交流电动机原理课件

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1、交流电动机原理课件交流电动机原理课件机机 电电 传传 动动 控控 制制交流电动机原理课件交流电动机原理课件第六章第六章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 了解三相异步电动机的基本结构及工作原理；了解三相异步电动机的基本结构及工作原理；掌握三相异步电动机的机械特性；掌握三相异步电动机的机械特性；掌握三相异步电动机的连接方法和额定参数；掌握三相异步电动机的连接方法和额定参数；掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性；掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性；掌握实现三相异步电动机启动、调速和制动的各种方法及它们掌握实现三相异步电动机启动、调速和制动的各种方法及它们的使用

2、场所；的使用场所；交流电动机原理课件交流电动机原理课件61 三相异步电动机的基本结构和工作原理三相异步电动机的基本结构和工作原理 一、三相异步电动机的基本结构一、三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成 1轴承盖轴承盖 2-端盖端盖 3接线盒接线盒 4散热筋散热筋 5定子铁芯定子铁芯 6定子绕组定子绕组 7转轴转轴 8转子转子 9风扇风扇 10-罩壳罩壳 11轴承轴承 12机座机座 交流电动机原理课件交流电动机原理课件1.定子定子 定子由定子铁心、绕组定子由定子铁心、绕组以及机座组成。以及机座组成。2.转子转子 转子由铁心与

3、绕组组成。转子由铁心与绕组组成。交流电动机原理课件交流电动机原理课件 鼠笼式异步电动机转子绕鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条，组是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成。端环上而组成。线绕式异步电动机转线绕式异步电动机转子绕组是由线圈绕组放入转子绕组是由线圈绕组放入转子铁心槽内，并分为三相对子铁心槽内，并分为三相对称绕组，与定子产生的磁极称绕组，与定子产生的磁极数相同。数相同。交流电动机原理课件交流电动机原理课件二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理 1定子旋转磁场定子旋转磁场 交流电动机原理课件交流电动机原理

4、课件 时时01 tiB为负，为负，iC为正为正;iA=0 时时62Tt iA为正为正,iB为负为负;iC=0 时时33Tt iB=0iA为正，为正，iC为负为负;0A i 时时24Tt iB为正，为正，iC为负为负交流电动机原理课件交流电动机原理课件2旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向 如果将三相定子绕组中的任意两相对调，旋转磁场的方向就改变如果将三相定子绕组中的任意两相对调，旋转磁场的方向就改变交流电动机原理课件交流电动机原理课件3.旋转磁场的极数与旋转速度旋转磁场的极数与旋转速度 在交流电动机中，旋转磁场相对定子的旋转速度被称为同步速在交流电动机中，旋转磁场相对定子的旋转速度被称为同步速

5、度，用度，用n0表示。表示。p为极对数，为极对数，f为定子三相交流电的频率。为定子三相交流电的频率。pfn600 4.转转差率差率 S00nnnS 交流电动机原理课件交流电动机原理课件6 6.2.2 三相异步电动机的额定参数三相异步电动机的额定参数 一、一、三相异步电动机定子绕组的接法三相异步电动机定子绕组的接法 1两种接法两种接法 星型连接星型连接 三角形连接三角形连接 交流电动机原理课件交流电动机原理课件转差率：转差率：1固有机械特性固有机械特性 异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的

6、机械特性称为固有定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性。（自然）机械特性。根据根据 2202222)SX(RUSRT 00nnnS 二机械特性二机械特性 X20转子每相绕组的感抗转子每相绕组的感抗交流电动机原理课件交流电动机原理课件 0010 S,nn,T理想空载工作点：理想空载工作点：NNN,2SSnnTT 1,0,3st SnTT2202222stXRURKT 额定工作点：额定工作点：NnPTNN55.9 0N0NnnnS 启动工作点启动工作点 mmmax,4SSnnTT 202max2XUKT 202m/XRS 临界工作点临界工作点（1）（2）（4）（3

7、）pfn600 X20转子每相绕组的感抗转子每相绕组的感抗XL=2fL Xc1(2fC)交流电动机原理课件交流电动机原理课件 通常把在固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比通常把在固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比Nmaxm/TT 称为电动机的过载能力系数。它表征了电动机能够承受冲击负称为电动机的过载能力系数。它表征了电动机能够承受冲击负载的能力大小，是电动机的又一个重要运行参数。载的能力大小，是电动机的又一个重要运行参数。鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机 2.28.1m 线绕式异步电动机线绕式异步电动机8.25.2m 交流电动机原理课件交流电动机原理课件2人为机械特性人为机械特性 改

