第四章电机和控制电器.ppt

电容分相式电动机反转 罩极式异步电动机 * 4.1 三相异步电动机 4.3 三相异步电动的铭牌 4.4 单相异步电动机 4.5 直流电动机 4.2 三相异步电动机的启动、调速与制动 第四章 电机和控制电器 4.6 直流电动机的启动、调整、转向与制动 4.7 步进电动机的工作原理 4.8 常用控制电器介绍 4.8 三相异步电动机的转向、行程、及时间控制 4.1 三相异步电动机 1. 三相异步电动机的结构 鼠笼式 三相异步电动机 绕线式 定子 转子 定子铁芯 机座 定子绕组 转子铁芯 转轴 转子绕组 风罩 风叶 转子 定子 端盖 问题与讨论 鼠笼型电动机的定子各部分结构和作用如何？ 鼠笼型异步机转子各部分的结构和作用是什么？ 定子铁芯是由0.5mm厚的硅钢片叠 压制成，在其内圆冲有分布的槽。 定子铁芯的作用：一是槽内可用来嵌放定子绕组；二是定子铁芯构成电动机磁路的一部分。 定子绕组是由铜导线绕制而成。构成电动机电路的一部分。 机座是电动机的支架，一般用铸铁或铸钢制成。 转子铁芯冲片 铸铝笼形转子 笼形转子绕组 转子铁芯是也是由0.5mm厚的硅钢片叠 压制成，在其外圆冲有分布的槽。 转子铁芯可嵌放转子绕组，构成电机磁路的另一部分。 转子绕组大部分是浇铸铝笼型，大功率也有铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的一部分。由转轴输出机械能。 2. 三相异步电动机的工作原理 (1)旋转磁场的产生 n1 A X B Y C Z 三相定子绕组中通过的电流 0 iA iB iC ωt i 电流出 ωt =0时电流和磁场情况 N S 电流入 A A A 同理可分析出其它时刻电流的磁场转向。 显然，异步电动机中旋转磁场代替了旋转磁极。 定子电流旋转磁场的方向：取决于三相电流的相序。 若要改变异步电动机的旋转方向：只需换接其中两相的顺序即可。 0 iA iB iC ωt i 0 iB iA iC ωt i 问题与讨论 旋转磁场的极对数和同步转速n1之间有什么关系？ A X Y C B Z A iB iA iC Y Z C B X 此种接法下，合成磁场只有 一对磁极，则极对数p=1。 极对数p=1时： 将每相绕组分成两段，按上图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。 X iB iA iC A A X C X B C Y Z Z B Y 此时同步转速 ωt =0时转子电流和转子旋转情况 n1 A X B Y C Z N S ω (2)电动机的转动原理 用右手定则可判断出转子导体中感应电流的方向如图示； 再用左手定则判断出转子导体的受力方向为上右下左，因此转子顺着同步磁场n1的方向转动。 异步机的转动原理 三相对称定子绕组中通入对称三相交流电，即在气隙中形成一个在时间上、空间上都随时间变化的一个旋转磁场。固定不动的转子导体与旋转磁场相切割后感应电流成为载流导体。载流导体又和旋转磁场相互作用，对轴生成电磁转矩，于是电动机就顺着同步转速的方向转动起来。 问题与讨论 电动机的转速n能等于同步转速n1吗？ 转子与旋转磁场间没有相对运动 提示：如果 转子不切割磁场不能生成感应电流 转子不是载流导体则不能受力转动 结论： n≠n1 异步！ 转差率 S 的概念： 转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即： 电动机起动瞬间: （转差率最大） 转子最大转速: （转差率最小） 电动机运行之中: 显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。 4.2三相异步电动机的启动、调速与制动 4.2.1 三相异步电动机的启动 启动过程:三相异步电动机接通电源后，转子转速由零逐渐上升到稳定值的过程。 启动过程的特点以及对电源的影响 电动机刚启动时，转子转速n＝0，转差率S＝1，定子上的旋转磁场相对转子的转速最大，转子上的感应电流也最大；转子的转速逐渐上升到额定转速后，旋转磁场相对转子的转速也逐渐降到最小值，感应电流相应地也降低。启动瞬间，定子绕组从电源吸取的电流值约是额定工作电流的4～7倍。 这样大的启动电流，对于小型电动机来说,因启动过程短，电动机的内部发热问题可以不考虑。但对中大型电动机，启动过程较长，不但造成电动机内部发热,还会使得线路上的压降很大，影响同电网的其他设备，如电灯变暗，电机电磁转矩下降。 1．直接启动 电动机容量在10kW以下，并且小于供电变压器容量的20％ 直接启动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上的启动方式，又叫全压启动。 优点：起动简单。 缺点：启动电流较大，将使线路电压下降，影响负 载正常工作。 适用范围： 电动机启动的方法 2．降压起动 起动转矩均为全压起动时的1／3。 Δ运行时，首尾相接构成闭环 Y起动时，绕组尾端连成一点 适用