第六章(1)课件.ppt
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1、第七节第七节 常用低压控制电器常用低压控制电器第八节第八节 三相异步电动机的继电接触器控制三相异步电动机的继电接触器控制第九节第九节 控制电动机控制电动机 在工业方面:中、小型轧钢设备,机床、轻工机械、起重机在工业方面:中、小型轧钢设备,机床、轻工机械、起重机 械,矿山机械等。械,矿山机械等。在农业方面:脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在农业方面:脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在家用电器方面:电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。在家用电器方面:电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。 交流电动机的作用是将交流电能转换成机械能交流电动机的作用是将交流电能转换成机械能, , 交流电动机分异步电动
2、机和同步电动机两大类。交流电动机分异步电动机和同步电动机两大类。1. 按电机定子相数分:三相异步电动机、按电机定子相数分:三相异步电动机、 单相异步电动机。单相异步电动机。2.按电机的转子结构分:笼型异步电动机、绕线型异步电动机。按电机的转子结构分:笼型异步电动机、绕线型异步电动机。这是电动机的外形这是电动机的外形第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构这这是是三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外,还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。此外,还有端盖、机座、
3、轴承、风扇等部件。定子定子转子转子轴承轴承端盖端盖机座机座一、定子一、定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕 组组成。组组成。这是机座定子铁心和定子绕组示意图这是机座定子铁心和定子绕组示意图定子绕组定子绕组机座机座铁心铁心定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成这是定子硅钢片这是定子硅钢片在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。U1U2V1V2W1W2U1V1W1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子绕组定子绕组星接星接定子
4、绕组定子绕组角接角接端子端子电流的流入端用电流的流入端用 表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示在定子槽孔中放置三相彼此独立的在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组绕组, ,图中所示在空间互成图中所示在空间互成120120 放置放置U1W2V1U2W1V2定子绕组定子绕组定子定子Y连接连线图连接连线图这这是是绕绕线线型型转转子子铁铁心心与与绕绕组组二、二、 转子转子根据转子绕组结构的不同又分为鼠笼型转子和绕线型转子根据转子绕组结构的不同又分为鼠笼型转子和绕线型转子鼠笼型转子的电机称鼠笼型电动机鼠笼型转子的电机称鼠笼型电动机绕线型转子的电机称绕线型电动机绕线型转子的电机称绕线型电动机外接电
5、阻外接电阻电刷电刷滑环滑环转子铁心转子铁心转子绕组转子绕组RRR 笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成,笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成,在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。连接起来。这这是是笼笼型型转转子子转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。这这是是转转子子硅硅钢钢片片电流的流入端用电流的流入端用 表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示定子绕组与转子绕组定子绕组与转子绕组定子绕组定子绕组转子绕组转子绕组U1W2V1U2W1V2一、一、 旋转磁极对导体的作用旋转磁
6、极对导体的作用SN n1ne( i )ff 旋转磁极形成旋转旋转磁极形成旋转磁场,闭和导体在旋转磁场,闭和导体在旋转磁场的作用下也转动起磁场的作用下也转动起来,其转向与旋转磁场来,其转向与旋转磁场的转向相同。的转向相同。第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理二、三相绕组产生的旋转磁场二、三相绕组产生的旋转磁场iL1iL2iL3U1V1W1U2V2W2iL1=Imsin tiL2=Imsin( t-120 )iL3=Imsin( t+120 )iL1iL2iL3相序相序1-2-3-1 ti0U1W2V1U2W1V2电流的流入端用电流的流入端用 表示表示 电流的流出端用电流
7、的流出端用 表示表示iL1 t = 0 tiU1W2V1U2W1V2iL1= 0iL2为为负值负值iL3为为正值正值NS0iL2iL3iL1iL2iL3U1V1W1U2V2W2 t t = 60iU1W2V1U2W1V2NS60iL1 = 正值正值iL2为为负值负值iL3为为0iL1iL2iL30iL1iL2iL3U1V1W1U2V2W2 t = 90U1W2V1U2W1V2NS90iL1为为正值正值iL2为负值为负值iL3为为负值负值 ti0iL1iL2iL3iL1iL2iL3U1V1W1U2V2W2 t = 180U1W2V1U2W1V2iL1= 0iL2为为正值正值iL3为为负值负值18
8、0NS ti0iL1iL2iL3iL1iL2iL3U1V1W1U2V2W2 t=60 t=180 U1W2V1U2W1V2180NSU1W2V1U2W1V2NS60U1W2V1U2W1V2NS0 t=0U1W2V1U2W1V2NS90 t=90 ti0U1V1W1U2V2W2iL1iL390 600 U1W2V1U2W1V2NS0U1W2V1U2W1V2NS60相序相序1-3-2-1U1W2V1U2W1V2NS90iL2iL1iL2iL3iL1iL2iL3U1V1W1U2V2W2600 t = 0U1V1NSU2W1V2W20SN t =6 0NS30SN0 ti0iL1iL2iL32W2W1
