电机与电器——交流电机3.pptVIP

第三章 交流电机 交流伺服电动机 交流伺服电动机 交流伺服电动机 交流伺服电动机一般为两相交流电机。转子有笼形和杯形两种。定子为两相绕组，并在空间相差90°电角度，一个为励磁绕组，另一个为控制绕组。 交流伺服电动机的工作原理 一、圆形旋转磁场 设两相对称绕组通入两相电流如下： 交流伺服电动机的工作原理 交流伺服电动机的工作原理 产生圆形旋转磁场的条件：两绕组产生的磁势相等即可， 即：NuIu=NvIv 若磁势不相等，则产生的磁场是椭圆形旋转磁场 交流伺服电动机的工作原理 二、椭圆形旋转磁场的分析——分解法 1、脉动磁场的分解 脉动磁场可以看做是椭圆形旋转磁场的椭圆度大到极端的情况。 通过分解法可以把一个脉动磁场分解为两个赋值相等、转速相同、转向相反的圆形旋转磁场的叠加结果。 交流伺服电动机的工作原理 2、椭圆形旋转磁场的分析 假设两相电流相位差90度，两相绕组对称，而电流幅值不等，则产生一个椭圆形磁场，设两相电流幅值之比为 则产生的两个磁场可以表示如下： 交流伺服电动机的工作原理 交流伺服电动机的工作原理 将以上所得磁场进行合成： 交流伺服电动机的工作原理 此时，相当于两个旋转磁场共同作用于转子上，产生的合成转矩使转子转动，两个磁场的大小关系取决于两相电流的幅值之比。 交流伺服电动机的控制方法 1、幅值控制 保持Uj不变，改变Uk的幅值以改变转速。 交流伺服电动机的控制方法 交流伺服电动机的控制方法 参与合成的每一条机械特性曲线： 特点：临界转差率大于1。 原因：交流伺服电动机 转子电阻都很大， 导致临界转差率 大于1 优点：调速范围宽， 可消除“自转”。 交流伺服电动机的控制方法 曲线合成结果：交流伺服电动机机械特性曲线。 交流伺服电动机的控制方法 以上曲线在第一象限内的部分就是电动机运行状态部分。 有效信号系数越小，磁场椭圆度越大，反向转矩越大，合成转矩在第一象限内的值就越小。 交流伺服电动机的控制方法 交流伺服电动机的控制方法 调节特性：当转矩一定时，控制电压与转速之间的关系。 （在机械特性曲线中，平行n轴做多条直线（M=C），将直线与曲线交点坐标在调节特性曲线坐标系中标出并连成线既得调节特性曲线。 交流伺服电动机的控制方法 交流伺服电动机的控制方法 （3)控制信号为0时的机械特性和“自转”现象 自转：伺服电动机在控制信号消失后仍继续旋转的失控现象称为“自转”。 显然,我们需要的是当控制信号为零时,转子的转速也为零,此时，只要转子旋转的方向和电磁转矩的方向相反,就可以实现此目的。 交流伺服电动机的控制方法 使电机制动到停止，从而消除“自转”增加转子电阻，使正向磁场产生最大转矩时的Sm+≥1，使正向旋转的电机在控制电压消失后的电磁转矩为负值，即为制动转矩，使电机制动到停止；若电机反向旋转，则在控制电压消失后的电磁转矩为正值，也为制动转矩， 交流伺服电动机的控制方法 2、相位控制 通过改变Uk与Uj之间的相位差来控制电机的转速和转向，幅值保持不变。 交流伺服电动机的控制方法 交流伺服电动机的控制方法 交流伺服电动机的控制方法 3、幅相控制 幅值-相位控制是指对幅值和相位差都进行控制，通过改变控制电压的幅值及控制电压与励磁电压的相位差来控制伺服电动机的转速。 单相异步电动机 单相异步电动机就是指用单相交流电源供电的异步电动机。单相异步电动机因其电源的方便而在家用电器、医疗器械以及工具中广泛使用。 单相异步电动机基本工作原理 单相异步电动机单绕组通电后产生的脉振磁场，可以分解为正、反向旋转的两个旋转磁场。因此，电动机的电磁转矩是由两个旋转磁场产生的电磁转矩的合成。 由于两磁场对称，所以合成转矩必过原点，且机械特性曲线关于原点对称。 单相异步电动机基本工作原理 单相异步电动机基本工作原理 机械特性具有下列特点： (1) 当转子转动时，n=0，T+ =T? ，T=0，表明单相异步电动机一相绕组通电时无起动转矩，不能自行起动。 (2) 旋转方向不固定时，由外力矩确定旋转方向，并一经起动，就会继续旋转。当n＞0，T＞0 时机械特性在第一象限，电磁转矩属拖动转矩，电动机正转运行。当n＜0，T＜0 时机械特性在第二象限，T仍是拖动转矩，电动机反转运行。 单相异步电动机的起动方法 单相异步电动机不能自行起动，必须设法使其起动。 因为两相绕组通以相位不同的电流产生旋转磁场可以起动电机 所以，单相电机起动方法：设法产生旋转磁场。 根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极电动机。 单相异步电动机的起动方法 分相式单相异步电动机起动的必要条件为： (1) 定子具有空间不同相位的两套绕组； (2) 两套绕组中通入不同相位的交流电流。 单相分相式异步电动机按起动方法