部分三相异步电动机.ppt

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1、三相异步电动机分为：,绕线型异步电动机,鼠笼型异步电动机,第二部分 三相异步电动机,一、三相异步电动机的结构与工作原理,下面是它主要部件的拆分图。,右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。,（一）定子 定子铁心：用0.5mm厚的硅钢片叠制而成，用于嵌放定子绕组。定子绕组：是定子的电路部分，用铜漆包线绕制而成。,异步电机主要由定子和转子两部分组成。,一、三相异步电动机的结构与工作原理,定子绕组的联接：,定子绕组星接,定子绕组角接,端子,（二）转子,有两种：鼠笼型和绕线型。,转子由转子铁心、转子绕组、转轴、风扇等组成。,鼠笼型异步电动机,鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图,这种电机的特点是：可以在转子

2、绕组中串入附加电阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。,三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子接到固定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。,二、三相异步电动机的工作原理,（一）旋转磁场1.旋转磁场的产生 旋转磁场的产生条件：在对称的三相绕组中通入对称的三相正弦交流电，即可产生旋转磁场。,二、三相异步电动机的工作原理,两极三相异步电动机定子绕组,对两极三相异步电动机，当正弦交流电变化一周，合成磁场在空间正好旋转了一周。,两极三相异步电动机旋转磁场,四极三相异步电动机定子绕组,四极三相异步电动机旋转磁场,对四极三相异步电动机，当正弦交流电变化一周，合成磁场在空间正好旋转了半周1800。,因此，旋转

3、磁场的极对数越多，其旋转磁场转速越低。,2.旋转磁场的转速：,3.旋转磁场的旋转方向 旋转磁场的方向由通入定子绕组三相交流电的相序决定。改变三相交流电的相序即可改变旋转磁场的方向。即将接到电动机上的三相电源线的任意两根对调即可。,各种极数的电机的n02极（p1）n13000（r/min）4极（p2）n11500（r/min）6极（p3）n11000（r/min）8极（p4）n1750（r/min）一般的额定转速低于这个值，如4极电机区1450r/min左右,（二）转子的转动,S=,1.转子的转动原理2.转子的转速n、转差率s,图2-27三相异步电动机转动原理,三相异步电动机的额定转差率 SN=

4、0.010.07。,2.额定电压、额定电流均指线值。,1.电动机的额定功率:指的是轴上的输出功率。即,四、三相异步电动机的电磁转矩,（一）电磁转矩的物理表达式,常数,每极磁通,转子电流,转子电路的,（牛顿米）,由电机原理推出,结论：T与转子电流的有功分量成正比,单位（N.m）,（二）电磁转矩的参数表达式,（三）电磁转矩的实用表达式,五、三相异步电动机的机械特性,电动机的 曲线称为电动机的机械特性曲线。,n1,T,Tst,Tmax,（一）机械特性曲线分析,1）额定转矩TN,2）最大转矩Tm,3）起动转矩Tst,n,0,（二）固有特性,指电动机工作在额定电压和额定功率下，定子绕组按规定方式联接，定

5、子和转子电路不外接电阻等其它电路元件，由电动机本身固有的参数所决定的机械特性。,（三）人为机械特性,1降低定子端电压的人为机械特性,2转子回路串对称三相电阻的人为机械特性,Sm1，Tst随RP的增大而增大，Sm1时，Tst随RP的增大而减小。,1.起动：电动机工作时，转子从静止状态到稳定运行的过程称为起动过程简称起动。,五、三相异步电动机的起动,（一）三相笼型异步电动机的起动,1.全压起动,鼠笼式电机起动电流Ist为额定电流的4 7 倍。10千瓦以下的电机采用。,2.减压起动,1转子串电阻起动,为了保证启动过程平衡快速，一般Tst1启动转矩=(1.52)TNTst2切换转矩=(1.11.2)T

6、N,（二）三相绕线型异步电动机的起动,2转子串频敏变阻器起动,频敏变阻器是一个铁芯损耗很大的三相电抗器。接成星形。,制动方法：机械制动和电气制动1.机械制动：利用外加机械力使电动机迅速停止的方法。2.电气制动:使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方向相反,其制动作用。3.电气制动有:反接制动、能耗制动和回馈制动。,（一）反接制动：反接制动有：电源反接制动和倒拉反接制动,七、三相异步电动机的制动,1.电源反接制动,注意：当电动机的转速接近于零时，应及时切断电源，以防电动机反转。特点：反接制动线路简单，制动力大，制动效果好。但由于冲击大，制动电流大，能耗大。不宜在频繁制动的场合下使用。,2.倒拉反接

