电磁控制元件第5章.ppt

第五章 交流异步电动机 §5-0 概述 §5-1 交流异步电动机的结构和磁场 §5-2 三相交流异步电动机的运行分析 §5-3 三相交流异步电动机的功率和转矩 §5-4 三相交流异步电动机的使用 §5-5 交流伺服电动机 §5-6 交流异步测速发电机 §5-7 直线异步电动机 §5-0 概述 结论: 三相对称绕组通入三相对称电流产生的合成磁势是一旋转磁势。当时间变化时，它的波形不变，幅值也恒定不变，等于每相脉振磁势幅值的3/2倍。 合成磁势在空间旋转，它的转速是: n1=60f/p(r/min) 当某相电流达到最大值时，旋转磁势的波幅刚好转到该相绕组的轴线上。 旋转磁势的转向是从带有超前电流的相转向带有滞后电流的相。 交流异步电动机的磁场 单相绕组产生的磁场——交流脉振磁场 特点：磁场的大小和方向随时间作正弦变化，磁场在空间的位置始终不变，而沿气隙在空间作正弦分布 二、降压起动 若电源变压器的容量不够大时，就需要采用降低电压的启动方法来减小电动机的起动电流。但同时异步电动机的起动转矩也减小了。所以对于起动转矩要求不高的场合，可以采用降压起动。 第五章作业之一 思考题 1、3、4、5、9、10、11、13 作业 12、15、16 第五章作业之二 思考题 6、7、8、18、20、21、23、28、29 作业 39 幅值控制时负序对称电压 作用的一相等值电路 正序、负序两组对称电压分别产生的电磁转矩 在电动机工作状态下，正序对称电压产生正向圆形旋转磁场，而正向圆形旋转磁场产生正向的电磁转矩 ，它是驱动转矩；负序对称电压产生反向圆形旋转磁场，而反向圆形旋转磁场产生反向的电磁转矩 ，是制动转矩。 转子 J1 J2 K1 K2 NK NJ 励磁绕组始终接在交流电源上，控制绕组则加上大小和相位均可以改变的交流控制信号。 2.　交流伺服电动机的转子 转子的结构通常有鼠笼形转子和非磁性杯形转子。 鼠笼形转子，与三相异步电动机一样。转子导体采用高电阻率材料，使临界转差率接近与1。 薄壁杯形转子，除与异步电动机一样的外定子外,还有内定子。内定子是由硅钢片叠成的圆柱体，其上没有绕组，仅起构成磁通路径的作用，以减小气隙磁阻。薄壁杯形转子电阻率高，转动惯量小、摩擦转矩小，因此快速性好。 杯型转子 外定子 内定子 机壳 端盖 二、两相交流伺服电动机的工作原理 1. 对称的两相交流伺服电动机通以对称的两相交流电时的工作原理 对称两相绕组通以两相对称电流，在定、转子之间产 生一个圆形旋转磁场 (参P.198)。 n Mem × · × · · × f f M0+ ML 在圆形旋转磁场的作用下，对称的两相交流伺服电动机的基本工作原理与三相对称异步电动机完全一样。 分析对称三相异步电动机的方法及结论完全适用于此。不同之处仅在于这里对应于激磁绕组与控制绕组有两个等值电路。 2. 交流伺服电动机的控制方式 两相异步电动机在工作时，通常并不工作在对称情况下。励磁绕组始终接在频率为f1 的电源上，而控制绕组由伺服放大器供电进行控制。 当励磁绕组固定地接在电源上，控制绕组的电压为零时，气隙内磁场为脉振磁场，电动机无起动转矩，转子不转。若控制绕组上加控制电压（与励磁绕组电流不同相），则气隙内产生一旋转磁场，有起动转矩，转子旋转起来。 根据控制电压是幅值改变还是相位改变，可有四种控制方式： （1）幅值控制：保持控制电压的相位不变，仅改变幅值 进行控制。 式中：? —— 幅值控制时的信号系数，0 ? ?1。 （2）相位控制：保持控制电压的幅值不变，仅改变其 相位进行控制。 式中：? —— 相位控制时的信号系数，0 ? ?90o。 （3）幅相控制：同时改变控制电压的幅值和相位进行 控制。 （4）双相控制： 保持励磁电压和控制电压的相位差 90度电角度不变，在改变控制电压调速的同时， 改变励磁电压，使二者幅值相等，即处于圆形旋 转磁场，以输出最大功率和效率。 5-5-2 不对称运行情况下两相异步电动机的分析 两相交流异步电动机的励磁绕组和控制绕组的匝数通常并不相等，因此两相绕组并不对称。为此，可通过绕组折算将励磁绕组折算到控制绕组上，将其变换为匝数相等的两相绕组。 以后讨论两相交流电动机时，就认为已是经绕组折算后的对称两相绕组了。只是所加电压不同的不对