异步电动机课件ppt

2020-03-26 22:38栏目:公司简介

  异步电动机的行使 异步电动机又称为感触电动机□□□□□,电厂中的绝大一面 电动机是异步电动机□□□□□,用它来拖动汽锅和汽轮机隶属设 备的旋希望械□□□,如□□□:水泵、风机等。 利益□□□:机合简略、运转牢靠、维持利便、作用较上等。 错误□□□□□:不行正在较广的周围内经济、滑润地调速□□□,使所接 电网的功率因数低重。 正在少少条件调速周围较宽的形势□□□□,就采用调速个性 较好的直流电动机□□□,而正在单机容量较大□□□□□,需求维持恒定 速率的形势□□□□□,常采用功率因数可治疗的同步电动机。 异步电动机的根基处事道理和机合 §1-1 异步电动机的根基处事道理 一、根基处事道理 定子上对称装有三相绕组, 空间名望互差120° 转子绕组为众相短途绕组 异步电动机的根基处事道理和机合 (1)定子绕组通入对称三相电流□□□□,形成以同步速n1 扭转 的气隙扭转磁场; (2)转子导体切割气隙扭转磁场□□□□,正在自行闭合的转子绕组 中形成感触电动势和感触电流; (3)转子电流的有功分量与气隙磁场彼此效力□□□,使转子导 体受到电磁力□□□,并变成电磁转矩□□□□□,启发转子顺扭转磁场的 偏向转动起来。 若转轴上带有负载□□□□,电动机将输出刻板功率□□□,从而告竣 电能向刻板能的转换。 异步电动机的根基处事道理和机合 协商□□□□□: 异步电动机转速 n ? n1(同步速)——异步的由来 (1)启动时□□□□,转子静止□□□□,定子扭转磁场为同步速□□□□□,转子 切割定子磁场而形成感触电势□□□□□,并正在短途绕组中形成感触 电流□□□□,转子电流正在定子磁场中受到电磁转矩效力而形成转 动。 (2)扭转进程中□□□□,若转子抵达同步速□□□□□,则与定子扭转磁 场之间相对静止□□□,转子不会切割定子磁场而形成感触电势 和感触电流□□□□,转子就不会受到定子磁场的电磁转矩效力□□□, 转子将减速。 异步电动机的根基处事道理和机合 二、转差率(滑差) 转子转速与同步转速的差值对同步转速的比值 s ? n1 ? n n1 转差率响应了转子转速和定子扭转磁场转速的相对运 动速率。它与电动机的转速、电流和力矩等有着亲切联系。 决议了转子电动势及其频率。 静止时□□□□,转差率s =1; 异步运转时,0 s 1; 额定负荷运转时□□□□□,其转差率正在0?01?0?06周围内 异步电动机的根基处事道理和机合 三、异步电动机的三种运转状况 (1)电动机运转状况 异步电机转子拖动所带刻板开发转动□□□,异步电机转 子转速小于定子扭转磁场□□□□□,且偏向无别 转子导体中的电流与扭转磁场彼此效力□□□,总会形成 一个与扭转磁场转向无别的驱动性子的电磁力矩 电动机运转状况的转差率周围□□□□:0?s?1 异步电动机的根基处事道理和机合 (2)发电机运转状况 异步电机所带刻板开发拖动转子转动□□□□□,使异步电机 的转速逾越同步速 转子导体切割扭转磁场的偏向与电动机运转状况相 反□□□□,所以感触电动势和电流的偏向也产生转移□□□,形成的 电磁力变成的电磁力矩的偏向与转子的转动偏向相反。 即电磁力矩变为制动力矩。此时□□□,刻板开发由负荷造成 了原动机□□□,其输入的刻板能通过异步电机转化为电能。 发电机运转状况的转差率周围□□□:-∞?s? 0 异步电动机的根基处事道理和机合 (3)电磁制动运转状况 异步电机正在某种外力的效力下□□□□,其转子逆着扭转磁场 的偏向扭转□□□,如起重机放下重物时 转子导体将以高于同步速率的速率切割扭转磁场□□□,切 割偏向电动机运转状况时无别□□□,所以□□□□□,异步电动机转子导体中的电动 势、电流以及电磁力矩的偏向都与电动机运转状况时无别□□□□□, 但这时的电磁力矩偏向与转子的转向分歧□□□,电磁力矩对外 力起制动效力 电磁制动运转状况的转差率周围□□□□:1? s ?