電動機的作用是將電能轉換為機械能現(xiàn)代各種生產機械都(共43張PPT)

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電動機的作用是將電能轉換為機械能?，F(xiàn)代各種生產機械都廣泛應用電動機來驅動。有的生產機械只裝配著一臺電動機，如單軸鉆床；有的需要好幾臺電動機，如某些機床的主軸、刀架、橫梁以及潤滑油泵和冷卻油泵等都是由單獨的電動機來驅動的。常見的橋式起重機上就有三臺電動機。第9章電動機及其控制概述第1頁，共43頁。29.1三相異步電動機的結構9.2三相異步電動機的轉動原理9.3三相異步電動機的轉矩和機械特性9.4三相異步電動機的啟動、調速、制動本章目錄9.5常用控制電器9.6三相異步電動機的啟動控制9.7三相異步電動機的正反轉控制第2頁，共43頁。3電動機可分為交流電動機和直流電動機兩大類。交流電動機又分為異步電動機（或稱感應電動機）和同步電動機。直流電動機按照勵磁方式的不同分為他勵、并勵、串勵和復勵四種。

第3頁，共43頁。49.1三相異步電動機的結構三相異步電動機分成兩個基本部分：定子（固定部分）和轉子（旋轉部分）

圖9.1三相異步電動機的構造第4頁，共43頁。三相異步電動機的定子由機座和裝在機座內的圓筒形鐵心以及其中的三相定子繞組組成。機座是用鑄鐵或鑄鋼制成的，鐵心是由互相絕緣的硅鋼片疊成的。鐵心的內圓周表面沖有槽（圖9.2），用以放置對稱三相繞組AX，BY和CZ，有的聯(lián)接成星形，有的聯(lián)接成三角形。9.1三相異步電動機的結構第5頁，共43頁。6三相異步電動機的轉子根據構造上的不同分為兩種型式：鼠籠式和繞線式。轉子鐵心是圓柱狀，也用硅鋼片疊成，表面沖有槽（圖9.2）。鐵心裝在轉軸上，軸上加機械負載。9.1三相異步電動機的結構第6頁，共43頁。鼠籠式的轉子繞組做成鼠籠狀圖9.3鼠籠式轉子第7頁，共43頁。繞線式異步電動機的構造如圖9.4所示圖9.4繞線式異步電動機的構造第8頁，共43頁。9.2三相異步電動機的轉動原理圖9.5異步電動機轉子轉動的演示兩點啟示：第一、有一個旋轉的磁場；第二、轉子跟著磁場轉動。異步電動機轉子的原理是與上述演示相似的。第9頁，共43頁。旋轉磁場(1)旋轉磁場的產生圖9.6三相對稱電流第10頁，共43頁。圖9.7三相電流產生的旋轉磁場（p=1）第11頁，共43頁。（2）旋轉磁場的轉向圖9.8旋轉磁場的反轉第12頁，共43頁。（3）旋轉磁場的極數圖三相電流產生的旋轉磁場（p=2)第13頁，共43頁。（4）旋轉磁場的轉速三相異步電動機的轉速，它與旋轉磁場的轉速有關，而旋轉磁場的轉速決定于磁場的極數。由此推知，當旋轉磁場具有對磁極時，磁場的轉速為

123456（r/min）300015001000750600500第14頁，共43頁。9.2.2電動機的轉動原理

圖9.12轉子轉動的原理圖

如圖所示為三相異步電動機轉子轉動的原理圖，圖中N，S表示兩極旋轉磁場，轉子中只畫出兩根導條（銅或鋁）。當旋轉磁場向順時針方向旋轉時，其磁力線切割轉子導條，導條中就感應出電動勢。電動勢的方向由右手定則確定。在這里應用右手定則時，可假設磁極不動，而轉子導條向逆時針方向旋轉切割磁力線，這與實際上磁極順時針方向旋轉時磁力線切割轉子導條是相當的。在電動勢的作用下，閉合的導條中就有電流。這電流與旋轉磁場相互作用。而使轉子導條受到電磁力。電磁力的方向可應用左手定則來確定。由電磁力產生電磁轉矩，轉子就轉動起來。第15頁，共43頁。9.2.3轉差率圖9.12轉子轉動的原理圖

我們用轉差率來表示轉子轉速與磁場轉速相差的程度，即轉差率是異步電動機的一個重要的物理量。轉子轉速越接近磁場轉速，則轉差率越小。由于三相異步電動機的額定轉速與同步轉速相近，所以它的轉差率很小。通常異步電動機在額定負載時的轉差率約為1%~9%。第16頁，共43頁。第17頁，共43頁。9.3三相異步電動機的轉矩和機械特性9.3.1電機轉矩——常數，與電動機的結構有關；——每級磁通；——轉子電流；電機轉矩另一種表達式第18頁，共43頁。4繞線式異步電動機的構造15是一種星三角起動器的接線簡圖。異步電動機起動時的主要缺點是起動電流較大。15星三角起動器接線簡圖繞線式電動機的起動，只要在轉子電路中接入大小適當的起動電阻為了減小起動電流（有時也為了提高或減小起動轉矩），必須采用適當的起動方法。1三相異步電動機的構造采用星三角起動器來實現(xiàn)。7三相電流產生的旋轉磁場（p=1）4三相異步電動機的啟動、調速、制動(1)星形—三角形（Y-）換接起動4三相異步電動機的啟動、調速、制動直流電動機按照勵磁方式的不同分為他勵、并勵、串勵和復勵四種。交流接觸器常用來接通和斷開電動機或其他設備的主電路，每小時可開閉好幾百次。交流接觸器常用來接通和斷開電動機或其他設備的主電路，每小時可開閉好幾百次。9.3.2機械特性曲線圖9.13固有特性第19頁，共43頁。1.額定狀態(tài)

