電動機原理與控制-文檔資料

1、高級電工培訓(xùn)1電機與拖動電機與拖動高級電工培訓(xùn)2目錄目錄第一章第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理第二章第二章 發(fā)電機原理發(fā)電機原理第三章第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理第六章第六章 交流伺服電機的結(jié)構(gòu)及控制原理交流伺服電機的結(jié)構(gòu)及控制原理高級電工培訓(xùn)3第一章第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)4一、磁場對電流的作用一、磁場對電流的作用通常把通電導(dǎo)體在磁場中受到的力稱為電

2、磁力電磁力，也稱安培力。左手定則左手定則第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)5第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理二、直流電機認識二、直流電機認識高級電工培訓(xùn)6三、電機運動原理三、電機運動原理FFFF1234第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)7四、直流電機模型四、直流電機模型第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)8五、直流電機結(jié)構(gòu)五、直流電機結(jié)構(gòu)第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)9六、直流電機的勵磁方式六、直流電機的勵磁方式他勵他勵串勵串勵并勵并勵復(fù)勵復(fù)勵永磁材料勵磁永磁材料勵磁第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)10七、直流電機優(yōu)缺點七、直流電機優(yōu)缺點p由于這些特點

3、，一般應(yīng)用于大型機床，日常生活小電器中，如收錄機、影碟機、電動剃須刀、電吹風(fēng)、電子表、電動玩具、手機振動等。u直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。u直流電動機過載能力較強，啟動和制動轉(zhuǎn)矩較大。u易于控制，可靠性較高u由于存在換向器，其制造復(fù)雜，價格較高第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)11八、他勵直流電動機的基本方程式八、他勵直流電動機的基本方程式U電樞電壓（V）Ia電樞電流（A）Ra電樞回路中總電阻（） To空載轉(zhuǎn)矩； TL負載靜阻轉(zhuǎn)矩，電動機穩(wěn)定運行時第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)12直流電動機輸入的電功率是不可能全部轉(zhuǎn)換成機械功率的，直流電動機輸入的電功率是不可能

4、全部轉(zhuǎn)換成機械功率的，因為在轉(zhuǎn)換的過程中存在著各種損耗。按其性質(zhì)可分為機因為在轉(zhuǎn)換的過程中存在著各種損耗。按其性質(zhì)可分為機械損耗械損耗Pm，鐵心損耗，鐵心損耗PFe，銅損，銅損PCu和附加損耗和附加損耗PS四種。四種。電動機總損耗電動機總損耗PPm + PFe + PCu + PS電網(wǎng)向電動機輸入的電功率電網(wǎng)向電動機輸入的電功率P1U I U Ia 電動機輸出的機械功率電動機輸出的機械功率P2P1P 直流電動機的效率直流電動機的效率=( P2 / P1 )100八、他勵直流電動機的基本方程式八、他勵直流電動機的基本方程式第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)13直流電機的額定數(shù)據(jù)直流電機的

5、額定數(shù)據(jù)額定容量額定容量PN： 輸出功率，單位輸出功率，單位kW額定電壓額定電壓UN：額定狀態(tài)下出線端電壓，單位：額定狀態(tài)下出線端電壓，單位V額定電流額定電流IN：額定狀態(tài)下出線端電流，單位：額定狀態(tài)下出線端電流，單位A額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN： 額定狀態(tài)下的電機轉(zhuǎn)速，單位額定狀態(tài)下的電機轉(zhuǎn)速，單位r/min額定勵磁電壓、額定勵磁電流和勵磁方式等。額定勵磁電壓、額定勵磁電流和勵磁方式等。第一章 直流電機基本結(jié)構(gòu)及原理高級電工培訓(xùn)14第二章 發(fā)電機原理第二章 發(fā)電機原理高級電工培訓(xùn)15法拉弟 1821年提出“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想。 經(jīng)過10年的探索，1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開辟了人類的

6、電氣化時代。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象第二章 發(fā)電機原理高級電工培訓(xùn)16二、磁感應(yīng)現(xiàn)象二、磁感應(yīng)現(xiàn)象閉合電路的一部份導(dǎo)體在磁場閉合電路的一部份導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運動時產(chǎn)生電中做切割磁力線運動時產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。第二章 發(fā)電機原理高級電工培訓(xùn)17三、發(fā)電機認識三、發(fā)電機認識第二章 發(fā)電機原理高級電工培訓(xùn)18四、發(fā)電機原理第二章 發(fā)電機原理高級電工培訓(xùn)19結(jié)結(jié) 論論u從上述基本電磁情況來看，一臺直流電機原則上既可以作為從上述基本電磁情況來看，一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機遠行，只是約束的條件不同而電動機運行，也可以作為發(fā)

