《交直流电动机》PPT课件.ppt
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1、第六章 交直流电动机,第四节 直流电动机,第二节 三相异步电动机起动、调速、反转和制动第三节单相异步电动机的结构及工作原理,第一节 三相交流异步电动机,电工与电子技术基础,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,第一节 三相异步电动机,一、三相异步电动机的分类,二、三相异步电动机的结构,三、三相异步电动机的工作原理,四、三相异步电动机的铭牌,用途:,将电能转换为机械能,并输出机械转矩。,分类:,一、三相电动机的分类,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,转子结构,笼型绕线型,安装结构形式,卧式立式,冷却方式,自冷式、自扇冷式、他自扇冷式、管道通风式,防护形式,开启式、防护式、封闭
2、式、防爆式,(一)定子,定子铁心:由内周有槽的硅钢片叠成。,U1-U2V1-V2 W1-W2,定子绕组:,机座:铸钢或铸铁,(机座上设置接线盒),二、三相异步电动机的构造,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,(一)定子,1.定子铁心,2.定子绕组,是电动机的磁路部分。,由0.350.5mm厚的相互绝缘的硅钢片叠成圆桶形,装在机座内。,在硅钢片的内圆上冲有均匀分布的槽口用于嵌放三相定子绕组。,是电动机的电路部分。,由三相对称绕组组成。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,第一相:U1U2,第二相:V1 V2,第三相:W1 W2,其中:,U1、V1、W1为绕组的首端;U2、V2
3、、W2为绕组的末端。,Y系列与JO系列电动机出线端标志对照表,出 线 端 标 志,定子绕组名称,第一相,第二相,第三相,首 端,末 端,旧代号,旧代号,JO系列,JO系列,Y系列,Y系列,A,B,C,D1,D2,D3,U1,V1,W1,X,Y,Z,D4,D5,D6,U2,V2,W2,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,3.机座,(机座上设置接线盒),铸钢或铸铁,用于固定定子铁芯和定子绕组。,并通过前后端盖支撑转子轴。,星形联接,三角形联接,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,转子:在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流。,(二)转子,鼠笼转子,1.转子铁心 由外周开有槽的硅
4、钢片叠成。,2.转子绕组(鼠笼式),铁芯槽内放铜条,端部用短路环形成一体。铸铝形成转子绕组。,用于支撑转子铁心和绕组,传递电动机输出的机械转矩,并保证定子与转子间有一定的均匀气隙。中小型异步电动机转子与定子间的空气隙为0.21mm。,3.转子轴,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,三、三相异步电动机的工作原理,电动机工作原理动画,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,定子三相绕组通入三相交流电(星形联接),(一)两极定子绕组的旋转磁场,i2,i3,三、三相异步电动机的工作原理,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,规定:,
5、i1=0,i2为负值,i3为正值,()电流入,()电流出,(一)两极定子绕组的旋转磁场,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,N,S,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,N,S,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,N.S 极顺时针旋转,N,S,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,N,S,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,N,S,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,由分析可知:,三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场,即:电流变化一周,旋转磁场在空间转过360。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,(二)旋转磁场的方向,任意调换
6、两根电源进线(电路如图),相序发生改变。,如:将L2、L3 进行调换,使W1、W2绕组流过电流i2,使V1、V2 绕组流过电流 i3。,相序为,相序为,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,N,S,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,2.当 时,N,S,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,N.S 极逆时针旋转,任意调换两根电源进线,则旋转磁场反转。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,当三相定子绕组按图示排列时,产生一对磁极的旋转磁场,即:,P=1,(三)旋转磁场的转速,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,若定子每相绕组由两个线圈串联,绕组的始端
7、之间互差60,将形成两对磁极的旋转磁场。,U1,U2,U3,U4,V1,V2,V3,V4,W1,W2,W3,W4,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,经分析可知:,绕组的这种排列方式的结果是:定子产生四个磁极,交流电变化一周,旋转磁场只旋转半周。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,工频:,P=1时,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,P=2时,交流电变化一周,旋转磁场变化半周。,同理:,P=3时,交流电变化一周,旋转磁场变化1/3周。,旋转磁场的转速与电动机的磁极对数P成反比。,结论:,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,磁极对数,每个电流周期磁场转过
8、的空间角度,同步转速,可见:,磁极对数与转子转速对应表,旋转磁场的转速n1与频率f 1成正比,与磁极对数P成反比。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,(四)旋转磁场对转子的作用,回顾:,右手定则:,平伸右手,拇指与其余四指垂直,使磁力线穿过手心,拇指指向导体的运动方向,其余四指的指向就是感应电动势(感应电流)的方向。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,左手定则:,伸开左手,让拇指与其余四指垂直(且在同一平面内),让手心对正N 极(磁力线穿过手心),四指指向感应电动势或感应电流的方向,则拇指的指向为导体受力方向。,F,回顾:,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,