+∞ 异步电动机的根基处事道理和机合 §1-2 异步电动机的根基机合 (1)定子 (2)转子 定子和转子之间有一很小的间隙□□□,称为气隙。 异步电动机的根基处事道理和机合 1、定子 征求定子死心、定子绕组、机座等。 (1)定子死心□□□□:效力是安置定子绕组和组成主磁途。 由0.5mm厚的金邦绝缘惩罚的硅钢片叠压而成。 (2)定子绕组□□□□:是定子一面的电途。 由很众高强度漆包铜线或铝线按必然纪律连绵绕制 而成。 (3)机座□□□:固定和维持定子死心。 异步电动机的根基处事道理和机合 2、转子□□□□□:征求转轴、转子死心、转子绕组等。 (1)转轴□□□□:中碳钢□□□□□,维持、固定转子死心□□□□□,通报转矩。 (2)转子死心□□□□□:组成主磁途□□□,外圆槽内安置转子绕组。 由0.5mm厚的硅钢片叠压而成□□□□,套正在转轴上。 (3)转子绕组□□□□□:分为笼型和绕线型两种。 笼型□□□□:由插入转子槽中的导条和两头端环构成□□□,是自行闭 合的对称众相绕组。小型采用铸铝转子□□□,中、大型 采用铜条转子。 绕线型□□□□□:由嵌入转子槽中的对称三相绕组构成□□□□□,接成星形 □□□□□,并接到转轴上的三个集电环上□□□,再通过电刷与外 电途接通。 异步电动机的根基处事道理和机合 笼型绕组 绕线绕组及其示贪图 异步电动机的根基处事道理和机合 §1-3 异步电动机的铭牌参数 1. 额定功率 额定运转时转轴输出的刻板功率□□□□□,千瓦(kW)。 2. 额定电压 额定运转时三相定子绕组的线电压□□□□□,伏(V)或千伏(kV) 3. 额定电流 额定运转时三相定子绕组的线电流□□□,安(A)或千安(kA) 4. 额定频率□□□□:我邦额定工频为50Hz。赫兹(Hz) 5. 额定功率因数 额定运转时□□□□,定子相电流与相电压之间的相位差。 6. 额定作用□□□□□:额定运转时□□□□,输出刻板功率与输入有功功率之比。 异步电动机的根基处事道理和机合 7. 接线组别 额定运转时□□□,三相定子绕组应采用的连绵格式。有些电 动机铭牌上有两个电压数值220/380V□□□□,接线组别也有两种□□□□: 三角形和星形□□□□,这外现电网电压为220V时定子绕组应接成三 角形□□□,电压为380V时□□□□□,定子绕组应接成星形。 8. 额定转速 额定运转时的转速□□□□□,r/min。 9. 运转格式(定额) 电动机运转的继续时期。分“延续”、“短时”、“断 续”3种 10.绝缘等第 电动机定子所用绝缘质料的等第□□□□□,它决议了电动机的允诺 温升□□□,有些电动机铭牌上只标允诺温升。 异步电动机的根基处事道理和机合 铭牌 中小型异步电动机型号 大型异步电动机型号 异步电动机的运转道理和处事个性 §2-1 异步电动机负载时的磁动势和电动势 一、转子不动时 定子磁势所形成的磁通可分为两一面□□□□□: (1)主磁通□□□□:由定子形成的正在气隙中以同步速扭转的基波 磁通□□□□□,同时环链定子和转子绕组。途径□□□:定子齿——气 隙——转子铁芯——气隙——定子齿——定子铁轭。异步 电动机依赖这一面磁通杀青定子、转子之间通报能量。 (2)漏磁通□□□□□:仅与定子绕组环链。由三一面构成□□□□□,定子绕 组槽部漏磁通、定子绕组端部漏磁通、高次谐波磁通。 转子绕组通过电流后□□□□□,也将开发转子磁势。这时气隙 中的气隙磁通应由定子和转子磁势合成□□□□□,转子磁势还形成 仅与转子绕组环链的转子漏磁通。 异步电动机的运转道理和处事个性 气隙中磁场(主磁通Φm )由定、转子磁势F1、F2合伙 开发□□□□□,区别正在定、转子绕组中感触电势E1、E2。