电工电子通用课件十八

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,将公式中各量的计算式代入电磁转矩公式，即可得到电磁转矩的另一种表达形式：,电磁转矩,T,正比电源电压,U,1,2,的平方，反映了电动机的电磁转矩在,负载不变,情况下，其,大小取决于电源电压,的高低。但这并不意味电动机的工作电压越高，电动机实际输出的电磁转矩就越大。,上式说明，只要电机参数不发生变化，电磁转矩,电动机拖动机械负载运行时，,输出机械转矩的大小，实际上决定于来自于电动机轴上负载阻转矩的大小,。换言之，当电磁转矩,T,等于负载阻转矩,T,L,时，电动机就会在某一速度下稳定运行；若,T,T,L,，电动机就会加速运行；若,T,T,N,动力小于阻力,电机稳定运行状态被破坏,转速,n,下降,转差率,s,上升,转子电路感应电动势增加,电流,I,2,增大,定子电流,I,1,随之增大,电磁转矩,T,增大至,T,当,T,=,T,L,时,电动机转速重新稳定在,n,上，此时,n,n,。特性曲线的,N,点向右移。,显然，把转矩特性曲线旋转,90,后即可得到,机械特性曲线。,额定转速,最大电磁转矩,起动电磁转矩,分析,电机稳定运行在,T,L,=,T,N,。当负载减少时，,T,L,n,。沿特性曲线左移。,N,N,三相异步电动机运行在 额定状态下，当（,1),负载增大；,(2),电压升高；,(3),频率升高时，试分别分析电动机的转速和电流的,变化情况。,为什么增加三相异步电动机的负载时，定子电流会随之增加,？,你会做吗？,将三相绕线式异步电动机的转子三相绕组开路，问这台电动机能否转动,？,三相异步电动机中的气隙大小对电动机运行有何影响,？,检验学习结果,电动机的转矩与电源电压,之间的关系如何？若在运行过程中电源电压降为额定值的,60%,，假如负载不变，电动机的转矩、电流及转速有,何变化？,复习转速、转矩,一、转速：,1,，同步转速,n,0,=60f/p,2,，转子转速,n,1,=n,0,(1-s),二、转矩：电磁转矩,T=C,T,U,1,2,sR,2,/R,2,2,+(sX,20,),2,1,额定转矩,T,N,=9550P,N,/n,N,2,最大转矩,T,m,当,s,m,=R,2,/X,20,时，,T,m,=C,T,U,1,2,/(2X,20,),过载能力,m,=T,m,/,T,N,3,起动转矩,T,st,当,s=1,时，,T=C,T,U,1,2,R,2,/(R,2,2,+X,20,2,),起动能力,K,st,=,T,st,/T,N,三、转矩特性：,1,当,U,1,TI,2,ESn,2,当,f,n,s E I,2,T I,1,机械特性：,当,T,L,nsE,I,2,I,1,例题,有两台功率和额定电压都相同的三相异步电动机，一台的额定功率是,7.5KW,，额定电压,380V,，,n,N,=955r/min,，另一台电动机,n,N,=1450r/min,，分别求它们的额定转矩。,1.,三相异步电动机的起动,或电机容量在,10kW,以下，并且小于供电变压器容量的,20,异步电动机通电后，从静止状态到稳定运行状态的过渡过程称为,起动,。,全压起动也叫做,直接起动,。其,优点：,操作简单；,缺点：,起动电流较大，通常是额定电流的,47,倍，这么大,的起动电流将使线路电压下降，严重时影响同一,电网上的其它负载正常工作。,当电动机满足条件,5.3,三相异步电动机的控制,时，电动机可以直接加全压起动，称为,全压起动,。,(1)Y,降压起动,如果三相异步电动机不满足直接起动条件，就要采取,降压起动,的措施，以减小起动电流给电网和设备带来的不利因素。,即：电动机起动时定子绕组连成星形，起动后转速升高，当转速基本达到额定值时再切换成三角形连接的起动方法。,手柄上打，定子绕组,形,运行,手柄下打，定子绕组成,Y,形,起动,优点：,起动电流降为全压起动时的,1/3,；,QS,1,L,3,V,2,L,2,L,1,QS,2,FU,V,1,U,1,U,2,W,1,W,2,V,1,U,1,W,1,W,2,U,2,V,2,缺点：,起动转矩也降为全压起动时的,1/3,。,适用范围,正常运行时定子绕组为三角形连接，且每相绕组都有两个引出端子的电机。,三相异步电动机,Y-,起动器,闭合电源开关，为,电机通电做好准备,某三相异步电动机，接于线电压,=380V,的三相电源，已知电机,三相定子绕组,正常运行为,形,接法，额定电流,I,N,=20A,，刚起,动,瞬间电流与额定电流之比是,7,。,求：（1）接法时的,起,动电流,I,st,（,2,）,若,起,动时,电机,改为,Y,接法，求,I,stY,。