《交流電動機(jī)》課件

交流電動機(jī)交流電動機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)的重要動力來源。本課程將深入探討其工作原理、類型和應(yīng)用。我們將學(xué)習(xí)如何選擇、使用和維護(hù)這些關(guān)鍵設(shè)備。by什么是交流電動機(jī)定義交流電動機(jī)是將交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電氣設(shè)備。工作原理利用交變磁場與導(dǎo)體相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和家用電器等領(lǐng)域。交流電動機(jī)的分類異步電動機(jī)包括三相異步電動機(jī)和單相異步電動機(jī)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速不同步。同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速相同。主要用于大功率場合。交流電動機(jī)的工作原理1磁場產(chǎn)生定子繞組通入交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電流。3電磁力感應(yīng)電流與磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力。4轉(zhuǎn)矩形成電磁力使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動負(fù)載旋轉(zhuǎn)。三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)定子固定部分，由定子鐵心和定子繞組組成。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部分，包括鼠籠式和繞線式兩種類型。端蓋支撐轉(zhuǎn)子軸承，保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。機(jī)座支撐整個電動機(jī)，提供保護(hù)和散熱。三相異步電動機(jī)的定子定子鐵心由硅鋼片疊壓而成，減少渦流損耗。定子繞組三相繞組，互相間隔120°電氣角。散熱結(jié)構(gòu)采用散熱槽和散熱片設(shè)計，提高散熱效率。三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子由鋁條和端環(huán)組成，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。繞線式轉(zhuǎn)子具有三相繞組，可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻控制起動特性。軸承支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，減少摩擦損耗。三相異步電動機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場2感應(yīng)電流3電磁力4轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生5負(fù)載驅(qū)動定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流與磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，形成轉(zhuǎn)矩驅(qū)動負(fù)載。三相異步電動機(jī)的特性曲線轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線描述電動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩變化。電流-轉(zhuǎn)速特性曲線反映電動機(jī)在不同負(fù)載下的電流變化。功率因數(shù)-負(fù)載特性曲線顯示電動機(jī)在不同負(fù)載下的功率因數(shù)變化。三相異步電動機(jī)的效率和功率因數(shù)85%額定效率大功率電機(jī)效率可達(dá)85%以上，節(jié)能效果顯著。0.8功率因數(shù)額定負(fù)載下功率因數(shù)約為0.8，可通過補(bǔ)償提高。95%銅損占總損耗的40%左右，通過優(yōu)化設(shè)計可減少。三相異步電動機(jī)的起動方式1直接起動適用于小功率電動機(jī)，起動電流大。2降壓起動通過降低電壓減小起動電流，包括Y-Δ起動等。3軟起動采用電力電子技術(shù)，實現(xiàn)平滑起動。4變頻起動通過調(diào)節(jié)頻率實現(xiàn)最佳起動特性。三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法1極數(shù)變換通過改變定子極數(shù)實現(xiàn)階梯式調(diào)速。2轉(zhuǎn)子回路調(diào)速適用于繞線式電動機(jī)，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻實現(xiàn)。3變頻調(diào)速通過改變電源頻率實現(xiàn)無級調(diào)速，應(yīng)用廣泛。