第1章 电机与拖动基础

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1、 第第1章章 电机及拖动基础电机及拖动基础图图1-1 三相异步电动机的结构图三相异步电动机的结构图1-轴承盖；2-端盖；3-接线盒；4-散热筋；5-定子铁心；6-定子绕组； 7-转轴；8-转子；9-风扇；10-罩壳；11-轴承；12机座笼型异步电动机笼型异步电动机的转子绕组与定子绕组大不相同，它是在的转子绕组与定子绕组大不相同，它是在转子铁心槽里插入铜条。再将全部铜条焊接在两个端铜环转子铁心槽里插入铜条。再将全部铜条焊接在两个端铜环上，如果将转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状上，如果将转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状象个笼子，如图象个笼子，如图1-2所示，因此叫笼型转子。对于中小

2、功率，所示，因此叫笼型转子。对于中小功率，多采用铝离心浇铸而成。多采用铝离心浇铸而成。绕线式异步电动机绕线式异步电动机的转子绕组与定子绕组一样，由线圈组的转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里，转子可以通过电刷和集电环外成绕组放入转子铁心槽里，转子可以通过电刷和集电环外串电阻以调节转子电流的大小和相位的方式进行调速，如串电阻以调节转子电流的大小和相位的方式进行调速，如图图1-3 所示。所示。 图图1-2 三相异步电动机的结构图三相异步电动机的结构图a）笼型绕组；b）转子外形图图1-3 绕线式异步电动机定转子绕组绕线式异步电动机定转子绕组及外加电阻的接线方式及外加电阻的接线方式2

3、. 异步电动机异步电动机的简单的简单工作原理工作原理： 如图如图1-4所示。当定子接三相电源后，电动机内便形成所示。当定子接三相电源后，电动机内便形成圆形旋转磁场。若转子不转，转子笼型导条与旋转磁圆形旋转磁场。若转子不转，转子笼型导条与旋转磁场有相对运动，导条中有感应电动势场有相对运动，导条中有感应电动势e，方向由右手定，方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中则确定。由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流，不考虑电动势与电流的相位差时。电流方向有电流，不考虑电动势与电流的相位差时。电流方向同电动势方向。转子受力，产生转矩同电动势方向。转子受力，产生转矩T，即为电磁转，

4、即为电磁转矩，方向与旋转磁场同方向，转子便在该方向上旋转矩，方向与旋转磁场同方向，转子便在该方向上旋转起来。起来。图图1-4 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理 3. 异步电动机的铭牌数据：异步电动机的铭牌数据：铭牌是电动机的身份证，认识和了解电动机铭牌铭牌是电动机的身份证，认识和了解电动机铭牌中有关技术参数的作用和意义，可以帮助我们正确地中有关技术参数的作用和意义，可以帮助我们正确地选择、使用和维护它。图选择、使用和维护它。图1-5是我国使用最多的是我国使用最多的Y系列系列三相感应电动机铭牌的三相感应电动机铭牌的个实例。个实例。图图1-5 Y系列三相感应电动机铭牌系列三相感应电动机铭牌

5、 图图1-6 异步电动机型号异步电动机型号图图1-7 三相异步电动机的引出线三相异步电动机的引出线a) 出线端的排列 b) 丫连接 c) 连接图图1-8 Y/降压起动的接线图降压起动的接线图 图图1-9 电动机的固有机械特性电动机的固有机械特性 图图1-9改变定子电源频改变定子电源频率时的人为机械特率时的人为机械特性性 图图1-10转子电路串电转子电路串电阻的人为机械特性阻的人为机械特性 图图1-11改变电源电压改变电源电压时人为机械特性时人为机械特性 图图1-12定子电路外定子电路外接电阻或电抗时的接电阻或电抗时的人为机械特性人为机械特性 5. 异步电动机异步电动机一般调速方法：一般调速方法

6、： 异步电动机实际转速异步电动机实际转速n与电动机输人定子电源频率与电动机输人定子电源频率转差率转差率s和电动机磁极对数和电动机磁极对数P的关系式为：的关系式为：n=60 * f1/P *（1-s）。可以看出，异步电动机的调速可通）。可以看出，异步电动机的调速可通过改变磁极对数过改变磁极对数P、调节转差率、调节转差率s、及改变定子频、及改变定子频率率f1三种方式。常用的异步电动机调速方法及其比三种方式。常用的异步电动机调速方法及其比较如下表所示，由表中的对比可以看出，较如下表所示，由表中的对比可以看出，PWM变变频调速是最理想的调速方式。下图为常用的异步频调速是最理想的调速方式。下图为常用的异

7、步电动机调速方法及其比较表电动机调速方法及其比较表 ： 1.2 直流电动机的工作原理和运行特性直流电动机的工作原理和运行特性 直流电动机的构造较复杂，价格也比交流电动机昂贵直流电动机的构造较复杂，价格也比交流电动机昂贵,维护维修也较困难。近年来，由于变频调速技术的发维护维修也较困难。近年来，由于变频调速技术的发展，在中小功率的电动机调速领域中，交流电动机正展，在中小功率的电动机调速领域中，交流电动机正逐步取代直流电动机。尽管如此，由于直流电动机具逐步取代直流电动机。尽管如此，由于直流电动机具有转速稳定、便于大范围平滑调速、起动转矩较大等有转速稳定、便于大范围平滑调速、起动转矩较大等优点，因此，

8、广泛用于要求进行平滑、稳定、大范围优点，因此，广泛用于要求进行平滑、稳定、大范围的调速或需灵活控制起动、制动的生产机械。的调速或需灵活控制起动、制动的生产机械。图图1-13 直流电动机的基本构成团直流电动机的基本构成团 图图1-14 直流电动机的截面图直流电动机的截面图1-主极；2-励磁绕组；3-附加极；4附加极绕组；5-极掌；6-极心；7-电枢；8-通份槽；9-电枢绕组；10-空气隙；11-轭3. 直流电动机的一般调速方法直流电动机的一般调速方法 ：在直流电动机中，根据励磁绕组连接方式的不同，在直流电动机中，根据励磁绕组连接方式的不同，可分为他励、并励、串励和复励四类电动机、而在调可分为他励

9、、并励、串励和复励四类电动机、而在调速系统中用得最多的是他励电动机。图速系统中用得最多的是他励电动机。图1-15为为直流他直流他励电动机励电动机与与直流并励电动机直流并励电动机的原理图。的原理图。图图1-15 直流他励电动机与直流并励电动机的原理图直流他励电动机与直流并励电动机的原理图 调节串入电枢回路的外加电阻调节串入电枢回路的外加电阻Rad，(调阻调速法或电阻调阻调速法或电阻控制法控制法) 调节电动机的电枢供电电压调节电动机的电枢供电电压U (调压调速法或电压控制法调压调速法或电压控制法)调节电动机的主磁通调节电动机的主磁通 (调磁调速法或励磁控制法调磁调速法或励磁控制法)图图1-16 具