交流电机资料.pptx
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1、第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 交流电动机交流电动机异步电动机、同步电动机。异步电动机、同步电动机。本章主要内容:本章主要内容:了了解解三三相相异异步步电电动动机机的的结结构构和和工工作作原原理理,定定子子电电路路和和转转子子电电路路;掌掌握握三三相相异异步步电电动动机机的的机机械械特特性性及及启启动动特特性性、调调速速特特性性、制制动动特特性性;了了解解单单相相异异步步电电动动机机和和同同步步电电动机工作原理、特点及应用。动机工作原理、特点及应用。5.1 三相异步电动机的结构和工作三相异步电动机的结构和工作原理原理l5.1.1三相异步电机的基本结构1)定子
2、:定子由铁心定子由铁心,绕组与机座组成绕组与机座组成 定子:图片图片 2)转子:由铁心与绕组组成由铁心与绕组组成l鼠笼式转子(铝铸的鼠笼式转子);l线绕式转子绕组与外加变阻器的连接。鼠笼式转子鼠笼转子照片绕线转子照片5.1.2三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场(定子绕组内三相电流所产生的合磁场)和转子电流(转子绕组内的电流)的互相作用。动画演示1nNSTfn0f转差率转差率 s=(n0-n)/n0 定子合成磁场是定子合成磁场是旋转的,旋转的,n0;转子绕;转子绕组感应出电动势,组感应出电动势,n;总是有;总是有nn05.1.3三相异步电动机的旋转磁场1.旋转磁
3、场的产生 动画演示2 定子三相绕组、三相电流的波形图、两极旋转磁场三相电流的波形图三相电流的波形图图图 6.2.2 二极旋转磁场二极旋转磁场2.旋转磁场的旋转方向l将BC两根线对调l改变绕组中的电流相逆时针方向旋转的两极旋转磁场3 旋转磁场的极数与旋转速度l产生四极旋转磁场的定子绕组l四极旋转磁场三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速600pfn=min)r/(p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f=50 Hz 时时,不同极对数时的同步转速如下不同极对数时的同步转速如下:表表 6.2.1 同步转速同步转速p 为任意值时:为任意值时:5.1.
4、4定子绕组线端连接方式l出线端的排列l星形连接l三角形连接l电动机定子绕组的连接5.2三相异步电动机的定子电路和转子电路5.2.1定子电路的分析定子和转子电路的感应电势三相异步电动机的一相电路5.2.2转子的电路分析转子的电路分析5.2.35.2.3三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 连连 接接 Y转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B1.1.型号型号 Y132S6Y系列异步机系列异步机机座中心高度机
5、座中心高度机座长度代号机座长度代号 2p=6n0=1 000 r/min2.额定功率额定功率 PN PN=3 kW轴上输出机械功率的额定值轴上输出机械功率的额定值3.额定电压额定电压 UN UN=380 V定子三相绕组应施加的线电压定子三相绕组应施加的线电压磁极数磁极数 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B4.额定电流额定电流 IN IN=7.2A定子三相绕组的额定线电流定子三相绕组的额定线电流5.
6、额定功率因数额定功率因数N=cos NP1N=3 UNIN cos NPN=NP1N=3 UNIN cos NN6.额定转速额定转速 nN5.2.3三相异步电动机的额定值5.2.4三相异步电机的能流图5.3三相异步电动机转矩与机械特性5.3.15.3.1三相异步电动机的(电磁)转矩三相异步电动机的(电磁)转矩T=KT=Kt tii2 2COSCOS2 2(式(式(式(式5.255.25)(5.275.27)5.3.2三相异步电动机的机械特性 动画演示动画演示3 31.固有机械特性固有机械特性四个特殊点:理想空载点(0,n0)额定工作点(TN,nN)启动工作点(Tst,0)临界工作点(Tmax,
7、nm)2.人为机械特性1)降低电源电压时的人为机械特性snsm10TLUN0TstTmaxTemn1A0.8UN0.64Tst0.64Tmax红色线为直接降低电源电压的人为特性,黑色线为红色线为直接降低电源电压的人为特性,黑色线为定子电路串入电阻定子电路串入电阻R1S或电抗或电抗X1S人为特性人为特性1 0TmTemsms n0n1Tmxstsmr2+Rs3Tst2sm2r2+Rs2Tst1sm1r2+Rs11 0TstTmTems n0n1smr24)转子电路串入电阻)转子电路串入电阻R2S或电抗或电抗X2S人为特性人为特性5.4三相异步电动机的启动特性启动要求:启动转矩足够大;启动电流尽量
8、小;加速过程平滑;设备简单、可靠;功率损耗小。启动特点:电流大;转矩小。5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法1.直接启动直接启动(全压启动)将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器直接接入电源,在额定电压下进行启动。(图5。29)条件:电动机功率应满足电源总容量要求。有专门的动力供电变压器时,如果电动机启动频繁,则电动机功率小于变压器容量的20时允许直接启动;有专门的动力供电变压器时,如果电动机不经常启动,则电动机功率小于变压器容量的30时允许直接启动;没有专门的动力供电变压器时,估算时应满足公式(5.35)2.电阻或电阻器降压启动电阻或电阻器降压启动 定子串电阻或电抗器降压启动,升速后,切除启
9、动电阻。特点:启动转矩小,只适用 空载或轻载;能耗大,启动设备成本高、体积大。3.Y-降压启动启动时,KM、1KM合,2KM开,星形接线;升速后,1KM开,2KM 合,三角形接线。Y1 Ist3 Ist1 Tst3 Tst方法方法接触器控制;Y启动器。特点特点简单、经济,启动电流小。启动转矩小,电压不可调节。应用应用4kw以上,380v,连接。4.自耦变压器降压启动 启动时,KM开,1KM、2KM合,星形接线,降压运行;升速后,KM合,1KM、2KM开,全压运行。特点:启动电压、电流、转矩可调;设备(启动补偿器)复杂。应用:启动不频繁,转矩大,容量大。启动电压、电流、转矩变为K2 KN2/N1
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