚的硅钢片冲制叠压而成。作用：电机磁路的一部分、嵌放转子绕组。

当前第12页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机132、转子绕组感应电动势、流过电流、产生电磁转矩。斜槽形式当前第13页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机14鼠笼式转子绕组自己短路的绕组，在转子在每个槽中放有一根导体（铜、铝），导体比铁芯长，在铁芯两端用两个端环将导体短接，形成短路绕组。若将铁芯去掉，剩下的绕组形状似松鼠笼子，故称鼠笼式绕组。了解知识：铜料：需要把事先做好的裸铜条插入转子铁心上的槽里，再用铜端环套在伸出两端的铜条上，最后焊在一起铝料：用熔化了的铝液直接浇铸在转子铁心上的槽里，连同端环、风扇一次铸成。铸铝鼠笼转子可节约用铜，工艺简单，可提高生产率，所以容量在100kW以下的小型异步机一般都采用它。当前第14页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机15绕线式绕组为对称三相绕组，一般接成星形，出线端经滑环、电刷引出电流。特点：可在转子回路串入附加电阻，改善起动性能、调节转速。了解知识：三个末端联接在一起，三个始端分别与装在转轴上但与转轴绝缘的三个滑环相联接，沿环外缘又与三个静止的电刷相接触，电刷再和外电路联接。借此，转子绕组既能自身短路又能把附加电阻引入转子电路以改善电动机的运行性能绕线式转子绕组当前第15页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机16异步电动机绕线转子当前第16页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机173、转轴

支撑转子铁心，输出机械转矩。当前第17页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机18三、端盖、风罩铭牌、风扇、气隙：

气隙：定转子之间的间隙，很小，0.2-1mm。对电机的性能影响很大。当前第18页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机19气隙大小对电机性能有很大的影响气隙大：磁阻大，励磁电流大，功率因数低。气隙小：为了降低电机的空载电流（励磁电流），提高电机的功率因数，气隙应尽可能地小。如果把感应电机看作变压器，显然，气隙愈小则定子和转子之间的相互感应作用就愈好。但是气隙过小，将使装配困难和运行不可靠，因此允许采用的最小气隙是受加工可能性及机械安全考虑所能达到的最小值所限制。当前第19页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机20笼型异步电机剖面图转轴定子绕组转子定子铁心端盖接线盒当前第20页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机21绕线型异步电机剖面图当前第21页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机22§5.2异步电机的基本工作原理电动机运行是异步电机最主要的运行方式。一、异步电动机是如何转动起来的异步电动机定子上有三相对称的交流绕组n1当前第22页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机23定子三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场（n1)转子绕组的导体处于旋转磁场中，转子导体切割磁力线，并产生感应电势，判断感应电势方向。（右手定则）转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，判断电磁力的方向。（左手定则）电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转（n)。根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机。

当前第23页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机24异步电动机特点转子实际n与旋转磁场n1不相等。旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示定义转差Δn=n1-n。nn1是异步电机产生电磁转矩的必要条件。解释：n＝n1，则旋转磁场与转子导体之间将无相对运动，于是转子导体中将不产生电动势和转子电流，从而不产生电磁转矩。无法维持电机旋转。因此n和n1之间总是存在着差异。当前第24页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机25二、转子转动三条件旋转磁场n1=60f/p转子导体闭合，产生Inn1转差率定义转差率是表征感应电机运行状态的一个基本变量。按照转差率的正负和大小，感应电机有电动机、发电机和电磁制动三种运行状态。当前第25页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机261、电动机状态：0<n<n1；0<s<1转子：i2、e2同方向；Tem与转向n相同，为驱动转矩；转子上：输出的机械转矩定子上：从电网吸收电功率。三、异步电机三种运行状态当前第26页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机272、发电机状态：>n>n1；-

<s<0转子：i2、e2与电动机状态相反；Tem与转子转向相反，为制动转矩；转子上：吸收机械转矩定子上：输出电功率。当前第27页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机283、制动状态：

-<n<0；s

转子：Tem与n1转向相同，与n方向相反，为制动转矩转子上：吸收机械转矩定子上：从电网吸收电功率吸收能量全转变为热能消耗掉。当前第28页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机29三种工作状态的应用现代感应电机主要作为电动机。电磁制动往往只是感应电动机在完成某一生产过程而出现的短时运行状态，例如交流起重机下放重物时，为限制下放速度，往往使感应电机运行于电磁制动状态；感应发电机，有时用于农业小型水电站和风力发电站。当前第29页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机30转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。根据转差率可以区分异步电机运行状态当前第30页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机31当前第31页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机32§5.3异步电机的额定值异步电机的铭牌Y132M-4型电动机为例三相异步电动机型号Y132M-4功率7.5KW频率50Hz电压380V电流15.4A接法△转速1440r/min绝缘等级B工作方式连续年月编号××电机厂当前第32页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机331、型号：为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列，每种系列用各种型号表示。Y132M-4三相异步电动机磁极数机座中心高机座长度代号（S-短机座；M-中机座；L-长机座）当前第33页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机34异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO当前第34页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机352、接法U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2接电源接电源U1W1W2U2V2V1定子三相绕组可接成Y或Δ，绕组的始端和末端都安装在电动机机座的接线片上，使用时根据电源电压的不同，三相绕组可以联接成Y或Δ接法。当前第35页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机36额定功率PN：指电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率，单位：W或kW；

额定电压U1N：指电动机额定运行时，加在定子绕组上的线电压，单位：V；额定电流I1N：指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时定子绕组中的线电流，单位：A主要铭牌数据1当前第36页\共有38页\编于星期一\17点《电机学》第五章异步电机37主要铭牌数据2

额定频率f：我国规定电网工频为50Hz；额定转速nN：指电动机在定子额定电压、额定频率下，轴上输出额定功率时的转子转速，单位：r/mi