电动机培训课件.ppt

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1、跳转到第一页跳转到第一页跳转到第一页三相异步电动机的结构及转动原理三相异步电动机的结构及转动原理三相异步电动机的电磁转矩和机械特性三相异步电动机的电磁转矩和机械特性n7.3 三相异步电动机的运行与控制三相异步电动机的运行与控制n7.4 三相异步电动机的选择与使用三相异步电动机的选择与使用n7.5 单相异步电动机单相异步电动机n7.6 直流电动机直流电动机n7.7 步进电动机步进电动机跳转到第一页三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为AX、BY、CZ。转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。转子

2、分为鼠笼式和绕线式两种结构。鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个个绕组的末端连接在一起构成星形连接，绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始个始端连接在端连接在3个铜集电环上，起动变阻器和调速个铜集电环上，起动变阻器和调速变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接。变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接。跳转到第一页)120sin(2)120sin(2sin2CBAtIitIitIipppAiAiBiCXBYCZ 把三相定子绕组接成星形接到对称把三相定子绕组接成星形接到对称三相电

3、源，定子绕组中便有对称三相电三相电源，定子绕组中便有对称三相电流流过。流流过。跳转到第一页tiiAiBiCO1 2 0 2 4 0 3 6 0 (a) t = 0 (b) t = 120 (c) t = 240AAAXXXBBBYYYCCCZZZ跳转到第一页： (1)在对称的三相绕组中通入三相电流，可在对称的三相绕组中通入三相电流，可以产生在空间旋转的合成磁场。以产生在空间旋转的合成磁场。 (2)磁场旋转方向与电流相序一致。电流相磁场旋转方向与电流相序一致。电流相序为序为A-B-C时磁场顺时针方向旋转；电流相序时磁场顺时针方向旋转；电流相序为为A-C-B时磁场逆时针方向旋转。时磁场逆时针方向旋

4、转。 (3)磁场转速磁场转速(同步转速同步转速)与电流频率有关，与电流频率有关，改变电流频率可以改变磁场转速。对两极改变电流频率可以改变磁场转速。对两极(一一对磁极对磁极)磁场，电流变化一周，则磁场旋转一磁场，电流变化一周，则磁场旋转一周。同步转速周。同步转速no与磁场磁极对数与磁场磁极对数p的关系为：的关系为：r/min 601opfn 跳转到第一页noFFn 静止的转子与旋转磁场之静止的转子与旋转磁场之间有相对运动，在转子导体中间有相对运动，在转子导体中产生感应电动势，并在形成闭产生感应电动势，并在形成闭合回路的转子导体中产生感应合回路的转子导体中产生感应电流，其方向用右手定则判定电流，其

5、方向用右手定则判定。转子电流在旋转磁场中受到。转子电流在旋转磁场中受到磁场力磁场力F的作用，的作用，F的方向用左的方向用左手定则判定。电磁力在转轴上手定则判定。电磁力在转轴上形成电磁转矩。电磁转矩的方形成电磁转矩。电磁转矩的方向与旋转磁场的方向一致。向与旋转磁场的方向一致。跳转到第一页 电动机在正常运转时，其转速电动机在正常运转时，其转速n总是稍低总是稍低于同步转速于同步转速no，因而称为因而称为。又因。又因为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的，所以也称为，所以也称为。 异步电动机同步转速和转子转速的差值与异步电动机同步转速和转子转速的差值与同步转速之比

6、称为同步转速之比称为，用，用s表示，即：表示，即：%100oonnns 转差率是异步电动机的一个重要参数。转差率是异步电动机的一个重要参数。异步电动机在额定负载下运行时的转差率约异步电动机在额定负载下运行时的转差率约为为1%9%。跳转到第一页例：例：有一台 4 极感应电动机，电压频率为 50 Hz，转速为 1440 rmin，试求这台感应电动机的转差率。解：解：因为磁极对数2p，所以同步转速为：r/min 150025060601opfn转差率为：%4%100150014401500%1000onnns跳转到第一页+u1e1e1i1i2e2e2dtdNdtdiLRieeRiu111111111

