《电工电子学 教学课件 ppt 作者 林小玲 第8章 交流电动机（2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子学 教学课件 ppt 作者 林小玲 第8章 交流电动机（2）（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 变压器和交流电动机 -交流电动机（2）,上海大学 自动化系 林小玲,1. 三相异步电动机的电路特性（“电磁”关系）,8.3.3 三相异步电动机的特性,定子绕组相当于变压器原边绕组，转子绕组相当于副绕组。,变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2,E1 、E2 频率相同，都等于电源频率。,f1,（1）旋转磁场的磁通,异步电动机机：旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1,每极磁通,旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以,（2）定子感应电势的频率 f1,感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关,f 1= 电源频率 f,2.
2、定子电路,（1） 转子感应电势频率 f 2,定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化, 定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2,转子感应电势频率 f 2,旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同,3.转子电路,取决于转子和旋转磁场的相对速度,(2) 转子感应电动势E 2,E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2,当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有,E20= 4.44 f 1N2,转子静止时的感应电势,即E2= s E20,转子转动时的感应电势,(3) 转子感抗X 2,当转速 n = 0(
3、s=1)时， f 2最高，且 X2 最大，有,X20= 2 f1L2,即X2= sX20,（4）转子电流,(5)转子电路的功率因数 cos2,1.电磁转矩 ： 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下, 受到电 磁力所形成的转距可由机械功率除以机械角速度获得,8.3.3.2 转矩与机械特性,即,其中 称为电动机结构参数。,其中：,代入可得,返回,结论,1. T 与定子每相绕组电压 成正比。U 1 T ,2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。,3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。,2. 机械特性曲线,由转矩公式 得特性曲线：,
4、一定的电源电压和转子电阻之下，转矩与转差率的关系曲线或转速与转矩的关系曲线,（1）额定转矩 ：,电动机在额定电压下，以额 定转速 运行，输出额 定功率 时，电动机转轴 上输出的转矩。,（牛顿米）,返回,电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。,自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点。（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载。）,电动机的自适应负载能力,直至新的平衡。此过程中， 时， 电源提供的功率自动 增加。,硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。 软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起 动特性好。 ,不同场合
5、应选用不同的电动机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电动机。,机械特性的软硬,返回,如果 电机将会 因带不动负载而停转。,（2）最大转矩 ：,电机带动最大负载的能力。,求解,返回,过载系数：,三相异步机,（1）三相异步机的 和电压的平方成正比，所 以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。,注意,电机严重过热,原因,返回,（3）起动转矩,电动机起动时的转矩。,其中,返回,结论：,电磁转矩与电压的关系,R2的 改变 ： 鼠笼式电动机转子导条的金属材料不同 绕线式电动机外接电阻不同,和转子电阻关系,返回,（1）起动电流 ：,中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5-7 倍。,原因：起
6、动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。,定子电流,转子感应电势,转子电流,8 . 3 . 4 三相异步电动机的起动和调速,1.起动性能,返回,一、 三相异步电动机的起动,B 大电流使电网电压降低,A 频繁起动时造成热量积累,影响：,（2）起动转矩,起动时，虽然转子电流较大，但因转子的功率因数很低，因此起动转矩并不是很大的，与额定转矩之比为1.0-2.2。,如果起动转矩过小，就不能满载起动，应设法提高；如果起动转矩过大，会使传动机构受到冲击而损坏，应设法减小。,电机过热,影响其他负载工作,返回,2.三相异步机的起动方法：,（1） 直接起动 20-30千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。,（2）
7、降压起动,在起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以 减小起动电流，鼠笼式电动机常用的降压起动方法有 Y换接起动和自耦降压起动。,方法简单，但起动电流较大，影响电网上其他负载正常工作。,返回,（3）转子串电阻起动,即可降低起动电流，又可以增大起动转矩是绕线式电动机常用的降压起动方法,降压起动 Y- 换接起动,设：电机每相阻抗为|Z|,起动,降压起动时的电流 为直接起动时的,Y- 换接起动器接线简图,静触点,Y- 换接起动器接线简图,Y起动,Y- 换接起动器接线简图, 工作,动画,电工电子学(),Y- 换接起动应注意的问题,(a) 仅适用于正常运行为三角形接法的电机。,Y 换接起动适合于空载或轻
8、载起动的场合,电工电子学(),自耦降压起动,Q2下合： 接入自耦变 压器，降压 起动。,Q2上合： 切除自耦变 压器，全压 工作。,合刀闸开关Q,Q2,自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成 Y形不能采用Y起动的鼠笼式异步电动机。,电工电子学(),绕线式电动机转子电路串电阻起动,R,R,R,定子,转子,起动时将适当的R 串入转子电路中，起动后将R 短路。,起动电阻,电工电子学(),绕线式电动机转子电路串电阻起动特点,若R2选得适当，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。,常用于要求起动转矩较大的生产机械上。,R2 Tst ,电工电子学(),二、三相异步电动机的调速方法
9、,改变f变频调速 (无级调速),改变P变极调速 (有级调速),改变s变转差率调速 (无级调速),电工电子学(),变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。,1 变频调速 (无级调速),频率调节范围：0.5几百赫兹,电工电子学(),2 变极调速 (有级调速),P=2,电工电子学(),P=1,采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。,电工电子学(),3 变转差率调速 (无级调速),变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。
10、这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。,1. 反接制动 停车时，将电动机接到电源的三根线中的任意两根的一端对调位置，使旋转磁场反向旋转，电动机的转矩方向与电动机原来的旋转方向相反，起制动的作用。,8.3.5 三相异步电动机的制动,为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻,注意,措施,简单、效果好 但能量消耗大,返回,反接制定动接线图,2. 能耗制动： 停车时，断开交流电源，接至直流 电源上，产生制动转矩。,制动转矩的大小与直流电流的大小有关,直流电流的大小一般为电动机额定电流的0.5-1倍,3.发电反馈制动： 当电动机转子的转速超过旋转磁场的同步转速时，这时的转矩也是制动转矩。,当起重
11、机快速下放重物时,当多速电动机从高速调到低速的过程中,返回,1. 型号 Y 132M4,转差率,三相异步电动机铭牌数据,M：机座长度代号， M-中机座；S-短机座， L-长机座。,返回,3. 接法：Y/ 接法,指定子三相绕组的接法,接线盒,返回,4. 电压：,一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5。,例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。,指电动机在额定运行状态时定子绕组上的线电压值.,当电压高于额定值时，磁通将增大。,即：,返回,电压波动对电动机的影响,当电压低于额定值时，引起转速下降，电流增加。,返回,5. 额定电流：,如：,
12、表示三角接形法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。,6. 功率与效率： 指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值 （ ），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的 关系为：,其中,=7293,指电动机在额定运行状态时定子绕组的线电流。,为电动机的效率,返回,额定负载时一般为0.7-0.9，空载时功率因数很低约为0.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。,使用中应选择合适容量的电动机，防止“大马” 拉“小车”的现象。,7. 功率因数(cos1)：,返回,8. 绝缘等级,绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。,极限温度，是指电动机绝缘结构中最热点的最高容许温度。,返回,谢谢!,
