异步电动机原理与控制.ppt
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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第四四章章 异步电动机的原理与控制异步电动机的原理与控制下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电动机的分类:电动机的分类:电动机的分类:电动机的分类:电动机电动机电动机电动机交流电动机交流电动机交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机三相电动机三相电动机三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机单相电动机单相电动机同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机他励、并励电动机他励、并励电动机他励、并励电动机他励、并励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机串励、复励
2、电动机串励、复励电动机第第四四章章 异步电动机原理和控制异步电动机原理和控制下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第一节 三相异步电动机下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页一 三相异步电动机的结构一、三相异步电动机的结构一、三相异步电动机的结构下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.定子定子铁心:铁心:铁心:铁心:由内周有槽的硅钢片叠成。由内周有槽的硅钢片叠成。由内周有槽的硅钢片叠成。由内周有槽的硅钢片叠成。A-XA-XB-Y B-Y C-ZC-Z三相绕组三相绕组三相绕组三相绕组机座:机座:铸钢或铸铁铸钢或铸铁一、三相异步电动机的
3、结构一、三相异步电动机的结构下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.定子定子一、三相异步电动机的结构 定子定子:通入三相交流电,产生产生旋转磁场。通入三相交流电,产生产生旋转磁场。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.转子转子鼠笼转子鼠笼转子铁心:铁心:铁心:铁心:由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。(1)鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条,端铁芯槽内放铜条,端 部用短路部用短路环形成一体。环形成一体。或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(1 1)鼠笼式)鼠笼式)鼠笼式)鼠笼式(2
4、2)绕线式)绕线式)绕线式)绕线式一、三相异步电动机的结构一、三相异步电动机的结构下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2 2.转子转子转子转子(2)绕线式转子绕线式转子 同定子绕组一样,也分为三相,并且接成星形。同定子绕组一样,也分为三相,并且接成星形。同定子绕组一样,也分为三相,并且接成星形。同定子绕组一样,也分为三相,并且接成星形。(1 1)鼠笼式)鼠笼式)鼠笼式)鼠笼式(2 2)绕线式)绕线式)绕线式)绕线式一、三相异步电动机的结构 转子转子:在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流,从在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流,从而产生电磁转矩而旋转。而产生电磁转矩而旋
5、转。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较:鼠笼式:鼠笼式:鼠笼式:鼠笼式:结构简单、价格低廉、工作可靠;不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠;不能人为改变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。绕线式:绕线式:绕线式:绕线式:结构复杂、价格较贵、维护工作量大;转子结构复杂、价格较贵、维护工作量大;转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。转子电路的特点:自行闭合,不外接电力负载。转子电路的特点:自行闭合,
6、不外接电力负载。一、三相异步电动机的结构一、三相异步电动机的结构下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页对称三相绕组对称三相绕组通入对称三相电流通入对称三相电流旋转磁场旋转磁场(磁场能量磁场能量)磁场切割磁场切割转子绕组转子绕组转子绕组中转子绕组中产生产生 e 和和 i转子绕组在磁场中转子绕组在磁场中受到电磁力的作用受到电磁力的作用转子旋转起来转子旋转起来机械负载机械负载旋转起来旋转起来三相交流电能三相交流电能输出机械能量输出机械能量二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1 旋转磁场旋转磁场 定子三相
7、绕组通入三定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三相交流电相交流电相交流电相交流电(星形联接星形联接星形联接星形联接)AXBYCZ(1 1)旋转磁场的产生)旋转磁场的产生)旋转磁场的产生)旋转磁场的产生o二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页o规定规定 i:“+”首端流入,尾端流首端流入,尾端流出。出。i:“”尾端流入,首端流尾端流入,首端流出。出。AYCBZX()电流出电流出()电流入电流入(1 1)旋转磁场的产生)旋转磁场的产生)旋转磁场的产生)旋转磁场的产生二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电