7、1)()()()()(1111111111EXI jRIEERIUmNfEU111144. 411EU忽略忽略R1和和X1上的压降，则：上的压降，则：跳转到第一页dtdiLRieRie22222222)(22222222)(XI jRIERIE+u1e1e1i1i2e2e2202122244. 444. 4sENsfNfEmm1oooo26060)(sfpnnnnnnpfmNfE212044. 4 为0n即1s时的转子电动势。20212222222sXLsfLfLX21202LfX为0n即1s时的转子漏抗。跳转到第一页2cosI2，2cosI2Os1 转子每相电流：2202220222222)

8、(sXRsEXREI 转子的功率因数为：220222222222)(cossXRRXRR 可见异步电动机的转子电流和功率因数也都与转差率 s 有关，如图所示。跳转到第一页三相异步电动机的电磁转矩 T 是由旋转磁场的每极磁通与转子电流 I2相互作用而产生的，故电磁转矩与转子电流的有功分量22cosI及定子旋转磁场的每极磁通成正比，即：22TcosIKT式中 KT是一个与电动机结构有关的常数。将 I2、2cos的表达式及与 U1的关系式代入上式，得三相异步电动机电磁转矩公式的另一个表示式：22022212)(sXRUsRKT式中 K是一常数。可见电磁转矩 T 也与转差率 s 有关，并且与定子每相电

9、压 U1的平方成正比，电源电压对转矩影响较大。同时，电磁转矩 T 还受到转子电阻 R2的影响。跳转到第一页aOTnn0TmaxTqTNnNbcTNTqTmaxTssm1O(a) T=f(s)曲线 (b) n=f(T)曲线22022212XRURKTq电动机刚起动（电动机刚起动（n=0，s=1）时的转矩称为时的转矩称为。跳转到第一页NN2N9550nPTT 电动机在额定负载下工作时的电磁电动机在额定负载下工作时的电磁转矩称为转矩称为，忽略空载损耗转矩，忽略空载损耗转矩，则额定转矩等于机械负载转矩。则额定转矩等于机械负载转矩。 式中式中PN是电动机的额定功率，单位是电动机的额定功率，单位为为kW；

10、nN是电动机的额定转速，单位是是电动机的额定转速，单位是r/min。跳转到第一页例：例：有两台功率都为kW 5 . 7NP的三相异步电动机，一台V 380NU、r/min 962Nn，另一台V 380NU、r/min 1450Nn，求两台电动机的额定转矩。解：解：第一台：mN 45.749625 . 795509550NNNnPT第二台：mN 4 .4914505 . 795509550NNNnPT跳转到第一页对应 于 最大 转 矩的 转 差率 sm可 由0dsdT求得，为202XRsm。最大转矩为：2021max2XUKT过载系数：NmaxTT一般三相异步电动机的2 . 28 . 1。跳转到

11、第一页直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上的起动方式，又叫全压起动。接接到额定电压上的起动方式，又叫全压起动。：起动简单。：起动简单。：起动电流较大，将使线路电压下降，影：起动电流较大，将使线路电压下降，影响负载正常工作。响负载正常工作。：电动机容量在：电动机容量在10kW以下，并且小以下，并且小于供电变压器容量的于供电变压器容量的20。跳转到第一页：在起动时将定：在起动时将定子绕组连接成星形，通电后电子绕组连接成星形，通电后电动机运转，当转速升高到接近动机运转，当转速升高到接近额定转速时再换接成三角形。额定转速时再换接成三角形。：正

12、常运行时定子绕：正常运行时定子绕组是三角形连接，且每相绕组组是三角形连接，且每相绕组都有两个引出端子的电动机。都有两个引出端子的电动机。：起动电流为全压起动时：起动电流为全压起动时的的13。：起动转矩均为全压起动：起动转矩均为全压起动时的时的13。Y接起动接运行跳转到第一页起动运行：利用：利用三相自耦变压器将电三相自耦变压器将电动机在起动过程中的动机在起动过程中的端电压降低，以达到端电压降低，以达到减小起动电流的目的。减小起动电流的目的。自耦变压器备有自耦变压器备有40、60、80等多种抽等多种抽头，使用时要根据电头，使用时要根据电动机起动转矩的要求动机起动转矩的要求具体选择。具体选择。跳转到