4電壓調(diào)速通過改變定子電壓實現(xiàn)有限范圍調(diào)速。單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)主繞組產(chǎn)生主磁場，通常由較粗導(dǎo)線繞制。輔助繞組用于起動，與主繞組在空間上垂直。離心開關(guān)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時斷開輔助繞組。單相異步電動機(jī)的工作原理1起動階段主輔繞組同時通電，產(chǎn)生橢圓旋轉(zhuǎn)磁場。2加速過程轉(zhuǎn)子加速，產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。3正常運行達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，輔助繞組斷開，僅主繞組工作。單相異步電動機(jī)的特性起動轉(zhuǎn)矩小需要輔助繞組或其他起動裝置。效率較低比三相電動機(jī)效率低5-10%。功率因數(shù)低通常在0.6-0.7之間。噪聲較大由于磁場不均勻，運行時噪聲較大。單相異步電動機(jī)的應(yīng)用家用電器冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等。小型設(shè)備電風(fēng)扇、抽水泵、排氣扇等。電動工具電鉆、電鋸、砂輪機(jī)等。同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)定子與三相異步電動機(jī)類似，由定子鐵心和三相繞組組成。轉(zhuǎn)子可分為凸極式和隱極式，內(nèi)部有勵磁繞組。勵磁系統(tǒng)為轉(zhuǎn)子提供直流勵磁，可采用滑環(huán)或無刷勵磁。同步電動機(jī)的工作原理定子磁場定子通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子勵磁轉(zhuǎn)子通入直流電，產(chǎn)生恒定磁場。同步運行兩個磁場相互作用，轉(zhuǎn)子與磁場同步旋轉(zhuǎn)。同步電動機(jī)的特性轉(zhuǎn)速恒定轉(zhuǎn)速與電源頻率嚴(yán)格同步，不隨負(fù)載變化。功率因數(shù)可調(diào)通過調(diào)節(jié)勵磁電流可實現(xiàn)超前或滯后功率因數(shù)。效率高尤其在大功率應(yīng)用中，效率可達(dá)95%以上。起動困難需要特殊的起動裝置或方法。同步電動機(jī)的應(yīng)用發(fā)電廠作為發(fā)電機(jī)使用，大功率應(yīng)用。工業(yè)驅(qū)動大型壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等。無功補(bǔ)償利用其可調(diào)功率因數(shù)特性進(jìn)行電網(wǎng)無功補(bǔ)償。直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)定子由主磁極和換向極組成，產(chǎn)生穩(wěn)定磁場。轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、繞組和換向器組成。換向器實現(xiàn)電流方向的周期性變換。電刷與換向器接觸，傳導(dǎo)電流。直流電動機(jī)的工作原理1磁場建立定子產(chǎn)生穩(wěn)定磁場。2電流通過電流通過電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組。3洛倫茲力電流與磁場相互作用產(chǎn)生洛倫茲力。4轉(zhuǎn)矩形成洛倫茲力形成轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。直流電動機(jī)的特性調(diào)速范圍寬通過調(diào)節(jié)電樞電壓或磁場強(qiáng)度實現(xiàn)寬范圍調(diào)速。起動轉(zhuǎn)矩大起動特性好，適用于頻繁起動和制動場合。控制簡單速度、轉(zhuǎn)矩控制方便，響應(yīng)快速。直流電動機(jī)的應(yīng)用直流電動機(jī)廣泛應(yīng)用于電動汽車、電梯、機(jī)床主軸驅(qū)動和鋼鐵軋機(jī)等領(lǐng)域，特別是需要精確速度控制的場合。電動機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)1定期檢查檢查絕緣、軸承、電刷等關(guān)鍵部件。2清潔散熱保持電機(jī)表面清潔，確保散熱良好。3潤滑保養(yǎng)定期對軸承等運動部件進(jìn)行潤滑。4振動監(jiān)測通過振動分析及時發(fā)現(xiàn)潛在問題。電動機(jī)的節(jié)能措施使用高效電機(jī)選用能效等級高的電動機(jī)，提高運行效率。變頻調(diào)速根據(jù)負(fù)載需求調(diào)節(jié)速度，減少能源浪費。功率因數(shù)補(bǔ)償安裝補(bǔ)償裝置，提高電能利用率。電動機(jī)的發(fā)展趨勢高效化開發(fā)超高效電機(jī)，進(jìn)一步提高能源利用率。智能化集成傳感器和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控。小型化采用新材料和新工藝，提高功率密度。環(huán)保化使用環(huán)保材料，降低生產(chǎn)和使用過程中的環(huán)境影響