电工学简明教程ppt课件

第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。第第 4 章电动机章电动机第 4 章电动机1第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。第第 4 章电动机章电动机4.1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造4.2三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理4.3三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析4.4三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性4.5三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动4.6三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速*4.7三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动4.8三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据4.9单相异步电动机单相异步电动机*4.10直流电动机直流电动机*4.11控制电机控制电机第 4 章电动机4.1三相异步电动机的构造4.2三相异2第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造异步电动机的应用非常广泛：异步电动机的应用非常广泛：在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重机械，矿山机械等。重机械，矿山机械等。在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。电电动动机机的的作作用用是是将将交交流流电电能能转转换换成成机机械械能能，电电动动机机分分交交流流电电动动机机和和直直流流电电动动机机两两大大类类，而而交交流流电电动动机机又又分分为为异异步电动机和同步电动机。步电动机和同步电动机。1异步电动机按电动机定子相数分：异步电动机按电动机定子相数分：三相异步电动机、单相异步电动机。三相异步电动机、单相异步电动机。2按电动机的转子结构分：按电动机的转子结构分：笼型异步电动机、笼型异步电动机、绕线型异步电动机绕线型异步电动机。4.1三相异步电动机的构造异步电动机的应用非常广泛：3第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。电动机的外形电动机的外形4.1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造电动机的外形4.1三相异步电动机的构造4第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图三三相相异异步步电电动动机机主主要要部部件件是是由由定定子子和和转转子子两两大大部部分分组组成成。此此外外，还还有有端端盖盖、机机座座、轴轴承承、风扇等部件。风扇等部件。三三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外5第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。端盖端盖机座机座三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图三三相相异异步步电电动动机机主主要要部部件件是是由由定定子子和和转转子子两两大大部部分分组组成成。此此外外，还还有有端端盖盖、机机座、轴承、风扇等部件。座、轴承、风扇等部件。端盖机座三三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组6第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图定子定子三三相相异异步步电电动动机机主主要要部部件件是是由由定定子子和和转转子子两两大大部部分分组组成成。此此外外，还还有有端端盖盖、机机座、轴承、风扇等部件。座、轴承、风扇等部件。三定子三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。7第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。三三相相异异步步电电动动机机的的基基本本结结构构示示意意图图定子定子转子转子轴承轴承端盖端盖机座机座三三相相异异步步电电动动机机主主要要部部件件是是由由定定子子和和转转子子两两大大部部分分组组成成。此此外外，还还有有端端盖盖、机机座、轴承、风扇等部件。座、轴承、风扇等部件。三定子转子轴承端盖机座三相异步电动机主要部件是由定子和转8第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。1定子定子三三相相异异步步电电动动机机的的定定子子是是由由机机座座、定定子子铁铁心心和和定定子子绕组组成。绕组组成。定子绕组定子绕组机座机座铁心铁心1定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组9第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成。