[精选]机电传动控制--交流电动机工作原理.pptx

目录目录 第五章第五章 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 5.1 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 5.2 5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 5.3 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 5.5 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性 5.6 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 5.7 5.7 单相异步电动机单相异步电动机 5.8 5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用同步电动机的工作原理、特点及应用 目录目录 第五章第五章 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 5.1 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 5.2 5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 5.3 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 5.5 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性 5.6 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 5.7 5.7 单相异步电动机单相异步电动机 5.8 5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用同步电动机的工作原理、特点及应用 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 了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；掌握异步电动机的工作原理，机械特性，掌握异步电动机的工作原理，机械特性，以及启动、调速及制动的各种方法、特点与应用；以及启动、调速及制动的各种方法、特点与应用；学会用机械特性学会用机械特性 的四个象限来分析异步电动机的运行状态；的四个象限来分析异步电动机的运行状态；掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法；掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法；了解同步电动机了解同步电动机 的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。基本要求基本要求 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 异步电动机的机械特性，它是基于异步电动机的工作原理异步电动机的机械特性，它是基于异步电动机的工作原理 而推导出来的；特别是异步电动机的而推导出来的；特别是异步电动机的人为机械特性人为机械特性，因为，因为 它是分析异步电动机启动、调速、制动工作状态的依据；它是分析异步电动机启动、调速、制动工作状态的依据；对异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉；对异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉；异步电动机直接启动和异步电动机直接启动和Y-降压启动降压启动的条件和优缺点，的条件和优缺点，线绕式异步电动机线绕式异步电动机转子串电阻转子串电阻的启动、调速和制动，的启动、调速和制动，以及各种启动方法的应用场合；以及各种启动方法的应用场合；异步电动机变频调速和异步电动机变频调速和变极对数变极对数调速的特性与优缺点。调速的特性与优缺点。定子旋转磁场与转子运动的相对性。定子旋转磁场与转子运动的相对性。电动机的制动过程。电动机的制动过程。重点重点 难点难点 三相鼠笼式三相鼠笼式 异步电动机异步电动机 三相特殊鼠笼式三相特殊鼠笼式 异步电动机异步电动机 三相绕线式三相绕线式 异步电动机异步电动机 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 概概 述述 交交 流流 电电 动动 机机 异步异步 电动机电动机 单相异步电动机单相异步电动机 同步同步 电动机电动机 单相同步电动机单相同步电动机 三相同步电动机三相同步电动机 三相双鼠笼式三相双鼠笼式 异步电动机异步电动机 三相深槽式三相深槽式 异步电动机异步电动机 三相高转差率三相高转差率 鼠笼式鼠笼式 异步电动机异步电动机 三相异步三相异步 电动机电动机 交流电动机的类型交流电动机的类型: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 概概 述述 交流电动机的用途交流电动机的用途:交流电动机交流电动机 在各行各业和日常生活等，都得到了广泛的应用。在各行各业和日常生活等，都得到了广泛的应用。鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机 在机电传动控制系统中使用得最为广泛。在机电传动控制系统中使用得最为广泛。绕线式异步电动机绕线式异步电动机 与鼠笼式相比，其转子结构稍复杂，价格稍贵，与鼠笼式相比，其转子结构稍复杂，价格稍贵，一般用于要求起动电流小、起动转距大的场合。一般用于要求起动电流小、起动转距大的场合。交流电动机的优缺点交流电动机的优缺点:结构简单，制造、使用和维护方便，结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高。运行可靠，成本低，效率高。但是，功率因数低、起动和调速性能差。但是，功率因数低、起动和调速性能差。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 概概 述述 三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值 额定值的关系：额定值的关系：NNNNNcosIUP3)(VkVUN或额定电压额定运行状态时加在额定运行状态时加在定子绕组上的线电压定子绕组上的线电压.)