可编程控制器第2章.ppt

第 2 章交 流 电 动 机 2.1三相异步电动机的构造 图 2- 1鼠笼式电动机的各部件 图 2- 2定子的硅钢片 图 2 - 4三相定子绕组的接法 图 2- 5转子的硅钢片 图 2- 6鼠笼绕组 图 2 - 7铸铝转子 图 2 - 8绕线式转子绕组与外接变阻器的连接 2.2 三相异步电动机的基本原理 图 2- 9三相定子绕组作星形连接 图 2 - 10三相电流的波形 图 2-11两极旋转磁场 图 2- 12四极定子绕组 图 2 -13四极旋转磁场 图 2 - 14异步电动机的工作原理 2.3异步电动机的电磁转矩与机械特性 图2-15 I2和cosφ2与转差率s的关系 图 2 -16异步电动机的转矩曲线 图 2- 17不同转子电阻时的转矩曲线 图 2 – 18 三相异步电动机的机械特性曲线 2.4三相异步电动机的起动、 调速和制动 图 2 - 19直接起动线路 图 2 - 20串电抗器起动 图 2- 21Y-△起动线路图 2-23绕线式电动机的启动线路 图 2 -25能耗制动 图 2 -26反接制动 2.5三相异步电动机的铭牌和选择 2.6其它用途的电动机 图 2- 27单相电动机的结构和磁场 图 2 - 28单相异步电动机的转矩特性曲线 图 2 - 29电容分相式单相异步电动机 图 2-30两相电流波形 图 2 -31单相电动机的旋转磁场 图2 -32旋转磁极式同步电动机 (a) 凸极式； (b) 隐极式 例 4.2 一台三角形连接的三相鼠笼式异步电动机， 已知 PN=10kW, UN=380V，IN=20 A， nN=1450r/min，由手册查得 Ist/IN=7, Tst/T=1.4，拟半载起动，电源容量为200kVA， 试选择适当的起动方法，并求此时的起动电流和起动转矩。  解 ① 直接起动: 根据式（2 - 21) 可得 所以不能采用直接起动。  ② Y-△起动：  TYst= 所以也不能采用Y-△起动。  ③ 自耦变压器起动: 由题意知Tst=1.4TN, T′st=0.5TN。 按T′st=Tst/K2可得 K=1.67, 即1/K=0.6，故将变压器抽头置于60%位置， 可用该方法起动。 此时 2. 绕线式电动机的起动 绕线式电动机是在转子电路中接入电阻来起动的， 如图 2- 23 所示。起动时，先将起动变阻器调到最大值， 使转子电路电阻最大，从而降低起动电流和提高起动转矩。 随着转子转速的升高，逐步减小变阻器电阻。起动完毕时， 切除起动电阻。  绕线式电动机常用于要求起动转矩较大的生产机械上， 如卷扬机、锻压机、起重机及转炉等。  绕线式电动机还有另一种起动方法，是在转子回路中串联一个频敏变阻器, 具体电路原理可参阅有关资料。 二、三相异步电动机的反转 根据电动机的转动原理，如果旋转磁场反转，则转子的转向也随之改变。 改变三相电源的相序(即把任意两相线对调)， 就可改变旋转磁场的方向。 三、三相异步电动机的反转 由式（2 - 6）知，改变电动机的转速可有三种方式， 即改变电源频率f1、极对数p和转差率s。  1. 变频调速 近年来，交流变频调速在国内外发展非常迅速。 由于晶闸管变流技术的日趋成熟和可靠， 变频调速在生产实际中应用非常普遍，它打破了直流拖动在调速领域中的统治地位。 交流变频调速需要有一套专门的变频设备，所以价格较高。 但由于其调速范围大，平滑性好，适应面广，能做到无级调速，因此它的应用将日益广泛。  2. 变极调速 改变磁极对数，可有级地改变电动机的转速。增加磁极对数，可以降低电动机的转速，但磁极对数只能成整数倍地变化，因此，该调速方法无法做到平滑调速。  因为变极调速经济、简便，因而在金属切削机床中经常应用。 3. 变转差率调速 在绕线式电动机的转子电路中，接入调速变阻器，改变转子回路电阻，即可实现调速。这种调速方法也能平滑地调节电动机的转速，但能耗较大， 效率低，目前，主要应用在起重设备中。 四、三相异