7、電機遠行，只是約束的條件不同而已。已。u在直流電機的兩電刷端上，加上直流電壓，將電能輸入電樞，在直流電機的兩電刷端上，加上直流電壓，將電能輸入電樞，機械能從電機軸上輸出，拖動生產(chǎn)機械，將電能轉(zhuǎn)換成機械能機械能從電機軸上輸出，拖動生產(chǎn)機械，將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機；而成為電動機；u如用原動機拖動直流電機的電樞，而電刷上不加直流電壓，如用原動機拖動直流電機的電樞，而電刷上不加直流電壓，則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機。機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機。u同一臺電機既能作電動機又能作發(fā)電

8、機運行的這種原理，在同一臺電機既能作電動機又能作發(fā)電機運行的這種原理，在電機理論中稱為可逆原理。電機理論中稱為可逆原理。第二章 發(fā)電機原理高級電工培訓(xùn)20第三章第三章 三相異步電動機的三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理基本結(jié)構(gòu)與工作原理一、三相異步電動機概述一、三相異步電動機概述二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)三、基本作用原理三、基本作用原理四、機械特性四、機械特性五、三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)五、三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)21一、三相異步電動機概述一、三相異步電動機概述 第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)22

9、1.電能轉(zhuǎn)換為機械能的動力設(shè)備2. 結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、堅固耐用、使用維護方便等優(yōu)點3.應(yīng)用十分廣泛第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理一、三相異步電動機概述一、三相異步電動機概述高級電工培訓(xùn)23二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)24繞線型異步電動機繞線型異步電動機鼠籠型異步電動機鼠籠型異步電動機二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)25二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)26二、三相異步電動機結(jié)構(gòu)二、三

10、相異步電動機結(jié)構(gòu)鑄鋁式籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁式籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)273.13.1基本原理基本原理磁場轉(zhuǎn)動起來磁場轉(zhuǎn)動起來三、基本作用原理三、基本作用原理第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)28U1V2W1V1W2異步電動機中，旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極異步電動機中，旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極UiViWimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入U2U1V1W 1sinsin120sin240mmmiItiItiIt3.23.2旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)29180t120t三相對

11、稱繞組通入三相對稱電流就形成三相對稱繞組通入三相對稱電流就形成旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 0t 300t 60t0n60U2U1V1W2W1V20nU2U1V1W2W1V20nU2U1V1W2W1V2U2U1V1W2W1V2 240t0nU2U1V1W2W1V2UiViWitmI060120180240300)0360O（第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理0nU2U1V1W2W1V2高級電工培訓(xùn)303.33.3旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小（同步轉(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小（同步轉(zhuǎn)速）分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360。 則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）

12、為：則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AiBiCimItU1V2W1V1W20nU2第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)31極對數(shù)（極對數(shù)（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1pAXYCBZNSAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBi2p3.33.3旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大?。ㄍ睫D(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大?。ㄍ睫D(zhuǎn)速）第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)32三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速600pfn min）r/ ( p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f = 50 Hz

13、 時，不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下時，不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下:p為任意值時：為任意值時：3.33.3旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小（同步轉(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大?。ㄍ睫D(zhuǎn)速）第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)333.43.4電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速:n電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步電動機電動機0nn 無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電流0n

14、n 提示提示：如果如果第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)34 3.53.5轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機運行中異步電機運行中:%91s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間電動機起動瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)35 方法：和電源相接的任意兩相互換。方法：和電源相接的任意兩相互換。正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)A B CM3電電 源源3.63.6電機換向解決方法電機換向解決方法n反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3電電 源源n第三章 三相

15、異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)36旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相AiBiCimItAiCiBimIt旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)37n0TnNT額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 ：電機在額定電壓下，以額電機在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速 運行，輸出額運行，輸出額定功率定功率 時，電機轉(zhuǎn)軸時，電機轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。上輸出的轉(zhuǎn)矩。NPNn( 1 )/轉(zhuǎn)()(9550602分千瓦NNNNNnPnPT（牛頓（牛頓米）米）NTnN（電動機在額

16、定負載時的轉(zhuǎn)矩。）（電動機在額定負載時的轉(zhuǎn)矩。）四、三相異步電動機的機械特性四、三相異步電動機的機械特性第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)38 如果如果 電機將會電機將會因帶不動負載而停轉(zhuǎn)。因帶不動負載而停轉(zhuǎn)。maxTTL最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 ：( 2 )maxT電機帶動最大負載的能力。電機帶動最大負載的能力。n0TnmaxT求解求解0ST21220222)(UsXRsRKT2021max21XKUT第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)39過載系數(shù)：過載系數(shù)：NTTmax三相異步機三相異步機2.28.1 工作時，一定令負載轉(zhuǎn)矩工作時，一定令負載轉(zhuǎn)矩 ，否則電機