8、动机的工作原理1 旋转磁场旋转磁场下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页AXYCBZ 三相电流合成磁三相电流合成磁三相电流合成磁三相电流合成磁场场场场 的分布情况的分布情况的分布情况的分布情况合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转6060AXYCBZAXYCBZ合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转9090右手螺旋定则右手螺旋定则右手螺旋定则右手螺旋定则-判定磁场方向判定磁场方向判定磁场方向判定磁场方向o下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页分析可知:三相电流产生的合成磁
9、场是一旋转的磁场分析可知:三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即:即:一个电流周期,旋转磁场在空间转过一个电流周期,旋转磁场在空间转过一个电流周期,旋转磁场在空间转过一个电流周期,旋转磁场在空间转过360360取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序(2).旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向AXCZBY0 toAAXZBCYAAXZBCY结论:结论:结论:结论:任意调换两根任意调换两根任意调换两根任意调换两根电源进线,则旋转电源进线,则旋转电源进线,则旋转电源进线,则旋转磁场反转。磁场反转。磁场反转。磁场反转。任意
10、调换任意调换两根电源两根电源进线进线AXYCBZ下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数Po tAXBYCZAXYCBZ二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理1 旋转磁场旋转磁场 当三相定子绕组按图示排列时,当三相定子绕组按图示排列时,当三相定子绕组按图示排列时,当三相定子绕组按图示排列时,产生一对磁极的旋转磁场,产生一对磁极的旋转磁场,产生一对磁极的旋转磁场,产生一对磁极的旋转磁场,即:即:1=p下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每
11、相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联 ,绕组的始端之间互差,绕组的始端之间互差,绕组的始端之间互差,绕组的始端之间互差6060,首末端相差,首末端相差,首末端相差,首末端相差9090,将形成两对磁极的旋转磁场。将形成两对磁极的旋转磁场。将形成两对磁极的旋转磁场。将形成两对磁极的旋转磁场。CYABCXYZAXBZAXBYC二、三相异步电动机的工作原理1 旋转磁场旋转磁场(3)旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页极对数极对数旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关与三相绕组的排列有关CYABCXYZAXBZ01 旋
12、转磁场旋转磁场(3)旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P2=p下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(4)旋转磁场的转速)旋转磁场的转速工频:工频:旋转磁场的转速取决于磁场的磁极对数旋转磁场的转速取决于磁场的磁极对数旋转磁场的转速取决于磁场的磁极对数旋转磁场的转速取决于磁场的磁极对数p,和三相交流电的频率和三相交流电的频率和三相交流电的频率和三相交流电的频率f fp=1时时0 toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ1 旋转磁场旋转磁场下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页p=2时时0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页旋转磁场转速旋
13、转磁场转速旋转磁场转速旋转磁场转速n n0 0与极对数与极对数与极对数与极对数 p p 的关系的关系的关系的关系极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。可见可见可见可见:1 1 旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场(4 4)旋转磁场的转速)旋转磁场的转速)旋转磁场的转速)旋转磁场的转速下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.转子转动原理转子转动原理转子转动原理转子转动原理定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子
14、三相绕组通入三相交流电方向方向方向方向:顺时针顺时针顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体切割转子导体切割转子导体右手定则右手定则右手定则右手定则感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势 E E2020旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场感应电流感应电流感应电流感应电流 I I2 2旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场左手定则左手定则左手定则左手定则电磁力电磁力电磁力电磁力F F电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩T TnAXYCBZFF二、三相异步电动机的工作原理(1 1)转子为什么转动?)转子为什么转动?)转子为什么转动?)转子为什么转动?分)分)转转/(6010pfn=下一页下一页总目录总目录 章目
15、录章目录返回返回上一页上一页转差率:转差率:转差率:转差率:旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比转磁场的同步转速之比转磁场的同步转速之比转磁场的同步转速之比 由前面分析可知,电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知,电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知,电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知,电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,但转子转速旋转的方向一致,但转子转速旋转的方向一致,但转子转速旋转的方向一致,但转子转速 n n 不可能达到与旋转