13、第一页定子转子电刷滑环电阻绕线式异步电动机转子绕组串入附加电阻绕线式异步电动机转子绕组串入附加电阻后，既可以降低起动电流，又可以增大起后，既可以降低起动电流，又可以增大起动转矩。动转矩。跳转到第一页pfsnsn1o60)1 ()1 (三相异步电动机的转速：三相异步电动机的转速：通过改变电动机的定子绕组所形成的磁通过改变电动机的定子绕组所形成的磁极对数极对数p来调速。因磁极对数只能是按来调速。因磁极对数只能是按1、2、3、的规律变化，所以用这种方、的规律变化，所以用这种方法调速，电动机的转速不能连续、平滑法调速，电动机的转速不能连续、平滑地进行调节。地进行调节。跳转到第一页通过变频器把频率为通过

14、变频器把频率为50Hz工频的三相交流电工频的三相交流电源变换成为频率和电压均可调节的三相交流源变换成为频率和电压均可调节的三相交流电源，然后供给三相异步电动机，从而使电电源，然后供给三相异步电动机，从而使电动机的速度得到调节。变频调速属于无级调动机的速度得到调节。变频调速属于无级调速，具有机械特性曲线较硬的特点。速，具有机械特性曲线较硬的特点。通过改变转子绕组中串接调速电阻的大小来通过改变转子绕组中串接调速电阻的大小来调整转差率实现平滑调速的，又称为变阻调调整转差率实现平滑调速的，又称为变阻调速。调速电阻的接法与起动电阻相同。这种速。调速电阻的接法与起动电阻相同。这种方法只适用于绕线式异步电动

15、机。方法只适用于绕线式异步电动机。跳转到第一页因为三相异步电动机的转动方向是由旋转因为三相异步电动机的转动方向是由旋转磁场的方向决定的，而旋转磁场的转向取磁场的方向决定的，而旋转磁场的转向取决于定子绕组中通入三相电流的相序。因决于定子绕组中通入三相电流的相序。因此，要改变三相异步电动机的转动方向非此，要改变三相异步电动机的转动方向非常容易，只要将电动机三相供电电源中的常容易，只要将电动机三相供电电源中的任意两相对调，这时接到电动机定子绕组任意两相对调，这时接到电动机定子绕组的电流相序被改变，旋转磁场的方向也被的电流相序被改变，旋转磁场的方向也被改变，电动机就实现了反转。改变，电动机就实现了反转

16、。跳转到第一页电动机定子绕组切断三相电源后迅速接通直电动机定子绕组切断三相电源后迅速接通直流电源。感应电流与直流电产生的固定磁场流电源。感应电流与直流电产生的固定磁场相互作用，产生的电磁转矩方向与电动机转相互作用，产生的电磁转矩方向与电动机转子转动方向相反，起到制动作用。子转动方向相反，起到制动作用。：是制动准确、平稳，但需要额外的直：是制动准确、平稳，但需要额外的直流电源。流电源。+M3Fnn0=0跳转到第一页电动机停车时将三相电源中的任意两相对调，电动机停车时将三相电源中的任意两相对调，使电动机产生的旋转磁场改变方向，电磁转矩使电动机产生的旋转磁场改变方向，电磁转矩方向也随之改变，成为制动转矩。方向也随之改变，成为制动转矩。：当电动机转速接近为零时，要及时断开：当电动机转速接近为零时，要及时断开电源防止电动机反转。电源防止电动机反转。：简单，制动效果好，但由于反接时旋转：简单，制动效果好，但由于反接时旋转磁场与转子间的相对运动加快，因而电流较大磁场与转子间的相对运动加快，因而电流较大。对于功率较大的电动机制动时必须在定子电。对于功率较大的电动机制动时必须在定子电路（鼠笼式）或转子电