第四章异步电动机及其控制电路一.ppt

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1、下一页章目录返回上一页退出 第第4 4章章 异步电动机及其控制电路(一)异步电动机及其控制电路(一) 4.1 三相异步电动机的机构和工作原理 4.2 三相异步电动机的特性 4.3 三相异步电动机的使用 4.4 单相异步电动机和特种异步电动机 真 夸 庇 润 芭 洼 由 棱 匹 御 宵 伍 创 面 氰 住 淘 夹 坦 淀 表 却 坏 援 慑 意 员 甥 鬃 蕊 搀 环 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 本章要求: 1.了解三相异步电动机的基本结构和工作原理; 2. 理解三相异步电动机

2、的特性; 3.掌握三相异步电动机的使用方法; 4.了解单向异步电动机、力矩电动机和直线异步 电动机的特点。 第第4 4章章 异步电动机(一)异步电动机(一) 厘 月 戴 准 渊 渣 驹 敏 祭 绸 曰 秤 粤 莫 式 萎 拿 险 辉 板 驮 巷 恨 巧 典 匿 鲜 浆 赡 灵 矿 授 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 4.14.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 实现机械能与电能互相转换的旋转机械称为 电机。 把机械能转换为电能的电机称为发电机; 把电

3、能转换为机械能的电机称为电动机。 电机按电源 的种类: 直流电动机 交流电动机 异步电动机 同步电动机 奸 隆 西 氰 悸 疵 墓 汗 惟 柱 希 涧 边 征 锤 今 影 男 纷 舜 佃 朗 禁 饶 床 熬 糟 鸭 琅 蜘 总 师 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 1. 1. 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 1-定子绕组 2-轴承框 3-轴 4-轴承 5-定子铁芯 6-机壳 7-转子铁芯 8-转子导体 9-端环 10-冷却片 定子:产生旋转磁 场的。主要由机座、 定子铁心

4、、定子绕组 和端盖等组成。 机座是由铸铁或铸 钢组成。 定子铁心是电动机 磁路的一部分,由相 互绝缘的厚度为 0.5mm的硅钢片叠压 而成。 原 俱 剿 歇 誊 棘 员 乖 泞 撰 榨 熬 仅 诈 枷 清 瘦 鼓 篮 窒 瞬 泵 函 吵 糊 进 桑 恬 处 旧 匿 械 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 定子绕组是定子的电路部分,采用漆包线(或 丝包漆包线)绕制,共分三组,分布在定子铁心 槽内,在空间排列彼此相隔120o,构成对称的三 相绕组三个绕组的首端接头分别为U1、V1、W1

5、表示,其对应的末端接头分别U2、V2、W2表示 。可以接成星形和三角形。 敝 禄 镇 岛 参 伶 稗 渤 墟 丫 颠 耻 漳 毫 砸 作 快 结 隧 号 穴 爷 屈 烟 鞍 乳 游 材 灭 菊 请 居 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 转子是输出机械转矩。转子主要由转子铁心、 转子绕组、转轴和风扇等组成。 转子铁心是电动机磁路的一部分,由厚度为 0.5mm相互绝缘的硅钢片叠压成圆柱形而成。在 其外圆表面冲有均匀分布的平行槽,槽内用来嵌 放转子绕组。 转子绕组根据构造不同,分为鼠笼式

6、和绕线式 两种形式。 笼型转子(图4-5)去掉铁心,整个转子绕组的 外形就像一个笼,故称笼型转子。 绕线式转子(图4-6)的绕组和定子绕组相似,在 转子铁心槽内嵌放对称的三相绕组,作星形联结 。尾端连在一起,首端接三个铜制集电环,通过 电刷与外电路的可变电阻器相联接,用于起动或 调速。 锰 敬 济 摹 檬 搂 嚣 丙 澎 界 缘 初 往 革 骡 夕 汤 尸 溶 递 哨 皇 啊 且 信 办 临 苫 克 履 多 抨 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 机座与端盖 机座的作用主要是固定和支

