機(jī)電傳動(dòng)控制_交流電機(jī)的工作原理及特性-PPT

1、三相異步電動(dòng)機(jī)的 三相異步電動(dòng)機(jī)的 三相異步電動(dòng) 三相異步 三相異步1軸承蓋3接線盒5定子鐵心7轉(zhuǎn)軸9風(fēng)扇HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相交流電勺結(jié)構(gòu)和工作原理N-S主磁3異步n0(5.1)圖56(a)定子繞組寫(xiě)嗜源的連拶工作原理勺結(jié)構(gòu)和工作原理HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)定子三相繞組通入 相交流電（星形聯(lián)勺結(jié)構(gòu)和工作原理sint(八勺結(jié)構(gòu)和工作原理()電流出/J冬加工才大早HEFEI UNIVERSI

2、TY OF TECHNOLOGY三相異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)IBIC-勺結(jié)構(gòu)和工作原理r?K/2 ijTN* /勺結(jié)構(gòu)和工作原理（順時(shí)旋轉(zhuǎn)流定子繞組（逆時(shí)旋轉(zhuǎn)勺結(jié)構(gòu)和工作原理勺結(jié)構(gòu)和工作原理冬魚(yú)工哎丸.冬 二相異步電動(dòng)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p 若定子每相繞組由之間互差60,將形Z A磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)決定旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的P=1時(shí)n 0 60 f 1頻率：f =7兀二相異步電動(dòng)勺結(jié)構(gòu)和工作原理= 1500 （轉(zhuǎn)/分）2勺結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)z旋轉(zhuǎn)速度t = 0ZB 二一iB（5.5）ic =一2 iA = b =+ ic =-兀 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)了

3、 90度n0r/minfHz p 極對(duì)數(shù)（p=1、2、3.）冬砲工尸薩火冬二相異步電動(dòng)&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 三相異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速（同 步轉(zhuǎn)速）勺結(jié)構(gòu)和工作原理S七二尸eP = 3-1500 no = 10001480n 沁 980r / min冬魚(yú)工哎丸.冬 二相異步電動(dòng)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三相異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電j 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)琰500 （轉(zhuǎn)/分）1000 （轉(zhuǎn)/分）丄切N* /HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGYn轉(zhuǎn)差率s由前面分析可知，電動(dòng) 旋轉(zhuǎn)的方

4、向一致，但 磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，如果：n = n二轉(zhuǎn)勺結(jié)構(gòu)和工作原理和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與 比稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率。冬甌工我火冬 二相異步電動(dòng) 例題1轉(zhuǎn)差率N* /J 慶 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例1: 一臺(tái)三相異步電動(dòng) n=975 r/min, 極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載解：根據(jù)異步速的於7包工尸薩火冬 二相異步電動(dòng)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY定子繞組連接方式壓?；鹁€與火線之間壓為汩勺1.73倍。勺結(jié)構(gòu)和工作原理電壓。女口：日常用 電壓為380V,相電壓為電壓叫線電壓，線電壓的大小為B冬甌工童久號(hào)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNO

5、LOGY例題2定子繞組連接方式例41電源線電壓為30 V*現(xiàn)衣執(zhí)電場(chǎng)機(jī)JIW數(shù)據(jù)如正今選1 於我 r辻流35. 1 A,二相異步電動(dòng)，的結(jié)構(gòu)和工作原理認(rèn)滙擇疋作組的連接方云。Y90S-4.功率 1. 1 kW. 轉(zhuǎn)速1400 r/inin,功率岡數(shù)Y112M-h功喀6轉(zhuǎn)速1440 r/min,功率必 解(1) Y90金購(gòu)猷 Y112K1、注 r ?_;丿 I 丄PM法、A/滋.、電斥:連辜嚴(yán)二機(jī)應(yīng)Y)17(a)J?機(jī)應(yīng)按成館形 SX20cos2 Q1s較大時(shí)R2 sX2o1cos血 xN* /J 慶 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY冬胞工咁久冬 二相異步電動(dòng)I2、c

6、os 02隨S變化曲 轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流 i= E勺定子和轉(zhuǎn)子電路s It cos 血 T)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) 子電路中的各物理量均 與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，即與 轉(zhuǎn)速n有關(guān)。2 R；+X 2 轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)密- * -HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例題3有一臺(tái)三相四極的異步電動(dòng) 其額定技術(shù)數(shù)據(jù)為Pn=90 率f=50Hz,額定轉(zhuǎn)差率 ，轉(zhuǎn)子每相繞線匝數(shù)N2 0.023Wb,試求：(l)定子每相 轉(zhuǎn)子每相繞組開(kāi)額定車(chē)解(1)Ei=4.(2)轉(zhuǎn)子纟 繞組電動(dòng):7兀二相異步電動(dòng)勺定子和轉(zhuǎn)子電路場(chǎng)的每極磁j 感應(yīng)電動(dòng)時(shí)車(chē) =444 時(shí)，轉(zhuǎn)子電路 2=fi=50Hz,故色y $2

