PDF《单元八 电动机》

单元八 电动机 1.

1. 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造

2 .

2 . 三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的工作原理

3 .

3 . 三相异步电动机的电路分析 三相异步电动机的电路分析 4. 4. 三相异步电动机转矩与机械特性 三相异步电动机转矩与机械特性

5 .

5 . 三相异步电动机的起动 三相异步电动机的起动

6 .

6 . 三相异步电动机的调速 三相异步电动机的调速

7 .

7 . 三相异步电动机的制动 三相异步电动机的制动

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8 . 三相异步电动机铭牌数据 三相异步电动机铭牌数据

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9 . 三相异步电动机的选择 三相异步电动机的选择

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10 . 单相异步电动机 单相异步电动机 11. 11. 直流电动机 直流电动机 12. 12. 控制电动机 控制电动机 雷克萨斯四轮驱动系统 第二十讲 1. 1. 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造

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2 . 三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的工作原理 吾尝终日而思矣,不如须臾之所学也. ----荀子 三相异步电动机 三相异步电动机 永磁直流电动机 ? ?电动机的种类 电动机的种类 电动机 电动机 交流电动机 交流电动机 直流电动机 直流电动机 三相电动机 三相电动机 单相电动机 单相电动机 同步电动机 同步电动机 异步电动机 异步电动机 他励、并励电动机 他励、并励电动机 串励、复励电动机 串励、复励电动机 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造 单相异步电动机 永磁同步电动机 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造 ? ?三相异步电动机的结构 三相异步电动机的结构

1 1) )定子 定子 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. 三相绕组 三相绕组: : U1 U1 -- --U2 U2 V1 V1 -- --V2 V2 W1 W1-- --W2 W2 机座:铸钢或铸铁 机座 机座 定子三相 定子三相 绕组 绕组 转子 转子 定子铁心 定子铁心 定子铁心 定子铁心

2 2) )转子 转子 铁心: 铁心:由外周有槽的 由外周有槽的 硅钢片叠成. 硅钢片叠成. 鼠笼式转子: 铁心槽 内放铜条(或铸铝), 端部用短路环形成一 体. 绕线式转子:同定子绕 同定子绕 组一样,也分为三 组一样,也分为三 相,并且接成 相,并且接成星形 星形. . 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造 鼠笼式转子 绕线式转子 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造 绕线转子三相异步电动机 鼠笼转子三相异步电动机 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. 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. 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 1. 1. 旋转磁场 旋转磁场 ? ?手动产生旋转磁场 手动产生旋转磁场 ? ?自动产生旋转磁场 自动产生旋转磁场 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 1. 1. 旋转磁场 旋转磁场 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 ( (星形联接为例 星形联接为例) ) ? ? ? ? ? ? ? ? ?

1200 sin

1200 sin sin m W m V m U t I i t I i t I i ? ? ? V i U1 U2 V1 V2 W1 W2 U i W i W i U i V i i t m I o W i U i V i i t m I o 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 ? ?自动产生旋转磁场 自动产生旋转磁场 规定i: + 首端流入,尾端流出. i : C 尾端流入,首端流出. (?)电流入 (?)电流出

0 n 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360 360° ° U1 U2 V2 W1 V1 W2 N S

0 ? t ? 合成磁场方向向下 合成磁场方向向下

0 n U1 U2 V2 W1 V1 W2 ? ?

60 t ? 合成磁场旋转 合成磁场旋转60 60° ° ?

60 S N U1 U2 V2 W1 V1 W2 ? ?

90 t ? 合成磁场旋转 合成磁场旋转90 90° ° S N 旋转磁场的瞬间情况 旋转磁场的瞬间情况 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 ? ?自动产生旋转磁场 自动产生旋转磁场

600 W i V i U i i ? t m I o 接线盒 星形接线 三角形接线 2.电动机的 电动机的接线 接线与 与旋转方向 旋转方向 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 任意调换 任意调换 两根电源 两根电源 进线,则 进线,则 反转 反转. . 任意调换两 根电源进线 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 3.电动机改变旋转方向的 电动机改变旋转方向的根源 根源 V i U1 U2 V1 V2 W1 W2 U i W i 调换前 W i U1 U2 W1 W2 V1 V2 U i V i 调换后 U1 U2 V2 W1 V1 W2 ? ?