定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成。定子硅钢片定子硅钢片定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成。定子硅钢片10第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。2转子转子绕绕线线型型转转子子铁铁心心与与绕绕组组根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转子。子。绕线型转子的电动机称绕线型电动机。绕线型转子的电动机称绕线型电动机。外接电阻外接电阻电刷电刷滑环滑环转子铁心转子铁心转子绕组转子绕组2转子绕根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转11第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。转转子子硅硅钢钢片片2转子转子转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。转2转子12第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。2转子转子笼笼型型转转子子笼型转子的电动机称笼型电动机。笼型转子的电动机称笼型电动机。笼笼型型转转子子是是由由嵌嵌放放在在转转子子铁铁心心槽槽内内的的导导电电条条组组成成，在在转转子子铁铁心心的的两两端端各各用用一一个个导导电电端端环环把把所所有有的的导导电电条条连连接起来。接起来。2转子笼型转子的电动机称笼型电动机。笼型转子是由嵌放在13第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子绕组定子绕组星形联结星形联结定子绕组定子绕组三角形联结三角形联结端子端子在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。U1U2V1V2W1W214第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。定子绕组定子绕组U1U2V1V2W1W2iU1iV1iW1uU1uV1uW1i1i2i3U1V1W1U2V2W2U1W2V1U2W1V2+设：设：电流的流入端用电流的流入端用+表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。定子绕组U1U2V1V215第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。定子绕组与转子绕组定子绕组与转子绕组转子绕组转子绕组定子绕组定子绕组U1W2V1U2W1V2+设：设：电流的流入端用电流的流入端用+表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示定子绕组与转子绕组转子绕组定子绕组U1W2V1U2W1V2+16第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.2三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理i1i2i3U1V1W1U2V2W2i1=Imsin ti2=Imsin(t 120 )i3=Imsin(t+120 )i1i2i3对称三相电流对称三相电流流入流入对称三相绕组。对称三相绕组。tiO4.2.1旋转磁场旋转磁场4.2三相异步电动机的工作原理i1i2i3U1V1W1U217第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.2.1旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生 tiOi1 t=0 U1W2V1U2W1V2i1=0i2 为为负负值值i3 为为正正值值NS0 i2i3设：设：电流的流入端用电流的流入端用+表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示4.2.1旋转磁场1旋转磁场的产生tiOi1t=18第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。t t=60 iU1W2V1U2W1V2NS60 i1=0i2 为为负负值值i3 为为正正值值i1i2i3O4.2.1旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生tt=60iU1W2V1U2W1V2NS60i119第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。t=90 U1W2V1U2W1V2NS90 i1 为为正正值值i2 为为负负值值i3 为为负负值值 tii1i2i3O4.2.1旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生t=90U1W2V1U2W1V2NS90i1 为正20第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。