7、制动,特点：能量损耗大，但能获得任意低的转速来下放重物，安全性好。,能耗制动：停车时，断开交流电源，接至直流 电源上，产生制动转矩；,（二）能耗制动,能耗制动电动机变成了一台交流发电机：其输入使电动机的动能，它的负载是转子电路的电阻，其电压和频率随转子转速降低而降低。其特性在象限。,（二）能耗制动,增加转子电阻,增加直流电压,特点：制动平稳、能实现准确快速停车，且不会实现反向起动，制动比较经济。但当转速较低时，制动转矩小，制动效果差。使用场合：电动机容量较大，制动频繁的场合。,（二）能耗制动,（三）回馈制动（再生发电制动）,（一）反向回馈制动,起重机就是应用反向回馈制动来获得重物高速稳定下放的

8、。将电动机正向电源反接。转子串电阻越大，下放速度越高。,（二）正向回馈制动,发生在变级调速或变频调速过程中，由高速档变为低速档的降速过程中。,八、三相异步电动机的调速,根据三相异步电动机的转速公式,三相异步电动机的调速方法有：1）变频调速 改变异步电动机定子电源频率f1来改变同步转速n1，从而进行调速。2）变极调速 改变异步电动机的极对数 p来改变电动机同步转速n1来进行调速。3）变转差率调速 n1不变，改变转差率s来进行调速。其中有降低定子电压、在绕线型异步电动机转子回路中串入电阻或串附加电动势等方法调速。,（1）变极原理,变极原理：只要将两个“半相绕组”中的任一个“半相绕组”中的电流反向，

9、就可以将极对数增加一倍（顺串)或减少一倍（反串或反并）。,a)顺串 b)反串 c)反并,（一）笼型异步电动机的变极调速,（一）笼型异步电动机的变极调速,1Y/yy 变极调速,改变绕组接线的同时，必须将V、W两相出线端对调。,特点：Y/yy 变极后，极对数减半，转速增加一倍，输出功率增大一倍，输出转矩不变，属于恒转矩调速性质。适用于拖动起重机、电梯、运输带等恒转矩负载的调速。,2/yy变极调速,特点：/yy变极调速后，极数减半，转速增加一倍，转矩近似减小一半，功率近似保持不变。属于恒功率调速性质，适用于车床切削加工。,改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速。,要求：U1必须随频率的变化作

10、正比变化。,（二）变频调速,变频调速是以变频器向交流电动机供电，并构成调速系统。变频器是把固定电压、固定频率的交流电变换成可调电压、可调频率的交流电的变换器。,交-交变频器,交-直-交变频器,变频电源简介,（三）变转差率 s调速,变转差率调速方法采用：绕线型异步电动机转子串电阻调速、转子串附加电动势（串级）调速、定子调压调速等。,1.绕线转子异步电动机转子串电阻调速,为恒转矩调速，适用于恒转矩负载的调速。,2.转子串附加电动势调速（串级调速）,在转子回路串入大小和相位可以调节的三相对称的附加电动势Ef。如图所示：为晶闸管串级调速原理图。控制逆变器的逆变角，就可改变逆变器的电压，即改变了反电势的

11、大小，从而达到调速的目的。,这种调速具有恒转矩调速性质，损耗小、效率高，在技术和经济指标上具有优越性。,3.改变定子电压调速,a)曲线1通风机负载，调速范围较宽。曲线2恒转矩负载，范围较窄,b)采用转子电阻较大的高转差率电动机，调速范围较宽，但特性较软，运行稳定性差。采用测速反馈的闭环调速控制。,耐压试验：转子的耐压值：电机接2倍的定子额定电压加上1000伏，历时一分钟。比如额定电压为380V的电机，接2380+1000=1760V电压，耐压一分钟，此时转子的开路电压就是转子的耐压值。不是对外壳线圈对外壳的耐压，也就是对地的检测：在铁心下完线时检测，不会等到最后检验，用4000V的瞬间高压，工艺上要求接触一下就可以，所以即使这么高的高压也不会击穿绕组。,