17、將停轉(zhuǎn)。致使，否則電機將停轉(zhuǎn)。致使注意：注意： （1）三相異步機的）三相異步機的 和電壓的平方成正比，所和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。maxTmaxTTL （2）電機嚴重過熱電機嚴重過熱0n121)(s II2021max21XKUT第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)40stT起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 ：( 3 )電機起動時的轉(zhuǎn)矩。電機起動時的轉(zhuǎn)矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中則則21220222)(UXRRKTstLstTT stT體現(xiàn)了電動機帶載起動的

18、能力。若體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若 電機能起動，電機能起動，否則將起動不了。否則將起動不了。第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)41五、五、 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) Y132M-4型電動機型電動機三相異步電動機三相異步電動機型號型號 Y132M-4 功率功率7.5KW 頻率頻率50Hz電壓電壓380V 電流電流15.4A 接法接法轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1440 r/min 絕緣等級絕緣等級 B 工作方式：連續(xù)工作方式：連續(xù)功率因數(shù)功率因數(shù) 0.85 效率效率(%) 87 年年 月月 編號編號 XX電機廠電機廠第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培

19、訓(xùn)421.型號：表明不同用途，不同環(huán)境。型號：表明不同用途，不同環(huán)境。三相異步電動機三相異步電動機機座中心高機座中心高機座長度代號機座長度代號磁極數(shù)磁極數(shù)Y 132 M-4磁極數(shù)磁極數(shù)(極對數(shù)極對數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)43轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率0.04 150014401500s如：如：n =1440 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分1NN1 nnsn電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。2.額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速（n）第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)443.聯(lián)接方式

20、：聯(lián)接方式：Y/ 接法：接法： Y接法：接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：接線盒：定子繞組的接法：定子繞組的接法：電機容量電機容量3kW采用連接采用連接電機容量電機容量3kW采用采用Y連接連接第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)454.額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓線電壓. 說明：一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的說明：一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5。 在電動機滿載或接近滿載情況下運行時，電壓過高在電動機滿載或接近滿載情況下運行時，電壓

21、過高 或過低都會使電或過低都會使電動機的電流大于額定值動機的電流大于額定值,從而使電動機過熱。從而使電動機過熱。線線電電壓壓AZBYXC線線電電壓壓ABCXYZ例：例：380/220 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為380V時采用時采用Y接法；接法； 當(dāng)線電壓為當(dāng)線電壓為220V時采用時采用 接法。接法。第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)4611IUNfU11144.4電壓波動對電動機的影響電壓波動對電動機的影響1U1I11IUsnnns02E202sEE 2I1I1Un小1U大1UTnI第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)475.額定電流：額定電流：定

22、子繞組在定子繞組在指定接法指定接法下的下的線電流。線電流。如：如：A48.6/A2 .11/ 表示三角接法下，電機的線電流為表示三角接法下，電機的線電流為11.2A，相電流為，相電流為6.48A；星；星形接法時線、相電流均為形接法時線、相電流均為6.48A。6.額定功率：額定功率： 額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率功率（ ），不等于從電源吸收的功率（），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者的關(guān)系為：）。兩者的關(guān)系為：2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中鼠籠電機鼠籠電機 =7293第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)48 額定負

23、載時一般為額定負載時一般為0.7 0.9， 空載時功率因數(shù)很低約為空載時功率因數(shù)很低約為0.2 0.3。額定負載時，功率因數(shù)最大。額定負載時，功率因數(shù)最大。注意：實用中應(yīng)選擇合適容注意：實用中應(yīng)選擇合適容量的電機，量的電機，防止防止“大馬大馬”拉拉“小車小車”的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。7.功率因數(shù)功率因數(shù)(cos 1)：P2PNcos 18.絕緣等級絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H五級，五級，A級最低級最低(105C)，H級最高級最高(180C)。第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)49 例例: Y180M2

24、型三相異步電動機，型三相異步電動機，PN=22kW，UN= 380 V，IN= 42.2 A， 接法，接法，cos N= 0.89，fN= 50 Hz，nN= 2940 r/min。求額定運行時的：。求額定運行時的：(1)轉(zhuǎn)差率；轉(zhuǎn)差率；(2)定子繞組的相電流；定子繞組的相電流；(3)輸入有功功輸入有功功率；率；(4)效率；（效率；（5）電磁轉(zhuǎn)矩。）電磁轉(zhuǎn)矩。練習(xí)：練習(xí)：第三章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理高級電工培訓(xùn)50第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)51一、一、 三相異步機的起動三相異步機的起動1

25、.1起動電流起動電流Ist ：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5 7倍。倍。定子電流定子電流 原因：起動時原因：起動時 n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低大電流使電網(wǎng)電壓降低 影響其他負載工作影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累頻繁起動時造成熱量積累 電機過熱電機過熱影響：影響：第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)521.21.2三相異步機的起動方法：三相異步機的起動方法：直接啟動Y-隆壓啟動自耦隆壓啟動變頻器/軟啟動控制啟動其它控