定、转子漏 磁通区别为Φl1、Φl2□□□□,感触走电势El1、El2。定子电途中□□□□□,外 加电源电压U1与E1、El1和I1 r1相平均;转子电途中□□□□□,E2与El2 和I2 r2平均。 异步电动机的运转道理和处事个性 电磁方程式 E&1 ? ? j4.44 f1N1kw1?&m E&2 ? ? j4.44 f1N2kw2?&m U&1 ? ?E&1 ? &I1r1 ? E&l1 ? ?E&1 ? &I1r1 ? j&I1x1 ? ?E&1 ? &I1z1 E&2 ? &I2r2 ? E&l2 ? &I2r2 ? j&I2x2 ? &I2 z2 磁势方程式 F?1 ? F?2 ? F?m I?1 ? I?m ? (? I?2 ) ki ki ? m1 N1k w1 m2 N2kw2 定、转子磁场正在空间上以同偏向、同频率扭转□□□□,相 对静止□□□□,定、转子感触电势的频率f1 = f2 异步电动机的运转道理和处事个性 二、转子扭转时 扭转磁场(主磁通Φm )仍以n1扭转□□□□□,正在定子绕组中感触 出E1□□□,而转子以转速n 扭转□□□□□,即转子绕组以相对速率 n2=n1-n 切割扭转磁场。 转子绕组中感触电势的频率 f2 ? sf1 转子绕组感触电动势的数值 E2s ? 4.44sf1N1kw2?m E2s ? sE2 异步电动机的运转道理和处事个性 转子绕组电动势平均方程 E&2s ? &I2r2 ? j&I2 x2s ? &I2r2 ? j&I2sx2 转子绕组漏抗 x2s ? 2?f 2 L2 ? 2?sf1L1 ? sx2 转子绕组中感触电流 &I2 ? E&2s r2 ? jsx2 ? r2 E&2s ? jx2s I2 ? E2s r22 ? x22s , ?2 ? arctan x2s r2 转子绕组功率因数 cos?2 ? r2 r22 ? x22s 异步电动机的运转道理和处事个性 转子绕组磁动势平均方程 F?1 ? F?2 ? F?m I?1 ? I?m ? (? I?2 ) ki 转子电磁转矩(驱动转矩) M ? KM? .I2 cos?2 ? k f1 ? sr2U12 r22 ? (sx2 )2 Φ——气隙合成扭转磁场的每极磁通 KM、K——与电动机机合相合的常数 cosφ2——转子每相电途的功率因数 M ? U12 异步电动机的运转道理和处事个性 §2-2 异步电动机的等值电途 异步电动机的运转道理和处事个性 异步电动机的运转道理和处事个性 异步电动机的简化等值电途 异步电动机的运转道理和处事个性 §2-3 异步电动机的电磁转矩和刻板个性 一、功率平均联系 异步电动机的运转道理和处事个性 输入电功率 P1 ? pCu1 ? pFe ? PM 定子传到转子 的电磁功率 PM ? m2 I 2 2 r2 s ? m2 I r2 22 ? m2 I r2 22 1 ? s s ? pCu 2 ? P? 转轴最终输 出刻板功率 附加损耗 P2 ? P? ? p? ? p? 驱动转子的 刻板功率 刻板损耗 pCu 2 PM ? m1 I 2 2 r2 m1I 2 2 r2 s ?s p? PM ? m1I r 2 22 1 ? s m1I 2 2 r2 s s ?1? s 异步电动机的运转道理和处事个性 二、电磁转矩与磁通和转子电流的联系 P? ? M? ? ? 2?n / 60 M ? P? ? m1I 2 2 r2 1 ? s s ? m1I r 2 22 1 ? s s ? m1I 2 2 r2 s ? PM ? 2? n 2? n1 (1? s) 2? n1 ?1 60 60 60 PM ? m1E2 0I 2 cos?2 M ? PM ?1 ? m1E2 0 I 2 cos ?2 2? f1 / p ? m1 ? 