第6章 三相异步电动机2.ppt
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6三相异步电动机电动机驱动的优点6.1三相异步电动机的基本结构和工作原理图6-1-1为三相鼠笼异步电动机的构造图。1.定子2.转子现在中小型鼠笼式异步电动机的转子中,一般都采用压力铸铝的方法将铁心槽内的导条、短路环以及端部的风扇铸造在一起,如图6-1-4所示绕线式异步电动机的构造图如图6-1-5所示鼠笼式与绕线式只是转子的构造不同,工作原理事一样的。鼠笼式电动机由于结构简单,价格低,工作可靠,维护方便,广泛用于生产的各种驱动上。绕线式由于调速合起动性能好,主要用于起重设备,但其结构复杂,维修也不方便。1.旋转磁场图6-1-6为三相定子绕组星形连接的示意图设A相电流为参考正弦量,那么三个电流的瞬时值表达式为a.ωt=0b.ωt=600b.ωt=900b.ωt=1800总结:由上面分析可以看出,当定子三相对称绕组通入三相对称电流时,所产生的合成磁场随着电流的交变,而在空间中旋转,这就是旋转磁场。若定子每相绕组都是由两个相同的线圈串联组成,如图6-1-13所示,其始端或末端在空间相差600。由图中可以看出,当三相对称电流通入两个相圈相串联的三相定子绕组时,在空间中所产生的旋转磁场具有两对磁极,故p=2。同理若每相定子绕组有n个线圈相串联,并且它们的首端或末端在空间中相差1200/n角,则当通入三相对称电流时,可产生n对磁极的旋转磁场,即p=n。则在ωt=0、ωt=600时所产生的合成旋转磁场如图6-1-16所示,为逆时针方向旋转。2.三相异步电动机的转动原理故电动机的转向(转子转动的方向)与旋转磁场的转动方向相同。6.1.3同步转速、转子转速与转差率若电源频率f1为工频,则对应不同极数的n1如表6-1所示3.转差率S:表示转子的转速n与同步转速n1的差异,,定义转差率S为同步转速n1和转子转速n的差值与同步转速n1比值的百分比,即6.1.4电动机的调向6.2三相异步电动机的特性1.定子电路即b.转子回路的电动势E2其中X20=2πf1Lσ2为起动时转子电路的等效感抗,Lσ2为对应转子电路的漏磁电感系数,R2为转子电路的电阻解:①电动机起动瞬间,即n=0,S=1时电动机的同步转速为由此例可以看出,起动时转子的电流与额定转速时的电流之比为6.4,即起动电流很大;起动时转子电路的功率因数很低,而额定运行时,功率因数接近于1;感应电动势与频率在额定运行时也比较低。1.电磁转矩(简称转矩):它是衡量电动机做功的能力,是由旋转磁场每极磁通Φ和转子电路的有功分量I2cosφ2产生的。电磁转矩可表示如下2.转矩特性*由图中可以看出,在S=0时,T=0为理想空载状态;6.2.3三相异步电动机的机械特性并将转矩特性(图6-2-1)顺时针旋转900,则可得到机械特性曲线如图6-2-2所示,电动机的机械特性是分析电机运行情况的依据。2.电动机的运行情况分析反之若电动机原在N点运行时,其轴上的负载突然减小,则若在M点负载减小,则3.电动机的三个重要转矩b.最大转矩Tmax可以看出,电动机的最大转矩是与所加电源电压的平方成正比的。最大转矩也是表明电动机的瞬时过载能力,一般在电动机的铭牌上给出最大转矩与额定转矩的比值,并用过载系数λ表示,即起动转矩也表示了电动机的起动能力,一般大于额定转矩,这样电机才能顺利起动电机的起动转矩越大,电动机带负载起动的能力就越强,电动机铭牌上给出的是起动转矩与额定转矩的比值,即Tst/TN,它表示了电动机的起动能力6.3三相异步电动机的特性的铭牌数据2.额定功率P2N有的电动机铭牌上标有两种电压,如380V/220V,对应定子绕组两种接法△/Y,当电源线电压是220V时,定子的三相绕组应为△联接;当电源线电压为380V时,定子的三相绕组应为Y形联接。这两种接法都保证了每相定子绕组的相电压为220V。对应这种电压和接法,电动机的额定电流也标有两种数值,如16.4/9.5A,标明当UN=220V、△接法时,额定线电流为16.4A;当UN=380V、Y接法时,额定线电流为9.5A;U1,U2-第一绕组的两端图6-3-2为定子绕组的两种接法5.额定电流IN由于电动机是感性负载,故功率因数是指定子绕组的相电压与相电流的相位差的余弦。三相异步电动机的工作方式是根据电动机的温升来定的,一般分为三种:S1表示连续工作方式,即允许电动机在额定负载下连续长期工作;S2表示短时工作方式,即允许电动机在额定负载下只能在规定的时间内运行;S3表示断续工作方式,是指在额定负载下按规定周期性重复的短时运行解:①定子绕组的线电流为电动机的额定电流,即②由三相异步电动机的型号可知,此电动机的极数为P=2,同步转速为n1=1500r/min,故其额定转差率为6.4三相异步电动机的使用在三相异步电动机的起动瞬间,即电动机已接通电源,但转子还没有转动的瞬间,此时,S