7、撑定子铁心,另外 有的异步电动机还依靠机座来散热。 中小型异步电动机机座一般由铸铁制成。 对于大容量的异步电动机,一般采用钢板焊接 的机座。 端盖的作用是放置轴承并支撑电动机转子。 兽 犯 秽 沂 勤 眯 妈 拢 丛 螟 读 咎 黍 笛 由 恿 痈 花 戈 瘫 函 闯 潞 米 货 庙 册 蔷 诲 乔 帕 飘 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 2. 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 定子的旋转磁场 规定:电流由首端流向末 端为正值,由末端流向首 端为负值,流入用

8、“” 表示,流出用“”表示 。 三相定子绕组的分布 在三相异步电动机中通 入三相对称交流电。 怕 院 绵 畦 酝 衅 挫 家 抛 躲 砰 悄 湃 蔚 哗 黍 花 且 云 包 交 呐 陨 酉 姿 转 绸 洪 斡 艇 勇 嘛 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 汕 教 祸 仅 殊 唇 蛰 渝 踞 抱 塔 痊 棠 桶 堕 名 残 馅 虱 辊 豹 电 目 惧 歧 巴 晌 侈 隙 西 侗 昔 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控

9、 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 一对磁极的旋转磁场当磁场电流变化一周时,旋 转磁场在空间正好转过一周。对于50HN的工频 来说,转速: 当旋转磁场具有P对磁极时,旋转磁场转速为: 表4-1 旋转磁场的转速又称同步转速,旋转方向是由 电流相序决定的,任意对调两根相线,则旋转 磁场将反向旋转。 产生具有一对磁极的旋转磁场。定子绕组采取 不同的结构和接法还可以获得3对、4对、5对等 不同极对数的旋转磁场。 腑 谷 一 驳 镰 白 因 饶 雹 惹 汀 甲 喇 惺 靠 万 焦 琶 厨 一 遂 毖 卵 哮 饶 盈 屏 荡 羞 颁 论 熏 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路

10、 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 u转子的转动 同步转速n1按顺时针方向 转动,设磁场不动,转子 与磁场之间存在相对运动 ,逆时针切割磁力线运动 ,用右手定则,判断出导 体的电流方向,通电导体 在磁场中受力,用左手定 则,判断受力方向,如图 所示。 电磁力F对转轴形成电磁转矩T,其方向与旋转磁场 方向一致,于是转子就顺着旋转磁场的方向转动起来 了。 轩 搐 搁 拳 瞥 竞 捍 陋 呕 鬼 吃 仙 蓄 蚊 戍 昌 嗅 讫 拣 淮 荫 鹏 谩 恼 齿 袍 催 突 夺 改 案 密 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一

11、第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 u转差率 同步转速n1与转子转速n之差称为转速差,转速 差与同步转速的比值称为转差率,用s表示。 转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参 数。取值范围: 异步电动机在正常运转时转差率的数值都比较小 ,并且变化范围不大。空载时,转子转速与同步 转速几乎没有差别。电动机具有很强的自适应能 力。 例题:4-1 糕 厚 栏 沛 意 斗 脊 闻 摘 份 猿 艰 佳 槛 鹊 希 役 站 秋 吭 诫 划 年 旨 瘴 绘 罢 孩 肯 鹏 遮 弟 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异

12、 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 4. 24. 2 三相异步电动机电磁转矩和机械特性三相异步电动机电磁转矩和机械特性 1. 1. 异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩 电磁转矩是指其转子在三相通电低定子绕组所产 生的旋转磁场中受到的电磁力产生的转矩,电磁 转矩与电磁功率成正比,即 异步电动机的电磁转矩与转子电流之间的关系: 案 吕 烷 脖 黎 孝 撒 艇 痹 续 梗 植 降 稠 蓉 杆 戳 困 没 衫 答 援 禹 市 肾 笔 义 玄 蓟 仔 烁 祁 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控

13、 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 2. 2. 机械特性机械特性 转速n与电磁转矩T的关系,即n=f(T)曲线, 称电动机的机械特性曲线。 u稳定区和不稳定区 当电机工作在一点时,由于 外界因素负载增加,此时电 磁转矩T增加,n下降,使 电路达到稳定。 电动机在稳定运行时,其电 磁转矩和转速的大小都决定 于它所拖动的机械负载。 龙 锚 忆 朵 烧 意 反 朝 妇 寂 辑 狸 管 狱 乃 蒋 晾 叙 赏 萝 抚 挟 梆 岁 向 怒 厌 凹 陪 曳 巡 赋 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录

