电机与电气控制技术课件

第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏书名：电机与电气控制技术第2版作者：许翏ISBN：978-7-111-28838-1出版社：机械工业出版社高职高专层次电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第二章三相异步电动机第一节三相异步电动机的结构与工作原理第二节三相异步电动机的空载运行第三节三相异步电动机的负载运行第四节三相异步电动机的工作特性第五节三相异步电动机的电磁转矩第六节三相异步电动机的机械特性电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第七节电力拖动基本知识第八节三相异步电动机的起动第九节三相异步电动机的制动第十节三相异步电动机的调速阅读与应用三相异步电动机的运行维护与故障分析第十一节单相异步电动机电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第一节三相异步电动机的结构与工作原理一、三相异步电动机的结构（一）定子（二）转子（三）分类与用途电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM三相定子绕组的接法电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM二、三相异步电动机工作原理（一）三相交流电的旋转磁场1．旋转磁场的产生电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM二极电动机旋转磁场的产生电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM四极电动机定子绕组结构和接线图电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM四极电动机旋转磁场电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM2．旋转磁场的转速Pfn1160f1=50Hz时的旋转磁场转速磁极对数P12345同步转速n1/r/min3000150010007506003．旋转磁场的旋转方向电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM（二）转子的转动1．转子转动的原理2．转子的转速n、转差率s与转动方向11nnnS电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM（一）三相异步电动机的铭牌三、三相异步电动机的铭牌及主要系列三相异步电动机型号Y112M-2编号××××4KW8.2A380V2890r/minLW79dB（A）接法防护等级IP4450HZ××KgZBK2007-88工作制B级绝缘××年××月××电机厂电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM（二）三相异步电动机主要系列1．型号2．额定值额定功率PN额定电压UN额定电流IN额定频率fN额定转速nN常用的Y系列异步电动机有Y（IP44）封闭式、Y（IP23）防护式小型三相异步电动机，YR（IP44）封闭式、YR（IP23）防护式绕线型三相异步电动机，YD变极多速三相异步电动机，YX高效率三相异步电动机，YH高转差率三相异步电动机，YB隔爆型三相异步电动机，YCT电磁调速三相异步电动机，YEJ制动三相异步电动机，YTD电梯用三相异步电动机，YQ高起动转矩三相异步电动机等几十种产品。电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第二节三相异步电动机的空载运行电动机空载运行是指电动机轴上没有带任何负载的运行状态。定子绕组中产生的感应电动势为：mKNfjE111144.4定子绕组中产生漏感电动势为：101XIjE电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM定子绕组电压平衡方程式：101110110111)(ZIEjXRIERIEEU当，则：110EZI11EUmKNfEU1111144.4或当电源电压为额定值时，每极磁通基本是一恒定值，负载变化时，其基本不变。电机与电气控制技术第2版ppt高职高专课件第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第三节三相异步电动机的负载运行当电动机轴上带上机械负载后，在开始的那一瞬间，转子所产生的电磁转矩小于负载转矩，转子减速旋转而旋转磁场的同步转速n1是恒定的，随着转子转速n的下降，转子与旋转磁场间的转速差（n1-n）增大，转子导体中的感应电动势和转子电流也将增大，于是电动机的电磁转矩随之增大，直至电磁转矩等于负载转矩时，转子就不再减速，而在较低转速下稳定运行。第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM一、转子各物理量与s的关系1．转子绕组感应电动势及转子电流的频率1111211122606060)(sfnPsnPnnnnnPf2．转子旋转时转子绕组的电动势E2E2s=4.44f2N2K2=4.44sf1N2k2=sE2mm第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM3．转子电抗X2S22122222SXLSfLfXS4．转子电流I2S22222222222)(sXRSEXREIsss5.转子电路的功率因数cos6.转子的旋转磁通势F2F2的空间转速，即相对定子的转速为n1222222)(cosSXRR第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM二、负载运行时的基本方程式1．磁通势平衡方程式2．电动势平衡方程式1111111111111)(ZIEjXRIEXIjRIEUSSSSSZIjXRIE222222)()(201FFF第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM3．功率转换过程与功率平衡方程式第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第四节三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性是指在f1=fN及定、转子绕组不串任何阻抗的情况下，电动机的转速n、定子电流I1、电磁转矩T、功率因数、效率与输出功率P2的关系曲线。一、转速特性n=f（P2）二、定子电流特性I1=f（P2）第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM三、功率因数特性=f（P2）四、转矩特性五、效率特性第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第五节三相异步电动机的电磁转矩异步电动机的转子电流与旋转磁场磁通相互作用，产生了电磁力和电磁转矩，在电磁转矩作用下驱使电动机旋转。一、电磁转矩的物理表达式22cossmTICT第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM二、电磁转矩的参数表达式由I2S==得22222)(SXRSE1244.4fEmKN22m1111111144.444.4KNfUKNfE222222)(cosSXRR22222121)(SXRSRfUCT第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM1．电动状态（0s1）22XRsmTm=22112XUfC22222211XRRUfcst第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM2.发电状态(s0)3.制动状态(s1)三．电磁转矩的实用表达式mmmssssT2NNmNmmnPTT9550)1(mmNmss其中:第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第六节三相异步电动机的机械特性电动机的曲线称为电动机的机械特性曲线。)(Tfn)(sfT)(Tfn曲线变换为曲线第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM一、机械特性曲线分析电动机的机械特性曲线上有四个重要特殊点：同步点、额定工作点、最大点与起动点。1）额定转矩TN2）最大转矩Tm3）起动转矩TstNNNNNNNnPnPPT9550602103第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM二、固有特性三相异步电动机的固有机械特性是指电动机工作在额定电压和额定功率下，定子绕组按规定方式联接，定子和转子电路不外接电阻等其它电路元件，由电动机本身固有的参数所决定的机械特性。第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM三、人为机械特性人为地改变异步电动机定子电压U1、电源频率f1、定子极对数P、定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或电抗中的一个或多个参数，所获得的机械特性，称为人为机械特性。1．降低定子端电压的人为机械特性第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM2．转子回路串对称三相电阻的人为机械特性第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第七节电力拖动基本知识一、电力拖动系统的运动方程式（一）单轴电力拖动系统运动方程式tnGDTTL3752第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM（二）电力拖动系统的运动状态1．当T=TL时，电力拖动系统处于静止或匀速运行的稳定状态。2．当TTL时，电力拖动系统处于加速过渡过程状态。3、当TTL时，电力拖动系统处于减速过渡过程状态。第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM二、电力拖动系统的负载与负载转矩特性负载转矩特性简称负载特性，它是指电力拖动系统的旋转速度n与负载转矩TL的函数关系，即n=f(TL)。不同生产机械在运动中所具有的转矩特性不同，大致可分为恒转矩负载特性、恒功率负载特性和通风机型负载特性三类。1．恒转矩负载特性1）反抗性负载转矩2)位能性负载转矩第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AMa)反抗性恒转矩负载特性b)位能性恒转矩负载特性第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM2．恒功率负载特性3．通风机型负载特性第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM三、电力拖动系统稳定运行的条件在电力拖动系统中，电动机的机械特性与负载转矩特性有交点，即T=TL这是系统稳定运行的必要条件。而电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：在T=TL处nTnTL第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM第八节三相异步电动机的起动一、三相笼型异步电动机的起动（一）全压起动（二）减压起动减压起动并不是降低电源电压，而是采用某种方法，使加在电动机定子绕组上的电压降低。第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5/13/202011:03AM1．定子串电阻或电抗减压起动第二章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片作者：许翏5