9、W1W1V 2V1U2U2U1U2V1V U12W(b b)改变流入三相绕组的电流相序)改变流入三相绕组的电流相序, ,就能改变旋就能改变旋转磁场的转向转磁场的转向; ;改变了旋转磁场的转向改变了旋转磁场的转向, , 也就改变也就改变了三相异步电动机的旋转方向。了三相异步电动机的旋转方向。 (a a)空间相差空间相差120120 角的三相绕组,通入对称角的三相绕组,通入对称三相电流时,产生的是一对磁极的旋转磁场三相电流时,产生的是一对磁极的旋转磁场, ,当当电流经过一个周期变化时,磁场也沿着顺时针方电流经过一个周期变化时,磁场也沿着顺时针方向旋转了一周向旋转了一周 ( (在空间旋转的角度为在空
10、间旋转的角度为360360 ) )。 (c)一个四极旋转磁场。当电流变化一周)一个四极旋转磁场。当电流变化一周, 旋转旋转磁场在空间只转了半周磁场在空间只转了半周(180 空间角空间角), 旋转速度较旋转速度较两极磁场慢了一半。两极磁场慢了一半。1. 1. 转子的转动转子的转动SN n1ne( i )ff转子转子导体导体 旋转磁极形成旋转旋转磁极形成旋转磁场,旋转磁场的转速磁场,旋转磁场的转速也称为同步转速。转子也称为同步转速。转子导体在旋转磁场的作用导体在旋转磁场的作用下也转动起来,其转向下也转动起来,其转向与旋转磁场的转向相同。与旋转磁场的转向相同。三、转子转动原理及转速三、转子转动原理及
11、转速2.2.转子的转速转子的转速pn1 = 60 f1电源的频率电源的频率 磁极对数磁极对数n1S = = n1nn1 nP=1 n1 =3000 r/min P=2 n1 =1500 r/min P=3 n1 =1000 r/min 0 S TL nTTN ,电动机的自适应负载能力电动机的自适应负载能力 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整,电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整,这种能力称为自适应负载能力。这种能力称为自适应负载能力。n =(1 S)n1此过程中此过程中 时时,电源提供的功率自动增大。电源提供的功率自动增大。2 I1 I 自适应负载能力是自适应负载能力是电动机区别
12、于其它动力机械的重要电动机区别于其它动力机械的重要特点。(如:柴油机当负载增加时,必须由操作者加大特点。(如:柴油机当负载增加时,必须由操作者加大油门,才能带动新的负载。)油门,才能带动新的负载。) 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。maxTTL最大转矩最大转矩 : 2. maxT电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。T求解求解0ST21220222)(UsXRsRKT2021max21XKUTSm= R2X20最大转矩对应的转差率称临界转差率最大转矩对应的转差率称临界转差率Smn0nmaxTTs10TmSmST0Tm Sm1R2当当X20不变时不变时
13、,临界转差临界转差率率Sm随随R2增大而增加。增大而增加。 Sm=R2 /X20SmSmR2R2 R2 U1 U1 TmU1 TmU1 过载系数:过载系数:NTTmax三相异步机三相异步机2.28.1 工作时,一定令负载转矩工作时,一定令负载转矩 ,否则,否则电机将停转。致使电机将停转。致使注意:注意: (1)三相异步机的)三相异步机的 和电压的平方成正比,所和电压的平方成正比,所以对电压的波动很敏感,使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感,使用时要注意电压的变化。maxTmaxTTL (2)电机严重过热电机严重过热0n121)(s II2021max21XKUT21220222)(Us
14、XRsRKT0n1)(s 其中其中则则21220222)(UXRRKTstST01TstTmSmU1 TstR2 TstR2 R2U1 U1stT起动转矩起动转矩 :3.电机起动时的转矩。电机起动时的转矩。n0n1TabcTstTmnNTNd当当TstTN 时时, 电机起动电机起动在在cb段段 nSTba段段 在在ba段段 nSTT=TLTL =TN (在在d点点)一般一般 st 1.0 2.2特殊特殊 st 2.2 2.8stT体现了电动机带载起动的能力。体现了电动机带载起动的能力。负载转矩负载转矩 TLTst ,不能起动不能起动, 可空载或轻载起动可空载或轻载起动负载转矩负载转矩 TLTs
15、t ,可带负载起动可带负载起动1U21220222)(UsXRsRKT 机械特性和电路参数的关系机械特性和电路参数的关系21UT 和电压的关系和电压的关系0Tn0) 0(nnsSTTTUmax1结论:结论: 和转子电阻的关系和转子电阻的关系22RR 2 RR2的的 改变改变 : 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同,线绕式电鼠笼式电机转子导条的金属材料不同,线绕式电机外接电阻不同。机外接电阻不同。 21220222)(UsXRsRKT0ST令:令:得:得:202XRSm0Tn2RmsmsstTstT 结论:结论:ststTTmmSS机械特性的软硬机械特性的软硬 硬特性:负载变化时,转速变化不大,运
16、行特性好。硬特性:负载变化时,转速变化不大,运行特性好。软特性:负载增加转速下降较快,但起动转矩大,起软特性:负载增加转速下降较快,但起动转矩大,起 动特性好。动特性好。 硬特性硬特性 (R2小)小)软特性软特性(R2大)大)0Tn 不同场合应选用不同的电机。如金属切削,选硬特性不同场合应选用不同的电机。如金属切削,选硬特性电机;重载起动则选软特性电机。电机;重载起动则选软特性电机。第四节第四节 三相异步机铭牌与技术数据三相异步机铭牌与技术数据一、一、 型号型号 Y 132M4 磁极数磁极数(极对数极对数 p=2)同步转速同步转速1500转转/分分分)转/( 600pfn 转差率转差率0.04
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