电工学--电动机 ppt课件

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下一章
2
第
6
章
6.1 电 机 概 述
电 动
电机是实现能量转换或信号转换的电磁装置。
机
电能
机械能
种类： (1) 动力电机：直流电机和交流电机
复串并他 励励励励 电电电电 机机机机
同异 步步 电电 机机
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第 6
章 (2) 控制电机
电 动
伺服电动机：电压信号转化为角位移或角速度； 测速发电机：将转速转化为电压信号；
电磁力 F →电磁转矩 T 。 T 与 n0 同方向。
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N n0
F n S
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第 6
章 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：
电 ① n 与 n0 方向一致。
动 机
② n < n0，故称异步电动机或感应电动机
转差率 :
s=
n0－n n0
起动 (堵转) 时: n = 0，s = 1
机 自 整 角 机 ：实现角度的传输、变换和接受；
步进电动机：电脉冲信号转化为转角或转速；
旋转变压器：转角信号变换成电压信号；
感应同步器：转角位移或直线位移转换成电压信号。
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第 6
章 6.2 三相异步电动机的工作原理
电 一、旋转磁场
动 机
1. 旋转磁场的产生
三相 (多相) 绕组中流过三相 (多相) 电流。
端盖
基座
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第 6
章 接线柱的连接
电 动 机
W2 U2 V2 U1 V1 W1
W2 U2 V2 U1 V1 W1
3. 电磁转矩的大小
T ∝ ，I2cos2
T = CTmI2cos2
T
=
KT
sR2U12 f1[R22＋(sX2)
2]
T ∝ U12
转子轴上输出的转矩为: T2 = T －T0 ≈ T
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第 6
章 三、转矩平衡
电
空载转矩：T0
动 机
输出转矩：T2 = T－T0 T
负载转矩：TL 当 T2 = TL 稳定运行
动Leabharlann Baidu机
p = 1 时：
电流变化一周
→ 旋转磁场转一圈
电流每秒变化 50 周
→ 旋转磁场转 50 圈
电流每分变化 (50×60) 周 → 旋转磁场转 3000 圈
p = 2 时：
电流变化一周
→ 旋转磁场转半圈
电流每秒变化 50 周
→ 旋转磁场转 25 圈
电流每分变化 (25×60) 周 → 旋转磁场转 1500 圈
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第 6
章 磁极对数为 p 时
电 动
n0 =
60 f1 p
机
f = 50 Hz 时，不同磁极对数时的同步转速如下：
p
12 3456
n0/(r/min) 3000 1500 1000 750 600 500
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第 6
章 3. 旋转磁场的转向
电 旋转磁场的转向为： U1
s 、P2 、 和 。
[解]
n0 =
60 f1 2
= 1 500 r/min
s=
n0－n n0
=
1 500－1 470 1 500
= 0.02
P2 = T2
2n 60
=
2×3.14 60
×91 ×1470 W = 14 kW
=
P2 P1
100%= 87.5 %
= P1 = 0.81
3U1LI1L
理想空载时: n = n0，s = 0 正常工作时: 0 < s < 1
转子电流的频率 f2
f2=
p(n1－n) 60
=
p n1 60
n1－n n1
= sf1 (转差频率)
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第 6
章 2. 电磁转矩的方向
电 电磁转矩的方向与旋转磁场的转向一致。
动 机
转子旋转的方向与旋转磁场的转向相同。
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第 6
章 6.3 三相异步电动机的基本结构
电
动
三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分
机 组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
电动机的外形
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第
6 章
一、定子
电 动
三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心 和定子绕组组成。
机
铁心
定子绕组
电 动
形成的磁场则是两对磁极，
机 即 p=2
U2 V2 W2 U3 V3 W3 U4 V4 W4
U1
V4
W4
W3
N
V1
U4
S
S
U2
V3
N
W1
W2
V2
U3
t = 0°
U1
V4
W4
W3
V1
SN
U4
U2
NS
V3
W1
W2
V2
U3
t = 90°
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第 6
章 2. 旋转磁场的转速
电 旋转磁场转速 n0 —— 同步转速
V1
W1
动 机
与三相绕组中的三相电流的相序 L1 → L2 → L3 一致
L1 L2 L3
L1 L2 L3
n0
n0
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第
6 章
二、工作原理
电 1. 电磁转矩的产生
动 机
右手定则
左手定则
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第 6 章
电 动
用右手定则判断
机
转子绕组中感应
电流的方向。
用左手定则判断 转子绕组受到的 电磁力的方向。
电工技术
第6章 电 动 机
6.1 电机概述 6.2 三相异步电动机的工作原理 6.3 三相异步电动机的基本结构 6.4 三相异步电动机的铭牌数据 6.5 三相异步电动机的机械特性 6.6 三相异步电动机的起动
6.7 三相异步电动机的调速
*6.8 单相异步电动机
*6.9 交流伺服电动机 *6.10 步进电动机 *6.11 三相同步电动机 *6.12 直流电动机 *6.13 电动机的选择
P2 = P1－P
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第
6
章
[例 6.2.1] 某三相异步电动机，磁极对数 p = 2，定
子绕组为三角形联结，接于 50 Hz、380 V 的三相电源上
电 动 机
工作，当负载转矩 TL= 91 N·m 时，测得 I1L = 30 A，P1= 16 kW，n = 1 470 r/min，求该电动机带此负载运行时的
当 T2 > TL 加速运行
当 T2 < TL 减速运行
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第 6
章 四、功率传递
电
动
输入的有功功率: P1 = 3 U1LI1L
机
= 3 U1PI1P
输出的机械功率:
P2 = T2
=
2 60
nT2
电动机的效率:
=
P2 P1
100%
功率损耗: P = PCu＋PFe＋PMe
U1
i
iU
iV
iW
V2
W2
O
t
U1 U2 通入 iU
V1 V2 通入 iV
W1
V1
U2
W1 W2 通入 iW
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第
6
章
i
电
O
动
机
U1
N
V2
W2
W1
V1
S
U2
t = 0°
5
iU
iV
iW
t
U1
V2
W2
S
N
W1
V1
U2
t = 90°
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第 6
章 每相绕组都用两个线圈串联组成： U1 V1 W1