t=180 U1W2V1U2W1V2i1=0i2 为为正正值值i3 为为负负值值180 NS tii1i2i3O4.2.1旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生t=180U1W2V1U2W1V2i1=018021第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。t=0 U1W2V1U2W1V2NS0 N t=180 U1W2V1U2W1V2S180 t=90 U1W2V1U2W1V2NS90 t=60 U1W2V1U2W1V2NS60 1旋转磁场的产生旋转磁场的产生t=0U1W2V1U2W1V2NS0 Nt=22第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。空空间间相相差差 120 角角的的三三相相绕绕组组，通通入入对对称称三三相相电电流流时时，产产生生的的是是一一对对磁磁极极的的旋旋转转磁磁场场，当当电电流流经经过过一一个个周周期期变变化化时时，磁磁场场也也沿沿着着顺顺时时针针方方向向旋旋转转了了一一周周(在在空空间旋转的角度为间旋转的角度为 360)。综上分析可以得出：综上分析可以得出：空间相差 120 角的三相绕组，通入对称三相电流时，产23第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。tiiU1iV1iW10U1V1W1U2V2W2i1i390 60 0 U1W2V1U2W1V2NS0 U1W2V1U2W1V2NS60 U1W2V1U2W1V2NS90 i22改变旋转磁场的转向改变旋转磁场的转向tiiU1iV1iW10U1V1W1U2V2W2i1i3924第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。综上分析可以得出：综上分析可以得出：改改变变流流入入三三相相绕绕组组的的电电流流相相序序，就就能能改改变变旋旋转转磁磁场场的的转转向向；改改变变了了旋旋转转磁磁场场的的转转向向，也也就就改改变变了了三三相相异步电动机的旋转方向。异步电动机的旋转方向。综上分析可以得出：改变流入三相绕组的电流相序，就能改变旋25第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。3旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数 p旋旋转转磁磁场场的的磁磁极极对对数数 p 与与三三相相定定子子绕绕组组的的连连接接方方式式有有关。关。4旋转磁场的转速旋转磁场的转速 n0 电源的频率电源的频率 磁极对数磁极对数n0 的单位：转的单位：转/分分若若 f1=50 Hz，p=1n0=3000 r/min p=2n0=1500 r/min p=3n0=1000 r/min 3旋转磁场的磁极对数 p旋转磁场的磁极对数 p 与三相26第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.2.2电动机的转动原理电动机的转动原理SN n0ne(i)ff转子转子导体导体旋旋转转磁磁极极形形成成旋旋转转磁磁场场，旋旋转转磁磁场场的的转转速速也也称称为为同同步步转转速速。笼笼型型转转子子在在旋旋转转磁磁场场的的作作用用下下也也转转动动起起来来，其其转转向向与与旋旋转转磁磁场场的转向相同。的转向相同。4.2.2电动机的转动原理SNn0ne(i)f27第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.2.3转差率转差率 s转差率转差率0 s sN=0.015 0.06转子转速转子转速n=(1 s)n0 例例 1 已知已知 n=975 r/min，f1=50 Hz。求：。求：p、s、f2。解解 p=3s=n1 n n11000 975 1000=0.0254.2.3转差率 s转差率0 s Tst，不能起动。，不能起动。负载转矩负载转矩 T2 510.2 Nm，所所以能起动。以能起动。在在 U =0.9UN 时，时，T st=0.92 551.8 Nm=447 Nm 510.2Nm，所以不能起动。所以不能起动。(3)例 2在上题中：(1)如果负载转矩为 51049第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。(2)Ist =7IN 84.2 A=589.4 A在在 80%额定转矩时额定转矩时在在 50%额定转矩时额定转矩时(2)Ist=7IN 84.2 A=58950第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.6三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速调速方法调速方法变频调速变频调速(笼型电动机笼型电动机)变极调速变极调速(笼型电动机笼型电动机)变转差率调速变转差率调速(绕线型电动机绕线型电动机)4.6三相异步电动机的调速调速方法变频调速(笼型电动机)变51第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.6.1变频调速变频调速变频调速装置变频调速装置两种变频调速方式：两种变频调速方式：(1)f1 f1N 高高于于额额定定转转速速调调速速应应保保持持 U1 U1N，由由 U1=4.44 f1N1 知知，在在减减小小 f1 同同时时 减减小小，又又电电磁磁转转矩矩 T=KT I2 cos 2，T 也减小，是恒功率调速。也减小，是恒功率调速。