(kWPN额定功率额定条件下转轴上额定条件下转轴上输出的机械功率输出的机械功率.)(AIN额定电流在额定运行状态下流在额定运行状态下流入定子绕组的线电流入定子绕组的线电流.min)/(rnN额定转速额定额定 运行时电动机的转速运行时电动机的转速 NNf额定效率额定频率额定功率因数Ncos 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 一一.三相异步电动机三相异步电动机的基本结构的基本结构 铁心铁心:由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 铁心铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成由导磁性能很好的硅钢片叠成(导磁部分导磁部分)。绕组绕组:放在定子铁心内圆槽内放在定子铁心内圆槽内(导电部分导电部分)。机座机座:固定定子铁心及端盖。固定定子铁心及端盖。定定 子子 静止静止部分部分 转转 子子 旋转旋转部分部分 三三 相相 异异 步步 电电 动动 机机 转子铁心的每个槽内转子铁心的每个槽内 插入一根裸导条，插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。形成一个多相对称短路绕组。转子绕组为三相对称绕组，转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。嵌放在转子铁心槽内。绕线式：绕线式：绕组绕组:转轴、轴承、风扇转轴、轴承、风扇 鼠笼式：鼠笼式：一一.三相异步电动机三相异步电动机的基本结构的基本结构 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 三相绕线式 异步电动机 结构图 一一.三相异步电动机三相异步电动机的基本结构的基本结构 轴承轴承 定子绕组定子绕组 转子转子 定子定子 集电环集电环 出线盒出线盒 转子绕组转子绕组 端盖端盖 定子绕组定子绕组 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 三相对称三相对称 交流绕组模型交流绕组模型 圆形圆形 定子冲片定子冲片 定子定子 铁心铁心 一一.三相异步电动机三相异步电动机的基本结构的基本结构 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 定子绕组用绝缘的铜定子绕组用绝缘的铜 （或铝）导线绕成，（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。嵌在定子槽内。通常把定子三相绕组通常把定子三相绕组 的六根出线头都引出，的六根出线头都引出，根据实际使用的需要，根据实际使用的需要，可接成可接成Y形或形，形或形，如图所示。如图所示。三相异步电动机的引出线三相异步电动机的引出线 一一.三相异步电动机三相异步电动机的基本结构的基本结构 形接法形接法 Y形接法形接法 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 鼠笼型转子绕组鼠笼型转子绕组 一一.三相异步电动机三相异步电动机的基本结构的基本结构 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 绕线式异步电机绕线式异步电机 定子转子绕组接线方式定子转子绕组接线方式 一一.三相异步电动机三相异步电动机的基本结构的基本结构 绕线式转子绕组绕线式转子绕组 形式与定子绕组形式与定子绕组 基本相同；基本相同；3 3个绕组的末端个绕组的末端 连接在一起构成连接在一起构成 星形连接；星形连接；3 3个始端连接在个始端连接在 3 3个铜滑环上；个铜滑环上；电刷引出线连接电刷引出线连接 起动调速变阻器。起动调速变阻器。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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 二二.三相异步电动机三相异步电动机的工作原理的工作原理 在定子的三相对称绕组中通入三相对称交流电流，在定子的三相对称绕组中通入三相对称交流电流，可以产生在空间旋转的圆形合成磁场。可以产生在空间旋转的圆形合成磁场。磁场旋转方向与电流相序一致。磁场旋转方向与电流相序一致。电流相序为电流相序为A-B-C时，磁场顺时针方向旋转；时，磁场顺时针方向旋转；电流相序为电流相序为A-C-B时，磁场逆时针方向旋转。时，磁场逆时针方向旋转。旋转磁场的旋转磁场的转速转速 n0称为同步转速：称为同步转速：n0决定于决定于 电流的频率电流的频率 f 电机的磁极对数电机的磁极对数 p pfn600（r/min）旋转磁场的产生旋转磁场的产生 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 BiA X B Y C Z AiCi二二.三相异步电动机三相异步电动机的工作原理的工作原理 240sin120sinsintIitIitIimCmBmAA X Y C B Z NS 同步转速同步转速 no与磁场磁极对数与磁场磁极对数 p 的关系：（的关系：（f50Hz时）时）磁极对数磁极对数 p分别为分别为 1、2、3，每个电流周期磁场转过空间角度每个电流周期磁场转过空间角度360、180、120，同步转速同步转速no分别为分别为 3000、1500、1000 r/min 如下定子绕组的接法，合成磁场只有一对磁极，即如下定子绕组的接法，合成磁场只有一对磁极，即 p1。旋转磁场的产生旋转磁场的产生 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 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 二二.三相异步电动机三相异步电动机的工作原理的工作原理 磁极对数磁极对数 p 的改变的改变 定子每相绕组由两个相等圈数定子每相绕组由两个相等圈数 的的“半绕组半绕组”组成。组成。若如右图示若如右图示将每相两个将每相两个 “半绕组半绕组”串联，形成的磁场则串联，形成的磁场则 是两对磁极，即是两对磁极，即 p2或或2p4。若改变接法若改变接法将每相两个将每相两个 “半绕组半绕组”并联，形成的磁场则并联，形成的磁场则 是一对磁极，即是一对磁极，即 p1或或2p2。（详见变极调速详见变极调速）旋转磁场的产生旋转磁场的产生 C Y A B C X Y Z