60 t ? S N U

1 U1 U2 W2 V1 W1 V2 ? ?

60 t ? N S U

1 U1 U2 W2 V1 W1 V2

0 ? t ? N S U1 U2 V2 W1 V1 W2 N S

0 ? t ? n n 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 4.旋转磁场的极对数 旋转磁场的极对数P P与转速 与转速n n0

0 ? ?当三相定子绕组按图示 当三相定子绕组按图示 排列时,产生一对磁极的 排列时,产生一对磁极的 旋转磁场, 旋转磁场,即:

1 ? p U1 U2 V2 W1 V1 W2 N S ? ?若定子每相绕组由两个线圈 若定子每相绕组由两个线圈 串联 串联 ,绕组的始端之间互差 ,绕组的始端之间互差

60 60° °,将形成 ,将形成两对磁极的旋转 两对磁极的旋转 磁场 磁场, , 即: W1'

V2'

U1 V1 W1 U2 V2 W2 U1'

U2'

V1'

W2'

U i V i W i

2 ? p U1 U2'

U2 N S ? ? W2 W1 W2'

? ? V1 V2 V1'

V2'

U1'

W1'

S N 动画 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 ? ? 旋转磁场的 旋转磁场的转速 转速(同步转速) (同步转速) n n0 0取决于磁场的 取决于磁场的极对数 极对数p p ) / (

60 1

0 分转pfn?2?p?180 分) 转/(500

1 1 ? p ?

360 分) 转/(000

3 极对数 每个电流周期 磁场转过的空间角度 同步转速 ) f ( Hz

50 1 ?

3 ? p ?

120 分) 转/(000

1 4 ? p 分) 转/(750 ?

90 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 ? ? 原因: 原因:以电角度 以电角度ω ωt t= =60

600 0为例 为例 V i W i U i i t ?

0 m I ω ωt t= =60

600 0 p=2 U1 U2'

U2 N S ? ? W2 W1 W2'

? ? V1 V2 V1'

V2'

U1'

W1'

S N 空间角300 U1 U2 V2 W1 V1 W2 S N p=1 t=0 空间角600 U1 U2 V2 W1 V1 W2 F F

0 n N S 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 5. 5. 异步电动机是如何动起来的? 异步电动机是如何动起来的? 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 → →旋转磁场 旋转磁场 → →磁力线切割转子导体 磁力线切割转子导体 → →感应电动势 感应电动势 E E20

20 → →感应电流 感应电流 I I2

2 → →电磁力 电磁力F F → →电磁转矩 电磁转矩T T n n 动画 电动机转子转动方向与 电动机转子转动方向与 磁场旋转的 磁场旋转的方向一致 方向一致. . 为什么转子 为什么转子转速 转速 ? ?

0 n n ? 设:

0 n n ? 则: 则:转子与旋转磁场间没有相对运动 转子与旋转磁场间没有相对运动 → →磁感线不切割转子导条 磁感线不切割转子导条 → →无转子电动势和转子电流 无转子电动势和转子电流 → →无转矩 无转矩 因此,转子转速与旋转磁场转速( 因此,转子转速与旋转磁场转速(又称同步转速 又称同步转速)间必 )间必 须要有 须要有差别 差别. . 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 6. 6. 转子转速 转子转速 转差率 转差率

0 n n ? 异步电动机 异步电动机运行中 异步电动机运行中: : % ~ s )

9 1 ( ?

0 ) (1 n n s ? ? %

100 0

0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? n n n s ? ?转差率 转差率s s 旋转磁场的同步转速和 旋转磁场的同步转速和 电动机转子转速之差与旋转 电动机转子转速之差与旋转 磁场的同步转速之比. 磁场的同步转速之比. 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 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. 例1 解:根据异步电动机转 子转速与同步转速 的关系知: p p=3 =3 n0=1000 r/min 2.5% %

100 0

0 ? ? ? ? n n n s 转子在磁场中相对定子有相对运动,切割磁力线,形 成感应电动势.转子铜条是短路的,有感应电流产生.转 子铜条有电流,在磁场中受到力的作用,产生转矩,转子 就会旋转起来.第一:要有旋转磁场,第二:转子转动方 向与旋转磁场方向相同,第三:转子转速必须小于同步转 速,否则导体不会切割磁场,无感应电流产生,无转矩, 电机就要停下来,停下后,速度减慢,由于有转速差,转 子又开始转动,所以只要旋转磁场存在,转子总是落后同 步转速在转动. 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 思考1.三相异步电动机的同步转速由哪些因素决定? 2.三相异步电动机转子转速为什么会小于同步转速? 本讲要点 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的构造 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 定子 定子 转子 转子 旋转磁场 旋转磁场 转子感应电流 转子感应电流 电磁转矩 电磁转矩 其它知识点 其它知识点 同步转速 同步转速n n0

0 转向 转向 转差率 转差率S S ........