4.6.1变频调速变频调速装置整流器f=50 Hz53第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.6.2变极调速变极调速改变极对数改变极对数 p 调速调速有级调速有级调速U11U21U12U22U11U12U21U22U2U1p=24.6.2变极调速改变极对数 p 调速有级调速U11U254第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。改变极对数改变极对数 p 调速调速有级调速有级调速4.6.2变极调速变极调速U11U1U2U12U21U22U11U21U12U22p=1改变极对数 p 调速有级调速4.6.2变极调速U11U155第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.6.3变转差率调速变转差率调速在在绕绕线线型型电电动动机机转转子子绕绕组组中中串串入入电电阻阻 R,可可改改变变转转差差率率 s 和转速和转速 n。sTO1TstTmsmR2R2smR2 R2TN1小范围无级调速小范围无级调速特点特点2R2 大大 特性变软特性变软4.6.3变转差率调速在绕线型电动机转子绕组中串入电阻56第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。*4.7三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动4.7.1能耗制动能耗制动QS运转运转制动制动RP+M3 SNnff制动时定子接入直流电源产生固定磁场制动时定子接入直流电源产生固定磁场，i2 受到阻转矩；当受到阻转矩；当 n0，i20，T0。制动制动：将动能将动能 电能电能 热能。热能。优点：能耗小，制动准确、平稳，不会反转。优点：能耗小，制动准确、平稳，不会反转。缺点：需要另外加直流电源。缺点：需要另外加直流电源。e2(i2)4.7.1能耗制动能耗制动*4.7三相异步电动机的制动4.7.1能耗制动QS运转57第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。QS正转正转制动制动将将三三相相中中的的任任意意两两相相对对调调，产生制动转矩，使产生制动转矩，使 M 停机。停机。优点：方法简单，制动效果好。优点：方法简单，制动效果好。缺点：能量消耗大。缺点：能量消耗大。旋转磁场与转子的相对转速旋转磁场与转子的相对转速为为 (n1+n)I2 I1。必必须须在在笼笼型型电电动动机机的的定定子子或或绕绕线线型型电电动动机机的的转转子子中中串串入入电电阻阻 R，以防止烧坏绕组。，以防止烧坏绕组。M3 R4.7.2反接制动反接制动QS正转制动将三相中的任意两相对调，产生制动转矩，使 M58第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.8三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据1功率功率 PN 额定运行时，轴上输出的机械功率。额定运行时，轴上输出的机械功率。输入功率输入功率 P1=PN/=3 UN IN cos 2电压电压 UN 额定运行时，定子绕组上应加的线电压。额定运行时，定子绕组上应加的线电压。3电流电流 IN 在在 UN、PN 时，时，流入定子绕组的线电流。流入定子绕组的线电流。4转速转速 nN 在在 UN、PN、IN 时，时，电动机转子的转速。电动机转子的转速。4.8三相异步电动机的铭牌数据1功率 PN 额定59第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.9单相异步电动机单相异步电动机单相相异异步步电动机机的的功功率率一一般般为几几至至几几百百瓦瓦常常用用于于功功率率不不大大的的电动工工具具(如如电钻、搅拌拌器器等等)以以及及众众多多的的家家用用电器器(如如电风扇、扇、电冰箱、洗衣机、抽油烟机等冰箱、洗衣机、抽油烟机等)。单相异步电动机单相异步电动机：定子只有一相主绕组的异步电动机。定子只有一相主绕组的异步电动机。单相异步电动机均采用笼型转子，但定子有所不同。单相异步电动机均采用笼型转子，但定子有所不同。4.9单相异步电动机单相异步电动机的功率一般为几至几百60第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。W1BSAiAiBA 为工作绕组，为工作绕组，B 为起动绕组，为起动绕组，在空间相隔在空间相隔 90。S 为离心力开关。为离心力开关。iA tiiB0iA=IAm sin tiB=IBmsin(t+90 )4.9.1电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机W1BSAiAiBA 为工作绕组，B 为起动绕组，iA61第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。iA=Imsin tiB=Imsin(t+90 )iA tiiB0两相绕组形成的旋转磁场两相绕组形成的旋转磁场n045 90 t=0 iA=0，iB 为为正正值值BA+iA、iB 均为均为正正值值 t=45+AB t=90 iA 为为正正值，值，iB=0+AB形成旋转磁场形成旋转磁场 iA=ImsintiB=Imsin(t+962第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.9.1电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机CBSAiAiB12改改变变电电容容 C 的的串串联联位位置置，可可使异步电动机反转。