电机工作原理演示文稿

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第三十二页,共83页。
t=0时,iA=0;iB为负,iC为正
t=0时,iA=0;iB为负,电流实际方向与正方向相反, 即电流从Y端流到B端;iC为正,电流实际方向与正方 向一致,即电流从C端流到Z端。按右手螺旋法则确 定三相电流产生的合成磁场,如图(a)中箭头所示。
第三十三页,共83页。
t=T/6时,ωt=ωT/6=π/3,iA为正;iB为负;iC=0
1962r / min
(3)此时,U=UNa=220V;电枢电路总电阻 R=Ra+Rad=1.7+2=3.7
Ke 0.13 Kt 1.24 KeKt 2 0.16
n
UN
K e N
Ra Rad
KeKt 2
TN
220 0.13
3.7 14 0.16
1368
第二十七页,共83页。
(以上转速单位为r/min)
第一段,电动机轻载时, 机械特性具有双曲线的形 状,理想空载转速趋近无穷 大.
第二段,电动机负载较重 时,磁路趋于饱和,机械特 性近似一条直线.
3)注意事项:
直流串激电动机不允许空 载运行----飞车事故.
4 直流他激电动机的起动特性
直流他激电动机的起动电流是额
定电流的(10-20)倍,不允许直接
2)分类:
(1)电源反接制动.改变 电枢电压U的方向所产 生的制动.
机械特性方程式为;
n
U
Ke
Ra Rad
KeKt 2
T
为了限制制动时比较大的电枢电流,实施电源反接制动 时,一定要在电枢电路中串入限流电阻.
应用在需要迅速减速或频繁正反转的机械上.
第十九页,共83页。
反接制动
(2)倒拉反接制动.改变电枢电 势方向所产生的制动.
1.改变电枢电路外接电阻调速
电动机电枢电路串电阻 后,其人工机械特性如右 图示.
1)应用: 起重机,卷扬机; 2)缺点:机械特性软,实现无级调速困 难; 3)注意:串电阻调速与起动特性相 似,但起动电阻与调速电阻不同.
第二十三页,共83页。
2.改变电动机电枢供电电压调速
变电枢电压调速的机械 特性如右图.
第二十页,共83页。
3.能耗制动
1)实现条件:将电枢电压突然 降为零,串一外接电阻使电枢 短接.此时电动机继续旋转产 生的转矩T与n反向-----制动.
2)特点:制动时的机械能转变 为电能使外接电阻发热而消 耗,称之为“能耗”;
稳定性好,电动机不可能反向
起动. 3)应用:要求迅速准确停车的场
解:分析 只要求出理想空载点和额定运行点,就可绘出机 械特性.
Ra
0
50
0
75
1
pN UN IN
UN IN
=0.71
KeN
UN
IN Ra nN
=0.132
no
UN
KeN
=1667r/min
TN
9 55 PN nN
=35Nm
第十一页,共83页。
4)电动机人工机械特性(三种)
n
U
Ke
Ra
t=T/6时,ωt=ωT/6=π/3,iA为正(电流从A端流到X端 );iB为负(电流从Y端流到B端);iC=0。此时的合成磁场 如图(b)所示,合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方 向旋转了π/3。
第三十四页,共83页。
t=T/3时,ωt=ωT/3=2π/3,iA为正;iB=0;iC为负
(1)电枢电阻Ra的估算:
Ra
0
50
0
75
1
pN UN IN
UN IN
(2)理想空载转速no计算:
KeN
UN
IN Ra nN
n0
UN
KeN
(3)额定转矩Nn的计算:
TN
9 55 PN nN
第十页,共83页。
3)举例
(1)一台Z2-51型直流他激电动机,已知额定功率5.5kW, 额定电压220V,额定电流31A,额定转速1500r/min,忽略 损耗,求自然机械特性.
起动.限制其起动电流的方法有
两种. 1.降压起动:
组成SCR-M自动调速系统的起 动环节.是后面学习的一个重 点. 2.电枢电路串外接电阻起动
右图为具有三段起动电阻的他激
电动机电路原理图和起动特性,
其起动特性就是前面刚刚学习
过的一种人工机械特性.
第十六页,共83页。
5.直流他激电动机的制动特性
直流他激电动机的工作状态 分为电动状态和制动状态,如
如:起重机的重物下降时,电枢 反转,电势反向.此时,位能负 载转矩TL使重物下放,电动机 转矩TM反对重物下放-----制 动.