8、变改变定子电压定子电压U 定子电源频率定子电源频率f 定子电路串入电阻或电抗定子电路串入电阻或电抗 转子电路串入电阻或电抗转子电路串入电阻或电抗等，都可得到异步电动机的人为机等，都可得到异步电动机的人为机械特性。械特性。2202222)SX(RUSRT 00nnnS pfn600 交流电动机原理课件交流电动机原理课件 （1）降低电动机电源电压时的人为特性）降低电动机电源电压时的人为特性 Nmax2202222st202max0m0202m0260TTXRURKTXUKTnnnXRSpfn 0n不变不变mS不变不变maxT随着电压的减小而大大地减小随着电压的减小而大大地减小stT随着电压的减小而

9、大大地减小随着电压的减小而大大地减小交流电动机原理课件交流电动机原理课件（2）定子电路接入电阻或电抗时的人为特性）定子电路接入电阻或电抗时的人为特性 交流电动机原理课件交流电动机原理课件（3）改变定子电源频率时的人为特性）改变定子电源频率时的人为特性 fKfXTTXRURKTXUKTnnnXRSpfn1,26020Nmax2202222st202max0m0202m0注意到：注意到：fn 0fS/1m fT/1st 不不变变maxT交流电动机原理课件交流电动机原理课件 Nmax2202222st202max0m0202m0260TTXRURKTXUKTnnnXRSpfn 0nmaxT不变不变m

10、S随着串接电阻的增加而增大随着串接电阻的增加而增大，（4）转子电路串电阻时的人为特性）转子电路串电阻时的人为特性不变不变交流电动机原理课件交流电动机原理课件 63 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。（1）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。（2）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。（3）要求启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机）要求启动平滑，即要求启动时加

11、速平滑，以减小对生产机械的冲击。械的冲击。（4）启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便。）启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便。（5）启动过程中的功率损耗越小越好。）启动过程中的功率损耗越小越好。交流电动机原理课件交流电动机原理课件一、一、鼠笼式异步电动机的启动方法鼠笼式异步电动机的启动方法 1直接启动（全压启动）直接启动（全压启动）直接启动就是将电动机的定子绕组通直接启动就是将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器直接接入电源，在额过闸刀开关或接触器直接接入电源，在额定电压下进行启动。定电压下进行启动。特点：电动机定子绕组的工作电压和特点：电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等。启动电压

12、相等。对象：小容量电动机。对象：小容量电动机。交流电动机原理课件交流电动机原理课件2定子串接电阻或电抗器降压启动定子串接电阻或电抗器降压启动 特点：特点：启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合；启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合；不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机，不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机，若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。交流电动机原理课件交流电动机原理课件3Y-降压启动降压启动 ZUIstY31

13、ZUIst/31 所以所以 3ststYII Y-降压启动方法的特点：降压启动方法的特点：设备简单、经济、启动电流小；设备简单、经济、启动电流小；启动转矩小，且启动电压不能启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的场合；空载或轻载启动的场合；只适用于正常运行时定子绕组接线为只适用于正常运行时定子绕组接线为 的异步电动机。的异步电动机。交流电动机原理课件交流电动机原理课件4自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动 11212 NNUUK12KUU 特点：特点：与与Y-降压启动时情况一样，只是在降压启动时情况一样，只是在Y-降压启动时的降压启动时的K

14、为定值，而自耦变为定值，而自耦变压器启动时的压器启动时的K是可调节的。是可调节的。变压器的体积大、重量重、价格高、维修麻烦，且启动时自耦变压器处于变压器的体积大、重量重、价格高、维修麻烦，且启动时自耦变压器处于过电流（超过额定电流）状态下运行，因此，不适于启动频繁的电动机。过电流（超过额定电流）状态下运行，因此，不适于启动频繁的电动机。交流电动机原理课件交流电动机原理课件二、线绕式异步电动机的启动方法二、线绕式异步电动机的启动方法 鼠笼式异步电动机的启动转矩小，启动电流大，因此不能满足鼠笼式异步电动机的启动转矩小，启动电流大，因此不能满足某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。某些生产机械