4.44 2? f1 f1N1kw1 /p ? m I2 cos ?2 CM ? 4.44m1 pN1kw1 2? 电磁转矩与气隙磁 通、转子电流、转 M ? CM ? m I 2 cos ?2 子功率因数相合。 异步电动机的运转道理和处事个性 三、电磁转矩与转差率 M ? PM ? m1I 2 2 r2 s ?1 2? f1 / p I 2 ? U1 (r1 ? r2 s )2 ? ( x1 ? x2 0 )2 M ? 2? m1 pU12 r2 s f1[(r1 ? r2 s )2 +(x1 ? x20 )2 ] 电磁转矩与电压、频率、参数、转差率相合。 异步电动机的运转道理和处事个性 (1)刻板个性弧线 M ? f (s) n ? f (M ) 最大转矩 s=1时 启动转矩 额定转矩 sN 临界转差率 平静运转区□□□:0~sm 或 nm~n1 异步电动机的运转道理和处事个性 (2)最大电磁转矩 sm ? r2 r12 ? (x1 ? x2 )2 无视 r1 sm ? x1 r2 ? x2 M ? 4? m1 pU12 f1(x1 ? x20 ) 无视 r1 M? m1 pU12 4? f1 ??r1 ? r12 ? (x1 ? x20 )2 ? ? (1)最大转矩与外加电压的平方成正比□□□□□,临界转差率与 电压无合。 (2)最大转矩与转子电阻无合□□□,临界转差率与转子电阻 成正比。 异步电动机的运转道理和处事个性 (3)启动转矩 M ? 2? f1[(r1 m1 pU12 r2 s ? r2 s )2 +(x1 ? x20 )2 ] s ?1 I 2 ? U1 (r1 ? r2 s )2 ? ( x1 ? x2 0 )2 s ?1 M st ? 2? f1[(r1 m1 pU12r2 ? r2 )2 ? (x1 ? x20 )2 ] Ist ? U1 ( r1 ? r2 )2 ? ( x1 ? x20 )2 1)启动转矩与外加电压的平方成正比。 2)转子回途串电阻□□□,能够补充启动转矩。 M st ? M max ? rst ? x1 ? x2 ? r2 异步电动机的运转道理和处事个性 最大转矩、启动转矩与转子电阻的联系 r2?3 ? r2?2 ? r2?1 M st3 ? M st 2 ? M st1 U11 ? U12 ? U13 M stU1 ? M stU 2 ? M stU 3 异步电动机的运转道理和处事个性 (4)额定转矩 ——额定负载时的输出刻板转矩 n ? nN , s ? sN P? ? M? ?N ? 2? nN / 60 MN ? PN ?N ? 1000PN 2? nN / 60 异步电动机的运转道理和处事个性 (5)过载才力□□□,启动转矩倍数 过载才力 启动转矩倍数 km ? M max MN kst ? M st MN 每每正在2~2.2周围内 每每正在1.7~2.2周围内 异步电动机的运转道理和处事个性 四、异步电动机的运转个性 转速个性 n = f(P2) 作用个性 ? = f(P2) 功率因数个性 cosφ= f(P2) 转矩个性 M2 = f(P2) 定子电流个性 I1 = f(P2) 异步电动机的启动和调速 §3-1 异步电动机的启动电流和启动转矩 一、启动机能 (1)启动电流倍数 Ist/IN (2)启动转矩倍数 Mst/MN (3)启动时期 (4)启动开发的容易性和牢靠性 条件□□□□:足够大的启动转矩□□□,但启动电途不要太大□□□□, 往往这两个条件彼此冲突。 异步电动机的启动和调速 二、启动题目 看待鼠笼式电动机□□□□,启动电流倍数为4~7□□□□,而启动 转矩倍数惟有0.9~1.3□□□□□,启动机能欠好。 