使异步电动机反转。将将 S 合向合向 1，iB 超前超前 iA将将 S 合向合向 2，iA 超前超前 iB4.9.1电容分相式异步电动机CBSAiAiB12改变63第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4.9.2罩极式异步电动机罩极式异步电动机 定子定子定子绕组定子绕组笼型转子绕组笼型转子绕组转子转子 1 和和 2 之之间间产产生生相相位位差差，形形成成一一个个向向罩罩极极部部分移动的旋转磁场。分移动的旋转磁场。i 1 2短路铜环短路铜环4.9.2罩极式异步电动机 定子定子绕组笼型转子绕组转64第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。三相异步电动机的单相运行三相异步电动机的单相运行若若三三相相异异步步电电动动机机运运行行时时断断了了一一根根线线，则则相相当当于于单单相相异异步步电电动动机机，称称为为三三相相异异步步电电动动机机的的单单相相运运行行，或或缺缺相相运行。运行。若若 n=0，则则不不能能起起动动，此此时时电电流流很很大大，时时间间一一长长，电动机将会被烧坏；电动机将会被烧坏；若若 n 0，则则能能够够继继续续转转动动，但但仍仍带带额额定定负负载载，电电流流势必超过其额定值，时间一长，电动机也将被烧坏。势必超过其额定值，时间一长，电动机也将被烧坏。三相异步电动机的单相运行若三相异步电动机运行时断了一根线65第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。*4.10直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机 将直流电能变为机械能。将直流电能变为机械能。1直流电动机的构造直流电动机的构造定子定子机座机座主磁极主磁极换向极换向极电刷电刷转子转子电枢铁心电枢铁心电枢绕组电枢绕组换向器换向器 直流电动机的特征直流电动机的特征转轴转轴*4.10直流电动机直流电动机 将直流电能变为机械能。66第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。主磁极主磁极励磁励磁绕组绕组转子转子转轴转轴定子定子转子转子电枢铁心电枢铁心 其槽孔中放置电枢绕组其槽孔中放置电枢绕组电枢绕组电枢绕组 产生感应电动势产生感应电动势转轴转轴 输入或输出机械功率输入或输出机械功率机座机座 起支撑作用起支撑作用；作为部分磁路作为部分磁路主磁极主磁极 产生主磁通产生主磁通换向极换向极 产生附加磁场，产生附加磁场，改善换向改善换向电刷电刷 引入或引出直流电引入或引出直流电换向器换向器 与电刷一起，共同完成与电刷一起，共同完成 直流电和交流电的转换直流电和交流电的转换换向极换向极换向绕组换向绕组主磁极励磁转子转轴定子转子电枢铁心 其槽孔中放置电枢绕组电67第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理UI 在在两两电电刷刷之之间间加加入入直直流流电电压压 U，则则在在绕绕组组中中产产生生电电流流 i，通通电电导导体体又又受受到到力力的的作作用用，产产生生电电磁磁力力矩矩。由由于于换换向向器器的的作作用用，在在 N(S)极极下下受受力力方方向向不不变变，使使电电枢枢旋旋转转起来。起来。导导体体与与磁磁场场之之间间的的相相互互作作用用，在在电电枢枢绕绕组组中中产产生生反反电电动势动势 e,与电源电压相平衡。与电源电压相平衡。f fSNii电刷电刷换向器换向器2直流电动机的工作原理UI 在两电刷之间加入直流电压 68第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。3转矩、电动势和电压平衡方程式转矩、电动势和电压平衡方程式电磁转矩电磁转矩T=KT Ia 电动势电动势E=KE n电压平衡方程式电压平衡方程式外加电源电压外加电源电压 U=E+IaRaE 与与 Ia 反向反向：每极磁通每极磁通Ia 电枢电流电枢电流E 为反电动势，为反电动势，并励电动机并励电动机MRfRfRaE IaIfI+Rst+UIa=U ERaRst：限制起动电流：限制起动电流Rf：改变励磁电流：改变励磁电流改变电枢电流或励磁电流方向实现电动机反转改变电枢电流或励磁电流方向实现电动机反转 +URstUfMERfRf+他励电动机他励电动机IaIf3转矩、电动势和电压平衡方程式电磁转矩T=KT Ia69第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。4调速调速T=KT Ia改变电枢电流或励磁电流方向，实现电动机反转。改变电枢电流或励磁电流方向，实现电动机反转。改改变变磁磁通通 (电电阻阻 Rf)或或改改变变电压电压 U 可可达到调速的目的。达到调速的目的。注意注意直直流流电电动动机机在在起起动动和和工工作作时时，励励磁磁电电路路一定要接通。一定要接通。并励电动机并励电动机MRfRfRaE IaIfI+Rst+U4调速T=KT Ia改变电枢电流或励磁电流方向，实现70第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。*4.11控制电机控制电机1.交流伺服电动机交流伺服电动机控控制制电电机机在在自自动动控控制制系系统统中中是是必必不不可可少少的的，其其主主要要任任务是转换和传递控制信号。务是转换和传递控制信号。