第五章 電動(dòng)機(jī)(2010).ppt

1、交流電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī),直流電動(dòng)機(jī),他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì),電動(dòng)機(jī)的分類,三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理,e方向用 右手定則 確定,f方向用 左手定則 確定,磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn),磁極旋轉(zhuǎn),導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)線長(zhǎng),切割速度,（右手定則）,2. 線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢,三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下， 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或 電流。,三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)。,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,A,Y,C,B,Z,異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)代替了旋轉(zhuǎn)磁極,()電流出,()電流入,X,合成磁場(chǎng)方向： 向下,同理分析，可得 其它電流角度下 的磁場(chǎng)方向：,旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。,改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相。,旋

2、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速大小,一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360,電流頻率為 f Hz，則磁場(chǎng)1/f秒旋轉(zhuǎn)1圈，每秒旋轉(zhuǎn)f圈。每分鐘旋轉(zhuǎn)：,n1稱為同步轉(zhuǎn)速,課本p116,極對(duì)數(shù)（P）的概念,極對(duì)數(shù)（P）的改變,將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形 成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。,極對(duì)數(shù),極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系,三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,極對(duì)數(shù),每個(gè)電流周期 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度,同步轉(zhuǎn)速,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）:,提示：如果,轉(zhuǎn)差率 的概念：,異步電機(jī)運(yùn)行中:,轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：,轉(zhuǎn)子感生電流的頻率：,例1：三相異步電動(dòng)

3、機(jī) p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速n=960r/min。 求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2,同步轉(zhuǎn)速：,轉(zhuǎn)差率：,一、三相異步電動(dòng)機(jī)的“電磁”關(guān)系,三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,定子電路,：主磁通產(chǎn) 生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,轉(zhuǎn)子電路,設(shè)：,則：,定子邊：,取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度,同理可得：,（課本P119）,轉(zhuǎn)子功率因數(shù),例2：三相異步電動(dòng)機(jī)，p=2，n=1440 r/min，轉(zhuǎn)子R2=0.02，X20=0.08 ， E20=20V， f1= 50Hz。,啟動(dòng)時(shí)I2（st）,額定轉(zhuǎn)速下的I2（N）,s=1,電磁轉(zhuǎn)矩 T：轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下, 受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之

4、總和。,常數(shù),每極磁通,轉(zhuǎn)子電流,轉(zhuǎn)子電路的,轉(zhuǎn)矩公式的推導(dǎo),（牛頓米）,得到轉(zhuǎn)矩公式,二、 三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式,得特性曲線：,啟動(dòng)時(shí)n=0,最大轉(zhuǎn)速n=n1時(shí),三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩,n1,T,n,（牛頓米）,如果 電機(jī)將會(huì) 因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。,求解,過(guò)載系數(shù)：,三相異步機(jī),n1,T,n,機(jī)械特性曲線,啟動(dòng)：,TstTL (負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，電機(jī)啟動(dòng),轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)矩T ,c,c點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大Tm ，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)，T，沿cb走,b,b點(diǎn)：T=TL，轉(zhuǎn)速n不再上升，穩(wěn)定運(yùn)行,若TL ，暫時(shí)T TL,n s I2 T n ,電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力,電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù) 載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種

5、能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。,s=0,s=1,例3（7-7）：三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=10kW， 額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，啟動(dòng)能力Tst/TN=1.2，過(guò)載 系數(shù)=1.8。,（牛頓米）,（1）額定轉(zhuǎn)矩TN,（2）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst,（3）最大轉(zhuǎn)矩Tm,#（4）用Y 方法起動(dòng)時(shí)的Tst,機(jī)械特性和電路參數(shù)的關(guān)系,和電壓的關(guān)系,結(jié)論：,和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系,機(jī)械特性的軟硬,硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。 軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起 動(dòng)特性好。 ,一、三相異步機(jī)銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù),1. 型號(hào) Y 132M4,轉(zhuǎn)差率,7.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用,3. 聯(lián)接方式

6、 ： Y/ 接法,4. 額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓.,說(shuō)明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的 5 。,例：380/220 Y/是指：線電壓為380V時(shí)采用Y接法； 當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用接法。,5. 額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。,如：,表示三角接法下，電機(jī)的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時(shí)線、相電流均為6.48A。,6. 額定功率： 額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的功率 （ ），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者的 關(guān)系為：,其中,額定負(fù)載時(shí)一般為0.7 0.9 ， 空載時(shí)功率因數(shù)很低約為0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大

7、。,注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電機(jī),7. 功率因數(shù)(cos1)：,P2,PN,cos1,二、 三相異步機(jī)的起動(dòng),三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：,（1） 直接起動(dòng)。二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般 采用直接起動(dòng)。,（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。,Y 起動(dòng)：,設(shè)：電機(jī)每相阻抗為,例4:三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓 =380V，三相定子 繞組接法運(yùn)行，額定電流IN=20A，啟動(dòng)電流Ist/IN=7， 求： （1）接法時(shí)的啟動(dòng)電流Ist （2）若啟動(dòng)時(shí)改為Y接法，求 Ist Y,（1）Ist =7 IN =720=140A,解：,（2）,Ist Y = Ist /3=140/3=47A,方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。,三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn),制動(dòng)方法： 1. 抱閘：加機(jī)械抱閘,四、 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng),3. 能耗制動(dòng),4.發(fā)電反饋制動(dòng),2. 反接制動(dòng)： 停車時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接電源的意兩相反接， 使電動(dòng)機(jī)由原來(lái)的旋轉(zhuǎn)方向反過(guò)來(lái)，以達(dá) 制動(dòng)的目的；,五、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,3. 改變電源頻率 (變頻調(diào)速) 無(wú)級(jí)調(diào)速,此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。,作業(yè),已知Y100L1-4型異步電動(dòng)機(jī)的某些額定技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 2.2kW 380V Y接法 14