形成的不良影响□□□□□: (1)使电网电压低重而影响其他电气开发 (2)使电动机过热而加快绝缘老化 (3)过大的电磁力袭击使电动机定子绕组端部变形 减小启动电流的形式□□□□: (1)低重电源电压 (2)补充定、转子阻抗 异步电动机的启动和调速 §3-2 鼠笼式异步电动机的启动 一、直接启动——全压启动 用泛泛开合把电动机直接接入电网。 利益□□□□:操作简略□□□□,开发投资和维持用度少。 错误□□□:启动电流大□□□□,对电网影响大。 供电变压器容量越大□□□□□,启动电流惹起的编制母线电 压低重越小□□□,只消不逾越(10%~15%)额定电压□□□□□,就 允诺直接启动。 异步电动机的启动和调速 二、降压启动 处事道理□□□□□: Ist ? U1 ( r1 ? r2 )2 ? ( x1 ? x20 )2 U1 ? 1 k U1N 电压降为1/k□□□, 启动电流所以减小□□□, ? ? ? ? Ist ? U1N / k r1 ? r2 2 ? x1 ? x20 2 但转矩也相应减小。 异步电动机的启动和调速 (1)定子回途串电抗启动 启动时正在定子回途中串入电抗器□□□□□,起分压效力□□□,以 低重电压□□□□□,减小启动电流;启动完毕□□□□,切除电抗器。 U1 ? x1 x1 ? xs U1N ? 1 k U1N ? ? ? ? Ist ? U1N / k r1 ? r2 2 ? x1 ? x20 2 ? 1 k I st ? 直接? 电压降为1/k□□□, 启动电流也降为1/k□□□□, 启动转矩降为1/k2。 异步电动机的启动和调速 (2)用自耦变压器启动 启动时□□□□,进入自耦变压 器□□□□,低重定子绕组电压;启 动完毕□□□□□,切除自耦变压器。 U1 ? 1 ka U1N ? ? ? ? I1st ? 1 ka I 2 st ? 1 ka U1N / ka r1 ? r2 2 ? x1 ? x20 2 ? 1 ka2 I st ? 直接 ? 电压降为1/ka□□□□, 启动电流也降为1/ka2□□□, 启动转矩降为1/ka2。 异步电动机的启动和调速 (3)星-三角换接启动 启动时□□□,定子绕组接成星形□□□□□, 低重定子绕组电压;启动完毕□□□□,换 接成三角形。 IY ? U1N 3Z IY ? 1 ID 3 ID ? 3 U1N Z MYst ? 1 M Dst 3 相电压降为 1/ 3□□□□□, 启动电流也降为1/3□□□, 启动转矩降为1/3。 异步电动机的启动和调速 §3-3 绕线式异步电动机的启动 处事道理□□□: Ist ? U1 ( r1 ? r2 )2 ? ( x1 ? x20 )2 ? ? ? ? Ist ? U1N r1 ? r2 2 ? ??x1 ? x20 ? xs 2 ?? 异步电动机的启动和调速 一、转子串电阻启动 随转速抬高□□□□,操作开合□□□□,减小转子回途所接入的电阻。 异步电动机的启动和调速 二、转子串频敏电阻启动 频敏电阻的阻值随转速抬高而主动减小。 异步电动机的启动和调速 §3-4 深槽式和双鼠笼式异步电动机 一、深槽式异步电动机 转子导条窄而深□□□□,可当作若干 个导体的并联。流过电流时□□□,槽 底导体所交链的漏磁通深远于槽 口□□□□,漏抗也深远于槽口。 启动时□□□,转差率大□□□,转子电流 频率高□□□□□,漏抗深远于电阻□□□□□,转子电 流漫衍决议于漏抗;电流凑集于槽 底□□□,形成集肤效应□□□□,使转子电阻增 大□□□,启动电流减小。 启动完毕□□□□□,电流漫衍平均。 异步电动机的启动和调速 二、双鼠笼式异步电动机 转子有两套绕组□□□:外笼和内笼□□□□□,采 用大众端环。外笼截面积小□□□□,导条电阻 率大□□□□,内笼截面积大□□□□,导条电阻率小。 流过电流时□□□□,内笼所交链的漏磁通深远 于外笼□□□,漏抗也深远于外笼。 