第20頁，共43頁。2臨界狀態(tài)

第21頁，共43頁。4三相異步電動機的啟動、調速、制動1三相異步電動機的結構鼠籠式的轉子繞組做成鼠籠狀圖三相電流產生的旋轉磁場（p=2)采用星三角起動器來實現(xiàn)。6三相異步電動機的啟動控制如果電動機不經常啟動，它的容量小于變壓器容量的30%時允許直接啟動。異步電動機起動時的主要缺點是起動電流較大。例如Y132M-4型電動機的額定電流為，起動電流與額定電流之比值為7，因此起動電流為(2)自耦降壓起動有的地區(qū)規(guī)定：用電單位如有獨立的變壓器，則在電動機起動頻繁時，電動機容量小于變壓器容量的20%時允許直接啟動；25三相異步電動機Y-△啟動4三相異步電動機的啟動、調速、制動3起動狀態(tài)第22頁，共43頁。9.4三相異步電動機的啟動、調速、制動9.4.1三相異步電動機的啟動異步電動機起動時的主要缺點是起動電流較大。為了減小起動電流（有時也為了提高或減小起動轉矩），必須采用適當的起動方法。電動機起動就是把它開動起來。在剛起動時，由于旋轉磁場對靜止的轉子有著很大的相對轉速，磁通切割轉子導條的速度很快，這時轉子繞組中感應出的電動勢和產生的轉子電流都很大。和變壓器的原理一樣，轉子電流增大，定子電流必然相應增大。一般中小型鼠籠式電動機的定子起動電流（指線電流）與額定電流之比值大約為5~7。例如Y132M-4型電動機的額定電流為，起動電流與額定電流之比值為7，因此起動電流為第23頁，共43頁。1直接啟動直接啟動就是利用閘刀開關或接觸器將電動機直接接到具有額定電壓的電源上。這種啟動方法雖然簡單，但如上所述，由于啟動電流較大，將使線路電壓下降，影響負載正常工作。一臺電動機能否直接啟動，有一定規(guī)定。有的地區(qū)規(guī)定：用電單位如有獨立的變壓器，則在電動機起動頻繁時，電動機容量小于變壓器容量的20%時允許直接啟動；如果電動機不經常啟動，它的容量小于變壓器容量的30%時允許直接啟動。如果沒有獨立的變壓器（與照明共用），電動機直接啟動時所產生的電壓降不應超過5%。二三十千瓦以下的異步電動機一般都是采用直接啟動的。第24頁，共43頁。2降壓啟動

如果電動機直接起動時所引起的線路電壓降較大，必須采用降壓起動，就是在起動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，以減小起動電流。鼠籠式電動機的降壓起動常用下面幾種方法：(1)星形—三角形（Y-）換接起動如果電動機在工作時其定子繞組是聯(lián)接成三角形的，那么在起動時可把它聯(lián)成星形，等到轉速接近額定值時再換接成三角形。這樣，在起動時就把定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的.第25頁，共43頁。圖9.14比較星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接時的啟動電流第26頁，共43頁。采用星三角起動器來實現(xiàn)。圖9.15是一種星三角起動器的接線簡圖。圖9.15星三角起動器接線簡圖

第27頁，共43頁。(2)自耦降壓起動自耦降壓起動是利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低.圖9.16自耦降壓起動接線圖第28頁，共43頁。繞線式電動機的起動，只要在轉子電路中接入大小適當的起動電阻

圖9.17繞線式電動機起動時的接線圖第29頁，共43頁。9.4.2三相異步電動機的調速第30頁，共43頁。1變頻調速

圖9.18變頻調速裝置第31頁，共43頁。1變頻調速

第32頁，共43頁。2變極調速

圖9.19改變極對數p的調速方法

第33頁，共43頁。9.4.3三相異步電動機的制動1能耗制動第34頁，共43頁。2反接制動3發(fā)電制動第35頁，共43頁。9.5常用控制電器9.5.1按鈕按鈕通常是用來接通或斷開控制電路（其中電流很?。?，從而控制電動機或其他電氣設備的運行。圖9.20按鈕剖面圖第36頁，共43頁。原來就接通的觸點，稱為常閉觸點；原來就斷開的觸點，稱為常開觸點。9.5.1按鈕圖9.21雙聯(lián)按鈕第37頁，共43頁。9.5.2交流接觸器交流接觸器常用來接通和斷開電動機或其他設備的主電路，每小時可開閉好幾百次。接觸器主要由電磁鐵和觸點兩部分組成。它是利用電磁鐵的吸引力而動作的。圖9.22交流接觸器的主要結構圖第38頁，共43頁。9.5.3熱繼電器

熱繼電器是用來保護電動機使之免受長期過載的危害。熱繼電器是利用電流的熱效應而動作的，它的原理圖如圖9.23所示。熱元件是一段電阻不大的電阻絲，接在電動機的主電路中。雙金屬片系由兩種具有不同線膨脹系數的金屬碾壓而成。圖中，下層金屬的膨脹系數大，上層的小。當主電路中電流超過容許值而使雙金屬片受熱時，它便向上彎曲，因而脫扣，扣板在彈簧