电工学简明教程课件.ppt
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1、第第4 4章章 电动机电动机第第 4 章电动机章电动机第第4 4章章 电动机电动机第第 4 章电动机章电动机4.1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造4.2三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理4.3三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的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性4.5三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动4.6三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速*4.7三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动4.8三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据4.9单相异步电动机单相异步电动机*4.10直流电动机直流电动机*4.11控制
2、电机控制电机第第4 4章章 电动机电动机4.1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造异步电动机的应用非常广泛:异步电动机的应用非常广泛:在工业方面:中、小型轧钢设备,机床、轻工机械、起在工业方面:中、小型轧钢设备,机床、轻工机械、起重机械,矿山机械等。重机械,矿山机械等。在农业方面:脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在农业方面:脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在家用电器方面:电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。在家用电器方面:电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。电动机的作用是将交流电能转换成机械能,电动机分电动机的作用是将交流电能转换成机械能,电动机分交流电动机和直流电动机两大类,而交流电
3、动机又分为异交流电动机和直流电动机两大类,而交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。步电动机和同步电动机。1异步电动机按电动机定子相数分:异步电动机按电动机定子相数分:三相异步电动机、单相异步电动机。三相异步电动机、单相异步电动机。2按电动机的转子结构分:按电动机的转子结构分:笼型异步电动机、笼型异步电动机、绕线型异步电动机绕线型异步电动机。第第4 4章章 电动机电动机电动机的外形电动机的外形4.1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造第第4 4章章 电动机电动机三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图三相异步电动机主要部件是由定子和转三相异步电动机主要部件是由定子和转子
4、两大部分组成。此外,还有端盖、机座、子两大部分组成。此外,还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。轴承、风扇等部件。第第4 4章章 电动机电动机端盖端盖机座机座三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图三相异步电动机主要部件是由定子和三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外,还有端盖、机转子两大部分组成。此外,还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。座、轴承、风扇等部件。第第4 4章章 电动机电动机三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图定子定子三相异步电动机主要部件是由定子和三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外,还有端盖、机转子两大部
5、分组成。此外,还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。座、轴承、风扇等部件。第第4 4章章 电动机电动机三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图定子定子转子转子轴承轴承端盖端盖机座机座三相异步电动机主要部件是由定子和三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外,还有端盖、机转子两大部分组成。此外,还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。座、轴承、风扇等部件。第第4 4章章 电动机电动机1定子定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。绕组组成。定子绕组定子绕组机座机座铁心铁心第第4 4章章 电动机电动机定子铁心是由冲有
6、槽孔的硅钢片叠压而成。定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成。定子硅钢片定子硅钢片第第4 4章章 电动机电动机2转子转子绕绕线线型型转转子子铁铁心心与与绕绕组组根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转子。子。绕线型转子的电动机称绕线型电动机。绕线型转子的电动机称绕线型电动机。外接电阻外接电阻电刷电刷滑环滑环转子铁心转子铁心转子绕组转子绕组第第4 4章章 电动机电动机转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。转转子子硅硅钢钢片片2转子转子第第4 4章章 电动机电动机2转子转子笼笼型型转转子子笼型转子的电动机称笼型
7、电动机。笼型转子的电动机称笼型电动机。笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成,笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成,在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。接起来。第第4 4章章 电动机电动机在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子绕组定子绕组星形联结星形联结定子绕组定子绕组三角形联结三角形联结端子端子第第4 4章章 电动机电动机在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。在