26、制方式啟動常見的啟動電路定子串電阻或電抗器啟動第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)53Y-降壓啟動電路第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用啟動：SB2=1KM1、KM3、KT=1運行（低速）KT時間到，KT延時斷觸點=0KM3=0KM2=1KM1=1Y運行（高速）停止： SB1=0所有斷開停止高級電工培訓(xùn)54自耦降壓啟動電路第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)55經(jīng)驗：電機同名端判斷（剩磁法）(a)指針不動首尾端正確(b)指針晃動首尾端不正確第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)56反饋制

27、動反接制動常見的制動方式能耗制動二、二、 三相異步機的制動三相異步機的制動第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)572.1反饋制動1).反饋制動反饋制動(1)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件: 電動機的運行速度高于同步電動機的運行速度高于同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速.此時此時S0,電機進入發(fā)電電機進入發(fā)電狀態(tài)狀態(tài),電能反饋給電網(wǎng)電能反饋給電網(wǎng).(2)運行狀態(tài)運行狀態(tài): 有兩種情況有兩種情況. 位能轉(zhuǎn)矩負載的起重機在下位能轉(zhuǎn)矩負載的起重機在下放重物時的反饋制動狀態(tài)放重物時的反饋制動狀態(tài). 可使重物勻速下降如右圖中可使重物勻速下降如右圖中a點點.b點是改變轉(zhuǎn)子外接電阻點是改變轉(zhuǎn)子外接電阻后的穩(wěn)定工作點

28、后的穩(wěn)定工作點.第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)58電源反接是突然改變?nèi)嚯娫吹南嘈?旋轉(zhuǎn)磁場反向;轉(zhuǎn)子在由正變負的電磁轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩作用下迅速減速.反接制動時電流大,要在定子電路串電阻.2.2反接制動第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)59 (1)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件:電動機定子繞組脫離交流電源后電動機定子繞組脫離交流電源后,立即通入低壓直流電立即通入低壓直流電,直流電建立一個直流電建立一個恒穩(wěn)磁場恒穩(wěn)磁場,產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩,系統(tǒng)貯存的能量消耗在電阻上系統(tǒng)貯存的能量消耗在電阻上. (2)機械特性機械特性:制動時制動時,特性從

29、下圖中的特性曲線特性從下圖中的特性曲線1之之a(chǎn)點平移至特性曲點平移至特性曲線線2之之b點點,在制動轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩的共同作用下在制動轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩的共同作用下,沿曲線沿曲線2迅速減速迅速減速,到到n=0. (3)特點特點:當(dāng)當(dāng)n=0時時,T=0,電動機不可能反方向起動電動機不可能反方向起動,能使電動機準確停車能使電動機準確停車.2.3能耗制動第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)60)1(60)1(10SpfnSn異步電動機的調(diào)速方式異步電動機的調(diào)速方式：三、三相異步機的調(diào)速三、三相異步機的調(diào)速第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)613.

30、13.1變極調(diào)速變極調(diào)速 磁極對數(shù)磁極對數(shù)p的改變，取決于電動機定子繞組的結(jié)構(gòu)和接線。的改變，取決于電動機定子繞組的結(jié)構(gòu)和接線。通過改變定子繞組的接線，就可以改變電動機的磁極對數(shù)。通過改變定子繞組的接線，就可以改變電動機的磁極對數(shù)。2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003磁極對數(shù)磁極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n n0 0)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090電動機的同步轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)電動機的同步轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù))/( 6010分轉(zhuǎn)pfn 第四章第四章 三相異步電動機

31、的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)62U U相兩個線圈，相兩個線圈，順向串聯(lián)，順向串聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生定子繞組產(chǎn)生4 4極磁場。極磁場。反向串聯(lián)反向串聯(lián)和和反向并聯(lián)反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生，定子繞組產(chǎn)生2 2極磁場。極磁場。以以4 4極變極變2 2極為例：極為例：3.13.1變極調(diào)速變極調(diào)速 第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)631.變極調(diào)速只用于籠型電動機。變極調(diào)速只用于籠型電動機。2.繞組數(shù)量有限，最多繞組數(shù)量有限，最多4級調(diào)速；級調(diào)速；3.電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜缺點：缺點：3.13.1變極調(diào)速變極調(diào)速 第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使

32、用高級電工培訓(xùn)643.2變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 1.改變定子電壓調(diào)速改變定子電壓調(diào)速 交流調(diào)壓調(diào)速交流調(diào)壓調(diào)速)()/(/3221212211221lleLLsRRsRpUT異步電動機的機械特性方程式異步電動機的機械特性方程式:其中：p為電機極對數(shù)； U1為相電壓有效值 R1為定子每相繞組的內(nèi)阻 Ll1為每相漏感 R2為折算到定子側(cè)的每相電阻 Ll2為折算到定子側(cè)的漏感第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)652.2.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速(1)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: 只適用于線繞式異步電動機只適用于線繞式異步電動機.(2)原理電