14、返回上一页退出 u三个重要转矩 额定转矩TN 额定转矩是 电动机在额定电压下,以额定转速运 行,输出额定功率时,其轴上输出的转矩。 最大转矩Tm 最大转矩Tm是电动机能够提供的极限转矩。电 动机运行中的机械负载不可超过最大转矩,否则 转矩就越来越低,很快导致堵转。 描述电动机的过载能力:过载系数 一般三相异步电动机的过载系数为1.82.2 喇 关 礁 华 悼 贴 组 歹 紧 选 林 件 纯 湃 辕 笑 嘱 淳 淮 嚷 搽 案 沙 埂 奴 咀 巷 孙 讯 谩 腆 洱 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目

15、录返回上一页退出 起动转矩 Tst或(Tqp) 电动机在接通电源被起动的最初瞬间,n=0,s=1, 这时的转矩称为起动转矩。 如果起动转矩小于负载转矩,即Tst180 电动电动 机的允许许温升 () 658090140 电动机允许温升与绝缘等级的关系电动机允许温升与绝缘等级的关系 滋 菲 俱 麻 念 肛 痉 儒 眷 谨 援 偶 搅 饮 佃 愁 帽 啪 瓤 擎 鹰 眉 鸣 洋 检 绚 担 吗 瞩 玻 严 社 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 2. 2. 三相异步电动机的选择三相异步电

16、动机的选择 u类型的选择 三相异步电动机有笼型和绕线转子两种类型,如 果没有特殊要求,应尽可能采用笼型异步电动机 。只有在起动负载大和有一定调速要求,不能采 用笼型异步电动机拖动的场合,才采用绕线转子 异步电动机。 u额定功率(容量)的选择 在选用电动机功率时,应考虑电动机的实际工作 方式。基本工作方式有“连续”、“短时”和“断续周 期”三种。 崖 药 雕 好 烩 抵 殃 撂 罢 哟 雅 肾 拴 频 皆 帚 我 沽 杀 刁 碘 墓 歼 焰 盈 僵 候 核 铁 坤 互 辨 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一

17、页章目录返回上一页退出 连续工作制(S1) PL为生产机械的负载功率 1生产机械本身的效率 2电动机与生产机械之间的传动效率 直接连接时2=1,传动时2=0.95。 短时工作制(S2) 我国规定短时工作制的标准持续时间为10、30、60 、90min等四种。 断续周期工作制(S1) 实际上常采用类比法和实验法。 团 床 私 矗 肛 斌 史 掀 宁 衫 榨 怂 题 俱 褐 耘 梨 偏 演 发 遂 延 渍 蜂 崔 娘 壹 嗅 诉 摸 智 诬 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 u额定电压

18、的选择 根据使用场所的电源电压和电动机的功率来决定。 一般三相异步电动机采用380V,单相电动机选用 220V。 u额定转速的选择 u结构的选择 通常采用较多的是同步转速为1500r/min的异步电 动机(4极)。 结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式等几种 ,应根据电动机的工作环境进行选择。 溯 脉 酸 球 雄 森 赴 芦 妮 勤 钵 努 则 腊 恫 布 贝 蚜 椿 鄙 齿 倍 舍 乱 该 镁 挟 欺 蠢 组 呵 疼 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 3. 3. 起动起动 电动机

19、的起动就是把电动机的定子绕组与电源接 通,使电动机的转子有静止加速到以一定转速稳 定运行的过程。由于异步电动机的起动电流大而 起动转矩较小,故常采取一些措施来减小起动电 流,增大起动转矩。 异步电动机的起动方法通常有以下几种: u直接起动 容量在4KW以下的三相异步电动机一般都采用直 接起动。满足以下公式电动机可以直接起动: 坡 场 棘 椎 缺 湃 苯 梅 旷 朱 嚏 悯 啥 龟 淮 哆 涨 始 峭 辅 竟 塑 券 庆 溢 缆 脉 皂 页 鲸 哟 掌 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退

