第6章 三相异步电动机
第6章 三相异步电动机的继电接触控制 习题参考答案

第6章三相异步电动机的继电接触控制习题参考答案6.1交流接触器有何用途,主要有哪几部分组成,各起什么作用?答:交流接触器主要用来频繁地远距离接通和切断主电路或大容量控制电路的控制电器。
它主要由触点、电磁操作机构和灭弧装置等三部分组成。
触点用来接通、切断电路;电磁操作机构用于当线圈通电,动铁心被吸下,使触点改变状态;灭弧装置用于主触点断开或闭合瞬间切断其产生的电弧,防止灼伤触头。
6.2简述热继电器的主要结构和动作原理。
答:热继电器主要由发热元件,双金属片和脱扣装置及常闭触头组成。
当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时,它便向上弯曲,因而脱扣,扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。
触点是接在电动机的控制电路中的,控制电路断开而使接触器的线圈断电,从而断开电动机的主电路6.3自动空气开关有何用途?当电路出现短路或过载时,它是如何动作的?答:自动空气开关是常用的一种低压保护电器,当电路发生短路、严重过载及电压过低等故障时能自动切断电路。
开关的自由脱扣机构是一套连轩装置,有过流脱扣器和欠压脱扣器等,它们都是电磁铁。
当主触点闭合后就被锁钩锁住。
过流脱扣器在正常运行时其衔铁是释放着的,一旦发生严重过载或短路故障时,与主电路串联的线圈流过大电流而产生较强的电磁吸力把衔铁往下吸而顶开锁钩,使主触点断开,起到了过流保护作用。
欠压脱扣器的工作恰恰相反,当电路电压正常时,并在电路上的励磁线圈产生足够强的电磁力将衔铁吸住,使料杆同脱扣机构脱离,主触点得以闭合。
若失压(电压严重下降或断电),其吸力减小或完全消失,衔铁就被释放而使主触点断开。
6.4 行程开关与按钮有何相同之处与不同之处?答:行程开关与按钮都有一组动断(常闭)静触点和一组动合(常开)静触点;行程开关是自动电器,依靠机械机构动作而改变触头状态,而按钮是手动电器,根据需要进行控制。
6.5在电动机主电路中既然装有熔断器,为什么还要装热继电器?它们各起什么作用?答:熔断器用以切断线路的过载和短路故障,当线路过载或短路时,由于大电流很快将熔断器熔断,起到保护电路上其他电器设备的作用。
第6章_6.3三相异步电机的各种控制电路

多重互锁
电气互锁较可靠,但不能直接反 向起动(需先停车后才能反向起动); 机械互锁虽能直接反向起动,但却不 太可靠,因此将电气互锁和机械互锁 组合在一起则成为多重互锁。 特点:既可直接反向,又较可靠 (主触头粘连时也能起到互锁作用)。 注意:主令控制器互锁,应采用 多重互锁(避免主令触头故障使互锁 失效)。
§6-3、电动 机的各种控制电路
§6-3、电动机的各种控制电路
一、电气控制原理图和安装接线图
在电气控制系统中,各种电机、电器等元件是按照生产工艺的要求,按照一定的 规律,由导线等联成电气线路,而表示电气电路图的方法有两种,即原理图和安 装接线图。
绘制原理图的原则
(1)所有电机、电器等元件都应采用统一规定的图形符号和文字符号来 表示。 (2)原理图一般分主电路和辅助电路两大部分。 (3)在原理图中,同一电器的不同部分(如线圈、触点)分散在图内不 同的部位,为易于识别,规定使用同一文字符号标明。 (4)在原理图中所有的触点均表示“正常状态”,所谓正常状态是指各 种电器在没有通电和没有外力作用时的状态。 (5)为安装和维修方便,电机和电器的各接线端都要用数字编号。
1175.空压机总是在空气压力低时能正常起动,但未到足够的高压值就停机。下述原因 哪种最可能______。 C A.低压继电器整定值太高 B.冷却水压低,此压力继电器动作 C.高压继电器整定值太低 D.低压继电器接到高压继电器的位置 1176.在被控对象的控制精度要求不高时,例如:海水柜水位控制只要保证水位在柜高 的3/4-1/2即可,常采取的最为简单、经济易行的控制方案______。 C A.计算机控制 B.随动控制 C.双位控制 D.模拟控制 1177.冷藏系统中的压缩机的起停控制是由双压力继电器(俗称“压力开关”)参与的 B 。当压力达到整定值下限时,压缩机应______。 A.起动 B.停止 C.报警 D.高压保护动作
