聊城大学机械与汽车工程学院机电传动第4章4.ppt

* * 4.6 三相异步电动机的制动特性 4.6.1 反馈(发电)制动 当n＞n0，S＜0时， 转子导体切割旋转磁场的方向与电动状态时的方向相反，I2改变了方向，T=KmΦI2cosφ2，也随之改变方向，T与n的方向相反，T为制动转矩。 电机从轴上吸取功率，除去转子铜损后，给了定子，再除去定子铜损和铁损，反馈给电网。如起重机高速下放重物时，电动机运行在a或b点。 变极调速或变频调速时， 极对数突然增多或供电频率突然降低，便进入反馈制动运行状态，b→n02。 4.6.2 反接制动 ● 电源反接 电动运行时，电源相序突然改变，运行点由a→b，T＜0，系统减速，由b→c，为制动过程，到c点若不切断电源，则会反向启动。 反接制动，电流很大，对鼠笼式电动机常在定子电路中串接电阻；对绕线式则在转子电路中串接电阻。 ● 倒拉制动 拖动位能负载。 定子送入的电功率、转子轴上输入的机械功率，都消耗在转子电阻上。 a点，电动运行；当转子电路串入较大电阻，运行点从a→b，TTL，电动机减速到c点，n=0，但仍有TTL，电动机反向转动，直到d点，T=TL，稳速运行，T和n反向，为制动转矩。 应用：起重机低速下放重物。 4.6.3 能耗制动 能耗制动时，打开1KM，立即合上2KM，即把低压直流电立即→定子绕组，→一个固定不变的磁场，旋转的转子导体→感应电动势和电流 (在磁场中) →制动转矩T0→n↓→n=0 ，在此过程中，机械能→电能→电阻。 制动效果：比反接制动差。 改变定子励磁电流If或转子电路串入电阻(绕线式)的大小来调节制动的强弱。 优点：结构简单、成本低、运行可靠。 4.7 单相异步电动机 用途：电风扇、洗衣机、电唱机、吸尘器、医疗器械及自动控制装置。 4.7.1 单相异步电动机的磁场 转子为鼠笼式，定子绕组为单相， 接入单相交流电源，空气隙中产生固定脉动磁场，磁通或磁感应强度大小随时间作正弦变化： B=Bmsinωt 按正弦变化的脉动磁场，可以分解成两个在空间按余弦分布，转速相等而方向相反的旋转磁场 和 Bm1＝Bm2＝Bm／2 幅值为 和 的同步转速为 n0＝±60f／p T—S曲线： 和 当n=0，s=1，T+和T-大小相等，方向相反，T=0，不能自行启动。 当外力拨动转子转动，s≠1，T≠0，→电动机旋转。 作用于鼠笼 转子，→T+和T-，→合成T。 4.7.2 单相异步电动机的启动方法 ●电容分相式异步电动机 定子有两个绕组AX、BY，AX为工作绕组，BY为启动绕组，二者轴线在空间互相垂直。 在该磁场作用下，鼠笼转子转动。启动后，离心开关QB打开，电动机变为单相运行。QB也可不用。 BY串入电容C，使iB在相位上超前iA 90°，这样，通电后就能在气隙中产生旋转磁场(和三相旋转磁场一样)，旋转方向是由电流领先相向电流落后相。 正反转接线原理图，必须以调换C的位置来实现。 ●罩极式单相异步电动机 利用短路环罩住磁极的一部分，使罩极部分的磁通在相位上滞后于未罩部分的磁通，从而产生起动转矩。 罩极式单相异步电动机的结构 4.8 同步电动机 1.同步电动机的基本结构 1)定子 定子由铁心，定子绕组(电枢绕组)，机座，端盖等部件组成。 定子绕组与异步电动机一样，为三相对称绕组,通有三相交流电。 2)转子 转子由主磁极，直流励磁绕组和起动装置组成。 主磁极分为隐极式(适用于高速)和凸极式(适用于低速)两种。 起动装置包括鼠笼型起动绕组，电刷及集电环。 隐极式 凸极式 2.同步电动机的工作原理和运行特性 1)同步电动机的工作原理 在电枢绕组中通入三相交流电，气隙中产生旋转磁场；在转子绕组中通入直流电，同一气隙中又产生一个恒稳磁场，这两个磁场相互作用，将转子拖入同步。 同步电动机工作原理图 2)同步电动机的机械特性 同步电动机转子的转速: n=n0 3)同步电动机的特点 通过调节直流励磁电流,能控制功率因数的大小和性质.(感性或容性) (1)正常励磁:调节直流励磁电流使 ， 交流不提供励磁电流。 (2)欠励:直流励磁电流小于正常励磁电流，交流电源提供一部分励磁电流，定子电路为感性，功率因数小于1。 (3)过励:直流励磁电流大于正常励磁电流，交流电源不仅不提供励磁