电动机转动原理.ppt
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1、 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT1.1.了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。2.2.理解三相交流异步电动机的机械特性,掌握起动和理解三相交流异步电动机的机械特性,掌握起动和理解三相交流异步电动机的机械特性,掌握起动和理解三相交流异步电动机的机械特性,掌握起动和 反转的基本方法反转的基本方法反转的基本方法反转的基本方法,了解调速和制动的方法。了解调速和制动的方法。了解调速和制动的方法。了解调速和
2、制动的方法。3.3.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。第第7章章 电动机电动机本章要求:本章要求:Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT第第7章章 电动机电动机 7.5 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用 7.2 三相异步电动机的结构与工作原理三相异步电动机的结构与工作原理 7.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性7.1 概述概述 Fundam
3、ental Theory of Electrical EngineeringLUT7.1 概述概述电机:电机:是实现能量转换和信号转换的电磁装置。是实现能量转换和信号转换的电磁装置。例如:例如:控制电机,实现信号的转换控制电机,实现信号的转换动力电机,实现能量的转换动力电机,实现能量的转换电动机作为驱动的优点:电动机作为驱动的优点:1、简化生产机械的结构,提高生产效率和产品质量。、简化生产机械的结构,提高生产效率和产品质量。2、可实现自动控制和远距离操作,减轻体力劳动。、可实现自动控制和远距离操作,减轻体力劳动。发电机发电机电动机电动机 Fundamental Theory of Electr
4、ical EngineeringLUT交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机他励、异励、串励、复励他励、异励、串励、复励鼠笼式异步交流电动机授课内容:鼠笼式异步交流电动机授课内容:基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、机械特性、控制方法机械特性、控制方法 电动机的分类电动机的分类 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTYBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组(三相)(三相)机机 座座鼠笼转子鼠笼转子 气隙气隙 定子定子7.2 三相异步电动机的结构与工作原理三相异步电动机的
5、结构与工作原理一、三相异步机的结构一、三相异步机的结构 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较:鼠笼式电动机与绕线式电动机的的
6、比较:鼠笼式:鼠笼式:鼠笼式:鼠笼式:结构简单、价格低廉、工作可靠;不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠;不能人为改变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。绕线式:绕线式:绕线式:绕线式:结构复杂、价格较贵、维护工作量大;转子结构复杂、价格较贵、维护工作量大;转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈e e方向用方向用右手定则右手定则确定确定f f方向用方向用左手定则左手定则确定确定磁场旋转磁场旋转二、二、三相异步电动机的工作原理三相异步电动
7、机的工作原理 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动势导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度(右手定则)(右手定则)闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i(左手定则)(左手定则)通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT1.线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论:结论:2.线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢异步异步 Fundamental Th
8、eory of Electrical EngineeringLUT1 1、旋转磁场的产生、旋转磁场的产生AYCBZ()()电流出电流出()电流入电流入X Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTAXBYCZ合成磁场方向:合成磁场方向:向下向下AXYCBZ Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTXBZAYCAXYCBZAXYCBZ异步机异步机中中,旋转旋转磁场代磁场代替了旋替了旋转磁极转磁极三相电流合成三相电流合成三相电流合成三相电流合成磁场的分布磁场的分布磁场的分布磁场的分布 Fund
9、amental Theory of Electrical EngineeringLUT2、旋转方向:取决于三相电流的相序。、旋转方向:取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向:换接其中两相。改变电机的旋转方向:换接其中两相。Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT3 3、旋转磁场的转速大小、旋转磁场的转速大小 一个电流周期,旋转磁场在空间转过一个电流周期,旋转磁场在空间转过360360电流频率为电流频率为 f,则磁场,则磁场1/f秒旋转秒旋转1圈,每秒旋转圈,每秒旋转f圈。每分钟旋转:圈。每分钟旋转:同步转速同步转速 Fundamental
10、 Theory of Electrical EngineeringLUT极对数(极对数(P)的概念)的概念AXBYCZ此种接法下,合成磁场只有一对磁极,则极对数为此种接法下,合成磁场只有一对磁极,则极对数为1。即:即:AXYCBZ Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT极对数(极对数(P)的改变)的改变CYABCXYZAXBZ 将每相绕组分成两段,按右下图放入定子槽内。形将每相绕组分成两段,按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。成的磁场则是两对磁极。AXBYCZ Fundamental Theory of Electrical E