第6章 异步电动机

电动机在运行过程中,其损耗的功率都变成热能而使电动机发热,同时电动机也向 周围环境放热。电动机的温度与周围介质的温差越大,其散热也越快。当电动机在 单位时间内向周围散发出的热量与其损耗功率所产生的热量相等时,电动机的温度 就不会再升高。电动机的温升指标是指允许电动机绕组温度高出周围环境温度的最 大温差。例如,我国规定环境温度以40℃为标准,若电动机的温升为75℃,则允许 电动机绕组的最高温度为(40+75)℃=115℃。 注意:由于实际测得的温度并非电动机绕组真正的最高温度,所以规定的电动机最 高允许温度比其所用绝缘材料最高允许温度要低。正常运行中的电动机,温升不会 超出允许值,只有在故障运行(如电源电压过低或电动机缺相运行)或过载运行时, 会由于工作电流超过额定值而导致电动机严重发热,这将影响电动机的实际寿命。
第6章 异步电动机
6.1 三相异步电动机
第6章 异步电动机
6.1 三相异步电动机
2. 旋转磁场的转速与转向 根据上述分析,电流变化一周时,两极(p=1)的旋转磁场在空间旋转一周,用f1表示 电流的频率,用n1表示旋转磁场的转速,则
对于四极(p=2)旋转磁场,电流变化一周,合成磁场在空间只旋转了半周,故有
第6章 异步电动机
6.1 三相异步电动机
笼式转子绕组是用铜条和铜环焊接成的笼形闭合电路,如图6-4a所示,由于转子绕 组的形状像鼠笼,故称笼式转子。 对于中小型电动机,为了降低成本,常见在槽中浇铸铝液,铸成如图6-4b所示的转 子,此类转子不仅制造简单而且坚固耐用。
绕线式转子结构如图6-5所示。通常把转子三相绕组的三个末端接在一起,组成星 形联结,三个首端分别接到固定在转轴上的三个铜滑环上,滑环除相互绝缘外,还 与转轴绝缘。在各个环上,分别放置着固定不动的电刷,通过电刷与滑环的接触, 使转子绕组与外加变阻器接通,以便起动电动机。但在正常运转时,把外加变阻器 转到零位,以使转子绕组的三个首端短接在一起。
电工学少学时第六章ppt课件

精选PPT课件
3
6.3 三相异步电动机的基本构造
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4
1.定子
铁心:由内周有槽 的硅钢片叠成。
A ----X 三相绕组 B ----Y
C---- Z
机座:铸钢或铸铁
精选PPT课件
5
鼠笼式
2.转子 绕线式
铁心:由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子
鼠笼转子
铁芯槽内放铜条,端
部用端路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子
p4
90
750(转/分)
可见: 旋转磁场转速n0精与选P频PT课率件 f1和极对数p有关。 26
p=1时
n0 60f1
i
(转/分) IImm
iA
iB
iC
工频:f150 Hz
0o
t
n0 300(转 0/分 )
A
NZ
Y B
CS
X
A
SZ
Y
B
C
N
X
精选PPT课件
A
NZ
Y B
CS
X
24
p=2时
C
Y A
N
•Z
•
X
B
S
S
B
X
•
Z • N C
A Y
Im i iA
t 0
iB iC
0
t
30 Y
C
S
A
N
Z •B
n0
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7
6.2 三相异步电动机的转动原理
精选PPT课件
8
一、旋转磁场
1.旋转磁场的产生
iA Im s int
定子对称三相绕组中通入 iB Im sint 120
6三相异步电动机学习课件PPT

sN=
n0-nN n0
=
3 000-2 940 3 000
= 0.02
(2) 定子三相绕组为三角形联结
I1P =
IN 3
