《相交流電機(jī)》課件

三相交流電機(jī)歡迎學(xué)習(xí)三相交流電機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。本課程將深入探討這種重要的電氣設(shè)備。課程簡介電機(jī)基礎(chǔ)了解三相交流電機(jī)的基本概念和工作原理。結(jié)構(gòu)分析深入探討電機(jī)的主要部件及其功能。性能特征學(xué)習(xí)電機(jī)的特性曲線、效率和轉(zhuǎn)矩等關(guān)鍵指標(biāo)。實(shí)際應(yīng)用探索三相交流電機(jī)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。三相交流電機(jī)的特點(diǎn)高效率三相交流電機(jī)具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，通?？蛇_(dá)90%以上。大功率適用于大功率應(yīng)用，從幾瓦到數(shù)兆瓦不等?？煽啃愿呓Y(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，使用壽命長。三相交流電機(jī)的工作原理1產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場三相交流電流在定子繞組中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流。3電磁力作用感應(yīng)電流與磁場相互作用產(chǎn)生電磁力。4轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電磁力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。三相交流電機(jī)的主要部件定子固定部分，包含主磁極和繞組。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部分，可以是鼠籠式或繞線式。軸承支撐轉(zhuǎn)子，減少摩擦。機(jī)殼保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提供散熱。定子的結(jié)構(gòu)和作用結(jié)構(gòu)硅鋼片疊壓成的鐵心分布在鐵心槽中的繞組絕緣材料作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場提供磁路支撐電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和作用鐵心由硅鋼片疊壓而成，提供磁路。導(dǎo)體鼠籠式或繞組式，用于產(chǎn)生感應(yīng)電流。軸傳遞機(jī)械功率，支撐轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。繞組的分類和作用1集中繞組2分布繞組3波繞組4疊繞組繞組的主要作用是產(chǎn)生磁場或感應(yīng)電流，不同類型的繞組適用于不同的電機(jī)設(shè)計(jì)要求?；h(huán)式異步電機(jī)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷與外部電路連接。啟動(dòng)性能可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路電阻實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。調(diào)速能力可通過改變轉(zhuǎn)子回路電阻實(shí)現(xiàn)一定范圍的調(diào)速。維護(hù)要求需定期維護(hù)滑環(huán)和電刷，相對復(fù)雜?；\型異步電機(jī)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單轉(zhuǎn)子由鋁或銅棒組成，無需外部連接?？煽啃愿邿o滑環(huán)和電刷，維護(hù)簡單，使用壽命長。成本低制造簡單，生產(chǎn)成本較低。同步電機(jī)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)速恒定功率因數(shù)可調(diào)效率高缺點(diǎn)啟動(dòng)困難結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高同步電機(jī)的工作原理1定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場三相交流電流在定子繞組中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2轉(zhuǎn)子勵(lì)磁直流電流通過勵(lì)磁繞組，使轉(zhuǎn)子成為電磁鐵。3磁極鎖定轉(zhuǎn)子磁極與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)。4恒速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子以同步速度穩(wěn)定運(yùn)行。同步電機(jī)的啟動(dòng)方式異步啟動(dòng)法利用阻尼繞組作為鼠籠繞組，異步啟動(dòng)后切換到同步運(yùn)行。輔助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)法使用輔助電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步電機(jī)轉(zhuǎn)子加速到同步速度。變頻啟動(dòng)法通過變頻器逐步提高頻率，使電機(jī)平穩(wěn)加速到同步速度。同步電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)驅(qū)動(dòng)大型壓縮機(jī)、泵和風(fēng)機(jī)等。發(fā)電機(jī)火力、水力和核能發(fā)電站。船舶推進(jìn)大型船舶的電力推進(jìn)系統(tǒng)。礦山設(shè)備大型挖掘機(jī)和輸送機(jī)。異步電機(jī)的工作原理定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場三相交流電流在定子繞組中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)出電流。