交流電動(dòng)機(jī)原理

1、關(guān)于交流電動(dòng)機(jī)原理第一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理2 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用第二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)鼠籠式繞線式異步機(jī)同步機(jī)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)主要介紹內(nèi)容： 基本結(jié)構(gòu)、工作原理、 機(jī)械特性、控制方法 電動(dòng)機(jī)的分類第三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理磁鐵閉合線圈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)第四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月磁極旋轉(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)磁感應(yīng)強(qiáng)度切割

2、速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力第五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致 結(jié)論：2. 線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢異步第六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)Y系列交流電動(dòng)機(jī) 第七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月由定子(固定部分)和轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)兩個(gè)部分組成 。定子構(gòu)成：由機(jī)座和裝在機(jī)座內(nèi)的圓筒形鐵心 以及其中的三相定子繞組 組成 機(jī)座：是用鑄鐵或鑄鋼制成的 第八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月鐵心： 是由互相絕緣的硅鋼片疊成的。鐵心的內(nèi)圓周表 面沖有槽，用以放置定子繞組。 定子繞組：

3、是起電磁作用的三相對(duì)稱的線圈第九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心是圓柱狀的，也是用硅鋼片疊成，表面沖有槽，用來放置轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機(jī)械負(fù)載。 分為鼠籠式和繞線式兩種 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，嵌放在鐵心槽中的轉(zhuǎn)子繞組，就象一個(gè)“鼠籠”，它一般是用銅或鋁鑄成。 第十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī) 座轉(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)。線繞式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子 第十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生AYCBZ異

4、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第十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月AXYCBZAXBYCZ合成磁場(chǎng)方向：向下第十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場(chǎng)方向：第十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月旋轉(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。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向第十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月旋轉(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)速第十六張

5、，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月極對(duì)數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即：AXYCBZ第十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月極對(duì)數(shù)（P）的改變CYABCXYZAXBZ 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。AXBYCZ第十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月極對(duì)數(shù)CYABCXYZAXBZ第十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系第二十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月三相異步電動(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)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速第二十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于

6、2022年6月電動(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）:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但 異步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果第二十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 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：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）第二十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)子感生電流的頻率：第二十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月例1：三相異步電動(dòng)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)

7、子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：第二十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月一、三相異步電動(dòng)機(jī)的“電磁”關(guān)系 2 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性定子電路i2R1R2i1u1e1e2 ：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。e1e2、轉(zhuǎn)子電路設(shè)：則：定子邊：第二十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月i2R1R2i1u1e1e2第二十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度同理可得：i2R1R2i1u1e1e2第二十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月i2R1R2i1u1e1e2轉(zhuǎn)子電流第二十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于

8、2022年6月轉(zhuǎn)子功率因數(shù)第三十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月例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第三十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月電磁轉(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)距之總和。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）第三十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月得到轉(zhuǎn)矩公式將其中參數(shù)代入：第三十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月二、 三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性根據(jù)轉(zhuǎn)

9、矩公式10n1Tn得特性曲線：?jiǎn)?dòng)時(shí)n=0最大轉(zhuǎn)速n=n1時(shí)第三十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩n1Tn額定轉(zhuǎn)矩 ：電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速 運(yùn)行，輸出額定功率 時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。( 1 )（牛頓米）nN第三十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 如果 電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩 ：( 2 )電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。求解10smTm第三十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月過載系數(shù)：三相異步機(jī) 工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使注意： （1）三相異步機(jī)的 和電壓的平方成正比，所以對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變

10、化。 （2）電機(jī)嚴(yán)重過熱第三十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ：( 3 )電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n1Tn其中則體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若 電機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。第三十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月n1TnTmTst機(jī)械特性曲線TL啟動(dòng)：TstTL (負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)矩T cc點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大Tm ，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)，T，沿cb走bb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，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段s=0s=1第三十九張，P

11、PT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月例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第四十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 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：第四十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系R2的 改變 ： 鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機(jī)外接電阻不同。 結(jié)論：第四十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月機(jī)械特性的軟硬 硬特性：負(fù)載變化時(shí)，

12、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。 硬特性 （R2?。┸浱匦裕≧2大） 不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。第四十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月一、三相異步機(jī)銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)1. 型號(hào) Y 132M4 磁極數(shù)(極對(duì)數(shù) p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)差率3 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用2. 轉(zhuǎn)速: 電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如： n =1440 轉(zhuǎn)/分第四十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 聯(lián)接方式 ： Y/ 接法 Y 接法： 接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCX

13、YZ接線盒：第四十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓. 說明：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 。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ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。第四十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月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

14、者的 關(guān)系為： 其中鼠籠電機(jī)=7293第四十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 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。注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電機(jī)，防止“大馬” 拉“小車”的現(xiàn)象。7. 功率因數(shù)(cos1)：P2PN此外還有絕緣等級(jí)等參數(shù)，不一 一介紹。cos1第四十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月二、 三相異步機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)電流 ：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍。定子電流 原因：起動(dòng)時(shí) ，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低 影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量

15、積累 電機(jī)過熱影響：第四十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月三相異步機(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)。（2） 降壓起動(dòng)。Y 起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介紹Y 起動(dòng)。第五十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月Y 起動(dòng)： 正常運(yùn)行AZBYXC 起動(dòng)ABCXYZ設(shè)：電機(jī)每相阻抗為第五十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月AZBYXC正常運(yùn)行UPABCXYZ起動(dòng)UP（2）Y 起動(dòng)應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機(jī)。 所以降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合Y 起動(dòng)。第五十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于

16、2022年6月例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第五十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月方法：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)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3電 源ABCM3電 源第五十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月制動(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)反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成 ，引起 。注意：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