變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)用教案

1、1*10 單相(dn xin)異步電動(dòng)機(jī)9 電動(dòng)機(jī)的銘牌(mngpi)數(shù)據(jù)8 三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第1頁/共106頁第一頁，共107頁。第2頁/共106頁第二頁，共107頁。31 交流(jioli)鐵芯線圈 結(jié)構(gòu)(jigu)： 電磁(dinc)關(guān)系： 第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第3頁/共106頁第三頁，共107頁。msint mmm24.4422EfNEfN4一、交流鐵芯線圈(xinqun)的電-磁關(guān)系 設(shè)：線圈(xinqun)的主磁通為 ，線圈(xinqun)的主磁感應(yīng)電動(dòng)勢 mm(

2、sin)dcosddteNNNttdt mm2sin(90 )sin(90 )fNtEt其有效值為 第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第4頁/共106頁第四頁，共107頁。()()UIREE UE5電路(dinl)的KVL方程為: 當(dāng)忽略(hl)線圈內(nèi)阻及漏磁感應(yīng)電動(dòng)勢的影響時(shí)，有：其有效值為：m4.44UEfN第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第5頁/共106頁第五頁，共107頁。uCPeFP二、交流(jioli)鐵芯線圈的功率損耗1、銅損：由線圈內(nèi)阻(ni z)引起的功率損耗，用 表示。2、鐵損：鐵心中產(chǎn)生

3、的功率(gngl)損耗，用 表示。則線圈的功率損耗為：uee2CFFcosPUIPPI RP 減小功率損耗的方法：1、采用磁滯回線窄的軟磁材料（硅鋼）制作鐵心2、減小鐵心的體積，將鐵心做成片狀疊成第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)6第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第6頁/共106頁第六頁，共107頁。圖中： 是：是線圈的內(nèi)阻 是：鐵心中與鐵損相對(duì)應(yīng)的等效電阻 是：漏磁感抗 是：與鐵心中能量(nngling)儲(chǔ)放相對(duì)應(yīng)的等效感抗 7三、交流(jioli)鐵芯線圈的等效電路R0RX0X第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第7頁/共106頁第七頁，共107頁。 變壓

4、器是一種常見(chn jin)的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：電力系統(tǒng) 變阻抗：電子線路中的阻抗匹配變電流：電流互感器 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率(gngl)P =UI cos 及負(fù)載功率(gngl)因數(shù)cos 一定時(shí)：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）U I P = I RlI S2 變壓器 第8頁/共106頁第八頁，共107頁。變壓器的磁路(c l)1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm 或 0.5mm鐵心一次繞組N1二次繞組N2鐵心第9頁/共106頁第九頁，共107頁。變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu)(jigu)第10頁/共106頁第十頁，共

5、107頁。第11頁/共106頁第十一頁，共107頁。12結(jié)構(gòu)(jigu)：鐵心、原邊繞組 （一次繞組、初級(jí)繞組），付邊繞 組 （二次繞組、次級(jí)繞組）。 1N2N一、變壓器的電磁(dinc)關(guān)系 第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第12頁/共106頁第十二頁，共107頁。132R變壓器原邊、付邊繞組(roz)的KVL方程的相量表示式為 ：11 1111 11 11()()j()UR IEER IX IE 2222222222()jER IEUR IXIU 式中： 和 分別為變壓器原、付邊繞組中的主磁感應(yīng)電動(dòng)勢。 和 分別為變壓器原、付邊繞組中的漏磁感應(yīng)電

6、動(dòng)勢。 1e2e1e2e1R2R1X2X分別為原邊線圈與付邊線圈的漏磁感抗。和和分別為原邊線圈與付邊線圈的線圈內(nèi)阻。第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第13頁/共106頁第十三頁，共107頁。111m4.44UEfN222m4.44UEfN111222UENkUEN二、變壓器的電壓(diny)變換 忽略線圈內(nèi)阻(ni z)與漏磁感抗，變壓器原、付邊線圈的KVL方程為：11UE 22EU由于(yuy)： 則有： k式中： 是變壓器的變比 第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)14第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第14頁/共106頁第十四頁，共107