= 42.2 3
A = 24.36 A
(3) 输入有功功率
P1N= 3 UN IN N = 3×380×42.2×0.89 W = 24.8 kW
(4)
效率
N =
PN 100% = P1N
例1:三相异步电动机 p=3,电源f1=50Hz,电机额定 转速n=960r/min。
求:转差率s
同步转速:n0
60 f1 p
60 50 3
1000
r
/ min
转差率: s n0 n 1000 960 0.04
n0
1000
转矩平衡
电机输出转矩T2等于电磁转矩T减去空载转矩T0。即:
c
载的变化而自动调整,这种 s=1 能力称为自适应负载能力。
T TL Ts Tm
启动: Ts>TL (负载转矩),电机启动
转速n,转矩T
c点:转矩达最大Tm ,转速n继续,T,沿cb走
b点:T=TL,转速n不再上升,稳定运行
若TL ,暂时T< TL,n s I2 T
例3:三相异步电动机,额定功率PN=10kW,
§6.1 三相异步电动机的结构与工
作原理
磁铁
磁场旋转
n0 f
n
N
ei
e方向用 右手定则
确定
f方向用 左手定则
确定
S
闭合 线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势
e B l v (右手定则)
磁感应强度 导线长 切割速度
电机及拖动基础第6章 三相异步电动机的电力拖动

73
6.5.2 异步电动机的反接制动分定子两相反接制动和 (1) (2)
74
图6.40 定子两相反接制动的电路图与机械特性
75
图6.41 转速反向反接制动电路图
76
图6.42 转速反向反接制动时的机械特征
77
78
79
6.5.3 回馈制动 当异步电动机在外力的作用下,使其转速n高 于同步转速n1,即n>n1时,电动机就进入回馈制
68
图6.38 电磁转差离合器机械特性
69
6.5 三相异步电动机的电磁转矩T与转速n方向相 同时,电动机处于电动状态,此时,电机从电网 吸收电能并转换为机械能向负载输出,电机运行 于机械特性的一、三象限。电动机在拖动负载的 工作中,只要电磁转矩T与转速n的方向相反,电 动机就处于制动运行状态,此时电机运行于机械 特性的二、四象限。
28
图6.13 异步电动机软启动器主电路原理图
29
6.2.4 为了改善鼠笼式异步电动机的启动性能,可以 改变转子槽形,利用“集肤效应”使启动时转子电 阻增大,从而增大启动转矩并减小启动电流,在正 常运行时转子电阻又能自动变小,基本上不影响运 行性能。
30
(1 (2
31
图6.14
32
图6.15 双鼠笼转子的结构与漏磁通
36
6.3.1 转子回路串电阻启动 绕线式异步电动机转子回路串电阻启动,线 6.17 过滑环和电刷串接对称电阻,然后将定子绕组接 通电源使电动机启动,随电动机转速的上升分段 减小电阻,直至电阻完全切除。待转速稳定后可
37
图6.18 异步电动机的转子电路及启动特性图
38
39
40
41
6.3.2 绕线式异步电动机转子回路串电阻启动,每级 都要同时切除一段三相电阻,所需开关和电阻器较 多,控制线路复杂,当级数较多时,设备更为复杂 和庞大,不仅增大投资,且维护麻烦。如果采用频
三相异步电动机的机械特性

第六章三相异步电动机的电力拖动§6-1 三相异步电动机的机械特性机械特性是指电动机转速n与转矩T之间的关系,一般用曲线表示。
欲求机械特性,先求T与n的数学关系式,称为机械特性表达式。
有三种表达式:一。
三相异步电动机机械特性的三种表达式(一)物理表达式此式清楚表明了T和、cos之间的关系,虽然、cos与n密切有关,但不能清楚反映T与n的关系。
(二)参数表达式电磁转矩由异步电动机的近似等效电路,得代入T的公式,即得参数表达式考虑到n=(1-s)n0,,即可由此式绘出异步电动机的机械特性曲线n=f(T),如图6-1所示。
机械特性的参数表达式为二次方程,电磁转矩必有最大值,称为最大转矩T m。
将表达式对s求导,并令,可求出产生最大转矩T m时的转差率S m图6-1机械特性曲线S m称为临界转差率。
