电托设计 - 图文(2)

2019-05-24 10:13

7.2 求出起切转矩比?········································13 7.3 求出切换转矩T2········································13 7.4 求出转子每相绕组电阻···································13 7.5 求出各级总电阻·········································13 7.6 求出各级起动电阻·······································14 结论…………………………………………………………………………15 设计体会……………………………………………………………………16 参考文献……………………………………………………………………17 致谢…………………………………………………………………………18

1 三相异步电机的基本原理

定子三相电压U1产生定子三相电流I1,三相电流通过定子三相绕组产生旋转磁场?,由于转子与旋转磁场存在着相对运动,在转子绕组中产生了感应电动势E2。由于转子绕组是闭合的,因而产生了感应电流I2,I2与旋转磁场相互作用产生了电磁转矩T,从而使转子拖动生产机械以转速n运转。这一工作过程可以表示成:

U1?I1???E2?I2?T?n

由于转子与旋转磁场之间有相对运动时,转子绕组才会切割磁感线而产生感应电动势和感应电流,才能产生电磁转矩,所以转子转速总是小于同步转速的,两者不可能相等,故称为异步电动机。由于这种电机是利用转子绕组中的感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而工作的,故又称感应电动机。

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2 三相异步电机的结构和工作原理

三相异步电动机的种类很多,有绕线型的,鼠笼型的等等,但三相异步电动机的结构基

本相同,它主要是由定子部分(静子的)和转子部分(转动的)两大部分组成,定子和转子之间是气隙,另外还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。

2.1 三相异步电动机的定子结构

三相异步电动机的定子主要是由机座、定子铁芯和定子绕组三个部分组成的。

(1)机座

三相异步电动机的机座主要用来固定和支撑定子铁芯和绕组。中小型电动机一般采用铸铁机座,大中型电动机多采用钢板焊接的机座。电动机损耗变成的热量主要通过机座散出,为了加强散热面积,机座外部有很多均匀分布的散热筋。机座两端面上安装有端盖,用来支撑转子,保持定子、转子之间的气隙值。三相绕线型异步电动机的机座如图1-1所示。

图2-1 绕线型异步电动机的结构

(2)定子铁芯

定子铁芯是电动机磁路的一部分,装在机座里。为了降低定子铁芯的铁损耗,定子铁芯由0.5㎜厚的硅钢片叠压而成。硅钢片两面还应涂上绝缘漆,用以降低交变磁通在铁芯中产生的涡流损耗。在定子铁芯内圆上开有槽,槽内放置定子绕组(也叫电枢绕组)。

(3)定子绕组

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定子绕组是由绝缘导线制成的三相对称绕组,按照一定的连接方式安放于定子铁心槽内。小型异步电动机多采用单层绕组,容量较大的异步电动机一般采用双层绕组。

2.2 三相异步电动机的转子结构

三相异步电动机的转子是由转子铁芯、转子绕组和转轴组成的。

(1)转子铁芯

转子铁芯也是磁路的一部分,与定子铁芯一样,也是由0.5㎜厚的硅钢片叠压而成的,整个铁芯固定在转轴上。转子铁芯外圆上有均匀分布的槽,用以安放转子绕组。由于槽缝很小,因而整个转子铁芯的外表面呈圆柱形。

(2)转子绕组

三相异步电动机的转子绕组按结构分为笼型绕组和绕线型绕组两种。 笼型绕组:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。

绕线型绕组:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集电环上,再通过电刷、滑环间的滑动与外电路联接。

2.3 三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机的工作原理是:当向三相定子绕组中接入对称的三相交流电源时,就产生了一个以同步转速n1旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转,始时转子不动,旋转磁场的磁力线切割转子导体产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于转子是闭合的,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。设旋转磁场按顺时针方向旋转,某时刻为上为北极N下位南级S,根据右手定则,在上半部分转子导体的电动势和电流方向由里向外,用?表示;在下半部则由外向里,用

?表示。这样,有电流流过的转子导体在旋转磁场 图 2-2 中的受力为f(其方向用左手定则判定),转子的上半圆周各导体的力与下半圆周各导体的力方向相反,形成转矩T,所以转子便在该方向上旋转起来。如上图所示。

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3 电动机的起动指标

起动是指电动机从静止状态开始转动起来,直至最后达到稳定运行。对于任何一台电动机,在起动时,都有下列两个基本的要求。

3.1 起动转矩要足够大

只有Tst>Tl时,电动机才能改变原来的静止状态,拖动生产机械运转。一般要求

Tst≥(1.1~1.2)Tl。Tst越大于Tl,起动过程所需要的时间就越短。

3.2 起动电流不要超过允许范围

对三相异步电动机来说,由于起动瞬间s=1,旋转磁场与转子之间的相对运动速度很大,转子电路的感应电动势及电流都很大,所以起动电流远大于额定电流。在电源容量与电动机的额定功率相比不是足够大时,会引起输电线路上电压降的增加,造成供电电压的明显下降,不仅影响了同一供电系统中其他负载的工作,而且会延长电动机本身的起动时间。此外在起动过于频繁时,还会引起电动机过热。在这两种情况下,就必须设法减小起动电流。

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