启动时□□□□,转差率大□□□□□,转子电流频率高□□□, 漏抗深远于电阻□□□□□,电流漫衍决议于漏抗□□□,转 子电流凑集于外笼□□□,而外笼电阻大□□□□,使启动 电流减小。 启动完毕□□□□,转差率很小□□□□,电流漫衍决议 于电阻□□□□,转子电流凑集于内笼□□□□,内笼电阻小。 异步电动机的启动和调速 §3-5 异步电动机的调速 一、调速条件 (1)调速周围广(最高转速与最低转速之比大); (2)调速滑润性好(不是分级跃变□□□□,而是滑润渐变); (3)所用调速开发简略、调速中损耗小。 二、调速形式 (1)变极调速 (2)变转差调速 (3)变频调速 n ? n1 (1 ? s) ? 60 f1 p (1 ? s) 异步电动机的启动和调速 (1)变极调速 调动电动机定子绕组连绵格式来调动极对数。 正向串联 反向串联 反向并联 分级调速□□□□□,滑润性差□□□,仅用于鼠笼式电动机。 异步电动机的启动和调速 杀青形式 (1)绕组从单星形改接成双星形 A、B、C输入□□□□,A’、B’、C’开途□□□, 为4极□□□,Y接□□□□□,低速运转; A’、B’、C’输入□□□□, A、B、C与O连 接□□□,为2极□□□□,YY接□□□,高速运转 (2)绕组从三角形改接成双星形 A、B、C输入□□□□,A’、B’、C’开途□□□□□, 为4极□□□□□,D接□□□□□,低速运转; A’、B’、C’输入□□□, A、B、C相连绵□□□□, 为2极□□□,YY接□□□,高速运转 异步电动机的启动和调速 (2)变转差调速 调动电动机转差率。 杀青形式 (1)低重定子电压调动转差率调速 滑润调速、适合恒转矩负载□□□,异步电动机如风机□□□□□,不适合恒功率负载。 (2)绕线式电动机串电阻调动转差率调速 开发简略、操纵利便、投资少□□□□□,但调速周围不大、 铜耗大、经济性差□□□,属于有级调速。 异步电动机的启动和调速 (3)变频调速 调动电动机电源频率。 正在电源和电动机之间补充变频器。 调速周围广、双向滑润调速□□□□,但投资高。 异步电动机的启动和调速 三、电磁调速异步电动机 用于电厂中功率较小的给粉机等 电磁调速异步电动机由泛泛鼠笼式电动机和电磁调速 转差聚散器构成□□□,正在调速进程中□□□□□,鼠笼式电动机的转速始 终亲热于额定转速□□□,并拖动电磁调速转差聚散器的主动转 子转动□□□,聚散器内□□□□,主动转子通过直流磁通与从动转子相 相合□□□□□,启发着从动转子扭转□□□□,借使调动聚散器内直流磁通 的巨细□□□□,便可滑润地治疗从动转子转速。 异步电动机的启动和调速 电磁调速异步电动机调速的环节正在于电磁转差聚散器。 聚散器主动转子1与电动机5之间为刚性连绵。主动转子 (电枢)是一个钢制的杯状圆筒□□□□,从动转子(爪极)由爪状 磁极2固定正在从动轴上□□□,之间有气隙。爪极中部绕有励磁线□□□□,由直流电源供电励磁□□□□,铁芯两头成爪状交叉□□□,变成N 、 S 瓜代的爪极机合。磁途为□□□□□:N 爪极一气隙一电枢一气隙一 S 爪极一从动转子铁扼一N 爪极。电动机启发主动转子转动 时□□□□□,电枢切割爪极磁场形成涡流□□□□□,此涡流与爪极磁场效力产 生转矩 □□□□□,使从动转子随主动转子以同偏向扭转□□□□□,转速低于 主动转子转速□□□,异步电动机即存正在转差。若励磁电流大□□□□,则相合主动和 从动转子的磁通强□□□□□,转差小□□□□,聚散器输出转速就高。 利益□□□□:机合简略、运转牢靠、调速滑润性好。错误□□□□:电 磁转矩靠钢筒的涡流来通报□□□□□,涡流损耗较大□□□□□,作用较低。

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