7、頁。由交流鐵心(ti xn)線圈可知，變壓器鐵心(ti xn)磁通最大值 ： 三、變壓器的電流(dinli)變換 1m14.44UfN0I1U即：在匝數(shù) 及頻率 一定時(shí)，磁通最大值正比于電源電壓 。 1Nfm101 122N IN IN I同時(shí)在鐵心中有：忽略空載勵(lì)磁電流 的影響，有：1 122N IN I 第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)15磁勢平衡關(guān)系第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第15頁/共106頁第十五頁，共107頁。1 122N IN I 16上式表示：1、變壓器原邊繞組的磁動(dòng)勢與付邊繞組的磁動(dòng)勢相位(xingwi)相反 即：變壓器原邊繞組的磁動(dòng)勢是勵(lì)磁磁動(dòng)勢，而付邊繞

8、組的 磁動(dòng)勢是去磁磁動(dòng)勢 。2、由有效值表示式可以得到變壓器原、付邊電流與原、付邊 線圈匝數(shù)之間的關(guān)系12211ININk第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第16頁/共106頁第十六頁，共107頁。12221212212221()NUUNNUzk zNINIIN 2zk z zz四、變壓器的阻抗(zkng)變換 設(shè)：變壓器付邊的負(fù)載為 ，變換后的等效(dn xio)阻抗為 ，則： i1u1i2u2zi1u1z第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)17第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第17頁/共106頁第十七頁，共107頁。222.

9、03W54.4mW75.74RUPR18，當(dāng)負(fù)載電阻 時(shí)，計(jì)算(j sun)1400N 2130N 3VE 036R 8R ，信號(hào)源電動(dòng)勢，信號(hào)源內(nèi)阻(ni z)信號(hào)源的輸出功率。將負(fù)載電阻由變壓器的付邊折算到變壓器的原邊，22400()875.74130Rk R 負(fù)載上的電壓為： 075.743V2.03V3675.74RRUERR信號(hào)源輸出的功率為： 第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第18頁/共106頁第十八頁，共107頁。如果不用變壓器，直接如果不用變壓器，直接(zhji)連接負(fù)載連接負(fù)載負(fù)載(fzi)上的電壓：)(5 . 136363630VRRREU負(fù)載(

10、fzi)上得到的功率：mWRUPe8 .37855. 022用變壓器，連接負(fù)載使其R=36)(55. 0883630VRRREU負(fù)載上得到的功率：mWRUPe28185 . 122第19頁/共106頁第十九頁，共107頁。20五、變壓器的外特性(txng) 變壓器的輸出特性O(shè)2U20U1cos2 8 . 0cos2 ( 滯后滯后 )N2I2I輸出特性： 變壓器輸出電壓(diny) 隨輸出電流 與負(fù)載功率因數(shù) 的關(guān)系如圖所示，輸出電壓(diny)的變化用電壓(diny)變化率 表示，即： 2cos2UU20220100%UUUU22()Uf I2I第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第

11、6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第20頁/共106頁第二十頁，共107頁。一、自耦變壓器 自耦變壓器的付邊線圈是原邊線圈的一部分，由調(diào)壓手柄調(diào)節(jié)變壓器付邊線圈匝數(shù) ，從而改變變壓器的變比 。 自耦變壓器同樣滿足(mnz)變壓器的三種變換關(guān)系。 2Nk21N21U2U2I1IN13 特種(tzhng)變壓器 第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第21頁/共106頁第二十一頁，共107頁。22二、電流互感器 電流互感器原邊聯(lián)接大容量電氣設(shè)備，付邊聯(lián)接測量電流表，利用變壓器的電流變換作用，可以將電氣設(shè)備較大的工作電流變換為電流表能夠(nnggu)測量的電流數(shù)值。