11、ngineeringLUT极对数极对数CYABCXYZAXBZ Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT极对数和转速的关系极对数和转速的关系 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT旋转磁场转速旋转磁场转速旋转磁场转速旋转磁场转速n n0 0与极对数与极对数与极对数与极对数 p p 的关系的关系的关系的关系极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。可见可见可见可见:Fu
12、ndamental Theory of Electrical EngineeringLUT电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速(额定转速)电动机转速(额定转速):电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,但但 异步异步电动机电动机 无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势(转子导体不切割磁力线)无转子电动势(转子导体不切割磁力线)无转子电流无转子电流提示提示:如果如果 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT 转差率转差率 的
13、概念:的概念:异步电机运行中异步电机运行中:转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。电动机起动瞬间电动机起动瞬间:(转差率最大)(转差率最大)转差率最小),转子最大转速(00snn Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT转子感生电流的频率:转子感生电流的频率:Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT例:三相异步电动机例:三相异步电动机 p=3,电源,电源f1=50Hz,电机额定,电机额定 转速转速n=960r/min。求:转差率求:转差率
14、s,转子电动势的频率,转子电动势的频率f2同步转速:同步转速:转差率:转差率:Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT一、三相异步电动机的一、三相异步电动机的“电磁电磁”关系关系 7.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析i2R1R2i1u1e1e 1e2e 2 :漏磁通:漏磁通产生的感应电动产生的感应电动势。势。:主磁通产:主磁通产生的感应电动势。生的感应电动势。e1e2、e 1e 2、定子电路定子电路转子电路转子电路 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTR1R2i1
15、u1e1e 1e2e 2设:设:则:则:定子边:定子边:Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTR1R2i1u1e1e 1e2e 2转子边:转子边:R R2 2:转子绕组电阻转子绕组电阻 X X2 2:转子绕组电抗:转子绕组电抗f2:转子感应电动势的频率N2:转子线圈匝数取决于转子和旋转磁场的相对速度因为:因为:Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTR1R2i1u1e1e 1e2e 2当当n=0,s=1时:时:由于由于f1=f2,E2最大。最大。电动机起动时电动机起动时电动机起动时电动
16、机起动时 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT转子电流转子电流转子转子功率因数功率因数 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT 结论:结论:转子转动时,转转子转动时,转 子电路中的各量均与转子电路中的各量均与转 差率差率 s有关,即与转速有关,即与转速 n有关。有关。Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT例:三相异步电动机,例:三相异步电动机,p=2,n=1440 r/min,转子,转子R2=0.02,X20=0.08 ,E2
17、0=20V,f1=50Hz。启动时启动时I2(st)额定转速下的额定转速下的I2(N)s=1 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT 电磁转矩电磁转矩 T:转子中各载流导体在旋转磁场的作用下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之总和。受到电磁力所形成的转距之总和。常数常数每极磁通每极磁通转子电流转子电流转子电路的转子电路的一、转矩公式一、转矩公式(牛顿(牛顿 米)米)7.4 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT
18、得到得到转矩公式转矩公式将其中参数代入:将其中参数代入:Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUT由公式可知由公式可知由公式可知由公式可知1.1.T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。成正比。成正比。U U 1 1 T T 2.2.当电源电压当电源电压当电源电压当电源电压 U U1 1 一定时,一定时,一定时,一定时,T T 是是是是 s s 的函数。的函数。的函数。的函数。3.3.R R2 2 的大小对的大小对的大小对的大小对 T T 有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步
19、电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻R R2 2 ,从而改变转距。,从而改变转距。,从而改变转距。,从而改变转距。Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTOTSOT1二、机械特性曲线二、机械特性曲线 Fundamental Theory of Electrical EngineeringLUTn1TnTmTst机械特性曲线机械特性曲线TL启动:启动:TstTL(负载转矩负载转矩),电机启动,电机启动转速转速n,转矩,转矩T cc点
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- 电动机 转动 原理
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