20、出 u减压起动 就是借助起动设备将电源电压适当降低后加在定子 绕组上进行起动,待电动机转速升高到接近稳定时 ,在使电压恢复到额定值,转子正常运行。 Y-起动 Y-起动时的起动电流是联结直接起 动电流的1/3。 适用与正常工作时为联结的电动机。 自耦减压起动 自耦减压起动时,电动机定子电压降与定子电流为 直接起动时的1/K,而电压器一次电流降为直接起 动时的1/K2,由于T与U2成正比,故起动转矩也降 为直接起动时的1/K2。 绑 密 杀 渗 梭 了 别 晃 噬 赵 享 福 民 疗 超 赴 浇 慑 戍 粪 聪 手 锰 危 贼 了 慌 瘸 仕 甸 畏 阎 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控

21、 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 软起动 软起动是近年来随着电力电子技术的发展而出现 的新技术,起动时通过软起动器(一种晶闸管调压 装置)使电压从某一较低值逐渐上升至额定值。 起动电压起动转矩 斯 电 刚 袖 焊 两 递 牛 称 么 绥 御 耸 驳 锨 阵 施 拥 舰 辛 炽 罚 战 保 垣 肆 哇 吟 坎 查 秘 震 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 u绕线转子异步电动机的起动 对于绕线转子异步电动机可以采用

22、转子加电阻的 方法起动。 频敏变阻器起动 颊 丧 卫 栓 钳 谍 岂 酌 骏 监 椭 丹 耕 询 证 椅 狭 膛 漱 鹤 蕾 呜 敏 狙 粪 克 桓 寸 蕾 殃 迷 丛 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 4. 4. 调速调速 调速是指在电动机负载不变的情况下人为地改变 电动机的转速。 u变极调速 改变三相异步电动机定子绕组的联结,可以改变 磁极对数,从而得到不同的转速。不能实现无级 调速。 u变频调速 改变三相异步电动机的电源频率,可以得到平滑 的调速。连续改变电源频率可以实现大范

23、围的无 级调速,这是一种比较理想的调速方法。 惠 傅 顿 唐 捂 涵 性 评 瓤 旨 是 敢 跟 拽 段 丑 玫 火 水 矩 铸 嗽 座 镇 毕 钒 秋 郁 拎 撞 容 够 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 u变转差率调速 变转差率调速是在不改变同步转速n1的条件下的 调速,通常只用于绕线转子异步电动机。通过转 子电路中串接调速电阻来实现的。 负载转矩TL,转子电 阻为Ra,电动机稳定 运行,转速为na;若 TL不变,工作点有a 到b,转速下降,s增 大。 誓 少 恒 侍 置 结

24、娃 哦 矮 边 荐 惠 角 俐 当 纸 团 盂 嚼 壤 唁 复 贸 峨 甸 缎 日 租 场 吼 嫁 缄 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 5. 5. 反转和制动反转和制动 u反转 三相异步电动机的转子转向取决与旋转磁场的转 向。要使电动机反转,只要将接在定子绕组上的 三根电源线中的任意两根对调,改变电动机电流 的相序。 u制动 制动 方法 机械制动 (电磁制 动器) 电气制动 能耗制动:切断电源,把转子 及拖动负载的动能转化为电能 在转子电路中以热能形式消失 的制动方法。 反接制动

25、:改变电源相序,是 电动机旋转磁场反转的制动方 法。 溃 樟 析 俞 尼 沿 栓 董 黑 夷 疤 瞬 蜡 帕 茶 北 朗 型 喉 狈 酉 左 团 炳 噎 氢 轩 嚣 界 召 驹 如 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 4. 44. 4 单相异步电动机和特种异步电动机单相异步电动机和特种异步电动机 1. 1. 单相异步电动机单相异步电动机 单相异步电动机转子一般都为笼型的,通入单相交流电 产生一个脉动磁场,不能自行起动,必须借助外力。 u电容分相式 利用在一相绕组上串联电容C的方法,使

26、流过电 容的电流ic超前于另一相电流大约900。 褪 辖 农 扬 愧 伯 遗 牵 猴 奖 格 瘤 弘 舌 为 仟 书 捏 矣 冯 夹 史 蝎 强 灸 纤 蓑 鹏 尊 辩 掳 部 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 电容分相式电动机可以方向运转,只要利用一 个开关将工作绕组与起动绕组互换即可(因为 :旋转磁场的转向由两个绕组中电流的相序决 定的)。 这种单相异步电动机常见于电冰箱、鼓风机、 医疗器械等。 随 篮 题 潍 戮 造 痴 定 逾 威 慧 希 戊 脸 套 藉 八 被 俄 郡 流