33、路和機械特性與串電阻降壓起動相同原理電路和機械特性與串電阻降壓起動相同. 線繞式異步電動機的起動電阻線繞式異步電動機的起動電阻,適當(dāng)增大電阻的容量適當(dāng)增大電阻的容量,可作調(diào)速電阻可作調(diào)速電阻用用.(3)特點特點: 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單,動作可靠動作可靠;是有級調(diào)速是有級調(diào)速.(4)應(yīng)用應(yīng)用: 用于重復(fù)短時工作制的生產(chǎn)機械用于重復(fù)短時工作制的生產(chǎn)機械,如起重機械如起重機械.第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)663.3.繞線式異步電動機在轉(zhuǎn)子回路中串級調(diào)速繞線式異步電動機在轉(zhuǎn)子回路中串級調(diào)速其優(yōu)點是：其優(yōu)點是：可以通過某種控制方式，使轉(zhuǎn)子回路的能量回饋到電網(wǎng)，可以通過某

34、種控制方式，使轉(zhuǎn)子回路的能量回饋到電網(wǎng)，從而提高效率；在適當(dāng)?shù)目刂品绞较?，可以實現(xiàn)低同步從而提高效率；在適當(dāng)?shù)目刂品绞较?，可以實現(xiàn)低同步或高同步的連續(xù)調(diào)速?；蚋咄降倪B續(xù)調(diào)速。缺點是：缺點是：只能適應(yīng)于繞線式異步電動機，且控制系統(tǒng)相對復(fù)雜。只能適應(yīng)于繞線式異步電動機，且控制系統(tǒng)相對復(fù)雜。 第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)674.4.電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速（異步電動機本身并不調(diào)速）（異步電動機本身并不調(diào)速）電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)是由籠型異步電動機、電磁電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)是由籠型異步電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器以及控制裝置組合而成。轉(zhuǎn)差離合器以及控制裝

35、置組合而成。第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)683.33.3變頻調(diào)速變頻調(diào)速 )1 (60)1 (11SpfNSN第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)691 1變頻調(diào)速的條件變頻調(diào)速的條件 三相異步電動機定子繞組的反電動勢三相異步電動機定子繞組的反電動勢E E1 1的表達式為的表達式為: :Eq=4.441N1kN1m=U1+U式中: Eq氣隙磁通在定子每相繞組中感應(yīng)電動勢有效值； N1定子每相繞組的匝數(shù)； kN1定子繞組的基波繞組系數(shù)，kN1 1； 1定子繞組感應(yīng)電動勢的頻率，即電源的頻率； m主磁通； U1 定子相電壓?？梢姡?/p>

36、Eq1m 將U忽略，則EqU11m定子電壓定子電壓漏阻抗壓降漏阻抗壓降3.33.3變頻調(diào)速變頻調(diào)速 第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)70 當(dāng)當(dāng)U1 E1=C時，由時，由E1U11m 知，知，1m電動機磁路過飽和，電動機磁路過飽和，導(dǎo)致過大的勵磁電流，電動機因繞組過熱而損壞。導(dǎo)致過大的勵磁電流，電動機因繞組過熱而損壞。 當(dāng)當(dāng)U1 E1=C時，由時，由E1U11m 知，知，1 m，鐵芯利用不充分，鐵芯利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩T ，電動機的負載能力下降，電動機的容，電動機的負載能力下降，電動機的容量得不到充分利用。量得不到充分

37、利用。因此，為維持電動機的輸出轉(zhuǎn)矩不變，必須使主磁通因此，為維持電動機的輸出轉(zhuǎn)矩不變，必須使主磁通m =C，即，即U11= CE11=m第四章第四章 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)712 2基頻以下恒磁通（恒轉(zhuǎn)矩）變頻調(diào)速基頻以下恒磁通（恒轉(zhuǎn)矩）變頻調(diào)速mU11=CE11=因為變頻的同時還要改變電壓，所以稱為因為變頻的同時還要改變電壓，所以稱為V/FV/F控制，也稱為控制，也稱為VVVFVVVF（Variable Voltage Variable FrequencyVariable Voltage Variable Frequency）。）。第四章第四章 三相異步電動機的

38、使用三相異步電動機的使用高級電工培訓(xùn)72第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)73一、一、 簡介簡介 步進電動機是一種用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電機。主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：步距角和轉(zhuǎn)速不受電壓波動和負載變化的影響，僅與脈沖頻率有關(guān)。它每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù)，在不丟步的情況下運行，其步距誤差不會長期積累，從而使它適合于在數(shù)字控制的開環(huán)系統(tǒng)中作為驅(qū)動電動機，也可用作閉環(huán)系統(tǒng)的驅(qū)動組件。主要缺點：主要缺點：效率較低，需配適當(dāng)?shù)尿?qū)動電源，帶慣性負載的能力不強。第五章第五章 步進電機

