电机学基础知识 电机的原理、分类和基本参数课件.pptx

电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,常用工业电机的分类,控制类： 伺服电机 步进电机动力类： 直流电机 他励电机 串励电机 复励电机,常用工业电机的分类控制类：,常用工业电机的分类,交流电机 异步电机 鼠笼电机 绕线电机 同步电机 永磁电机 励磁电机,常用工业电机的分类 交流电机,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,负载类型,恒转矩负载 反抗性负载 势能负载恒功率负载 收放卷二次方负载 风机 水泵,负载类型恒转矩负载,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,负载的工作制,平稳负载 转矩长时间不变，或变化不大，如水泵，风机，压缩机等负载。此类负载控制简单，一般考虑功率和起动转矩满足要求即可。波动负载或短时重复负载 负载长期施加，但大小波动或周期性施加，如轧钢机械，此类负载控制较复杂，除考虑功率和起动转矩外还需考虑过载能力。短时负载 负载施加时间很短，在整个负载周期中占比很小，如飞剪，此类负载通常有较大的惯量，负载施加时惯量做工，一般要求有足够的起动转矩和过载能力，电机功率可适当放小。,负载的工作制平稳负载,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,电机的工作制,连续工作制S1短时工作制S2断续周期工作制S4,电机的工作制连续工作制S1,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,电机的机械参数,电机的机械公式,P=T*n/9550,P：功率：效率T：额定转矩N：额定转速,电机的机械参数电机的机械公式 P=T*n/955,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,电机的铭牌参数,电机的铭牌参数 请大家观察下面铭牌参数，并计算功率 找出功率、电压和电流的关系。,电机的铭牌参数电机的铭牌参数,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,直流电机的基本原理,直流电机的基本原理 左手法则 安培定律 F=BLI F：电磁力 B：磁场强度 L： 导体长度 I：导体电流 有F，电机就可以旋转吗？ = / t Td-Tl=J T=F*r 所以控制速度的根本是控制转矩，最终是控制电流I。,直流电机的基本原理直流电机的基本原理,直流电机的基本原理,他励电机原理图 上图是直流电机模型，其磁场是简单的永磁体，并没有考虑 励磁的问题，实际使用中，直流电机有他励，串励和复励，下图所示的原理图就是他励直流电机调速应用最广泛的直流电机。 电枢电源和励磁电源是分开的。 ？分别改变电枢电压和励磁电压，对电机会有什么影响呢？,直流电机的基本原理他励电机原理图,直流电机的基本原理,直流电机的调速公式（机械特性参数表达式） 有上式可见,改变U、R、都可以改变电机的速度n,由此产生了直流电机的三种调速方式。,直流电机的基本原理直流电机的调速公式（机械特性参数表达式）,直流电机的基本原理,直流电机调速的机械特性,固有机械特性,调压机械特性,串阻机械特性,弱磁机械特性,直流电机的基本原理直流电机调速的机械特性固有机械特性调压机械,直流电机的基本原理,数字式直流调速设备PowerFlex DC型号 20P21AD035RA0NNN 20P41AD035RA0NNN,直流电机的基本原理数字式直流调速设备PowerFlex,直流电机的基本原理,直流调速系统的特点优点 （1）调速范围广，调速特性平滑； （2）过载能力强，起动和制动转矩大； （3）调速设备成本较低。缺点 （1）电机粗而短，不适合牵引等对体积要求较高的场合； （2）惯量大，不适合频繁起制动，且对动态响应能力要求较高 的场合； （3）维护难，需要定期更换换向器； （4）防护等级无法做到很高。,直流电机的基本原理直流调速系统的特点,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,交流电机的基本原理,1、三相交流电及同步磁场三相交流电条件 ia = Im sint ib = Im sin (t-120) ic = Im sin (t-240) ia + ib+ ic=0旋转磁场 将上述三相交流电输入交流电机定 子，就会形成一个旋转磁场。 n0 = 60f /p 导体被磁场切割，感应出电流，产 生电磁力，进而拖到转子旋转。,交流电机的基本原理1、三相交流电及同步磁场CBAit,交流电机的基本原理,2、交流电机的结构,交流电机的基本原理2、交流电机的结构机座端盖风扇接线盒定子绕,交流电机的基本原理,3、交流电机常用控制方式 直接启动 降压启动 星三角起动 SMC起动 变频起动,交流电机的基本原理3、交流电机常用控制方式,交流电机的基本原理,4、交流异步电机的机械特性 交流电机机械特性的参数表达式,其中： p：为电机极对数； U1：为相电压有效值 r1：为定子每相绕组的电阻 x1：为每相漏电抗 r2：为折算到定子侧的每相电阻 x2：为折算到定子侧的漏电抗,电机参数一定时，U1、f1不变时，T仅与S（n）有关,交流电机的基本原理4、交流异步电机的机械特性,交流电机的基本原理,5、交流异步电机的机械特性 交流电机机械特性曲线,交流电机的基本原理5、交流异步电机的机械特性感应电机的机械特,交流电机的基本原理,6、交流异步电机的控制设备,交流电机的基本原理6、交流异步电机的控制设备类别级别类型系列,交流电机的基本原理,7、交流传动系统的特点优点 （1）采用高性能变频器可以达到类似直流电机的性能； （2）电机细、长，适合牵引等对体积要求较高的场合； （3）惯量小适合频繁起制动，且对动态响应能力要求较高 的场合； （4）无电气维护； （5）防护等级高。缺点 （1）过载能力较直流较差，在挖掘设备上是优点； （2）调速设备成本较高；,交流电机的基本原理7、交流传动系统的特点,电机学基础知识,一、常用工业电机的分类二、负载类型三、负载工作制四、电机的工作制五、电机的机械参数六、电机的铭牌参数七、直流电机的基本原理八、交流电机的基本原理九、电机的基本保护,电机学基础知识一、常用工业电机的分类,电机的基本保护,短路保护 电机绕组短路后，瞬间产生很大电流，烧坏电机，甚至损坏电源和电网其他设备，所以需要尽快切断电源，需要熔断器或断路器。过载保护 长时间大电流工作，会累积发热，损毁电机绝缘，需要过载继电器或其他高性能电子保护设备或集成在智能设备中。过热保护 预埋在电机绕组中的热敏电阻或其他温度检测元件，直接保护。其他保护详见变频器相关产品介绍！,电机的基本保护短路保护,