9、1.转动原理,定子三相绕组通入三相交流电:,方向:顺时针,右手定则,感应电动势e,左手定则,电磁力F,n与n1方向一致,n,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,2.转差率,由前面分析可知,电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场的转速相等,即,如果:,因此,转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,转子转速亦可由转差率求得,转差率S:,异步电动机运行中:,旋转磁场的同步转速n1和电动机转子转速n之差与旋转磁场的同步转速n1之比称为转差率。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,解,根据异步电动机转
10、子转速与旋转磁场同步转速的关系可知:n1=1000 r/min,即,P=3,额定转差率为:,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,例题:一台三相异步电动机,其额定转速 n=975 r/min,电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。,小结:,1.三相鼠笼式异步电动机的定子绕组通入三相交流电,在定子上能产生合成旋转磁场;,2.磁场旋转的方向与通入绕组电流的相序有关,改变电流的相序(任意调换两根电源的接线),就能改变电动机的转动方向;,3.旋转磁场的转速与绕组的排列方式有关,改变绕组的排列方式,可以改变电动机旋转磁场的磁极对数P,从而改变电动机的转速n;,4.异
11、步电动机转动原理的实质是:转子鼠笼导条与旋转磁场发生切割,产生感应电流,进而受到磁场对它的作用力而转动,它能够转动的前提是转子与旋转磁场之间必须存在转速差。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,四、三相异步电动机选择,异步电动机产品名称代号,(一)三相异步电动机铭牌数据,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,JO系列电动机铭牌示例,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,举例:,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,1.型号,例如:Y 132 M4,用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。,2.接法,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,接线盒,定子三相绕
12、组的联接方法。通常,Y 联结,联结,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,3.电压,例如:380/220V、Y/是指线电压为 380V 时采用 Y联结;线电压为 220V 时采用 联结。,说明:一般规定,电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5%。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时,电压过高 或过低都会使电动机的电流大于额定值,从而使电动机过热。,电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。,三相异步电动机的额定电压有220V,380V,3000 V,及6000V 等多种。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,4.电流,例如:Y/6.73/11.64 A 表示星形联结下
13、电机的线电流为 6.73A;三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。,5.功率与效率,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2,它不等于从电源吸取的电功率P1。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,注意:实用中应选择容量合适的电机,防止出现“大马拉小车”的现象。,6.功率因数,三相异步电动机的功率因数较低,在额定负载时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低,只有 0.2 0.3。额定负载时,功率因数最高。,7.额定转速,电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电
14、动机,如:n N=1440 转/分 sN=0.04,8.绝缘等级,指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级,分为A、E、B、F、H五级,A级最低(105C),H级最高(180C)。,9.定额(或工作方式),是指电动机的运转状态,分连续、短时和断续3种。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,10.额定频率f,是电动机在额定运行时的电源频率,国产交流电动机的额定频率为50HZ。,11.温升,在规定的环境温度下(环境温度我国规定JO系为,其他系列为)电机在运行中允许超出的最高温度为温升。,目前尚在用的JO系列电动机铭牌如图所示。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,第二节三相异步电动
15、机的起动、调速反转和制动一、三相异步电动机的起动二、三相电动机的调速三、三相异步电动机的制动四、低压三相异步电动机起动注意事项五、高压三相异步电动机起动和停止运行操作顺序,(一)三相异步电动机的起动,起动问题:起动电流大,起动转矩小。一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7倍;电动机的起动转矩为额定转矩的(1.02.2)倍。,后果:,原因:,起动:n=0,s=1,接通电源。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,起动方法:,直接起动:,降压起动:,功率在二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。,1.直接起动,将电动机直接加上额定电压。,优点:线路连接简单.使用方便;,缺点
16、:起动电流大,对电源的容量要求高;一般与照明电路共用电路时,要求电动机起动时产生的电压降小于其额定电压的5%时方可直接起动。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,2.降压起动,Y 换接起动,降压起动时的电流为直接起动时的,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,1.变频调速(无级调速),频率调节范围:0.5几百赫兹,二、三相异步电动机的调速,变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性能优异,因而正获得越来越广泛的应用。,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,2.变极调速(有级调速),P=2,第一节 三相异步电动机,第六章 交直流电动机,P=1,采用变极调速方法的电动机称作双
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