39、及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)74種類：種類：勵磁方式磁阻式(反應(yīng)式)永磁式混合式運行方式旋轉(zhuǎn)型直線型平面型系統(tǒng)構(gòu)成：系統(tǒng)構(gòu)成：步進電機脈沖分配器脈沖放大器脈沖信號輸入二、分類及組成二、分類及組成第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)753.1反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)單段式多段式 a)徑向磁路 b)軸向磁路三、三、 反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)76徑向磁路1線圈；2定子；3轉(zhuǎn)子軸向磁路1線圈；2定子；3磁軛4轉(zhuǎn)子；5引出線3.1反應(yīng)

40、式步進電動機的結(jié)構(gòu)反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)77三相反應(yīng)式步進電動機有三種運行方式：三相單三拍運行；三相雙三拍運行；三相單、雙六拍運行 “三相”指步進電機的相數(shù)； “單”指每次只給一相繞組通電；“雙”則是每次同時給二相繞組通電； “三拍”指通電三次完成一個循環(huán)3.2工作原理工作原理第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)781234AABBCCA相導(dǎo)通1234AABBCCB相導(dǎo)通1.三相單三拍運行方式三相單三拍運行方式1234AABBCCC相導(dǎo)通AABBCC1234A相導(dǎo)通第五章第五章 步進電機及其工作原理

41、步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)79 按A-B-C-A的順序通電，電機轉(zhuǎn)子在磁阻轉(zhuǎn)矩作用下沿ABC方向轉(zhuǎn)動，電機的轉(zhuǎn)速直接取決于控制繞組的換接頻率。 定子控制繞組每改變一次通電方式，稱為一拍，此時電機轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的空間角度稱為步距角。36090trZ9033ts齒距角：步距角：1234AABBCCAABBCC12341.三相單三拍運行方式三相單三拍運行方式第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)80按AB-BC-CA-AB或相反的順序通電，每次同時給兩相繞組通電，且三次換接為一個循環(huán)。步距角與三相單三拍運行方式的步距角相同。AB相導(dǎo)通BC相導(dǎo)通2.三相雙三拍運行方式三相

42、雙三拍運行方式第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)81 按A-AB-B-BC-C-CA或相反順序通電，即需要六拍才完成一個循環(huán)，因此步距角為：156906ts1234AABBCCA相導(dǎo)通1234AABBCCB相導(dǎo)通AB相導(dǎo)通3.三相單、雙六拍運行方式三相單、雙六拍運行方式第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)82 對于其它相數(shù)的步進電動機，同樣可以有多種運行方式，例如四相步進電動機有：四相單四拍，四相雙四拍，四相單雙八拍等運行方式。 一般而言，無論幾相電機以及采用何種運行方式，步距角與轉(zhuǎn)子齒數(shù)Zr和拍數(shù)N之間有如下關(guān)系：NZrs360(

43、機械角度)此處，m為控制繞組相數(shù)，C為狀態(tài)系數(shù)，單三、雙三拍時，C=1；單雙六拍時C=2。mCN 4.電機轉(zhuǎn)速電機轉(zhuǎn)速第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)83故電機轉(zhuǎn)速為：NZr1NZfnr60rpm 如果連續(xù)不斷地輸入脈沖，則電機轉(zhuǎn)子就連續(xù)旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率有關(guān)。每輸入一個脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過：4.電機轉(zhuǎn)速電機轉(zhuǎn)速第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)84驅(qū)動電源的相數(shù)、通電方式和電壓、電流都要滿足步進電動機的要求；要滿足步進電動機起動頻率和連續(xù)運行頻率的要求；能最大限度地抑制步進電動機的振蕩；工作可靠，抗干擾能力強；成本低、效率高，安

44、裝維護方便。四、四、 步進電動機的驅(qū)動電源步進電動機的驅(qū)動電源4.1對驅(qū)動電源的基本要求對驅(qū)動電源的基本要求第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)854.2驅(qū)動電源組成驅(qū)動電源組成變頻信號源脈沖分配器功率放大器步進電動機負載指令變頻信號源：是一個脈沖頻率由幾赫到幾十千赫可連續(xù)變化的信號發(fā)生器，可以是計算機或振蕩器。脈沖分配器：一種邏輯電路，由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和門電路組成，它可能將輸入的電脈沖信號根據(jù)需要循環(huán)地分配到脈沖放大器進行功率放大，并使步進電動機按選定的運行方式工作。第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)86三相單三拍脈沖分配器1J2J

45、2K1K1Q1Q2Q2QCPCP1Q2Q2Q1Q2QABC0U預(yù)置ABCJKQ(t+1)說 明101置“1”010置“0”00Q(t)不變11(t)求補QJK觸發(fā)器真值表第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)87三相單、雙六拍單轉(zhuǎn)向脈沖分配器三相單、雙六拍單轉(zhuǎn)向脈沖分配器QQSRQQSRQQSRRS1RS2RS3123456ABC第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)88單極性驅(qū)動（反應(yīng)式步進電動機）q單一電壓型功率放大電路優(yōu)點：線路簡單，功率組件少，成本低。缺點：Rf1上要消耗能量，工作效率低。只適用于小功率步進電動機。如果電容C選擇不