12、a) 原理圖b) 電路符號(hào)第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第22頁/共106頁第二十二頁，共107頁。23注意： 電流互感器的原邊電流是大容量電氣設(shè)備的工作電流，其數(shù)值較大(jio d)，若電流互感器付邊線圈發(fā)生斷路，則：1、原邊線圈中數(shù)值較大(jio d)的磁動(dòng)勢將會(huì)使鐵心中的鐵損增大， 鐵心發(fā)熱。2、會(huì)在付邊線圈兩端出現(xiàn)數(shù)值很高的感應(yīng)電動(dòng)勢。 所以為了用電安全，在使用電流互感器時(shí)，其付邊線圈一定要接地。第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第23頁/共106頁第二十三頁，共10

13、7頁。鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容： 基本結(jié)構(gòu)、工作原理、 機(jī)械特性(txng)、控制方法 第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)4 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)原理第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第24頁/共106頁第二十四頁，共107頁。25定義：將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置分類：1、按照使用的電源分為直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)2、直流電動(dòng)機(jī)按照勵(lì)磁方式分為：他勵(lì)、并勵(lì)與串勵(lì)3、交流電動(dòng)機(jī)按照工作電源分為：三相異步電動(dòng)機(jī)與單相異步電動(dòng)機(jī)4、應(yīng)用(yngyng)于特殊用途的特種電動(dòng)機(jī) 第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第25頁/共106頁第二十五頁，共107頁。26三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)

14、構(gòu)由定子與轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成。1、定子：機(jī)座，機(jī)座是由鑄鐵構(gòu)成 定子鐵心，鐵心由硅鋼片疊成 定子線圈，三組線圈匝數(shù)相同(xin tn)、繞向一致2、轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)軸，聯(lián)接機(jī)械部件 轉(zhuǎn)子鐵心，硅鋼片疊成 轉(zhuǎn)子線圈，按照轉(zhuǎn)子線圈的不同分為： 鼠籠式電機(jī)：轉(zhuǎn)子銅條、短路環(huán) 繞線式電機(jī)：三組轉(zhuǎn)子線圈、三個(gè)滑環(huán)與炭刷一、三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第26頁/共106頁第二十六頁，共107頁。機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第27頁/共106頁第二十七頁，共107頁。轉(zhuǎn)子(zhun z): 在旋轉(zhuǎn)磁

15、場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。鼠籠轉(zhuǎn)子(zhun z)(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子第28頁/共106頁第二十八頁，共107頁。第29頁/共106頁第二十九頁，共107頁。第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第30頁/共106頁第三十頁，共107頁。二、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)原理 設(shè)磁場沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)：1、由右手定則確定感生電流的方向， 如圖所示。2、由左手定則確定載流導(dǎo)體的受力方 向如圖所示。第6章 變壓器與三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)第6章 變壓器與三相異步電動(dòng)機(jī)第31頁/共106頁第三十一頁

16、，共107頁。第32頁/共106頁第三十二頁，共107頁。 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIo第33頁/共106頁第三十三頁，共107頁。iCiAiBitmIo0n規(guī)定(gudng) i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流(dinli)出()電流(dinli)入第34頁/共106頁第三十四頁，共107頁。CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0 t 60t 0n60 90t 600動(dòng)畫mIoSNSN第35頁/共106頁第三十五頁，共107頁。AA

17、XZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場 即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(xun zhun c chn)在空間轉(zhuǎn)過3602.旋轉(zhuǎn)磁場(xun zhun c chn)的旋轉(zhuǎn)方向動(dòng)畫0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)CiAXCZBYAiBi0mICiBiAi tiomINSNS第36頁/共106頁第三十六頁，共107頁。0t 1pCiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNS第37頁/共106頁第三十七頁，共107頁。CYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 第38頁/共106頁第三十八頁，共107頁。極對(duì)數(shù)2p

18、動(dòng)畫旋轉(zhuǎn)磁場(xun zhun c chn)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB Y A C SNBiCiAiimIt 0第39頁/共106頁第三十九頁，共107頁。分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6010fn 工頻：Hz501 f分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 30000 np=1時(shí)0mICiBiAi tiomIAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNS第40頁/共106頁第四十頁，共107頁。X NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時(shí)BiCiAiit mI0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y