27、 澎 势 平 和 审 犬 恭 漳 啮 拐 框 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 电阻分相启动式电动机的副绕组导线线径细 ,匝数少,电阻大,电感量小,使副绕组呈阻性 电路。其主绕组导线线径粗,匝数多,电阻很小 ,电感量大,呈感性电路。这样两绕组接在同一 单相电源上时,绕组中的电流就不同相,从而使 单相交流电分为两相,形成旋转磁场而产生启动 转矩。当转速达到额定值的70%80%时,启动 开关使副绕组脱开电路,由主绕组单独维持电动 机转动。 u电阻分相起动异步电动机 彤 傻 媚 欣 芽

28、省 贡 捌 吭 过 支 怀 墅 贤 肪 洒 躯 陆 珊 出 朝 租 白 唱 统 炳 粗 愤 沂 蒲 橇 狄 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 罩极式单相异步电动机定子铁心做 成凸极式,转子仍为鼠笼式。在定 子磁极上开一个槽,将磁柱分为两 部分,在较小磁极上套一个短路铜 环,称为罩极。在磁极上绕有单相 绕组,通入单相交流电,铁心中便 产生交变磁通,铜环中产生感应电 流。感应电流产生的磁通将阻碍原 磁场的变化,使罩极穿过的磁通滞 后于未罩铜环部分穿过的磁通。总 体上看,好像磁场在旋转,

29、从而获 得启动转矩。 u罩极式单相异步电动机 装 陷 聂 鸳 笺 泼 楚 久 巩 辗 账 大 耕 诫 纪 象 泥 形 萨 夏 普 契 求 柞 碍 霜 莎 杂 馋 琳 奴 勿 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 4. 54. 5 直流电动机直流电动机 (1)调速性能好:调速范围广,易于平滑调节。 (2)起动、制动转矩大,易于快速起动、停车。 (3)易于控制。 直流电机: (1)轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床等调速 范围大的大型设备。 (2)用蓄电池做电源的地方,如汽车、拖拉机等。 应

30、用: 脏 亚 敷 尉 驹 逝 佣 焕 啄 媳 厢 好 突 零 亩 烟 襄 遵 敝 苇 棵 通 糜 曙 醛 钳 截 倍 牢 术 娄 鞋 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 直流电动机也由定子和转子构成 。 定子的主要作用 是产生磁场,包括主磁极、换向磁极、机座和电刷等。主 磁极由铁心和励磁线圈组成,用于产生一个恒定的主磁场 。换向磁极安装在两个相邻的主磁极之间,用来减小电枢 绕组换向时产生的火花。电刷装置的作用是通过与换向器 之间的滑动接触,把直流电压、直流电流引入或引出电枢 绕组。

31、檀 钳 古 计 赊 仙 毡 业 蓉 城 枢 党 绥 迷 则 丝 欺 炯 招 堑 媳 培 馅 桓 人 或 制 陇 才 滦 澡 描 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 转子由电枢铁心、电枢绕组和换向器等组成。 电枢铁心上冲有槽孔,槽内放电枢绕组,电枢铁心也 是直流电动机磁路的组成部分。电枢绕组的端装有 换向器,换向器由许多铜质换向片组成一个圆柱体, 换向片之间用云母绝缘。换向器是直流电动机的重要 构造特征,换向器通过与电刷的摩擦接触,将两个电 刷之间固定极性的直流电流变换成为绕组内部的交

32、流 电流,以便形成固定方向的电磁转矩。 资 揖 凶 滑 膀 晌 短 困 露 仗 琼 景 犊 冈 暴 饥 碎 死 忘 粒 矾 要 锡 淤 着 贬 绚 栋 淬 断 惧 橱 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 接通直流电压U时,直流电流为从a边流入,b边流出,由 于a边处于N极之下,b边处于S极之下,则线圈受到电磁力 而形成一个逆时针方向的电磁转矩T,使电枢绕组绕轴线 方向逆时针转动。 欺 信 围 酵 婿 簧 止 辣 鳞 欺 臂 份 纫 福 续 适 铲 怒 废 痒 持 喻 玩 葛 箭 插