,(1),已知,I,st,/,I,N,=7,，可得直接起动时的起动电流为：,(2),若改为,Y,形起动，根据前面所讲知识可得：,采用,Y-,起动，,显然,大大减小了起动电流对电网的影响。,(2),自耦,降压起动,利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低，以达到减小起动电流的目的。自耦变压器备有,40,、,60,、,80,等多种抽头，使用时要根据电动机起动转矩的要求具体选择。,运行时上打,与电机直通,起动时下打,通过自耦,变压器降压,QS,1,L,3,V,1,L,2,L,1,QS,2,FU,U,1,W,1,V,1,U,1,W,1,L,2,L,1,L,3,优点：,缺点：,具有不同的抽头，可以根据起动转矩的要求，比较方便的得到不同的电压。,设备体积大、成本高。,适用范围,适用于容量较大的电动机或不能用,Y-,降压起动的鼠笼式三相异步电动机。,三相自耦变压器,闭合电源开关，为,电机通电做好准备,(3),绕线式异步电动机的,起动,绕线式异步电动机,起动时，只要在转子电路中串入适当,的起动电阻,R,st,，就可以达到减小起动电流增大起动转矩的,目的。,绕线式异步电动机,目前用得更多的是在转子回路中接频,敏变阻器起动，此变阻器在起动过程中能自动减小阻值，,以代替人工切除起动电阻。绕线式异步机,价高维护难,。,绕线式异步电动机,起动转矩大的特点，使它广泛应用于,要求起动转矩较大的卷扬机、起重机等场合。,2.,三相异步电动机的调速,(1),改变极对数,p,，,实现有级调速；,由式可知，异步电动机的调速通过三种形式可实现：,三相异步电动机的转速公式：,(2),改变转差率,s,，,实现无级调速；,(3),改变电源频率,f,1,，,实现无级调速。,目前，第三种调速方法发展很快，且调速性能较好。其,主要环节是研制变频电源，通常由整流器、逆变器等组成。,用人为的方法使电动机的转速从某一数值改变到另一数值的过程称为,调速,。,3.,三相异步电动机的制动,电机断电后由于机械惯性总要经过一段时间才能停下来。为了提高生产效率及安全，,采用一定的方法让高速运转的电动机迅速停转，就是所谓的,制动,。,三相异步电动机常用的制动方法有以下几种：,(1),能耗制动,n,0,=0,当电动机三相定子绕组与交流电源断开后，把直流电通入两相绕组，产生固定不动的磁场,n,0,。,电动机由于惯性仍在运转，转子导体切割固定磁场产生感应电流。,载流导体在磁场中又会受到,与转子,惯性方向相反的电磁力,作用，由此使,电动机迅速停转。,能耗制动常用于生产机械中的各,种机床制动。,M,3,R,N,S,F,F,n,(2),反接制动,把与电源相接的三根火线中的任意两根对调，使旋转磁场改变方向，从而产生制动转矩的方法。,在电动机的定子绕组中通入对称三相交流电，,电动机顺时针转动。,改变通入定子绕组中电流的相序，旋转磁场反,向，转子受到与惯性旋转方向相反的电磁力，使,电机迅速停转。,反接制动适用于中型车床和铣床的主轴制动。,M,3,A,B,C,n,0,N,S,F,F,(3),再生发电制动,起重机快速下放重物，使重物拖动转子出现,n,n,0,情况时，电动机处于发电状态，此时在转子导体中感应电流，感应电流的方向与原电流方向相反，因此产生的电磁转矩方向也相反，这种制动称为再生发电制动。,nn,0,4.,三相异步电动机的选择,异步电动机应用很广，选用时应从技术和经济两个方面考虑。以实用、合理、经济和安全为原则，确保电动机安全可靠地运行。,(1),种类选择：,鼠笼式异步机一般用于无特殊调速要求的生产机械，如泵类、通风机、压缩机、金属切削机床等；绕线式异步机适用于,需要有较大的起动转矩，且要求在一定范围内进行调速的起重机、卷扬机、电梯等,。,(3),结构选择：,电动机根据使用场合可分为开启式、防护式、封闭式及防爆式等。使用时要根据电动机的工作环境选择，以确保电动机能够安全、可靠地运行。,(2),功率选择：,原则上要求电动机的额定功率等于或稍大于生,产机械的功率。,(4),转速选择：,综合考虑电动机和机械传动等诸方面因素，原则上应,根据生产机械的要求进行选择。,何谓起动？如何判断三相异步电动机能否直接起动,？,你会做吗？,三相异步电动机在满载和空载两种情况下起动，起动电流和起动转矩是否一样,？,一台,380V,、,Y,接的鼠笼式异步电动机，能否采用,Y-,起动？为什么,？,检验学习结果,鼠笼式三相异步电动机的降压起动方法有哪几种？调速和制动方法又有哪几种,？,例题,某异步电动机定子绕组为三角形连接，额定功率为,10KW,，额定转速为,2930r/min,，起动能力为,1.5,，额定电压为,380v,，若起动时轴上反抗转矩为额定转矩的,0.54,倍，问起动时在定子绕组上的电压不能低于多少？能否采用,Y-,起动？,作业,P117 8-9,