代入T的公式则可得T m的公式式中正号对应于电动机状态,负号适用于发电机状态。
一般,故可得近似公式可见:(1)当电动机参数和电源频率不变时,T m ,而S m与U X无关;(2)当电源电压和频率不变时,S m和T m近似与(X1+)成反比;(3)增大转子回路电阻,只能使S m相应增大,而T m保持不变。
最大转矩T m与额定转矩T N之比称为过载倍数,也称过载能力,用K T表示:一般异步电动机K T=1.8~3.0。
对于起重冶金机械用的电动机,可达3.5。
异步电动机起动时,n=0,s=1,代入参数表达式,可得起动转矩的公式由此式可知,对绕线式异步电动机,转子回路串接适当大小的附加电阻,能加大起动转矩T st,从而改善起动性能。
对于鼠笼式电动机,不能用转子串电阻的方法改善起动转矩,在设计电动机时就要根据不同负载的起动要求来考虑起动转矩的大小。
起动转矩T st与额定转矩T N之比,称为起动转矩倍数K st:K st=一般电动机K st=1.0~2.0,对于起重冶金机械用的电动机为2.8~4.0。
(三)实用表达式参数表达式在理论分析时很有用,但定、转子参数在产品目录中找不到,使用起来不方便。
电机学第6章 三相异步电机的功率、转矩和运行性能

习 TN为额定负载转矩
TN=PN/ΩN
供学 ③ 起动点:s=1 ,n=0,转子 仅 静止,Tem= Tst 。
sm
R2
R12 X1σ X 2σ 2
Tmax
4f1 R1
m1 pU12
R12
X1σ
X
2 σ
2
2014/11/11
10
起动转矩的几个重要结论
用 Tst
2πf1[(R1
pm1U 12 R2' R2' )2 ( X1σ
很低;
用
使 • 随着负载电流增大,输入电流中的有功分量也增大,功率因数逐渐升
高;
习 • 在额定功率附近,功率因数达到
最大值。
学
供 • 如果负载继续增大,则导致转子
漏电抗增大(漏电抗与频率成正比
仅 ),从而引起功率因数下降。
2014/11/11
16
五、效率特性
P2
用 P2 pcu1 pcu 2 pFe p pad
供学习使 Tem
Pem 1
m1 pU12
R2 s
2f1
R1
R2 s
2
X1σ
X
2 σ
2
仅 1. Tem与U12成正比。
2. f1↑→ Tem ↓。
3. 漏电抗Xk↑→ Tem↓。
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6.2 交流电机的绕组
(4)分相
第一 对 磁极 第二 对 磁极 相带 槽号 相带 槽号
按单层 60相带排列表
A 1,2,3 A 19,20,21 Z 4,5,6 Z 22,23,24 B 7,8,9 B 25,26,27 X C Y 16,17,18 Y 34,35,36 10,11,12 13,14,15 X C
28,29,30 31,32,33
(5)组成线圈,构成-相绕组 单层绕组广泛应用于10kW 以下的小型异步电动机。 (6)连接其它两相
6.2 交流电机的绕组
单层绕组的优点:
(1)工艺简单,制造较容易; (2)下线方便,槽的利用率比较高 槽漏抗较大; 电动势波形不够理想
单层绕组的缺点是:
单层绕组广泛应用于10kW以下的小型异步电动机
A
B
三相单层同心式绕组展开图
(7)连接其它两相 同心式绕组用于q=4,6,8等偶数的2极小型三相异步电动机
中。
6.2Z 24 2 p 4 2a 2 的三相异步电动机定子绕组为例, 来说明三相单层链式绕组的排列及其构成原理连接步骤,并绘 制绕组展开图 (1)计算极距
p 360 Z
6.2 交流电机的绕组 (4)线圈(元件): 构成交流绕组的基本单元,它由一匝或多匝 导线串联而成。 (5)线圈节距 y1(第一节距) 一个线圈的两个有效边所间隔的距离称为线圈节距。 (6) 每极每相槽数 q
每个磁极下每相绕组有效边所占有的槽数。 Z q 2mp
(7)相带: 每一磁极下,每相绕组所占有的电角度
(6)额定功率因数: 电动机在额定运行时定子电路的功率因数。
(7)定子接线