特点:适当选择电枢电路中的附 加电阻,可以得到低的转速,保 证安全;
转速稳定性较差.
制动特性如右图所示.是第一 象限在第四象限的延伸或 第三象限在第二象限的延 伸.
物.
2)机械特性:正转时,是第一象 限的机械特性在第二象限内 的延伸,如右图所示.
3)特点: (1)利用位能转矩带动电动机发电,将 机械能变成电能,向电源馈送. (2)重物下放时电动机的转速仍高于 理想空载转速,运行不太安全.
第十八页,共83页。
2.反接制动
1)实现条件:电枢电压或 电枢电势反向.
特性即为自然机械特性.
额定负载时,转速降落
不多,是硬特性;
金属切削机床,冷轧 机,造纸机等宜于选 用硬特性的电动机.
第九页,共83页。
2)自然机械特性曲线的作法
已知电动机的PN,UN,IN,nN,由公式可计算出Ra,
Ke
,
N
no,TN,找出两个点,即理想空载点(o,no)和额定运行
点(TN,nN),通过这两点作出自然机械特性.
解:(1)此时,U=180V,Ra=1.7欧
T
TN
9.55 PN nN
9.55 2200 1500
=14
Ke
Ke
UN
I N Ra nN
220 12.41.7 1500
0.13
n 1962
Kt 9.55Ke 9.55 0.13 1.24
K e
Kt 2
0.131.24
0.16
第二十六页,共83页。
电机工作原理演示文稿
第一页,共83页。
优选电机工作原理
第二页,共83页。
1.1直流电机的工作原理及特性
1.直流电机的基本结构
主磁极 电枢
换向器
电刷装置
第三页,共83页。
直流电机的结构图
剖面图:电枢1;
主磁极2;换向
极4;机座6
第四页,共83页。
电枢铁心冲片
换向器:换向片3; 连接片4;云母环2
合;重物恒速下放.
第二十一页,共83页。
6.直流他激电动机的调速特性
n
U
Ke
Ra Rad
KeKt 2
T
由直流他激电动机人工机械特性方程式 直流电动机的调速方法:
式中, Ke,Kt,Ra 均为常数,因此,电动机有3种调速方法 1.变电枢电路外接电阻Rad;
2.变电枢电压U;
3.变磁通 .
第二十二页,共83页。
2.直流电机的基本工作原理
简化为一对磁极,一个线圈
第五页,共83页。
发电机
电动机
2.直流电机的基本方程式
1)感应电势E
2)电磁转矩T
E Ken
式中:E-电动势(V);
-
T Kt Ia
式中:
T-电磁转矩(Nm);
一对磁极的磁通(Wb);
-一对磁极的磁通(Wb);
n-电枢转速(r/min);
第三十页,共83页。
2).三相异步电动机的工作原理
(1)三相正弦交流电通入电动机定子的三相绕组,产生旋转磁场,旋转磁场的转速 称之为同步转速;
(2)旋转磁场切割转子导体,产生感应电势; (3)转子绕组中感生电流; (4)转子电流在旋转磁场中产生力,形成电磁转矩,电动机就转动起来了.
电动机的转速达不到旋转磁场的转速,否则,就不能切割磁力线,就没有感应电 势,电动机就停下来了.转子转速与同步转速不一样,差那么一些,称之为异步.
n
U
Ke
Re
Ke
Ia
T K I 由
t a 将Ia值再代入,得::
n
U
Ke
Ra
KeKt 2
T
n0
n
上式为直流电动机机械特性的一般表达式
第八页,共83页。
机械特性曲线n=f(T)
n
U
Ke
Ra
KeKt 2
T
n0
n
4.固有(自然)机械特性和人工机械特性
1)他激直流电动机的自然机械特性(正转)
在额定电压,额定磁通,电枢电路内不外接电阻时的机械
KeKt 2
T
n0
n
(1)电枢回路串附加电阻Rad的人工机械特性
在自然机械特性方程式中,用(Rad+Ra)代替Ra,得到串电
阻的人工机械特性方程式:
n
UN
Ke
Rad Ra
KeKt 2
T
n0
n
第十二页,共83页。
附加电阻Rad越大,机械特性越软.
(2)改变电枢电压的人工机械特性
n
U
Ke
Ra
速降落都会随磁通的变化而变化.
磁通只能在额定值以下调节,理 想空载转速和转速降落都要 增大-------弱磁增速.
使用中,要防止电动机过载,更 要防止飞车,因此,直流他激电动
机设有失磁保护.