4.11.1伺服电动机伺服电动机转子转子笼型转子笼型转子杯型转子杯型转子定子定子定子绕组定子绕组定子铁心定子铁心机座机座内定子内定子外定子外定子励磁绕组励磁绕组控制绕组控制绕组结构结构*4.11控制电机1.交流伺服电动机控制电机在自动71第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。C转子转子 两相定子绕组接线图两相定子绕组接线图1交流伺服电动机交流伺服电动机i ti1 i2O11 为励磁绕组，为励磁绕组，2 为控制绕组为控制绕组2交流伺服电动机是两相异步电动机。交流伺服电动机是两相异步电动机。i1 与与 i2 的相位差接近的相位差接近 90，产生旋转磁场。产生旋转磁场。改变改变的大小和相位，可控制电动机的转速和转向。的大小和相位，可控制电动机的转速和转向。为零，电动机立即停转。为零，电动机立即停转。+C转子 两相定子绕组接线图1交流伺服电动机iti1 72第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。+U2I2U1SM+直流伺服电动机直流伺服电动机2直流伺服电动机直流伺服电动机直直流流伺伺服服电电动动机机和和一一般般他他励励直直流流电电动动机机一一样样，为为了了减小转动惯量而做得细长。减小转动惯量而做得细长。励磁电压励磁电压 U1 一定，控制电压一定，控制电压 U2 加在电枢上。加在电枢上。改改变变电电枢枢电电压压可可改改变变转转速速，改改变变电电枢枢电电压压的的极极性性可可使使电电动动机机反转。反转。+U2I2U1SM+直流伺服电动机2直流伺服电动机73第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。W1W1 U1U1 V1V1 定子铁心定子铁心转子转子定子绕组定子绕组4.11.2步进电机步进电机步步进进电电机机利利用用电电磁磁铁铁的的作作用用原原理理将将电电脉脉冲冲转转变变成成直直线线位移或角位移。位移或角位移。通常用于数控机床、绘图机、自动控制和记录仪表等。通常用于数控机床、绘图机、自动控制和记录仪表等。步进电机的结构步进电机的结构定子定子定子铁心定子铁心(硅钢片叠成硅钢片叠成)定子绕组定子绕组转子：只有铁心，无绕组转子：只有铁心，无绕组W1W1 U1U1 V1V1 定子铁心转子定子绕组74第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。(V1)V1相通电相通电W1U1V1W1U1V1341230 通电顺序：通电顺序：U1 V1 W1 U1 (U1)U1相通电相通电W1U1V1W1U1V11 12 23 34 40 步进电机的工作原理步进电机的工作原理单单三三拍拍：每每一一次次只只有有一一相相绕绕组组通通电电，三三次次通通电电完完成成一一个循环。个循环。1单三拍单三拍每一拍转子转过的角度称步距角。每一拍转子转过的角度称步距角。反转通电顺序：反转通电顺序：U1 W1 V1 U1 (W1)W1相通电相通电W1U1V1W1U1V1341260 转子力图转到磁阻最小位置转子力图转到磁阻最小位置(V1)V1相通电W1U1V1W1U1V13412375第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。2六拍六拍(U1)U1相通电相通电W1U1V1W1U1V11 12 23 34 40(V1)U1V1相通电相通电W1U1V1W1U1V1341215(W1)V1相通电相通电W1U1V1W1U1V1341230 通电顺序：通电顺序：U1U1，V1 V1 V1，W1 W1 W1，U1U1反转反转通电顺序：通电顺序：U1U1，W1 W1 W1，V1V1V1，U1U12六拍(U1)U1相通电W1U1V1W1U1V11276第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。通电顺序：通电顺序：U1,V1 V1,W1 W1,U1 U1,V1 每次有两相绕组通电每次有两相绕组通电3双三拍双三拍步距角的大小与转子的齿数及通电的方式有关。步距角的大小与转子的齿数及通电的方式有关。步距角：步距角：=360ZrmZr：转子齿数：转子齿数；m：循环的拍数：循环的拍数。通电顺序：U1,V1 V1,W1 W1,U1 U77第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。实实际际需需要要步步距距角角较较小小(1.5)的的步步进进电电机机，所所以以其其齿齿数数较多。较多。U U1 1W1U1V1W W1 1V V1 1定定、转转子子齿齿距距相相等等，且且齿齿数数配合要恰当。配合要恰当。如：转子齿数如：转子齿数 Zr=40，齿距角齿距角 =9 Zr360 360 40实际需要步距角较小(1.5)的步进电机，所以其齿数较多78第第4 4章章 电动机电动机有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。步进电机的控制电路框图步进电机的控制电路框图脉冲脉冲分配器分配器功率功率放大器放大器步进步进电机电机负负载载输入脉冲输入脉冲脉脉冲冲分分配配器器：决决定定步步进进电电机机定定子子绕绕组组通通电电顺顺序序和和电电机转速的电路。机转速的电路。功功率率放放大大器器：分分配配器器输输出出的的脉脉冲冲信信号号必必须须经经过过功功率率放大，才能作为励磁电流送到步进电机定子绕组。放大，才能作为励磁电流送到步进电机定子绕组。步进电机的控制电路框图脉冲功率步进负载输入脉冲脉冲分配器79