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第7章 交流电动机 第7章 交流电动机 本章要求： 第7章 交流电动机 电动机的分类： 7.1 三相异步电动机的构造 2.转子 三相感应电动机的结构 三相感应电动机的结构 鼠笼转子照片 绕线转子照片 鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较： 7. 2. 1 旋转磁场 三相电流合成磁场 的分布情况 3.旋转磁场的极对数P 4.旋转磁场的转速 7. 2. 2 电动机的转动原理 1. 转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7. 3. 1 定子电路 1.旋转磁场的磁通? 7. 3. 2 转子电路 1. 转子感应电势频率 f 2 2. 转子感应电动势E 2 4. 转子电流 I2 5. 转子电路的功率因数 cos?2 转子绕组的感应电流 7.4 三相异步电动机转矩与机械特性 7. 4. 1 转矩公式 7. 4. 2 机械特性曲线 三个重要转矩 2.最大转矩 Tmax 3. 起动转矩 Tst 4. 电动机的运行分析 5. U1 和 R2变化对机械特性的影响 1) U1 变化对机械特性的影响 2) R2 变化对机械特性的影响 2) R2 变化对机械特性的影响 7.5 三相异步电动机的起动 7.5.2 起动方法 Y－ ? 起动器接线简图 Y－ ? 起动器接线简图 Y－ ? 起动器接线简图 2）自耦降压起动 【例1】 解： 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机铭牌数据 2. 接法 4. 电流 作业 P238：7.4.1;7.4.4 7.6.2 变极调速 (有级调速) 变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性 能优异，因而正获得越来越广泛的应用。 A1 X1 A2 X2 i i P=2 · · A1 A2 X1 X2 · · N N S S A1 X1 A2 X2 i i ? ? P=1 采用变极调速方法的电动机称作双速电机， 由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对 调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床 等机床上。 A1 · · A2 X1 X2 S N T 0 0 T S 7.6.3 变转差率调速 (无级调速) 变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调 速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少， 缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种 提升、起重设备中。 n n ? ? TL TL S S ? ? 7.7.1 能耗制动 制动方法 机械制动 电气制动 能耗制动 反接制动 发电反馈制动 在断开三相电源的同时，给电动机其中两相 绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与 旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的 转距（制动转距），使转子迅速停止转动。 n F 转子 T ? n0=0 7.7.2 反接制动 停车时，将接入电动机的三相电源线中的意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。 M 3~ + - 运转 制动 ? RP M 3~ 运转 制动 ? n F 转子 T ? n0 7.7.3 发电反馈制动 当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速 时，旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生变 化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制 动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成 电能回送给电网。 n F 转子 T ? n0 n n0 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化 ? 定子感应电势频率 f 1? 转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率 f 2 ?旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 E2= 4.44 f 2N2? = 4.44s f 1N2? 当转速 n = 0(S=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有 E20= 4.44 f 1N2? 转子静止时 的感应电势 即E2= s E20 转子转动时 的感应电势 3. 转子感抗X 2 当转速 n = 0(S=1)时， f 2最高，且 X2 最大，有 X20= 2 ?f1L?2 即X2= sX20 转子绕组的感应电流 转子电路的功率因数 I2 cos?2 结论：转子转动时，转 子电路中的各量均与转 差率 S有关，即与转速 n有关。 S 1 I2, 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。 常数，与电 机结构有关 旋转磁场 每极磁通 转子电流 转子电路的 功率因