转辙机三相电动机培训资料

FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT1.了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。2.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,了解调速和制动的方法。3.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。第7章电动机本章要求：FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT第7章电动机§7.5三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§7.3三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§7.1概述FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT§7.1概述电机：是实现能量转换和信号转换的电磁装置。例如：控制电机，实现信号的转换动力电机，实现能量的转换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。2、可实现自动控制和远距离操作，减轻体力劳动。发电机电动机FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT交流电动机电动机直流电动机鼠笼式绕线式异步机同步机他励、异励、串励、复励鼠笼式异步交流电动机授课内容：基本结构、工作原理、机械特性、控制方法电动机的分类FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTYBZXAC转子定子定子绕组（三相）机座鼠笼转子气隙定子§7.2三相异步电动机的结构与工作原理一、三相异步机的结构FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：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。绕线式：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。FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTn0neiNSf磁铁闭合线圈e方向用右手定则确定f方向用左手定则确定磁场旋转二、三相异步电动机的工作原理FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势vlBe导线长磁感应强度切割速度（右手定则）闭合导线产生电流i（左手定则）通电导线在磁场中受力ilBfn0neiNSfFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT1.线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致结论：2.线圈比磁场转得慢0nn异步n0neiNSfFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT1、旋转磁场的产生AYCBZAiBiCimIt0n(•)电流出()电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmAFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT0tAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向：向下AXYCBZNSFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT180tXBZ0nAYC60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0nAiBiCitmI异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极三相电流合成磁场的分布FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT2、旋转方向：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相。AiBiCimItFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT3、旋转磁场的转速大小分）转/(600fn一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°电流频率为f，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：同步转速分转/3000,500nHzfFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT极对数（P）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZNSFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT极对数（P）的改变C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiBiCi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。'X'AAXBY'B'YCZ'C'ZFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT极对数2pA'XX'ANSSNZC'Z'CBY'B'YC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiCiBiAiBiCimIt0tFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTXNSASNZB'X'AYC'Z'B'C'Y0t分）转/(600pfn60t'A0nAZ'XXC'Z'CSNSN30极对数和转速的关系AiBiCimItFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT旋转磁场转速n0与极对数p的关系)/(6010分转pfn2p180分）转/(50011p360分）转/(0003极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速)f(Hz5013p120分）转/(00014p分）转/(75090旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT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）:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但异步电动机0nn无转距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）无转子电流提示：如果0nnFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT转差率的概念：()s%10000nnns异步电机运行中:%9~1s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:1,0sn（转差率最大）01ss范围：转差率最小），转子最大转速(00snnFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT分）转/(6010pfn%10000nnns转子感生电流的频率：pnnf6002100060sfpnnnnpnf6001FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT例：三相异步电动机p=3，电源f1=50Hz，电机额定转速n=960r/min。求：转差率s，转子电动势的频率f2min/1000350606010rpfn同步转速：04.01000960100000nnns转差率：Hzsff25004.01200nnnsFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT一、三相异步电动机的“电－磁”关系§7.3三相异步电动机的电路分析i2R1R2i1u1e1e1e2e2：漏磁通产生的感应电动势。：主磁通产生的感应电动势。e1e2、e1e2、定子电路转子电路FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT11111111124.442mmmmUNΦNΦfUEUfNΦR1R2i1u1e1e1e2e21111111uiReedeNdt设：tsin1mΦ则：tΦNum1111cos定子边：FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTR1R2i1u1e1e1e2e2转子边：22222222eiRediiRLdt22222ERIjXIR2:转子绕组电阻X2：转子绕组电抗mΦNfE22244.4f2：转子感应电动势的频率N2：转子线圈匝数2f取决于转子和旋转磁场的相对速度12sff1114.44mEfNΦ因为：FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTR1R2i1u1e1e1e2e2202122222sXLsfLfX22212204.444.44mmEfNΦsfNΦsE当n=0，s=1时：由于f1=f2，E2最大。20124.44,mEfNΦ电动机起动时FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT22022202)(sXRsEI222222XREI转子电流22222ERIjXI220XsX220EsE220222222222)(cossXRRXRR转子功率因数FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT202SXRs很小时1cos2s1cos2202XRss较大时0S=1I22cosS)(0002nnIs2202220max21XREIs)(2Isn)cos(2sn结论：转子转动时，转子电路中的各量均与转差率s有关，即与转速n有关。FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT例：三相异步电动机，p=2，n=1440r/min，转子R2=0.02，X20=0.08，E20=20V，f1=50Hz。启动时I2（st）额定转速下的I2（N）22022202)(sXRsEIs=1A242)08.0()02.0(20)(222202220XRE04.0150014401500sA40)08.004.0()02.0(2004.0)(222202220sXRsEFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT电磁转矩T：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。22cosIΦKTmT常数每极磁通转子电流转子电路的2cos一、转矩公式（牛顿米）§7.4三相异步电动机的机械特性22cos,,IΦTFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT22cosIKTmT21220222)(UsXRsRKT得到转矩公式22022202)(sXRsEI2202222)(cossXRR将其中参数代入：11144.4NfUΦmFundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUT由公式可知21220222)(UsXRsRKT1.T与定子每相绕组电压成正比。U1T21U2.当电源电压U1一定时，T是s的函数。3.R2的大小对T有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变转子电阻R2，从而改变转距。FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTmaxTmSNSOTS曲线)(sfT曲线)(Tfn22022212)(sXRUsRKTNnmaxTstTOnTNT0nstT1NT二、机械特性曲线FundamentalTheoryofElectricalEngineeringLUTn1TnTmTst)(Tfn机械特性曲线TL启动：TstTL(负载