7、0=4.44$% p=444fN2 p=4.44X50X20X0.023=102V E2Ng=SNE2N=4E2N。023 = 1634V2=0，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=0,轉(zhuǎn)子么每相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(即X50Hz=1.43Hz2N2 p =4.44X1.43X20X0.023=2.9V勺定子和轉(zhuǎn)子電路電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速妙轉(zhuǎn)子電2N；一 =242.5A0.04 x 20屣 工大芋HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例題4有一臺(tái)三相四極的異步 其額定技術(shù)數(shù)據(jù)為nN=1440r 電源頻率石=50Hz, E20= 試求：電動(dòng)機(jī)的同步0.0224401500=0.0450Hz=2Hz込喬=與

8、電II 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 吉構(gòu)有關(guān)每極磁勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性T x 中,12 ,cos 妙2活沁怒 -*-J 夕 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY冬砲工尸薩火冬二相異步電動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式COS 02 =勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性冬砲工尸薩火冬二相異步電動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性函數(shù)。從而改變轉(zhuǎn)矩活沁怒 -*-HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 固有機(jī)械特性n勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性06 0.015)(0.940985)n0動(dòng)工作點(diǎn)丁少=0月=1)臨界工作點(diǎn) (T=Tmax，S=Sm) dT/dS=OSm=R2/X20 Tmax=KU2/(2X。)NSSm=R2/X20o勺轉(zhuǎn)矩

9、與機(jī)械特性jL + Sm、I Sm S 丿/*屣 工大芋HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY一=1.01.2矩-轉(zhuǎn)差率實(shí)用公式 max代入5口=只2風(fēng)20化簡(jiǎn)得令.dT令.d ST = Tmax，n=nm (S =-電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。2 X 20轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械專(zhuān)矩72不能大于Aax，否則將活沁怒 -*-J 夕 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性線式電現(xiàn)調(diào)速。機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱而燒壞。冬胞工我丸址二相異步電動(dòng)umax仏=K衣(1) Tnax * U1，U1”當(dāng)3 定時(shí)，Tmax為定值 Sm與R2有關(guān)，R Sm nJ,。繞 機(jī)改變轉(zhuǎn)子附

10、加電阻阻 ”載系數(shù)為2.2工作時(shí)必須使L T2電機(jī)能啟動(dòng)，否則不能啟動(dòng)。啟動(dòng)能力K st = TTn冬砲工尸薩火冬 二相異步電動(dòng)&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的tn=9550 - 冬魚(yú)工哎丸.冬 二相異步電動(dòng)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能T = K sR2、UR；令：dTn轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性+ （sX ；0）2:d S勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性為定N載系數(shù)為(1) Tmax * U1, U當(dāng)U1 一定時(shí) 與R2 機(jī)改變轉(zhuǎn)max，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。 電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱而燒壞

11、。冬魚(yú)工哎丸.冬二相異步電動(dòng)丄y HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩-啟動(dòng)時(shí)n= 0時(shí)，s =1附Tst=T勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性Tt體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶 使載啟動(dòng)的能力。若Tst T2電機(jī)能啟動(dòng)，否則不能啟動(dòng)。冬魚(yú)工哎丸.冬 二相異步電動(dòng)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 人為機(jī)械特性一一降低電源八nT U v U U U勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性T =K20、動(dòng)機(jī)的影響：過(guò)載能力下降，負(fù)載 乞上升。從機(jī)械特性物理表達(dá)式進(jìn)行分析：因?yàn)殡?轉(zhuǎn)矩不變的情況下，將使電動(dòng)機(jī) ，所以轉(zhuǎn)子電流增加。轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)置率冬魚(yú)工哎丸.冬 二相異步電動(dòng)HEFEI

12、 UNIVERSITY OF TECHNOLOGY人為機(jī)械特性一一降低電源勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性:瀘2。 親K品 1. T0、 S（5.32 ）0I后特性變化的特點(diǎn) m不變；max大大減小，對(duì)u敏感;人為特性4.人不變下，Sflf溫度升高。冬魚(yú)工哎丸.冬 二相異步電動(dòng)&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 人為機(jī)械特性定子電路勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性減?。ㄍ祲?max下降相比；特性變軟；4, 25 定子電抗時(shí)叔為機(jī)械蜚冬魚(yú)工哎丸.冬 二相異步電動(dòng)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY人為機(jī)械特性改變定子電源頻率勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性26 改變宦二時(shí)嚥浜）少巧 J

13、/ / 鼻 CTmax = CTst X1/fTsQ 八公隨著頻率的降低，理想空載轉(zhuǎn)速只能在電 源額定頻率以下調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)速n。減小，臨界轉(zhuǎn)差率Sm減小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst增大，最大轉(zhuǎn)矩Tmax不變.冷* /勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性 阻（繞線（55）（5.31）二 Cmax冬砲工尸薩火冬二相異步電動(dòng)N 如- * /7 HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY負(fù)載變化引起相應(yīng)物理量的勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性TlT竺達(dá)到新的平彳衡電動(dòng)整，3自適應(yīng)負(fù)載能 的重要特點(diǎn)/操作者加電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械 機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由 動(dòng)新的負(fù)載）。=R1 T 二心 t=Tst t冬砲工尸薩火冬 二相異步電動(dòng)HE