15、需要高启动转矩低启动电流的要求。线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。1逐级切除启动电阻法逐级切除启动电阻法 交流电动机原理课件交流电动机原理课件6.4 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性37.560)1(PfSn只要改变只要改变U 、R、f、P就可就可攺变速度攺变速度2202222)SX(RUSRT 交流电动机原理课件交流电动机原理课件一、调压调速一、调压调速离心风机离心风机恒转矩恒转矩负载负载特点：特点：1）

16、无极调速）无极调速2）调速范围）调速范围窄窄采用高阻转子，采用高阻转子，同时采用转速同时采用转速负反馈实现调负反馈实现调压调速压调速交流电动机原理课件交流电动机原理课件一、调压调速一、调压调速特点：特点：1）无极调速）无极调速2）调速范围）调速范围窄窄采用高阻转子，采用高阻转子，同时采用转速同时采用转速负反馈实现调负反馈实现调压调速压调速闭环静特性交流电动机原理课件交流电动机原理课件二、转子串电阻调速二、转子串电阻调速针对线绕式异步电动机的起重设备上针对线绕式异步电动机的起重设备上特点：特点：1）有级调速）有级调速2）R越大，越大，耗能越大耗能越大交流电动机原理课件交流电动机原理课件三、三、改

17、变极对数调速改变极对数调速P=2P=1特点：特点：有机调速有机调速多速电机多速电机交流电动机原理课件交流电动机原理课件四、四、变频调速变频调速适用于鼠笼式电动机适用于鼠笼式电动机特点：特点：1）无极调速）无极调速2）调速范围宽）调速范围宽交流电动机原理课件交流电动机原理课件交流电动机原理课件交流电动机原理课件1.FR:触点闭合正向启动触点闭合正向启动 RR:触点闭合反向启动触点闭合反向启动最先选择的方向拥有最高优先权最先选择的方向拥有最高优先权当当FR触点断开时，运动方向开始改变触点断开时，运动方向开始改变若正向启动（若正向启动（FR）和反向启动（）和反向启动（RR）同时为高，则正向具有优）同

18、时为高，则正向具有优先权先权停车停车功能功能正向正向反向反向惯性惯性滑行滑行FRRR交流电动机原理课件交流电动机原理课件2.多段速度曲线控制多段速度曲线控制正向正向多段多段1多段多段2多段多段3正转正转R S TU V WM正转正转反转反转多段多段1多段多段2多段多段3COM交流电动机原理课件交流电动机原理课件65 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 一、反馈制动一、反馈制动 （发电制动、再生制动）（发电制动、再生制动）nn0n与与T反向反向交流电动机原理课件交流电动机原理课件65 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 一、反馈制动一、反馈制动 nn0n与与T反向反向

19、变极或变频调速时的反馈制动变极或变频调速时的反馈制动交流电动机原理课件交流电动机原理课件65 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 二、反接制动二、反接制动 n与与T反向反向任意两相相序反接任意两相相序反接1）电源反接制动）电源反接制动交流电动机原理课件交流电动机原理课件65 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 二、反接制动二、反接制动 n与与T反向反向转子串大电阻转子串大电阻只适于线绕式电动机只适于线绕式电动机2）倒拉反接制动）倒拉反接制动交流电动机原理课件交流电动机原理课件65 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 三、能耗制动三、能耗制动 n与与T反

20、向反向U=0交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器分类：分类：(1)非自动切换电器：依靠人力或其他外力来接通或切断非自动切换电器：依靠人力或其他外力来接通或切断电路，如刀开关、转换开关、行程开关等。电路，如刀开关、转换开关、行程开关等。(2)自动切换电器：按照指令、信号或参数变化而自动动自动切换电器：按照指令、信号或参数变化而自动动作，使工作电路接通和切断，如接触器、继电器、自动开作，使工作电路接通和切断，如接触器、继电器、自动开关等。关等。交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器

21、控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.1 非自动控制电器非自动控制电器1）开关）开关（1）刀开关）刀开关 Q刀开关动画刀开关动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.1 非自动控制电器非自动控制电器1）开关）开关（2）自动空气开关）自动空气开关-QF自动空气开关动画自动空气开关动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.1 非自动控制电器非自动控制电器2）转换开关）转换开关-SA交流电