46、當(dāng)，在低頻段會使振蕩有所增加，使低頻性能變差。功率驅(qū)動電路功率驅(qū)動電路第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)89q高、低電壓切換型功率放大電路優(yōu)點：優(yōu)點：電源功耗比較小，效率比較高。矩頻特性好，啟動和運行頻率得到了很大的提高。主要缺點：主要缺點：低頻運行時輸入能量過大，造成電機低頻振蕩加重；增大了電源的容量，對功率管性能參數(shù)的要求高。常用于大功率步進電動機的驅(qū)動 第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)90q電流斬波驅(qū)動放大電路第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)91q調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動方式(a)低頻；(b)高頻第五

47、章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)92q細分驅(qū)動放大電路細分電流波形電流的每個階梯，電機轉(zhuǎn)動一步，步距角減小了很多。先放大后合成先合成后放大第五章第五章 步進電機及其工作原理步進電機及其工作原理高級電工培訓(xùn)93高級電工培訓(xùn)941 1、交流伺服電動機交流伺服電動機2 2、直流伺服電動機直流伺服電動機松下交流伺服電機及驅(qū)動器松下交流伺服電機及驅(qū)動器高級電工培訓(xùn)95 在有控制信號輸入時，伺服電動機就轉(zhuǎn)動；沒有控制信號輸入，它在有控制信號輸入時，伺服電動機就轉(zhuǎn)動；沒有控制信號輸入，它就停止轉(zhuǎn)動。改變控制電壓的大小和相位就停止轉(zhuǎn)動。改變控制電壓的大小和相位( (或極性或極性)

48、 )就可改變伺服電動機就可改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。1.21.2 伺服電機最大特點伺服電機最大特點(1)(1)調(diào)速范圍寬廣。伺服電動機的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓改變，能在寬廣的調(diào)速范圍寬廣。伺服電動機的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓改變，能在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。(2)(2)轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實現(xiàn)迅速啟動、停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實現(xiàn)迅速啟動、停轉(zhuǎn)。(3)(3)控制功率小，過載能力強，可靠性好?？刂乒β市?，過載能力強，可靠性好。高級電工培訓(xùn)961.4 伺服電機在自控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用伺服電機在自控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用高級電工培訓(xùn)97 德國西門子伺德國西門子伺服電機服電機安川伺服電機驅(qū)動

49、器安川伺服電機驅(qū)動器1、德國西門子、德國西門子2、日本安川公司、日本安川公司3、日本松下、日本松下4、日本三菱、日本三菱5、美國科爾摩根。、美國科爾摩根。6、深圳市匯川、深圳市匯川高級電工培訓(xùn)98交流伺服電機系統(tǒng)交流伺服電機系統(tǒng)驅(qū)動器驅(qū)動器交流伺服交流伺服電機器電機器高級電工培訓(xùn)992.12.1 伺服電機的結(jié)構(gòu)伺服電機的結(jié)構(gòu)交流電機交流電機編碼器編碼器交流電機電交流電機電源線源線編碼器信號編碼器信號輸出線輸出線高級電工培訓(xùn)1002.12.1 伺服電機的結(jié)構(gòu)伺服電機的結(jié)構(gòu)交流電機轉(zhuǎn)子交流電機轉(zhuǎn)子電機外殼電機外殼電纜插頭電纜插頭編碼器線編碼器線交流電機定子交流電機定子高級電工培訓(xùn)101高級電工培訓(xùn)

50、102轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子編碼器線編碼器線定子定子高級電工培訓(xùn)103電氣原理圖電氣原理圖控制繞控制繞組組勵磁繞勵磁繞組組控制繞組與勵磁繞控制繞組與勵磁繞組相差組相差900高級電工培訓(xùn)104勵磁繞組勵磁繞組控制繞組控制繞組勵磁電壓勵磁電壓控制電壓控制電壓高級電工培訓(xùn)105 (1)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條鐵芯槽內(nèi)放銅條,端部用端部用短路環(huán)形成一體短路環(huán)形成一體, 或鑄鋁形或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。成轉(zhuǎn)子繞組。 2、 轉(zhuǎn)子分籠型和杯型轉(zhuǎn)子分籠型和杯型高級電工培訓(xùn)106 (2)杯杯轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子薄壁園筒形，放于內(nèi)外定子之間薄壁園筒形，放于內(nèi)外定子之間。一般壁厚為。一般壁厚為0.3mm杯型轉(zhuǎn)子杯型轉(zhuǎn)子高級電工培訓(xùn)107 2.3