33、锻 峪 涟 戏 医 鼠 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 当电枢转动半周后,a边处于S极之下,而b边处于N极之下。 由于采用了电刷和换向器装置,此时电枢中的直流电流方向 变为从b边流入,从a边流出。电枢仍受到一个逆时针方向的 电磁转矩T的作用,继续绕轴线方向逆时针转动。 癸 劲 毯 佐 熊 磐 凸 域 侥 田 淫 嘿 糙 挞 特 碴 浴 琐 静 丹 赚 沼 涨 繁 瑚 酝 穷 凹 崎 肢 讫 沟 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动

34、 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 根据励磁线圈和转子绕组的联接关系,励磁式的 直流电机又可细分为: 他励电动机:励磁线圈与转子电枢的电源分开。 并励电动机:励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。 串励电动机:励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。 复励电动机:励磁线圈与转子电枢的联接有串有并,接在 同一电源上。 M 他励 Uf If Ia U M 并励 U If M 串励 UM 复励 U 畦 歧 驱 卯 贯 益 版 兽 烈 碗 守 俯 酌 劫 涪 隆 愉 职 焉 腔 灵 刽 趾 伙 淳 摔 故 劈 仆 尾 婶 远 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路

35、 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 4.6.14.6.1 伺服电动机伺服电动机 1. 1. 交流伺服电动机交流伺服电动机 结构与单相异步电动机相似。两个绕组:一个励 磁绕组;另一个是控制绕组,空间相隔900。 伺服电动机在自动控制系统和计算装置中作为执行 元件用来驱动控制对象,又名执行元件。功能:把 所接受的电信号(电压信号)转换为电动机轴上的 角位移或驱动控制对象。 4.64.6 控制电机控制电机 葛 鸭 涡 玄 仗 觉 揪 翠 囱 啮 饺 翁 洱 敲 似 捎 选 尸 窿 操 尼 撮 齿 雀 兢 超 竣 屿 撑 搓 陨 加 第 四 章

36、 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 交流伺服电动机有很好的伺服 性,在一定负载下,控制电压 大时,电动机转速高,控制电 压小时电动机转速低,控制电 压为零时,电动机就停转。当 控制电压相反时,电动机反转 。 交流伺服电动机运行 平稳,噪声小。 交流伺服电动机的机械特性 蓄 猜 伞 猾 迈 垒 箭 坑 玖 拜 家 碉 打 堡 一 帅 恐 指 枪 嚷 妄 饰 确 锚 柏 勒 肋 讣 说 龟 指 贡 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其

37、控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 2. 2. 直流伺服电动机直流伺服电动机 直流伺服电动机采用永磁式或他励式励磁,其 结构与一般直流电动机基本相同,为了减小转 动惯量而做得细长些。控制方式有两种:电枢 控制(线性度好、损耗小、响应迅速所以大多 数直流伺服电动机采用电枢控制方式)、磁极 控制。 电动机转速正比于电枢电 压,电动机转向取决与电 枢电压的极性。机械特性 方程: 缚 虹 碍 肢 瓦 岳 肄 阁 盔 被 噎 输 距 泼 邦 课 拖 换 皱 豺 杉 戌 昔 沥 琢 郡 跟 绩 收 苛 秦 橱 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电

38、动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 当负载转矩T恒定时,转速n 与电枢Ua也是成线性关系的 。电动机的调节特性也是一 组平行的直线。 直流伺服电动机与交流伺服电动机相比,它的优 点具有线性的机械特性,可以在很大范围内平滑 地调节转速,起动转矩大,单位容积的体积小, 重量轻;缺点是换向器和电刷的接触可靠性差, 所产生的火花对无线电有干扰。多用于高精度的 自动控制系统及测量装置等设备中。 蝗 锹 盔 赃 野 芍 减 痔 挂 巨 懒 红 烦 惹 藉 互 隔 美 绩 失 洛 顶 煎 伍 区 触 甘 螟 蛾 侗 枷 江 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路

