第1章电机与拖动基础.ppt

机电传动控制 电控技术就是电气传动控制技术、现在也叫机电传动控制。它的主要内容就是研究各类电动机及其控制。 本电子教案将主要介绍电机与拖动基础知识；机电传动控制中最常用继电器-接触器控制、PLC控制、步进电机控制、交直流调速控制、伺服驱动控制等授课内容。 第1章 电机及拖动基础 1.1 交流异步电动机 交流异步电动机按照转子的结构型式分为笼型异步电动机和绕线转子异步电动机。笼型异步电动机因具有结构简单、制造方便、价格低廉、坚固耐用、转子惯量小、运行可靠等优点，在工农业生产中得到了极其广泛的应用。绕线式异步电动机因其转子采用绕线方式，具有调速简单、成本低的优点，在吊车、卷扬机等中小设备中得到了广泛的应用。 1. 异步电动机的工作原理： 图1-1是一台三相异步电动机，它主要由定子、转子两大部分构成，定子与转子之间有一定的气隙。定子是静止不动的部分，由定子铁心、定子绕组和机座组成。转子是旋转部分，由转子铁心、转子绕组和转轴组成。 2. 异步电动机的简单工作原理： 如图1-4所示。当定子接三相电源后，电动机内便形成圆形旋转磁场。若转子不转，转子笼型导条与旋转磁场有相对运动，导条中有感应电动势e，方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流，不考虑电动势与电流的相位差时。电流方向同电动势方向。转子受力，产生转矩T，即为电磁转矩，方向与旋转磁场同方向，转子便在该方向上旋转起来。 3. 异步电动机的铭牌数据： 铭牌是电动机的身份证，认识和了解电动机铭牌中有关技术参数的作用和意义，可以帮助我们正确地选择、使用和维护它。图1-5是我国使用最多的Y系列三相感应电动机铭牌的—个实例。 额定功率PN 指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率，单位为kW； 额定电压UN指额定运行状态下加在定子绕组上的线电压．单位为V； 额定电流IN指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时的线电流，单位为A； 额定频率fN我国规定工业用电的频率是50Hz，国外有些国家采用60Hz。 额定转速nN指电动机定子加额定频率的额定电压，且轴端输出额定功率时电动机的转速，单位为r／min。可以根据额定转速与额定频率计算出电动机的极数P和额定转差率SN。 噪声值(LW) 指电动机在运行时的最大噪声。一般电动机功率越大，磁极数越少，额定转速越高，噪声越大。 工作制式指电动机允许工作的方式，共有S1～S10十种工作制。 绝缘等级 绝缘等级与电动机内部的绝缘材料有关。它与电动机允许工作的最高温度有关，共分A、E、D、F、H五种等级。 连接方法 有如图1-7所示的Y/△两种方式。请注意有些电动机只能固定一种接法，有些电动机可以两种切换工作。但是要注意工作电压，防止错误接线烧坏电动机。高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用丫接线，只合三根引出线。对中、小容量低压异步电动机. 通常把定于三相绕组的六根出线头都引出来。根据需要可接成Y型或△型，如图1-8所示Y/△降压起动、起动过程用丫连接(KM1闭合，KM2断开)，起动过程结束后切换为△连接(KM2闭合，KM1断开)。 防护等级 IP为防护代号，第一位数字(0～6)规定了电动机防护体的等级标准。第二位数字(0～8)规定了电动机防水的等级标淮。如IP00为无防护，数字越大，防护等级越高。 共他 对于绕线转子电动机还必须标明转子绕组接法、转子额定电动势及转子额定电流．有些还标明了电动机的转子电阻，有些特殊电动机还标明了冷却方式等。 4. 三相异步电动机的机械特性： 在异步电动机中，电动机电磁转矩T与转差s的关系T＝f(s)通常叫做T-s曲线。为了符合习惯画法。可将T-s曲线转换成转速n与转矩T之间的关系曲线n＝f(T)，称为异步电动机的机械特性。分为固有机械特性和人为机械特性。 固有机械特性 异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有(自然)机械特性，如图1-9所示。曲线1为电源正相序时的固有机械特性；曲线2为负相序时的曲线。 人为机械持性 异步电动机的机械特性除与电动机的参数有关外，还与外加定子电压Ul、定子电源频率fl、定子或者转子电路中串入的电阻或电抗等有关，将这些参数人为地加以改变而获得的机械特性称为异步电动机的人为机械特性。 5. 异步电动机一般调速方法： 异步电动机实际转速n与电动机输人定子电源频率转差率s和电动机磁极对数P的关系式为：n=60 * f1/P *（1-s）。可以看出，异步电动机的调速可通过改变磁极对数P、调节转差率s、及改变定子频率f1三种方式。常用的异步电动机调速方法及其比较如下表所示，由表中的对比可以