8、定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。定子绕组定子绕组U1U2V1V2W1W2iU1iV1iW1uU1uV1uW1i1i2i3U1V1W1U2V2W2U1W2V1U2W1V2+设:设:电流的流入端用电流的流入端用+表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示第第4 4章章 电动机电动机定子绕组与转子绕组定子绕组与转子绕组转子绕组转子绕组定子绕组定子绕组U1W2V1U2W1V2+设:设:电流的流入端用电流的流入端用+表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示第第4 4章章 电动机电动机4.2三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理i1i2i3U1V1W1U2V2W2i1=Imsin
9、 ti2=Imsin(t 120 )i3=Imsin(t+120 )i1i2i3对称三相电流对称三相电流流入流入对称三相绕组。对称三相绕组。tiO4.2.1旋转磁场旋转磁场第第4 4章章 电动机电动机4.2.1旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生 tiOi1 t=0 U1W2V1U2W1V2i1=0i2 为为负负值值i3 为为正正值值NS0 i2i3设:设:电流的流入端用电流的流入端用+表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示第第4 4章章 电动机电动机 t t=60 iU1W2V1U2W1V2NS60 i1=0i2 为为负负值值i3 为为正正值值i1i2i3O4.2.1旋转
10、磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生第第4 4章章 电动机电动机 t=90 U1W2V1U2W1V2NS90 i1 为为正正值值i2 为为负负值值i3 为为负负值值 tii1i2i3O4.2.1旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生第第4 4章章 电动机电动机 t=180 U1W2V1U2W1V2i1=0i2 为为正正值值i3 为为负负值值180 NS tii1i2i3O4.2.1旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生第第4 4章章 电动机电动机 t=0 U1W2V1U2W1V2NS0 N t=180 U1W2V1U2W1V2S180 t=90 U1W2V1U2W1V2N
11、S90 t=60 U1W2V1U2W1V2NS60 1旋转磁场的产生旋转磁场的产生第第4 4章章 电动机电动机空间相差空间相差 120 角的三相绕组,通入对称三相电流角的三相绕组,通入对称三相电流时,产生的是一对磁极的旋转磁场时,产生的是一对磁极的旋转磁场,当电流经过一个当电流经过一个周期变化时,磁场也沿着顺时针方向旋转了一周周期变化时,磁场也沿着顺时针方向旋转了一周(在空在空间旋转的角度为间旋转的角度为 360)。综上分析可以得出:综上分析可以得出:第第4 4章章 电动机电动机 tiiU1iV1iW10U1V1W1U2V2W2i1i390 60 0 U1W2V1U2W1V2NS0 U1W2V
12、1U2W1V2NS60 U1W2V1U2W1V2NS90 i22改变旋转磁场的转向改变旋转磁场的转向第第4 4章章 电动机电动机综上分析可以得出:综上分析可以得出:改变流入三相绕组的电流相序改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁就能改变旋转磁场的转向场的转向;改变了旋转磁场的转向改变了旋转磁场的转向,也就改变了三相也就改变了三相异步电动机的旋转方向。异步电动机的旋转方向。第第4 4章章 电动机电动机3旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数 p旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数 p 与三相定子绕组的连接方式有与三相定子绕组的连接方式有关。关。4旋转磁场的转速旋转磁场的转速 n0pfn1060
13、 电源的频率电源的频率 磁极对数磁极对数n0 的单位:转的单位:转/分分若若 f1=50 Hz,p=1n0=3000 r/min p=2n0=1500 r/min p=3n0=1000 r/min 第第4 4章章 电动机电动机4.2.2电动机的转动原理电动机的转动原理SN n0ne(i)ff转子转子导体导体旋转磁极形成旋转磁旋转磁极形成旋转磁场,旋转磁场的转速也称场,旋转磁场的转速也称为同步转速。笼型转子在为同步转速。笼型转子在旋转磁场的作用下也转动旋转磁场的作用下也转动起来,其转向与旋转磁场起来,其转向与旋转磁场的转向相同。的转向相同。第第4 4章章 电动机电动机4.2.3转差率转差率 s转
14、差率转差率00nnns 0 s Tst,不能起动。,不能起动。负载转矩负载转矩 T2 510.2 Nm,所所以能起动。以能起动。在在 U =0.9UN 时,时,T st=0.92 551.8 Nm=447 Nm 510.2Nm,所以不能起动。所以不能起动。第第4 4章章 电动机电动机(2)Ist =7IN 84.2 A=589.4 AstYst11589.4 A=196.5 A33IIstYst11551.8 N m=183.9 N m33TT在在 80%额定转矩时额定转矩时stYN183.9183.9180%290.4 80%232.3TT,不不能能起起动动;在在 50%额定转矩时额定转矩时
15、stYN183.9183.9150%290.4 50%145.2TT,可可以以起起动动。第第4 4章章 电动机电动机4.6三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速调速方法调速方法pfsnsn1060)1()1(变频调速变频调速(笼型电动机笼型电动机)变极调速变极调速(笼型电动机笼型电动机)变转差率调速变转差率调速(绕线型电动机绕线型电动机)第第4 4章章 电动机电动机4.6.1变频调速变频调速变频调速装置变频调速装置两种变频调速方式:两种变频调速方式:(1)f1 f1N 高于额定转速调速高于额定转速调速应保持应保持 U1 U1N,由由 U1=4.44 f1N1 知,在减小知,在减小 f1 同时
16、同时 减小,又减小,又电磁转矩电磁转矩 T=KT I2 cos 2,T 也减小,是恒功率调速。也减小,是恒功率调速。第第4 4章章 电动机电动机4.6.2变极调速变极调速改变极对数改变极对数 p 调速调速有级调速有级调速U11U21U12U22U11U12U21U22U2U1p=2第第4 4章章 电动机电动机改变极对数改变极对数 p 调速调速有级调速有级调速4.6.2变极调速变极调速U11U1U2U12U21U22U11U21U12U22p=1第第4 4章章 电动机电动机4.6.3变转差率调速变转差率调速在绕线型电动机转子绕组中串入电阻在绕线型电动机转子绕组中串入电阻 R,可改变转可改变转差率
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