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電流與磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子異步旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子以低于同步速度的速度旋轉(zhuǎn)。異步電機(jī)的特性曲線轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線描述電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，包括啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和額定工作點(diǎn)。電流-轉(zhuǎn)速特性曲線表示電機(jī)電流隨轉(zhuǎn)速的變化，包括啟動(dòng)電流和額定電流。異步電機(jī)的啟動(dòng)方式1直接啟動(dòng)適用于小功率電機(jī)，啟動(dòng)電流大。2降壓啟動(dòng)通過降低啟動(dòng)電壓減小啟動(dòng)電流。3星-三角啟動(dòng)先星形接法啟動(dòng)，后切換為三角形運(yùn)行。4變頻啟動(dòng)通過變頻器控制，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)。異步電機(jī)的調(diào)速方法1變極調(diào)速2變頻調(diào)速3轉(zhuǎn)子回路調(diào)速4電壓調(diào)速不同調(diào)速方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，選擇時(shí)需考慮效率、成本和控制精度等因素。異步電機(jī)的應(yīng)用案例傳送帶系統(tǒng)利用異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶，實(shí)現(xiàn)物料輸送。電梯驅(qū)動(dòng)采用異步電機(jī)配合變頻器，實(shí)現(xiàn)電梯的平穩(wěn)運(yùn)行?？照{(diào)壓縮機(jī)使用異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，提供制冷所需動(dòng)力。電機(jī)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生1磁場相互作用定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互作用。2電磁力產(chǎn)生磁場相互作用產(chǎn)生電磁力。3力矩形成電磁力與轉(zhuǎn)子半徑形成力矩。4轉(zhuǎn)矩輸出力矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械功率。電機(jī)轉(zhuǎn)矩的類型啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)從靜止開始啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。最大轉(zhuǎn)矩電機(jī)能夠產(chǎn)生的最大瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩。額定轉(zhuǎn)矩電機(jī)在額定工作條件下的穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩用于減速或停止電機(jī)的反向轉(zhuǎn)矩。電機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式同步電機(jī)T=(3*p*E*V/Xs)*sinδ異步電機(jī)T=(3*p*R2'/s)*(V1/ω1)2/[(R1+R2'/s)2+X2]直流電機(jī)T=K*Φ*Ia其中，p為極對數(shù)，E為感應(yīng)電動(dòng)勢，V為電壓，Xs為同步電抗，δ為功角，s為轉(zhuǎn)差率，R為電阻，X為電抗，Φ為磁通量，Ia為電樞電流。不同電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性的比較同步電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載變化存在最大同步轉(zhuǎn)矩異步電機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化存在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大電機(jī)效率的影響因素鐵損包括渦流損耗和磁滯損耗，與磁場變化有關(guān)。銅損由繞組電阻產(chǎn)生的焦耳熱損耗。機(jī)械損耗包括摩擦損耗和風(fēng)損。雜散損耗其他難以準(zhǔn)確計(jì)算的損耗。提高電機(jī)效率的方法1優(yōu)化設(shè)計(jì)2使用高質(zhì)量材料3改進(jìn)制造工藝4采用先進(jìn)控制策略通過這些方法，可以顯著提高電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率，減少能源浪費(fèi)。電機(jī)溫升的產(chǎn)生原因損耗熱量各種損耗轉(zhuǎn)化為熱量，導(dǎo)致溫度升高。散熱不足散熱系統(tǒng)效率低下，無法及時(shí)散去熱量。過載運(yùn)行長期超過額定負(fù)載運(yùn)行，產(chǎn)生過多熱量。電機(jī)絕緣的重要性防止短路良好的絕緣可以防止導(dǎo)體之間發(fā)生短路。延長壽命高質(zhì)量絕緣可以延長電機(jī)的使用壽命。提高效率減少漏電，提高電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率。安全保障防止觸電，保障操作人員的安全。常見電機(jī)故障及分析軸承故障表現(xiàn)為異常噪音和振動(dòng)，可能由潤滑不足或磨損引起。繞組短路導(dǎo)致電機(jī)過熱和效率下降，通常由絕緣老化引起。轉(zhuǎn)子不平衡引起振動(dòng)和噪音，可能由制造缺陷或磨損導(dǎo)致。過載保護(hù)頻繁動(dòng)作可能由負(fù)載過大或電源問題引起。電機(jī)維護(hù)保養(yǎng)的重要性1延長使用壽命2提高運(yùn)行效率