19、A C NSNS第41頁/共106頁第四十一頁，共107頁。)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)。第42頁/共106頁第四十二頁，共107頁。AXYCBZ分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS第43頁/共106頁第四十三頁，共107頁。0nn 如果:0nn 第44頁/共106頁第四十四頁，共107頁。%s)91( 轉(zhuǎn)子(zhun z)轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得0)(

20、1nns %10000 nnns 例例1：一臺(tái)三相：一臺(tái)三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n=975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1=50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解： 根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系(gun x)可知：n0=1000 r/min , 即2.5%100%10009751000%10000 nnns第45頁/共106頁第四十五頁，共107頁。1)變壓器原、副繞組是與同一主磁通相交(xingjio)鏈，異步電動(dòng)機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組與同一旋轉(zhuǎn)磁通相交(xingjio)鏈

21、。因此異步電動(dòng)機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的原、副繞組。2）變壓器： 變化 e U1 E1=4.44 f N1 異步機(jī)： 旋轉(zhuǎn) e U1 E1=4.44 f N1 3）變壓器：I2 增大 I1增大，以保持 基本不變，以達(dá)到傳遞能量的目的。 第46頁/共106頁第四十六頁，共107頁。異步機(jī)：當(dāng)負(fù)載增加(zngji)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流I2 增大 I1增大，以保持基本不變，以達(dá)到傳遞能量的目的。 異步機(jī)是旋轉(zhuǎn)的。異步機(jī)中的定子和轉(zhuǎn)子之間是有不大的氣隙。異步機(jī)中轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變的。第47頁/共106頁第四十七頁，共107頁。異步電動(dòng)機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場切割(qig)導(dǎo)體 e， U1 E1 f

22、 1N1每極磁通111444Nf.U 1U 旋轉(zhuǎn)磁場與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為 n0 ，所以16001pnf 感應(yīng)電勢的頻率與磁場和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)f 1= 電源頻率 fi1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2第48頁/共106頁第四十八頁，共107頁。定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子(zhun z)導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子(zhun z)的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速不同而不同而變化變化 定子感應(yīng)電勢頻率 f 1 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率 f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的

23、速度不同第49頁/共106頁第四十九頁，共107頁。 E20 f 1N2 即E2= s E20 2122222LfsLfX X20= 2 f1L 2即X2= sX20 第50頁/共106頁第五十頁，共107頁。222222XREI 2202220)(sXRsE )(0002nnIs 2202220max21XREIs 220222222222)( cossXRRXRR 202SXRs 很很小小時(shí)時(shí)1cos2 202XRss 較較大大時(shí)時(shí)s1cos2 第51頁/共106頁第五十一頁，共107頁。2202220222222)( XREXREIss 2202222)(cosXRRs 變變化化曲曲線線

24、隨隨、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 sn 結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) 子電路(dinl)中的各量均與轉(zhuǎn) 差率 s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速 n有關(guān)。I2cos 2s1I2,2cos O第52頁/共106頁第五十二頁，共107頁。22Tcos IKT 常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)(jigu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)ilBF 22cos, , IT 5 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性第53頁/共106頁第五十三頁，共107頁。21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 由前面

25、分析知：第54頁/共106頁第五十四頁，共107頁。21220222)(UsXRsRKT 21U第55頁/共106頁第五十五頁，共107頁。maxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn 根據(jù)(gnj)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXRUsRKT 得特性(txng)曲線：NnmaxTstTOnTNT0n動(dòng)畫stT1NT動(dòng)畫第56頁/共106頁第五十六頁，共107頁。NnNT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千千瓦瓦nPT OnT0n(N m) 如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型) 的額定功率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為nPnPT9550602