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构 2.异步电动机的主要系列 我国生产的异步电动机主要产品系列有 (1)Y系列:笼型全封闭自冷式三相异步电动机
(2)YR系列:三相绕线式异步电动机
(3)YD系列:变极多速三相异步电动机 (4)YDT系列:通风机用多速三相异步电动机 (5)YB系列:防爆式笼型异步电动机 (6)YTD系列:电梯用多速三相异步电动机
Z p 360o 180o qa 2 pm Z m
6.2 交流电机的绕组 6.2.2 三相单层绕组及双层绕组 1.三相单层同心式绕组 同心式绕组是由几何尺寸和节距不等的线圈连成同心形状 的线圈组构成。现以一台三相单层绕组,定子槽数Z=24 ,磁
极数2p=2 ,每相支路数2a=2的三相交流电机为例,说明同心
以 Z 24 2 p 4 2a 2 的三相异步电动机为例,来说明 单层交叉式绕组的构成原理及连接步骤,并绘制绕组展开图。
(1)计算极距
Z 36 9 2p 4
Z 36 3 2mp 4 3
(2)计算每极每相槽数
q
(3)计算槽距角
p 360 2 360 20 Z 36
15,16 17,18
(5)组成线圈,构成一相绕组 (6)线圈组的端部连接 (7)连接其它两相
6.2 交流电机的绕组
链式绕组的优点: 每个线圈大小相等、节距相等,绕制方便,线圈端部连接 线较短,节省铜线。 链式绕组的缺点: 端部交叉多。 链式绕组主要用于q=2的4、6、8极小型三相异步电动机中。
6.2 交流电机的绕组 3.三相单层交叉式绕组
(3)槽距角
p 360 2 360 20 Z 36
6.2 交流电机的绕组 (4)选择节距
7 7 y1 9 7 9 9
(5)分相 按单层 60相带排列表
第一对 磁极 相带 上层边号 A 1,2,3 A 19,20,21 Z 4,5,6 Z 22,23,24 B 7,8,9 B 25,26,27 X 10,11,12 X 28,29,30 C 13,14,15 C 31,32,33 Y 16,17,18 Y 34,35,36
单相异步电动机 定子相数 三相异步电动机 绕线式 转子绕组形式 鼠笼式 大型 中型 小型 微型小功率电机 开启式 电机的防护形式 防护式 封闭式
分类
电机尺寸或功率
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构 3.三相异步电动机的工作原理
异步电动机的工作原理是通过气隙旋转磁场与转子绕组中
感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现能量转换的, 故异 步电动机又称为感应电动机。 转差率
笼型转子绕组
笼型转子(短路转子)
绕线型转子
可变电阻
铜条绕组
铸铝绕组
转子 绕组 电刷
1一铜导条 2一铜瑞环 3一铝端环 4一铝导体 5一风扇叶片
滑环
3.气隙
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构
6.1.3 三相异步电动机的铭牌及主要系列
1.铭牌 (1)额定功率 :电动机在规定的额定状态下运行时.转子轴 上输出的机械功率,单位为W或KW 。 三相异步电动机,额定功率可表示为:
e Bx lv Bmlv sin a Em sin t
有效值
6.2 交流电机的绕组 2.整距线圈的电动势 单匝整距线圈电动势的有效值为
Et1 2Ec1 4.44 f 1
整距线圈的电动势的有效值为
EC1 EC1 EC1 N y1 S EC1
Et 1
Ey1(y1 =τ) 4.44 fNc1
EC1 Et1
整距线圈电动势
6.2 交流电机的绕组 (3)短距线圈的电动势 单匝短距线圈的电动势为
Ey1(y1 =τ) 4.44ky11
式中,ky1 为基波电动势短距系数
Eu
短距线圈电动势的有效值为:
EC1
EC1
Ey1(y1 τ) 4.44 fNc ky11
6.2 交流电机的绕组
2.交流电机绕组的基本要求和分类 (1)对交流绕组的基本要求
