三相异步电动机

电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室情景三三相异步电动机异步电动机的用途异步电动机广泛应用于工农业及民用电器的各个部门。异步电动机的容量从几十瓦到数千千瓦，占各种电动机总数的90%左右。优点：结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、维修方便、运行效率较高等。缺点：功率因数较低、调速性能不够好。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室课题一三相异步电动机的基本工作原理与结构任务1三相异步电动机的基本结构⒈定子由机座、定子铁心、定子绕组组成：1）机座：起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁制造。2）定子铁心：由厚0.5mm的硅钢片冲叠而成，铁心内开有均布的槽，嵌放定子绕组。3）定子绕组：由完全相同的三个绕组组成，空间互差120度，可接成Y、Yn或Δ。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室三相绕线式异步电动机结构图电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室三相鼠笼式异步电动机结构图电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室2.转子由转轴、转子铁心、转子绕组组成：1）转轴：2）转子铁心：由厚0.5mm的硅钢片冲叠而成，铁心内开有均布的槽，嵌放转子绕组、或浇铸铝。3）转子绕组：绕线式绕组、鼠笼式绕组电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室3.气隙定子与转子之间的间隙；0.2~2.5mm气隙越大，功率因数越低。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务2额定数据铭牌上标有额定数据1额定功率PN——电动机在额定情况下，轴上输出的机械功率。单位：KW。2额定电压UN3额定电流IN——电动机额定运行时加在定子绕组上的线电压。单位：V或KV。——电动机在额定电压下，轴上有额定功率输出时，定子绕组中的线电流。单位：A。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室4额定频率f1=fN=50Hz5额定转速nN6额定功率因数——电动机在额定状态时转子的转速。单位：r/min。NNNNNIUPcos3记住这个公式：对于3相（异步）电机电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室三相异步电动机的接线方法CZBXYA定子绕组在接线盒中布置定子绕组的Y型连接定子绕组的Δ型连接CZBXYACBAZXY电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室三相异步电机的定子可接成Y或D•有时铭牌上标“电压380/220，Y/Δ”•表示：电压=380V时，应接成Y电压=220V时，应接成Δ电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务3三相异步电动机的基本工作原理及转差率1、感应电动机的工作原理电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室三相异步电动机的工作原理（图解）nNSTfn1fn总是n1定子合成磁场是旋转的，n1转子绕组感应出电动势电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室1）只要感应电动机的定子绕组产生旋转磁场，转子绕组形成闭合回路，电动机就会旋转。2）转子的旋转速度n始终小于磁场的旋转速度n1。3）转子速度n与磁场速度n1的转差Δn，与磁场速度n1的比值叫转差率s。很小，S=0.01~0.05电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室三相异步电机的3种运行状态电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务4三相异步电动机转子旋转时的电磁关系转子开路转子堵转转子不转，n=0，s=(n1-n)/n1=1电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室转子不转时，转子电势(包括电流)的频率与定子的相等，同为f1；当转子旋转时，这些参数将发生变化电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室一、转子旋转的电磁关系电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室1。转子旋转的转子频率2。转子旋转的转子相电势mwkWfE22144.42s=1(转子不转)时电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室3。转子旋转的转子阻抗4。转子旋转的转子电流电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室5。转子旋转的转子磁势F2定转子的极对数必须相等电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务6三相异步电动机的功率和转矩•异步电动机通过电磁感应作用，把电能从定子传送到转子，再转化为机械能，除去机械损耗、附加损耗外，其余从电动机轴上输出。对应机械能Pmec电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室一、功率流程、平衡方程式电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室功率平衡方程(3相)12131rIcup电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室空载损耗电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室二、转矩平衡方程式电磁转矩T=轴输出转矩T2+空载转矩T0电磁转矩同步角速度电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室三、电磁转矩类似直流电机的转矩公式电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室例：电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室.min/1440,85.0Ncos87%,7.5kW,NP,380VNU,3-例：rNnN相异步电动机电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室解：电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室课题二三相异步电动机的电力拖动任务1三相异步电动机的机械特性任务2三相鼠笼式异步电动机的起动任务3三相绕线式异步电动机的起动电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务13相异步电动机的机械特性一、机械特性的3种表达式1.