交流電動(dòng)機(jī)原理及使用

1、關(guān)于交流電動(dòng)機(jī)原理及使用現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第1頁，共51頁3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第2頁，共51頁 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。流。2. .轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第3頁，共51頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第4頁，共51頁鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的的比較鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的的比較：

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第5頁，共51頁3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第6頁，共51頁3. 2. 1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIo現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第7頁，共51頁iCiAiBitmIo0n規(guī)定規(guī)定 i : “+

3、” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第8頁，共51頁CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS 三相電流合成磁三相電流合成磁場(chǎng)場(chǎng) 的分布情況的分布情況0 t 60t 0n60 90t 600mIoSNSN現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第9頁，共51頁分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng) 即：即：2. .現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第10頁，共51頁0t 3. .旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P即：即：1pCiBiAioimI tBi

4、AXBYCZAiCiAXYCBZNS現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第11頁，共51頁CYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第12頁，共51頁極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)2p旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB Y A C SNBiCiAiimIt 0現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第13頁，共51頁4. .旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6010fn 工頻：工頻：Hz501 f分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 30000 np=1時(shí)時(shí)0mICiBiAi tiomINSAXYCBZNSAXYCBZNSAX

5、YCBZNS現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第14頁，共51頁X NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時(shí)時(shí)BiCiAiit mI0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第15頁，共51頁)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率f1和極對(duì)數(shù)和極對(duì)數(shù)p有關(guān)。有關(guān)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是

6、第16頁，共51頁3. 2. 2 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1. 轉(zhuǎn)動(dòng)原理轉(zhuǎn)動(dòng)原理AXYCBZ分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第17頁，共51頁0nn 如果如果:0nn 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第18頁，共51頁%s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得0)(1nns %10000 nnns 例例1 1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

7、子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第19頁，共51頁上次課重點(diǎn)內(nèi)容 單相交流電和三相交流電的特點(diǎn)、電源及負(fù)載的接法； 工業(yè)企業(yè)的配電、照明的配電； 了解單相變壓器原理，三相變壓器繞組接法； 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)原理，轉(zhuǎn)速與極對(duì)數(shù)的關(guān)系、轉(zhuǎn)差率的概念；現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第20頁，共51頁NnNT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千千瓦瓦nPT OnT0n(N m) 如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型型) 的額定功率

8、為的額定功率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為則額定轉(zhuǎn)矩為nPnPT9550602 m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT3.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第21頁，共51頁2. .最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 TmaxOn0nTmax現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第22頁，共51頁NmaxTT 一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為2 .28 .1 12 II現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第23頁，共51頁3. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩

9、。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)n= 0 時(shí)時(shí)，s =1體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。起動(dòng)的能力。 0nOnTNststTTK 起動(dòng)能力起動(dòng)能力現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第24頁，共51頁3.4 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù) 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號(hào)機(jī)座長度代號(hào)機(jī)座中心高（機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)教材表教材表8.8.1中列出了各種電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)。中列出了各種電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第25頁，共51頁異步電動(dòng)機(jī)

10、產(chǎn)品名稱代號(hào)異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第26頁，共51頁2. 接法接法接線盒接線盒。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2V2現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第27頁，共51頁例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時(shí)時(shí) 采用采用 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)；線電壓為；線電壓為 220V 時(shí)采用時(shí)采用 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第28頁，共51頁4. 電流電流 表示星形表示星形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下電機(jī)下電機(jī)的線電流為的線電流為 6.73A；三角形；三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下線電流為下線電流為 11.64A。兩

11、種接法下相電流均為。兩種接法下相電流均為 6.73A。12PP cos3NN1IUP 鼠籠電機(jī)鼠籠電機(jī) =7293電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第29頁，共51頁P(yáng)N 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為時(shí)約為 0.7 0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有。空載時(shí)功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。

12、電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。P2cos O現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第30頁，共51頁 0N0Nnnns 額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為為A、E、B、F、H五級(jí)，五級(jí)，A級(jí)最低級(jí)最低(105C)，H級(jí)最高級(jí)最高(180C)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第31頁，共51頁3.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問題：?jiǎn)栴}：。 一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍倍; 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第32頁，共51頁3.5.2 起動(dòng)方法

13、起動(dòng)方法 二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。動(dòng)。星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動(dòng)換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)(3) 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第33頁，共51頁31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W231現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第34頁，共51頁(2) 自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)L1L3L2FUQQ2現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第35頁，共51頁RRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻起動(dòng)電阻 2. .繞線式電動(dòng)機(jī)繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

14、子電路串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第36頁，共51頁22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT 轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第37頁，共51頁三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)M3M3現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第38頁，共51頁 pfsnsn106011 f=50HzM3 +變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1f1N）3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第39頁，共51頁變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。能優(yōu)異，因而正獲得越來越

15、廣泛的應(yīng)用。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第40頁，共51頁A1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。等機(jī)床上。A1A2X1X2SN現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第41頁，共51頁Tn0no22RR2R2R( 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)

16、速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。提升、起重設(shè)備中。nnTLTLs sTs2R2Ro現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第42頁，共51頁 功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動(dòng)機(jī)容功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動(dòng)機(jī)容易因過載而損壞。易因過載而損壞。1. 對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。于生產(chǎn)機(jī)械的功率。2. 對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的過載，故所選功率可等于或略

17、小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。的功率。三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第43頁，共51頁 一般應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動(dòng)機(jī)。一般應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動(dòng)機(jī)。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合才選用繞線式電動(dòng)機(jī)。合才選用繞線式電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如開啟式、防護(hù)式、封閉式電動(dòng)機(jī)。如開啟式、防護(hù)式、封閉式電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。壓來決定。 Y系列鼠籠電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有系列鼠籠電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)一個(gè)等級(jí)。大功率電動(dòng)機(jī)才采用等級(jí)。大功率電動(dòng)機(jī)才采用3000V和和6000V?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第44頁，共51頁轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式3.7 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第45頁，共51頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第46頁，共51頁iAABBA iB現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第47頁，共51頁ABBiAiBA 12 將開關(guān)將開關(guān)S合在位