① 三相绕组必须对称; ② 线圈的组成应遵循电动势相加的原则; ③ 波形好;
④ 有足够的机械强度和绝缘强度,散热条件好;
⑤ 制造简单,节省材料,工艺性好,维修方便。
相数 单相绕组
(2)交流绕组的分类
多相绕组 单层绕组 槽内层数 多层绕组 整数槽绕组 每极每相槽数 分数槽绕组
9-定子绕组
10-非轴伸侧端盖 11-风罩
12-风扇
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构
(1)定子铁心 1.定子 (2)定子绕组 (3)机座
X Y Z X Y Z
异步电动机的定子槽形
A B C A B C
X X Y Z
Y
Z
A
B
C A B C
半闭口槽
半开口槽
开口槽
定子三相绕组接线图
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构 (1)转子铁心 2.转子 (2)转子绕组 绕线型转子(滑环转子)
PN 3U N I NN cosN
(2)额定电压: 电动机额定运行时,规定加在定子绕组上的 线电压值, 单位为V或KV。 (3)额定电流:电动机外加额定频率、额定电压,轴上输出额 定功率时流入定子绕组的线电流,单位为A或 KA 。
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构
(4)额定频率: 我国工业电网标准频率为50Hz。 (5)额定转速: 电动机在额定电压、额定频率和额定负载下 的转子转速,单位是 r / min 。
6.2 交流电机的绕组 6.2.2 三相单层绕组及双层绕组 以
Z 36 2 p 4
2a 2
的三相异步电动机为例,来说明
三相双层交叠绕组的构成原理及连接步骤,并绘制绕组展开图。
(1)计算极距
Z 36 9 2p 4
(2)计算每极每相槽数
q Z 36 3 2mp 4 3
新世纪高职高专 电气自动化技术类课程规划教材
新世纪高职高专教材编审委员会 组编 主编 郑立平 张 晶 王文一 主审 孙建忠
第六章 三相异步电动机
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构 6.2 交流电机的绕组 6.3 三相异步电动机的运行 6.4 三相异步电动机的参数测定 6.5 三相异步电动机的功率和转矩 6.6 三相异步电动机的工作特性
Z 24 6 2p 4
(2)计算每极每相槽数
Z 24 q 2 2mp 4 3
(3)计算槽距角
p 360 2 360 30 Z 24
6.2 交流电机的绕组 (4)分相
第一对 磁极 第二对 磁极 相带 槽号 相带 槽号
按单层 60相带排列表
A 1,2 A 13,14 Z 3,4 Z B 5,6 B X 7,8 X 19,20 C 9,10 C 21,22 Y 11,12 Y 23,24
式绕组的排列及其连接步骤,并绘出绕组展开图。 (1)计算极距
Z 24 12 2p 2
(2)计算每极每相槽数
Z 24 q 4 2mp 2 3
6.2 交流电机的绕组 (3)计算槽距角
p 360 1 360 15 Z 24
(4)分相 按单层 60相带排列表
6.2 交流电机的绕组 3.交流绕组的几个基本术语
(1)极距
相邻磁极轴线之间沿定子内圆表面跨过的距离称为极距。 Z 2p (2)电角度 随时间按正弦规律变化的物理量交变一次经过 360 时间电角度。 电角度 = p 机械角度 (3)槽距角 :相邻两槽轴线之间的电角度称为槽距角。
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异步电动机的原理结构图
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构 4.三相异步电动机的三种运行状态 (1)电动运行状态 (2)发电运行状态 (3)电磁制动运行状态
6.1 三相异步电动机的基本工作原理及结构
6.1.2 三相异步电动机的结构
1-轴承
2-轴伸侧铺盖
3-转轴 4-转子铁心 5-吊环 6-定子铁心 7-出线盒 8-机座