物理表达式电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室该式表明：异步电动机的电磁转矩是由主磁通与转子电流的有功分量相互作用产生的，在型式上与直流电动机的转矩表达式相似，它是电磁力定律在异步电动机的具体体现。物理表达式虽然反映了异步电动机电磁转矩产生的物理本质，但并没有直接反映出电磁转矩与电动机参数之间的关系，更没有明显地表示电磁转矩与转速之间的关系。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室2.参数表达式由近似等效电路推出，仅当r1,x1相对励磁阻抗较小时电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室①最大转矩电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室结论：.....电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室②过载倍数λm——重要参数最大转矩与额定转矩之比，称为电动机的过载倍数或过载能力。反映电动机短时过载的极限。过载倍数或过载能力是表征电动机运行性能的重要参数，它反映了电动机短时过载能力的大小，一般电动机的过载能力1.6~2.2，起重、冶金机械专用电动机2.2~2.8电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室③起动转矩.结论：...电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室④起动转矩倍数起动转矩与额定转矩之比，称为电动机的起动转矩倍数。即⑤额定工作点电动机的转矩和转速均为额定值的工作点。即⑥同步转速点起动转矩倍数是表征笼型异步电动机性能的另一个重要参数，它反映了电动机启动能力的大小。只有当启动转矩大于负载转矩，电动机才能启动起来。一般笼型异步电动机1.0~2.0。起重和冶金专用的笼型异步电动机为2.8~4.0电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室3.电磁转矩的实用表达式22121112112212211221142xxrrfpUmxxsrrfsrpUmTTm2222222121222mmsrsrsrrssrrrmmmmsrrsssssrr2121212忽略此二项电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室机械特性的实用表达式电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室机械特性的实用表达式电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室异步电动机的转矩表达式物理表达式：适用于对电动机的运行作定性分析参数表达式：适用于分析各种参数变化对电动机运行性能的影响实用表达式：适用于电动机机械特性的工程计算电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室二、三相异步电动机的固有机械特性、人为机械特性1、固有特性电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室2、人为特性⒈降低定子电压——不能升高电压同步转速与定子电压无关，临界转差率也与定子电压无关。随着定子电压的降低，最大转矩和起动转矩大幅度减少。⒉定子电路串电阻或电抗定子电路串电阻或电抗后，最大转矩、起动转矩以及临界转差率均减少。⒊转子电路串电阻——对于绕线式的转子转子电路串电阻后，最大转矩保持不变，而临界转差率增加，起动转矩视具体情况而定。4.转子电路串入（电阻和电抗的并联）——对于绕线式的转子电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务23相鼠笼式异步电动机的起动一、直接起动——全压起动****考虑对电网的冲击****7.5kW以下可采用****较大容量需考虑供电设备的容量二、降压起动电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室降压起动1.定子串电阻或电抗——分压起到降压作用2.自耦变压器降压起动3.星形-三角形起动，用于可以有2种接法的电机，正常运行时用三角形接法，起动时用星形接法，相电压降为正常运行时的4.延边三角形起动对不同的起动要求，需专门设计电机。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室降压起动的分析降压起动设备M电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室1.串电阻或电抗降压起动设备M可等效为1阻抗接法不变，所以电网线电流变化的倍数=相电流变化倍数电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室2.自耦变压器降压降压起动设备M自耦变压器变比电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室3.Y-Δ起动降压起动设备M相电压减少电网线电流减小为原线电流的3分之一电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务33相绕线式异步电动机的起动**。定子串电阻或电抗**。降压起动**。转子可串电阻转子可串频敏电阻电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室转子可串电阻的人为机械特性电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室转子可串电阻的人为机械特性转子串电阻的人为机械特性是过(n1,0)的一簇直线，斜率正比于转子回路的电阻电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室转子串电阻分段起动分段起动时，从ab,再切换c电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室转子串电阻分段起动2232111223rRRRRRssTTmmbmmssTT322b点：cmmssTT212c点：各级电阻成等比数列电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室起动级数设为m各级电阻(相)为电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室例:3相异步电动机，PN=44kW,nN=1435r/min,E2N=243V,I2N=110A,负载T=0.8TN,T1=1.87TN,T2=TN。确定起动级数和各段电阻。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室例：3相异步电动机，PN=30kW,nN=725r/min,E2N=257V,I2N=74.3A,负载TL=0.75TN,T1=1.8TN。求4级起动各级电阻。电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室任务43相异步电动机的调速方法电机及变频变流技术应用page‹#›机电教研室一、变极调速适用于鼠笼式异步电动机，通过改变定子绕组的接法或安装2