《机电控制技术》教学参考讲稿教案-第3章.doc

第3章 三相交流异步电动机教学要求了解三相交流异步电动机的基本结构、工作原理，旋转磁场的产生及同步转速的计算方法，掌握三相交流异步电动机的启动原理、制动原理及调速原理。教学重点三相交流异步电动机的基本结构、工作原理，旋转磁场的产生及同步转速的计算方法。教学难点三相交流异步电动机的启动原理、制动原理及调速原理。课时安排本章安排4课时。教学内容3.1三相交流异步电动机的结构及工作原理3.1.1三相交流异步电动机基本结构就结构而言，三相交流异步电动机和直流电动机基本相似，主要由定子和转子两大部分组成，定子是静止不动的部分，转子是旋转部分，在定子与转子之间存在一定的气隙。3.1.2三相交流异步电动机的工作原理三相交流异步电动机的转子之所以可以旋转，实现能量转换，是因为转子气隙内存在一个交变的磁场，通过电磁感应在转子绕组中产生感应电流，由于转子（相当于通电导体）在旋转磁场中会受到电磁力的作用，从而产生电磁转矩使转子旋转，因此，通常又把三相交流异步电动机称为感应电动机。3.1.3三相交流异步电动机的铭牌参数3.2三相交流异步电动机的运行特性3.2.1 三相交流异步电动机的固有机械特性三相交流异步电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定频率下，定子电路和转子电路按规定的接线外接的电阻和电抗为零时，其转速n与电磁转矩Tem之间的关系，用n=f(Tem)表示。3.2.2 三相交流异步电动机的人为机械特性由于三相交流异步电动机受磁路饱和、绝缘以及温升等因素的限制，因而只有采用降低定子电压时的人为机械特性。3.3三相交流异步电动机的启动3.3.1 三相交流异步电动机的直接启动直接启动就是直接加额定电压启动，也称为全压启动。这是一种简便的启动方法，不需要复杂的启动设备，但启动电流大，一般可达额定电流的47倍，所以只适用于小容量三相交流异步电动机的启动。3.3.2 三相交流异步电动机的降压启动降压启动就是在定子电路中串联电阻或电抗，用降低每相定子绕组上电压的方法来限制启动电流的一种启动方法。降压启动的目的是减小启动电流对电网的不良影响。3.4三相交流异步电动机的制动3.4.1三相交流异步电动机的能耗制动所谓能耗制动是指在切断三相交流异步电动机定子绕组的三相电源后，在其中通入直流电，以形成恒定磁场。感应电流与直流电产生的恒定磁场相互作用，产生电磁转矩的方向与三相交流异步电动机转子转动的方向相反，从而起到制动作用。3.4.2三相交流异步电动机的反接制动反接制动有两种情况：一种是保持定子电路中的旋转磁场不变，使转子反转，这种方法称为转子反转的反接制动；另一种是保持转子的转向不变，使定子电路中所产生的旋转磁场方向改变，这种方法称为定子两相反接制动。3.4.3三相交流异步电动机的反馈制动反馈制动是指当三相交流异步电动机的转速超过同步转速时，电磁转矩的方向与转子的运动方向相反，从而限制了转子的转速，起到了制动作用。3.5三相交流异步电动机的调速3.5.1 三相交流异步电动机的变极调速通过变换三相交流异步电动机定子绕组的联结方法，来改变同步转速的方法称为变极调速。变极调速就是通过改变三相交流异步电动机旋转磁场的磁极对数来调节转速的。其转速只能按阶跃方式变化，不能连续变化，因此，也称为有级调速。双速三相交流异步电动机的定子绕组的联结方式常有两种：一种是绕组从三角形联结变换成双星形联结，如图3-20(a)所示的联结方式变换成如图3-20(c)所示的联结方式，另一种是绕组从单星形联结变换成双星形联结，如图3-20(b)所示的联结方式变换成如图3-22(c)所示的联结方式，这两种联结方式都能使双速三相交流异步电动机产生的磁极对数减少一半，即使其转速提高一倍。图3-20 双速电动机的定子绕组的联结方式3.5.2 三相交流异步电动机的变转差率调速变转差率调速包括变压调速、转子电路串入电阻调速和串级调速。3.5.3 三相交流异步电动机的变频调速为了实现无级调速，可采用频率可调的变频电源。目前，应用较多的是交交变频器和交直交变频器。3.6 三相交流异步电动机的使用合理选择三相交流异步电动机关系到生产机械的安全运行和投资效益，可根据生产机械所需功率来选择它的容量，根据工作环境选择它的结构形式，根据生产机械对调速、启动的要求选择它的类型，根据生产机械的转速选择它的转速。主要概念旋转磁场固有机械特性人为机械特性能耗制动变频调速