51、2.3轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)動原理高級電工培訓(xùn)108電氣原理圖電氣原理圖控制繞組控制繞組勵磁繞組勵磁繞組高級電工培訓(xùn)109 cfmfmc90sinsinIitIitIi 高級電工培訓(xùn)110UC1UC2UF1UF2控制繞組控制繞組勵磁繞組勵磁繞組當(dāng)兩相對稱電流通入兩相對稱繞組時當(dāng)兩相對稱電流通入兩相對稱繞組時，在電機內(nèi)就產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場在電機內(nèi)就產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)電流變化當(dāng)電流變化一個周期時一個周期時，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)了一圈旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)了一圈。高級電工培訓(xùn)111控制繞組控制繞組勵磁繞組勵磁繞組高級電工培訓(xùn)112控制繞組控制繞組勵磁繞組勵磁繞組高級電工培訓(xùn)113 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速決定于定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)

52、速決定于定子繞組極對數(shù)和電源的頻率極對數(shù)和電源的頻率。圖所表示的是一臺兩極的電。圖所表示的是一臺兩極的電機，即極對數(shù)機，即極對數(shù)P1。對兩極電機而言，電流每變化一個周期，磁場旋轉(zhuǎn)一圈，因而。對兩極電機而言，電流每變化一個周期，磁場旋轉(zhuǎn)一圈，因而當(dāng)當(dāng)電源頻率電源頻率f400 Hs，即每秒變化，即每秒變化400個周期時，磁場每秒應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)個周期時，磁場每秒應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)400圈，故對兩極電圈，故對兩極電機，即機，即P1而言，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為而言，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為 n0= 24000 rmin旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為的一般表達式為旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為的一般表達式為min)/(60)/(0rpfsrpfn 高級電工培訓(xùn)114高級電工

53、培訓(xùn)115 對于伺服電動機，還有一條很重要的機械特性，這就是零信號時的機械特性，對于伺服電動機，還有一條很重要的機械特性，這就是零信號時的機械特性，所謂零信號，就是控制電壓所謂零信號，就是控制電壓UC0，這時磁場是脈振磁場，它可以分解為幅值相等、，這時磁場是脈振磁場，它可以分解為幅值相等、轉(zhuǎn)向相反的兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場，其作用可以想象為有兩對相同大小的磁鐵轉(zhuǎn)向相反的兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場，其作用可以想象為有兩對相同大小的磁鐵NS和和NS在空間以相反方向旋轉(zhuǎn)。在空間以相反方向旋轉(zhuǎn)。高級電工培訓(xùn)116TS正正S反反012021T正正T反反T合合高級電工培訓(xùn)117轉(zhuǎn)子電阻小轉(zhuǎn)子電阻小轉(zhuǎn)子電阻大轉(zhuǎn)子電阻大高級電

54、工培訓(xùn)118n.s當(dāng)電阻已增大到使臨界轉(zhuǎn)差率當(dāng)電阻已增大到使臨界轉(zhuǎn)差率1 1的程度時，合成轉(zhuǎn)矩曲線與橫軸相交僅有一點的程度時，合成轉(zhuǎn)矩曲線與橫軸相交僅有一點(S(S1 1處處) )，而且在電機運行范圍內(nèi)，合成轉(zhuǎn)矩均為負值，即為制動轉(zhuǎn)矩。因而當(dāng)控制電壓，而且在電機運行范圍內(nèi)，合成轉(zhuǎn)矩均為負值，即為制動轉(zhuǎn)矩。因而當(dāng)控制電壓U UC C取消變?yōu)閱蜗噙\行時，電機就立刻產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，與負載阻轉(zhuǎn)矩一起促使取消變?yōu)閱蜗噙\行時，電機就立刻產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，與負載阻轉(zhuǎn)矩一起促使電機迅速電機迅速停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)，這樣就不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。，這樣就不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。高級電工培訓(xùn)119 設(shè)電機的負載阻轉(zhuǎn)矩為設(shè)電機的負載阻轉(zhuǎn)矩為TL，控制電壓，控制電壓0.25UC時時,電機在特性點電機在特性點A運行，轉(zhuǎn)速為運行，轉(zhuǎn)速為na，這，這時電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負載阻轉(zhuǎn)矩相平衡。當(dāng)時電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負載阻轉(zhuǎn)矩相平衡。當(dāng)控制電壓升高到控制電壓升高到0.5UC時，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就時，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就隨之增加隨之增加C，由于電機的轉(zhuǎn)子及其負載存在著由于電機的轉(zhuǎn)子及其負載存在著慣性，轉(zhuǎn)速不能瞬時改變，因此電機就要瞬慣性，轉(zhuǎn)速不能瞬時改變，因此電機就要瞬時地在特性點時地在特性點C運行，這時電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大運行，這時電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大于負載阻轉(zhuǎn)矩，電機就加速，一直增加到