39、一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 1. 1. 概述概述 步进电动机是一种将电脉冲信号变换成角位移 或直线位移的执行元件。这种电动机每输入一 个脉冲信号,它就转动一定的角度或前进一步 ,故又称为脉冲电动机。 步进电动机转子的位移与脉冲数成正比,因而 其转速与脉冲频率成正比。 按励磁方式可分为反应式、永磁式、和感应式 三种。其中反应式应用比较普遍。 图:4-34 4.6.1 4.6.1 步进电动机步进电动机 屹 旧 淋 栋 医 丰 返 猛 琉 衅 确 谚 吭 费 晕 望 郡 躲 纠 近 矽 拂 喉 硒 会 屯 所 能 乌 斌 螺 古 第 四

40、 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 2. 2. 三相反应式步进电动机的工作原理三相反应式步进电动机的工作原理 步进电动机工作时,驱动电源将脉冲信号电压按 一定的顺序轮流加到定子三相绕组上。按通电顺 序的不同,三相反应式步进电动机有单三拍控制 、双三拍控制和六拍控制等三种方式。 所谓“拍”,是指步进电动机从一相通电状态换接 到另一通电状态。 每一拍使转子在空间转过一个角度,前进一步, 这个角度称为步距角。 频 划 彪 传 酿 舌 馋 淖 细 狗 秃 惶 脑 甄 惶 默 天 兢 内 酉 擒 诛

41、 硷 邱 此 炒 馈 苫 诊 刃 衣 肖 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 u单三拍控制 当绕组单独通入电脉冲时,由于磁力线总是力图从磁 阻最小的路径通过,从而产生磁拉力,形成一反应力 矩,使转子的两个齿与定子磁极对齐。图4-34 “单三拍”是每次只有一相绕组通电,经三次换接, 绕组的通电方式完成一个循环。 当电脉冲信号一个一个顺序输入进来,三相定子绕组 按A B C A的顺序轮流通电,则电动机则 按顺时针方向一步一步地转动,步距角为300。通电 换接三次,则磁场旋转一周,转子只前

42、进了一个齿距 角(转子四个齿时齿距角为900)。 步进电动机的转速取决与脉冲的频率,频率越高,则 转速越高。 叫 追 磐 膊 炬 诗 凰 滇 吱 娠 烤 蹄 定 瘁 茁 傻 续 捻 铱 架 旷 厌 接 姿 锁 抨 听 盛 虾 惩 灸 庚 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 u双三拍控制 如果每次有两相绕组通电,即按照U、V V、W W、U U、V的顺序通电,则为三相双三拍控制。三相双三拍控 制的步距角也为300。 由于双三拍控制每次都是两相绕组通电,在转换过程中始 终有一相绕组通电,

43、因而工作比较稳定。 u六拍控制 三相六拍控制是上述两种控制方式的混合,即按UU、V V V、W W W、U U的顺序通电。每转换一次 ,步进电动机顺时针旋转150,即步距角为150。定子三相绕 组需经六次换接才能完成一次循环,故称为六拍控制。 这种通电方式,保证在转换过程中始终有一相绕组通电,因 而工作也比较稳定。 呈 宦 绽 演 微 廖 拢 沮 驰 哎 疡 娘 幌 柏 葛 海 蓑 泅 管 帕 歹 扳 疟 砰 晕 跨 警 捣 仗 乘 挤 厉 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 下一页章目录返回上一页退出 无论采

44、用何种控制方式,步距角与转子齿数Z、 拍数m之间都存在如下关系: 转子每一拍相当于转了1/(Zm)圈,若脉冲频率为f ,则转子每秒就转了f/(Zm)圈,所以转子每分钟 的转速为: 可见步进电动机的转速与脉冲频率成正比。 在实际应用中,为了使步进电动机运行平稳,需 要步距角很小,通常为30或1.50。为此将转子做成 许多齿,并在定子每个磁极上也开几个齿。 稳 腺 了 舅 侈 争 秧 华 指 随 卵 视 塘 祖 屁 彬 锚 宅 岿 剿 带 抒 赋 垃 洱 莽 凄 路 喂 营 秘 英 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一 第 四 章 异 步 电 动 机 及 其 控 制 电 路 一

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