第十四页,共83页。
第十五页,共83页。
串激直流电动机的机械特性
1)特点:电枢电流就是激磁 电流.
2)机械特性分析:
与调压配合使用.
3)注意:在额定转速以上调节-------弱磁增速.
第二十五页,共83页。
例题
例:一台直流他激电机的额定数据 为;PN=2.2kW,UN=220V.IN=12.4A,nN=1500r/min,Ra=1.7欧 ;如 果电动机在额定转矩下运行,求(1)电动机的电枢电压降到180V时,电 动机的转速是多少?(2)激磁电流If=IfM(即磁通为额定值的0.8时)时, 电动机的转速是多少?(3)电枢电路串入2欧的附加电阻时,电动机 的转速是多少?
KeKt 2
T
n0
n
no
UN
KeN
随U的变化而变化
U改变,但转速降不变
.因此,变电枢电压的人工机械特性 是一簇与自然机械特性平行 的特性曲线.
只允许在额定电压以下调节.
在后面的自动调速系统学习中 有广泛的应用.
第十三页,共83页。
(3)改变磁通的人工机械特性
n
U
Ke
Ra
KeKt 2
T
n0
n
从机械特性方程可知,改变磁通 时,电动机的理想空载转速和转
右图所示.
图中,(a)为电动状态;
(b)为制动状态.
1)特点:电动机的转矩T与转速n 方向相反,电机处于发电工作 状态.
2)制动形式:稳定的制动状态;
过渡的制动状态.
3)制动方法有3种:
反馈制动;
反接制动;
能耗制动.
第十七页,共83页。
1.反馈制动
1)实现条件:外部作用使电动机
的转速n大于其理想空载转速 no.如,电车下坡,起重机下放重
设同步转速为no,电动机的转速为n,则转速差为 ; no-n; 电动机的转速差与同步转速之比定义为异步电动机的转差率S,S是分析异步电动 机运行情况的主要参数,且
第三十一页,共83页。
S n0 n n0
3).三相异步电动机的旋转磁场
(1)旋转磁场的产生 设电动机为2极,每相绕组只有一个线圈.
在0-T/2这个区间,分析有一相电流为零的几个点. 规定:当电流为正时,从首端进尾端出;电流为负时, 从尾端进首端出.
n
U
Ke
Ra
KeKt 2
TN
180 0.13
1.7 14 0.16
1236
例题求解
(2)此时,U=UN=220V,Ra=1.7欧
Ke 0.8Ke N 0.1 Kt 9.55Ke 0.99 Ke Kt 2 0.099
n
UN
Ke
Ra
KeKt 2
TN
( 220 0.1
1.7 14 0.099
Ia-电枢电流(A);
Ke -与结构有关的常数.
Kt-与结构有关的常数.
第六页,共83页。
3.直流电动机的机械特性
1.他激和并激直流电动机的机械特性 1)原理电路图
第七页,共83页。
1)直流电动机机械特性方程式
直流电动机电枢电压平衡方程式
U E Ia Ra
E Ken
式中,Ra为电枢电阻.以 代入得:
转子同样由硅钢片叠压而成,压装在转轴上; 转子绕组分为鼠笼式和线绕式两种. 线绕式异步电动机还有滑环,电刷机构.
第二十八页,共83页。
鼠笼式三相异步电动机的结构示意图
5.定子铁心,6.定子绕组,7.转轴,8.转子,9.风扇,11.轴承,12.机座
第二十九页,共83页。
鼠笼电动机转子和线绕电动机转子绕组与外部接线
1.2三相异步电动机的工作原理及特性
1).三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机由定子和转子构成,定子和转子之间有气隙. (1)定子
定子由铁心,绕组,机座三部分组成. 铁心由0.5mm的硅钢片叠压而成;
三相绕组连接成星形或三角形;
机座一般用铸铁作成,主要用于固定和支撑定子铁心. (2)转子
转子由铁心和绕组组成.
1)特点:容易实现无级调速;机械
特性是一组平行线,硬度不变; 不需用其他起动设备.
2)应用;适用于恒转矩负载,组 成SCR-M系统,在工业生产中 广泛应用.第11章将重点学习.
第二十四页,共83页。
3.改变电动机主Biblioteka 通调速变磁通调速的机械特性 如右图示.
1)特点:可以实现无级调速;机械 特性软;调速范围不大. 2)应用:适用于恒功率负载.一般
相关文档
最新文档