《电机及拖动》课件.pptxVIP

课程介绍本课程将深入探讨电机及其拖动系统的基本原理、结构特点、工作原理和应用领域。内容涵盖直流电机、交流电机、伺服电机等主要电机类型的特性和工作过程。同时还将介绍电机控制技术和变频驱动技术在自动化领域的应用。byhpzqamifhr@

电机的基本概念电机是将电能转换为机械能的关键设备,广泛应用于工业和生活中。了解电机的基本概念和工作原理,对于正确选型和有效利用电机至关重要。本节课将介绍电机的基本定义、分类以及基本结构和工作原理。

直流电机的工作原理1电磁感应当直流电流通过电机定子线圈时,会产生磁场。这个磁场与电机转子上的磁体相互作用,产生电磁力,促使转子旋转。2线圈与磁场当转子线圈位于磁场中时,会产生感应电流。这个感应电流与定子磁场相互作用,产生转矩,驱动转子旋转。3电磁力的调节通过调节定子电流和转子电流的大小,可以控制产生的电磁力,进而调节电机的转速和转矩。这就是直流电机的工作原理。

直流电机的主要特性高速性能直流电机具有广泛的转速范围和能够快速启动、加速到额定速度的特点。强大扭矩直流电机的扭矩特性可根据需要进行调整,能够提供大扭矩以满足起动、加速等要求。高效率直流电机的能量转换效率较高,有利于节能降耗,广泛应用于工业、交通等领域。

直流电机的调速方法电阻调速通过在电机电路中串联可调电阻,可以调节电机的输入电压,从而控制电机的转速。这种方法简单易行,但会产生较大的功耗损失。电子调速利用脉冲宽度调制(PWM)技术,可以精确地控制电机的供给电压,从而实现平滑的转速调节。这种电子调速方法效率高,可广泛应用于电机驱动系统。磁场调弱通过调节电机的励磁电流,可以改变电机的磁场强度,从而达到调速的目的。这种方法效率相对较高,适用于较大功率的直流电机。

交流异步电机的工作原理电磁感应当三相交流电源施加到异步电机的定子绕组时,会产生旋转的磁场。这个旋转磁场会切割转子绕组,从而在转子上诱导出电流。扭矩产生转子上的电流与旋转磁场相互作用,产生电磁扭矩。这个扭矩会驱动转子转动,最终带动负载运转。异步特性由于转子转速不能完全跟上旋转磁场的速度,导致转子与定子之间有相对滑差,这就是三相异步电机的工作原理。

三相异步电机的主要特性高效率三相异步电机结构简单、维护容易,能耗低、效率高,是工业生产中应用最广泛的电机类型之一。高可靠性三相异步电机运行稳定可靠,无换向装置,故障率低,使用寿命长,广泛应用于工业生产中。低成本三相异步电机制造工艺成熟,生产成本较低,是一种经济实用的电机类型。广泛应用三相异步电机广泛应用于工厂、机械、石油、化工等行业,为工业生产提供动力支撑。

三相异步电机的启动方式直接启动直接将三相异步电机连接到电源上启动,这是最简单的启动方式。但是启动时会产生较大的电流冲击,容易对电网和电机产生不利影响。星三角启动先以星形接法启动,提高电流的起动时间,然后切换到三角形接法来正常运行。这样可以降低启动电流,减轻对电网的冲击。软启动采用功率电子器件如可控硅或IGBT进行软启动,可以平滑地提高电压和电流,从而减少启动冲击。这种方式更加节能环保。变频启动利用变频器对电机的输入电源频率进行控制,可以实现电机的平稳启动和调速。这种方式操作灵活,适用于各种工况要求。

三相异步电机的调速方法1频率调速通过改变电源频率可实现三相异步电机的连续调速。这种方法简单易行,广泛应用于变频调速系统。2级差调速通过改变电机绕组接线方式(Y/△)实现阶梯式调速。能够满足一些对速度要求不太高的场合。3滑环调速在三相异步电机转子中加入滑环装置,通过调节外接电阻来实现平稳的调速。适用于大功率电机。4电子调速利用可控整流技术将交流电转换为直流电,然后再由逆变器转换成可调频的交流电源,实现电机的无级调速。

同步电机的工作原理1定子结构定子绕组通电产生旋转磁场2转子结构转子磁场与定子磁场同步旋转3磁场同步转子角速度与定子磁场角速度保持一致同步电机由定子和转子组成。定子绕组通电产生旋转磁场,转子上的电磁铁或永磁体会被定子磁场吸引,以同步的方式旋转。转子角速度与定子磁场角速度保持一致,这就是同步电机的工作原理。

同步电机的主要特性同步转速同步电机的转子以电源频率同步旋转,转子转速与电源频率成正比,具有精确的转速恒定性。这使得同步电机非常适合需要高精度调速的场合。高效率同步电机的电磁结构设计精良,铁损和铜损较低,因此具有较高的效率,通常在85%以上。这有助于提高系统的能源利用效率。功率因数调节通过调节同步电机的励磁电流,可以实现功率因数的动态调节,从而提高用电系统的功率因数,改善电网的功率质量。过负荷能力同步电机能承受较大的过载能力,通常达到额定功率的2-3倍,在突发负荷情况下表现出色。这提高了系统的抗过载能力。

同步电机的励磁方式电磁励磁同步电机通常采用电磁励磁,即在转子上设置电磁绕组,通过