16、磁场的转不可能达到与旋转磁场的转不可能达到与旋转磁场的转不可能达到与旋转磁场的转速相等,即速相等,即速相等,即速相等,即异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机如果如果:无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动,磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动,磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动,磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动,磁通不切 割转子导条割转子导条割转子导条割转子导条无转矩无转矩无转矩无转矩因此,转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。因此,转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。因此,转子转速与旋转磁场转速间必须
17、要有差别。因此,转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。(2 2)转子的转速)转子的转速)转子的转速)转子的转速=?=?2.转子转动原理转子转动原理0nn TT=T2n T T2达到新的平衡达到新的平衡T2自适应:稳定工自适应:稳定工自适应:稳定工自适应:稳定工作区作区作区作区TO负载的影响下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 U U1 1 的影响的影响的影响的影响U Tm Tst T2TO电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 R2 的影响的影响TOR2 Tst n 硬特性(硬特性(硬特性
18、(硬特性(R R2 2大):负载变大):负载变大):负载变大):负载变化时,转速变化不大,运化时,转速变化不大,运化时,转速变化不大,运化时,转速变化不大,运行特性好。行特性好。行特性好。行特性好。软特性(软特性(软特性(软特性(R R2 2小):负载增加时转速下降较快,但起动小):负载增加时转速下降较快,但起动小):负载增加时转速下降较快,但起动小):负载增加时转速下降较快,但起动转矩大,起动特性好。转矩大,起动特性好。转矩大,起动特性好。转矩大,起动特性好。电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1 异步电动
19、机的启动异步电动机的启动 起动起动起动起动问题:问题:起动电流大,起动转矩小起动电流大,起动转矩小起动电流大,起动转矩小起动电流大,起动转矩小。一般中小型鼠笼式电机一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的起动电流为额定电流的5 7 倍倍;起动起动转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的(1.02.2)(1.02.2)倍。倍。倍。倍。起动时起动时起动时起动时 ,n n=0 0,转子导体切割磁力线速度很大,转子导体切割磁力线速度很大,转子导体切割磁力线速度很大,转子导体切割磁力线速度很大,转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流转子电流转子电流定子电
20、流定子电流定子电流定子电流 四、四、四、四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1)(1)直接起动直接起动直接起动直接起动 电动机直接接到电源上,叫直接起动。电动机直接接到电源上,叫直接起动。(2)(2)降压起动:降压起动:降压起动:降压起动:星形星形-三角形三角形(Y )换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动(适用于鼠笼式电动机)(适用于鼠笼式电动机)(适用于鼠笼式电动机)(适用于鼠笼式电动机)(3)转子串电
21、阻起动转子串电阻起动(适用于绕线式电动机)(适用于绕线式电动机)(适用于绕线式电动机)(适用于绕线式电动机)1 异步电动机的启动方法:异步电动机的启动方法:四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页设:电机每相阻抗为设:电机每相阻抗为设:电机每相阻抗为设:电机每相阻抗为|Z|Z|Y Y 换接起动换接起动换接起动换接起动 降压起动时的电流为降压起动时的电流为降压起动时的电流为降压起动时的电流为直接起动时的直
22、接起动时的直接起动时的直接起动时的1/31/3+起动起动起动起动U1U2V1V1W1W2+正常正常正常正常运行运行运行运行U1U2V1V2W1W2相电流相电压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 方法:任意调换电源的两根进线,电动机反转。方法:任意调换电源的两根进线,电动机反转。方法:任意调换电源的两根进线,电动机反转。方法:任意调换电源的两根进线,电动机反转。电动机电动机电动机电动机正转正转正转正转电动机电动机电动机电动机反转反转反转反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转电电电电 源源源源U UV V WWM
23、3U UV V WW电电电电 源源源源M3四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动四、三相异步电动机的启动、反转、调速、和制动下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1)变频调速变频调速(无级调速无级调速)f=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器M3 整流器整流器整流器整流器f f1 1、U U1 1可调可调可调可调+变频调速方法变频调速方法恒转距调速(恒转距调速(f1f1N)频率调节范围:频率调节范围:频率调节范围:频率调节范围:0.50.5几几几几百赫兹百赫兹百赫兹百赫兹三相异步电动
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- 关 键 词:
- 异步电动机 原理 控制
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