26、m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT第57頁/共106頁第五十七頁，共107頁。21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令：求得202mXRss 臨界(ln ji)轉(zhuǎn)差率On0nTmax將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得第58頁/共106頁第五十八頁，共107頁。 max121max, )1(TUUT2021max2 XUKT NmaxTT 一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載(guzi)系數(shù)為2 .28 .1 12 II(2) sm與 R2 有關(guān)， R2 sm n 。繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R2 可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 第59頁/共106頁第五十九頁，共107頁

27、。22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)(q dn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)(q dn)時(shí)n= 0 時(shí)，s =1 st121st, ) 1 (TUUT(2) Tst與 R2 有關(guān)， 適當(dāng)使 R2 Tst 。對(duì)繞線式 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻 R2 , 可使Tst =Tmax 。體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。 0nOnTNststTTK 起動(dòng)能力第60頁/共106頁第六十頁，共107頁。U Tm U UTst 22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 0nNUT2nTO第61頁/共106頁第六十一頁，共107頁。stTTOn0nR2 Ts

28、t n maxT2T22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 第62頁/共106頁第六十二頁，共107頁。起動(dòng)(q dn)性能 6 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第63頁/共106頁第六十三頁，共107頁。 起動(dòng)起動(dòng)(q (q dn)dn)方法方法星形-三角形(Y ) 換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)(3) 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。第64頁/共106頁第六十四頁，共107頁。ZUIll3:Y 星星形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)：Z31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2第65頁/共1

29、06頁第六十五頁，共107頁。L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動(dòng)觸點(diǎn)Y動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)(ch din)第66頁/共106頁第六十六頁，共107頁。L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2第67頁/共106頁第六十七頁，共107頁。 工作(gngzu)L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W2第68頁/共106頁第六十八頁，共107頁。lUU31P (a) 僅適用于正常(zhngchng)運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。 )(2S

30、tUT (b) Y 起動(dòng) ststTIY 換接起動(dòng)適合于空載或輕載(qn zi)起動(dòng)的場合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1第69頁/共106頁第六十九頁，共107頁。L1L3L2FUQQ2第70頁/共106頁第七十頁，共107頁。R 12220220)(st2IIRXREIRR滑環(huán)電刷定子(dngz)轉(zhuǎn)子(zhun z)起動(dòng)電阻 第71頁/共106頁第七十一頁，共107頁。R2 Tst 22022212stXRURKT 22RR 2TTOn0nmaxT2R2R LT第72頁/共106頁第七十二頁，共107頁。M3M3第73頁/共106頁第七

31、十三頁，共107頁。A2849230880380310453. 1)NNN3N2Ncos310 UPI 一臺(tái)Y225M-4型的三相(sn xin)異步電 動(dòng)機(jī)，定子繞組型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求： 1) 額定電流IN? 2) 額定轉(zhuǎn)差率sN? 3) 額定轉(zhuǎn)矩 TN 、最大轉(zhuǎn)矩Tmax 、和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST 。第74頁/共106頁第七十四頁，共107頁。 2）由nN=1480r/min，可知(k zh) p=2 （四極電動(dòng)機(jī)）minr

32、 15000/n 013. 015001480150000N nnns 3）mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT第75頁/共106頁第七十五頁，共107頁。 在上例中(1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 m, 試問(shwn)在U=UN和UUN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？（2）采用Y- 換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的80%和50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？ (1) Tstm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2)

33、Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在UUN 時(shí)第76頁/共106頁第七十六頁，共107頁。132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TTmN918385513131ststY .TT(3)第77頁/共106頁第七十七頁，共107頁。7 三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第78頁/共106頁第七十八頁，共107頁。7 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第79頁/共106頁第七十九頁，共107頁。 f=50HzM3 +7.1 變頻(bin pn)調(diào)速方法 pfsnsn1060