14、FEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY機(jī)械特性與電路參數(shù)的關(guān)系-勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性子電阻S:S - R2X 20勺轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性軟特性 ?。ㄑ螅C(jī)械特性硬度硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變 軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)扌動(dòng)特性好躅小nAX4.5.對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的要求: 1有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn) 2在滿(mǎn)足啟動(dòng)轉(zhuǎn)4HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY中小型鼠籠式電機(jī)啟動(dòng)電流 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)原因：?jiǎn)?dòng)時(shí)n = 0感應(yīng)電勢(shì)線速度很大。成熱量積累二電機(jī)過(guò)熱 1降低影響其他負(fù)載工作l.TT2 +(SX20 )220=(0.8 1.5)TN12st =C 7)/n動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性(

15、Y-動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性鼠籠式直接啟動(dòng)（全壓?jiǎn)⒙试袎浩魅萘康?0% 與民用共用電源時(shí)經(jīng)驗(yàn)公式 L源總?cè)萘?電動(dòng)機(jī)功率（5.35）鼠籠式直接啟動(dòng)（全壓?jiǎn)M(mǎn)足式心.囲）的0/故允65亠如 接川動(dòng)?例42臺(tái)要求經(jīng)常卅動(dòng)的從果供電變壓器（電源）容量為560Q 同樣的人/人值，功率為多大解 根據(jù)式（仁歸）瓶I鼠籠式串電阻或電抗降壓的降壓?jiǎn)?dòng)圖5.，只 載啟動(dòng)。消耗能量大，不適 合經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng) 機(jī)。冬胞工燈火冬二相二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY鼠籠式Y(jié)- 降壓?jiǎn)?dòng)用正常工作式為三角形接線電機(jī) 以上，額定電壓!/31Y-降壓、接線。）冬甌工我火冬二相丫- A啟動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖靜倉(cāng)HE

16、FEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY它Fw.三相動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性7W詼勺w亠HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(a)僅適用于正常運(yùn)行為形聯(lián)結(jié)的i輜變壓器降壓?jiǎn)①M(fèi)(a電路原理圖壓器體積 價(jià)格高。不能 應(yīng)用于經(jīng)平繁啟動(dòng) 電機(jī)。直接（全壓）啟動(dòng)定子電路串電限或電抗器降壓弟動(dòng)時(shí)才可滿(mǎn)足KQO. 56和變壓器的降壓比為敘例4.3 冇臺(tái)拖動(dòng)空氣壓縮機(jī)的 r/miiif Jn 動(dòng)電流 J#t 5* 5/N , Jn 動(dòng)轉(zhuǎn) 0. 97,電網(wǎng)允許電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)解 按翌求川動(dòng)轉(zhuǎn)矩的和HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY繞線式逐級(jí)切除啟動(dòng)電若局選得適

17、當(dāng)，車(chē) 降低起動(dòng)電流，常用于要求4 nno三相，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性R2U1R+X 202三相:電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例 5 臺(tái) Y225M 繞組型聯(lián)結(jié)，其額定 nN=1480r/min, UN= 0.88, Ist/IN=7.0,1)額定電流/N?3)敘衣淨(jìng) cos 洙二求：定轉(zhuǎn)差率Sn? 動(dòng)轉(zhuǎn)矩廠st?45 x 103 =84.2 A380 x 0.88 x 0.923maxHEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY2)由nN=1480r/min n 0 - 1500 r /HEFEI UNIVERSITY OF TECH

18、NOLOGY例6:在上例中（1）如果負(fù)載 試問(wèn)在u=u和u=o.否啟動(dòng)？（2）采求啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)尖 80%和50%時(shí)，電 解：（1冬胞工燈火冬二相&二HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (2) Ist a=7In=7x84.2=5894_ 1 _ 1d=竺 1可以啟動(dòng)4 x 50%14521 stY - 3 1 st -5變極對(duì)數(shù)調(diào)速電動(dòng)機(jī)類(lèi)型無(wú)級(jí)個(gè)速通鳳機(jī)，恒轉(zhuǎn)距無(wú)級(jí)凋速通鳳機(jī)，恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩*恒功寧較少滑兼電動(dòng)機(jī)繞線電動(dòng)機(jī)籠電電動(dòng)機(jī)HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 反饋制動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁三相:電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性t磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)， 向發(fā)生變化，由驅(qū) 動(dòng)狀態(tài)，同時(shí) 送給電網(wǎng)Ilk轉(zhuǎn)子r Wyzm/*屣 工大芋HEFEI UNTVERSHYOF TECHNOLOGY同、轉(zhuǎn)向 圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩個(gè)轉(zhuǎn)帀no脈動(dòng)磁場(chǎng)的特點(diǎn)：1啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為02在外力矩作用下能加速