《电机变压器》PPT课件.ppt
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1、维修电工技师,国家职业资格培训,首钢技师学院,第五部分 电机 变压器,电机 是用于能量转换或信号变换的一种机电装置。电机按其用途,可以分为普通旋转电机和控制电机两大类,它们都是根据电磁感应原理进行工作的,因而两者并无本质上的区别。普通旋转电机主要有交流电机和直流电机两大类,由于其主要用于机电能量转换,故对其主要要求是有较高的力能指标;控制电机的任务是完成机电信号变换,用于机电信号检测、放大和执行,对其主要要求是运行可靠,响应迅速和精确度高等。控制电机按其功能和用途,可分为信号元件和功率(执行)元件两大类。其中,作为信号元件的控制电机有测速发电机、自整角机等;作为执行元件的控制电机有伺服电动机、
2、步进电动机等。,一、直流电机工作原理与构造(一)直流发电机的工作原理(二)直流电动机的工作原理,(三)直流电机的结构 1、定子 主磁极 换向磁极 机座 2、转子 电枢铁心 电枢绕组 换向器 电刷装置,(四)直流电机的铭牌及额定值1、型号2、功率发电机:出线端输出的电功率:电动机:轴上输出的机械功率:3、电压 电流 转速 励磁方式 励磁电压 励磁电流 温升,(五)电磁转矩,:每个磁极的磁通,韦伯IS:电枢电流,安M:电机的电磁转矩,牛顿米CM:由电机结构决定的常数,(六)直流电机的换向1、火花 5个等级,对一般直流电机,在额定负载连续运行的条件下,火花等级不应超过 级,(七)改善换向的方法1、正
3、确的选用电刷,增加电刷与换向片间的接触电阻。2、移动电刷位置发电机:顺电枢旋转方向移动电动机:逆电枢旋转方向移动3、装置换向磁极4、装置补偿绕组,(八)直流发电机1、按励磁方式:他励 自励2、功率、电压平衡关系功率平衡方程式 Pdc=EsIs:发电机产生的电功率,叫做电磁 功率。由机械能转化而来。P2=UIS:发电机输出的电功率:发电机的电枢电阻损失,(九)直流电动机1、功率、电压、转矩平衡方程式,2、效率,3、他(并)励电动机自然机械特性机械特性:电动机的转速和转矩的关系(1)机械特性方程,(2)自然机械特性 在额定电压额定磁通下,电枢电路没有外接电阻时,电动机转速与电磁转矩的关系,(3)人
4、造机械特性 人为地改变外加电压、磁通和电枢电路外接电阻之中一个,来改造电动机的机械特性。改变电枢电路外接电阻的人造机械特性:,电动机的理想空载转速与枢路电阻无关,转速降与电枢电路电阻大小成正比,电动机机械特性变软。,二、并励电动机起动和制动(一)起动电动机接上电源后,转子从静止状态转动到某一转速稳定运行,其整个过程称为起动过程。起动过程中,既要求电动机有足够大的起动转矩,又要求起动电流不超过允许范围。一般直流电机不允许直接起动。电动机拖动负载起动的一般条件:(二)起动方法1、降压起动2、电枢回路串接电阻起动,(三)电动机起动考虑的问题:1、起动电流的大小2、起动转矩的大小3、起动时间的长短4、
5、起动过程是否平滑5、起动过程的能量损耗和发热量的大小6、起动设备的简单和可靠性注意:1、保证满磁起动2、不允许全电压直接起动,三、直流电动机的调速(他励)系统运行的速度需要根据生产工艺要求进行人为调节,调节转速称为调速。改变电动机与生产机械之间的传动机构速比的调速方法机械调速;改变电动机参数的调速方法电气调速。调速方法:1、电枢回路串入电阻调速2、降低电枢电压调速3、弱磁调速,(三)电动机的反转1、电枢绕组两端极性不变,将励磁绕 组反接;2、励磁绕组极性不变,将电枢绕组反 接,(四)并励电动机的制动 机械制动;电磁制动1、制动要求:(1)有足够的制动转矩(2-2.5Ie)(2)制动的平滑性(3
6、)制动的可靠性(4)制动的经济性(5)制动时间,1、能耗制动(1)方法(2)机械特性方程式,通过原点的直线,在第二象限。在枢路中串接不同的电阻值,可满足不同的制动要求。,2、再生制动(1)发生(2)机械特性 nn0,M0 机械特性曲线是电动机运转时机械特性向第二象限的延长部分。在电枢电路中串接不同的电阻可以得到不同的稳定转速。,4、电源反接(1)发生(2)机械特性 曲线在第二象限 必须在反接的同时在电枢电路串入制动电阻,以限制过大的制动电流。,5、各种制动方法比较机械特性方程式适用与制动,注意:能耗制动:U=0,n0=0电源反接:以-U代U,以-n0代n0再生:没有改变电机接线,U不变,n0不
7、变,电动:n0 M0 U=Es+IsR、再生:n0 M0 M0 M0 Es=IsR,四、直流串励电动机(一)串励电动机机械特性 串励电动机励磁绕组和电枢绕组串联,其线路电流,电枢电流和励磁电流相等。串励电动机的磁通随电枢电流变化,因此它们的关系就是电机的磁化曲线。由于磁化曲线难以用准确的数学式表达出来,所以串励电动机的机械特性也很难用数学方程准确地表示出来。只能大体的分析串励电动机机械特性曲线的形状。,串励电动机机械特性:U=Ue,Rtj=0条件下,n=f(M)关系曲线。这时电动机的转速方程为:,当负载增加时,产生转矩的电枢电流 I和磁通也同时增加,所以串励电动机的速度随负载增加而下降,幅度比
8、并励要大。即机械特性软。,将负载的变化分成轻负载和重负载两个区间讨论:在轻负载区间,电枢电流较小,电机铁心尚未饱和,电枢电流与磁通成正比,,在轻负载,磁路不饱和区域,串励电动机的机械特性为双曲线。,在重负载区间,电枢电流增大,使磁路进入饱和区域,磁通随电流增大而很少增加,可近似认为磁通为常数,这时机械特性为直线。电机磁化曲线的变化是连续的,磁通到近似为常数不是突然的。因此串励电动机的机械特性曲线,只能说是由轻载的双曲线,随负载增加,逐渐趋向近似的直线。,串励电动机机械特性特点:1、软特性2、理想空载转速,当I=0,在理论上为无穷大。因剩磁很小,电动机转速很高,所以串励电动机绝对不允许空载起动和
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