34、11 根據(jù)(gnj)可知頻率f下調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速n降低。而頻率f上調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速n升高。7 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第80頁/共106頁第八十頁，共107頁。1.變頻(bin pn)調(diào)速原理及其機(jī)械特性 而在電機(jī)調(diào)速時(shí)，通常 要考慮的一個(gè)重要因素是希望(xwng)保持不變。因?yàn)槿绻磐p弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通增強(qiáng)，又會(huì)使鐵心飽和，導(dǎo)致勵(lì)磁電流過大。(1)頻率下調(diào)時(shí)，使常數(shù)11/fU則可保持 不變。 由mNfU11144.4 可知若要求(yoqi)電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都達(dá)到額定電流 頻率下調(diào)時(shí)， 因?yàn)?不變，所以轉(zhuǎn)矩T也不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。由22Tcos IKT 可知：轉(zhuǎn)矩T隨磁通 變

35、化。第81頁/共106頁第八十一頁，共107頁。1.變頻(bin pn)調(diào)速 原理及其機(jī)械特性f（2）頻率上調(diào)時(shí)， 因?yàn)?變小如果電壓U也上調(diào)，則電壓將超過額定電壓，這是不允許的，因此在調(diào)速過程中，只能保持U不變，所以這是一種弱磁調(diào)速。因?yàn)?變小，所以轉(zhuǎn)矩T也變小。若要求電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都達(dá)到額定電流，因而功率不變，屬于恒功率調(diào)速。OnTfNf 變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：具有較硬的機(jī)械(jxi)特性，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。第82頁/共106頁第八十二頁，共107頁。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS第83頁/共106頁第八十三頁，共107頁。A1X1A2X2iiP=1

36、 采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求(yoqi)不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。A1A2X1X2SN第84頁/共106頁第八十四頁，共107頁。Tn0no22RR2R2R 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速方法簡單、設(shè)備(shbi)簡單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。輕載時(shí)調(diào)速范圍小。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備(shbi)中。對(duì)泵類也能應(yīng)用nnTLTLs sTs2R2Ro第85頁/共106頁第八十五頁，共107頁。2TTO0nmaxT2R2R LT22 cos IKTT 22022202)( XREIs

37、s 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 第86頁/共106頁第八十六頁，共107頁。2TTO0nmaxT2R2R LT22 cos IKTT 22022202)( XREIss mNfU11144.4 第87頁/共106頁第八十七頁，共107頁。定值220222202202N2202)(X)SRR(E)(X)SR(EI22N2SRRSR2202N2N22N)(X)/s(R/sRcos2N220222222cos)(X)R)/s(RR)/s(Rcos第88頁/共106頁第八十八頁，共107頁。制動(dòng)(zh dn)方法機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電(fdin)反饋制動(dòng) 在

38、斷開三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。8 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第89頁/共106頁第八十九頁，共107頁。制動(dòng)(zh dn)方法機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)(zh dn)反接制動(dòng)(zh dn)發(fā)電反饋制動(dòng)(zh dn) 在斷開三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。8 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第90頁/共106頁第九十頁，共107頁。nF轉(zhuǎn)子T n0=0+-運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)RP第

39、91頁/共106頁第九十一頁，共107頁。運(yùn)轉(zhuǎn)nFT n0 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)(zh dn)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制第92頁/共106頁第九十二頁，共107頁。動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子(zhun z)的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子T n0n n0第93頁/共106頁第九十三頁，共107頁。磁極數(shù)( 極對(duì)數(shù) p = 2 )例如(lr)： Y 132 M4 用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何(j h)尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)教材表中列出了各種電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)。9 電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)第94頁/共

40、106頁第九十四頁，共107頁。異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)(diho)第95頁/共106頁第九十五頁，共107頁。接線盒聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2V2第96頁/共106頁第九十六頁，共107頁。例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為 380V 時(shí) 采用(ciyng) Y聯(lián)結(jié)；線電壓為 220V 時(shí)采用(ciyng) 聯(lián)結(jié)。第97頁/共106頁第九十七頁，共107頁。12PP cos3NN1IUP 鼠籠電機(jī) =7293電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率 P1。第98頁/共106頁第九十八頁，共107頁。PN 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為 。空載(kn zi)時(shí)功率因數(shù)很低，只有 。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。 電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)