22、动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.1 非自动控制电器非自动控制电器3）主令控制器）主令控制器-SL交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.1 非自动控制电器非自动控制电器4）按钮）按钮-SB按钮动画按钮动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.1 非自动控制电器非自动控制电器5）行程开关）行程开关-SA微动微动行程开关行

23、程开关动画动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.2 自动控制电器自动控制电器1）接触器）接触器-KM接触器动画接触器动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.2 自动控制电器自动控制电器2）中间继电器）中间继电器-KA交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.2 自动控制电器自动控制电器3）热继电器）热继电器-FR热

24、继电器动画热继电器动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.2 自动控制电器自动控制电器4）时间继电器）时间继电器-KT交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.2 自动控制电器自动控制电器4）时间继电器）时间继电器KT（1）通电延时型）通电延时型时间继电器动画时间继电器动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.2 自动

25、控制电器自动控制电器4）时间继电器）时间继电器KT（2）断电延时型）断电延时型时间继电器动画时间继电器动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.1 常用控制电器常用控制电器8.1.2 自动控制电器自动控制电器5）速度继电器）速度继电器-KS速度继电器动画速度继电器动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.2 继电器继电器-接触器自动控制的基本线路接触器自动控制的基本线路8.2.1 继电器继电器-接触器控制线路原理图的画法规则接触器控制线路原理图的画法规则交流电动机原理课件交流电动

26、机原理课件CY6140车床电气原理图车床电气原理图交流电动机原理课件交流电动机原理课件第第8章章 继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统 8.2 继电器继电器-接触器自动控制的基本线路接触器自动控制的基本线路8.2.2 继电器继电器-接触器基本控制电路接触器基本控制电路一、异步电动机的起停控制一、异步电动机的起停控制交流电动机原理课件交流电动机原理课件1.直接启停控制直接启停控制自锁控制动画自锁控制动画热继电器 FR的作用：过载保护熔断器FU 的作用：短路保护交流电动机原理课件交流电动机原理课件降压启动控制降压启动控制 1）星角降压启动）星角降压启动交流电动机原理课件交流电动机原理课件星角

27、启动动画星角启动动画降压启动控制降压启动控制 1）星角降压启动）星角降压启动交流电动机原理课件交流电动机原理课件二、异步电动机的正反转控制电路二、异步电动机的正反转控制电路交流电动机原理课件交流电动机原理课件二、异步电动机的正反转控制电路二、异步电动机的正反转控制电路交流电动机原理课件交流电动机原理课件三、异步电动机的制动控制电路三、异步电动机的制动控制电路1.电源反接制动电源反接制动交流电动机原理课件交流电动机原理课件三、异步电动机的制动控制电路三、异步电动机的制动控制电路1.电源反接制动电源反接制动反接制动动画反接制动动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件三、异步电动机的制动控制电路三、

28、异步电动机的制动控制电路2.能耗制动能耗制动能耗制动动画能耗制动动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件三、异步电动机的制动控制电路三、异步电动机的制动控制电路2.能耗制动能耗制动能耗制动动画能耗制动动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件四、行程的自动控制电路四、行程的自动控制电路SQ1和和SQ2称为换向行程开关称为换向行程开关SQ3和和SQ4称为限位保护行程开关称为限位保护行程开关交流电动机原理课件交流电动机原理课件四、行程的自动控制电路四、行程的自动控制电路往复运动动画往复运动动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件五、双速异步电动机的调速控制五、双速异步电动机的调速控制交流电动机原理课

29、件交流电动机原理课件五、双速异步电动机的调速控制五、双速异步电动机的调速控制双速电机双速电机按钮控制按钮控制交流电动机原理课件交流电动机原理课件六、其它基本控制电路六、其它基本控制电路 1点动与长动控制点动与长动控制连续与点动控制动画连续与点动控制动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件六、其它基本控制电路六、其它基本控制电路 1点动与长动控制点动与长动控制连续与点动（继电器控制）动画连续与点动（继电器控制）动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件六、其它基本控制电路六、其它基本控制电路 2多地点控制多地点控制多点控制动画多点控制动画交流电动机原理课件交流电动机原理课件六、其它基本控制电路六、其它基本控制电路 3顺序控制顺序控制交流电动机原理课件交流电动机原理课件六、其它基本控制电路六、其它基本控制电路 4联合控制与分别控制联合控制与分别控制