26024-项目七异步电动机及控制电路的连接.ppt

项目七 异步电动机及控制 电路的连接 一、项目分析 项目实例内容 ? 本项目将从最基本、最常用的控制元器件及其单元电路入手，介绍工程中最常用或具有一定代表性的继电器-接触器的电气拖动控制电路。 项目分析 ? 电力拖动控制系统是由电动机与各种控制电器，通过线路连接，从而实现工程中所需各种功能的电气系统，它可以采用继电器-接触器的逻辑控制方式，也可以采用更先进的可编程逻辑控制及计算机控制方式。 ? 现代技术在很大程度上已将这些控制方法进行了整合与优化，所以，在控制功能上，已很难将其严格区分。 ? 尽管如此，继电器-接触器逻辑控制系统还是最基本的，是各种控制方法的基础。 ? 工程中的生产机械或自动控制系统按其功能的不同，具有各自对应功能的控制环节，虽然结构各不相同，功能也多种多样，但它们都是由一些具有基本规律的基本环节、基本单元按一定的控制原则和逻辑规律，由基本的控制环节组合而成的，熟悉这些基本的控制环节是掌握电气控制技术的基础。 ? 在长期的生产实践中，人们已将这些基本控制环节总结成最基本的单元电路。 知识点 1．电机与电力拖动的主要零部件和控制电路的基本规律； 2．电机及拖动电路的基本结构、运行原理及控制环节； 3．三相异步电动机的基本结构原理； 4．常用的控制电器的特点。 能力点 1．会分析研究电机与电力拖动的主要零部件和控制电路的基本规律； 2．能分析工程中常用的电机控制系统； 3．会分析电机的起动，制动及控制系统的工作原理。 二、相关知识 ? 异步电动机是指由交流电源供电，电动机的转速随负载变化而稍有变化的旋转电机。 ? 按供电电源的不同，主要分为三相异步电动机和单相异步电动机两大工业类。 （一）三相异步电动机的工作原理 1．旋转磁场的产生 ? 图7-1所示为异步电动机旋转原理示意图，在一个可旋转的马蹄形磁铁中间，放置一只可以自由转动的笼形短路线圈。 ? 当转动马蹄形磁铁时，笼形转子就会跟着一起旋转，这是因为当磁铁转动时，其磁感线切割笼型转子的导体，在导体中因电磁感应而产生感应电动势，由于笼形转子本身是短路的，在电动势作用下导体中就有电流流过，方向如图7-2中所示。 ? 该电流又和旋转磁场相互作用，产生转动力矩，驱动笼型转子随着磁场的转向而旋转起来，这就是异步电动机的简单旋转原理。 ? 图7-3为三相异步电动机定子绕组结构示意图，（a）图为凸极式结构。 ? 在定子空间各相差120°电角度的位置上布置有三相绕组U1U2、V1V2、W1W2，三相绕组接成星形连接。 ? 由于这种凸极式结构在电机制造时比较复杂，因此实际生产的三相异步电动机均采用隐极式结构，即在定子铁芯中冲有均匀分布的铁芯槽，在槽中放置三相定子绕组U1U2、V1V2、W1W2，如图7-3（b）所示（具体结构可参看下一节三相异步电动机的结构）。 ? 现向定子三相绕组中分别通入三相交流电iu、iv、iw，各相电流将在定子绕组中分别产生相应的磁场，如图7-4所示，对该图作如下分析。 （1）ωt?=?0的瞬间 ? iU?=?0，故U1U2绕组中无电流；iV为负，假定电流从绕组末端V2流入，从首端V1流出，iW为正，由电流从绕组首端W1流入，从末端W2流出。 ? 绕组中电流产生的合成磁场如图7-4（b）中（1）所示。 （2）ωt?= 瞬间 ? iU为正，电流从首端U1流入，从末端U2流出；iV为负，电流仍从末端V2流入，从首端V1流出；iW为负，电流从末端W2流入，从首端W1流出。 ? 绕组中电流产生的合成磁场如图7-4（b）中（2）所示，可见合成磁场顺时针转过了90°。 （3）ωt?=?π、 、2π的不同瞬间 ? 三相交流电在三相定子绕组中产生的合成磁场，分别如图7-4（b）中（3）、（4）、（5）所示，观察这些图中合成磁场的分布规律可见：合成磁场的方向按顺时针方向旋转，并旋转了一周。 ? 由此可以得出如下结论：在三相异步电动机定子上布置结构完全相同的空间各相差120°电角度的三相定子绕组，当分别向三相定子绕组通入三相交流电时，则在定子、转子与空气隙中产生一个沿定子内圆旋转的磁场，该磁场称为旋转磁场。 2．旋转磁场的旋转方向 ? 旋转磁场的旋转方向取决于通入定子绕组中的三相交流电源的相序，且与三相交流电源的相序U→V→W的方向一致。 ? 只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。 ? 这个结论很重要，因为后面将要分析到三相异步电动机的旋转方向与旋转磁场的转向一致，因此要改变电动机的转向，只要改变旋转磁场的转向即可。 3．旋转磁场的旋转速度 （1）当2p?=?2 ? 以上讨论的是两极三相异步电动机（即2p?=?2）定子绕组产生的旋转磁场，由分析可见，当三