MS7124清華紫光三相異步電機(jī)-中研紫光電機(jī)

全國(guó)：/（同步）: 楊少銀
三相異步電機(jī)是感應(yīng)電機(jī)，定子通入電流以后，部分磁通穿過(guò)短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒(méi)有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通電啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子存在相對(duì)轉(zhuǎn)速，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)能量變換。
電動(dòng)機(jī)分類(lèi)
1．按工作電源分類(lèi)
根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。
2．按結(jié)構(gòu)及工作原理分類(lèi)
根據(jù)電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。
同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。
異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。
直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷直流電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。電磁直流電動(dòng)機(jī)又分為串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。永磁直流電動(dòng)機(jī)又分為稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)。
3．按起動(dòng)與運(yùn)行方式分類(lèi)
根據(jù)電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式不同，可分為電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)和分相式單相異步電動(dòng)機(jī)。
4．按用途分類(lèi)
可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。
驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電動(dòng)工具(包括鉆孔、拋光、磨光、開(kāi)槽、切割、擴(kuò)孔等工具)用電動(dòng)機(jī)、家電(包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等)用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備(包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等)用電動(dòng)機(jī)。
控制用電動(dòng)機(jī)又分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。
5．按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類(lèi)
根據(jù)電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不同，可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(舊標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī))和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(舊標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為繞線型異步電動(dòng)機(jī))。
6．按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類(lèi)
根據(jù)電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度不同，可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。
低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等。
調(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無(wú)級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、PWM變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。
同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。
基本工作過(guò)程：
(1)當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源(各相差120度電角度)時(shí)，三相定子繞組流過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(shì)(定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì))并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速n0沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
(2)該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng),根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體(轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定)。
(3)根據(jù)電磁力定律，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本*的感生電流。載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁場(chǎng)中受到電磁力作用(力的方向用左手定則判定)，電磁力對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時(shí)，便向外輸出機(jī)械能。由于沒(méi)有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。
MS7124清華紫光三相異步電機(jī)-中研紫光電機(jī) 
為什么是異步電機(jī)
因?yàn)槿喈惒诫姍C(jī)轉(zhuǎn)子線圈中的感應(yīng)電流是由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不會(huì)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步，更不會(huì)超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。如果三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速成大小相等，那么，磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體不能切割磁力線，因此轉(zhuǎn)子線圈中也就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中也就不會(huì)受到電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。因而三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。但在特殊運(yùn)行方式下(如發(fā)電制動(dòng))，三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。
三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩
對(duì)稱(chēng)3相繞組通入對(duì)稱(chēng)3相電 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)線切割轉(zhuǎn)子繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生e和i，轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)子輸出機(jī)械能量，帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來(lái)。
在交流電機(jī)中，當(dāng)定子繞組通過(guò)交流電流時(shí)，建立了電樞磁動(dòng)勢(shì)，它對(duì)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換和運(yùn)行性能都有很大影響。所以三相交流繞組通入三相交產(chǎn)生脈振磁動(dòng)勢(shì)，該磁動(dòng)勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和，從而在氣隙中建立正傳和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流 。
該電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩疊加起來(lái)就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩。
三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速
在電機(jī)定子中通入3相交流電，使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速為n0。不同的磁極對(duì)數(shù)p，在相同頻率f=50Hz的交流電作用下，會(huì)產(chǎn)生不同的同步轉(zhuǎn)速n0，n0=60f/p。
電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，它和感應(yīng)電機(jī)基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s為轉(zhuǎn)差率，
ns為磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
三相異步電機(jī)種類(lèi)
按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。
籠式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。
繞線式三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過(guò)滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
三相異步電機(jī)特點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn)：與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料，價(jià)格便宜。
三相異步電機(jī)的使用
三相異步電機(jī)功率大，主要制成大型電機(jī)。它一般用于有三相電源(Triple-phase power)的大型工業(yè)設(shè)備中。首先說(shuō)明一點(diǎn)的是，三相異步電機(jī)只用于電動(dòng)機(jī)，極少用作發(fā)電機(jī)，都是同步電機(jī)用來(lái)發(fā)電。
對(duì)于1kW以下的小功率三相異步電機(jī)，不僅可以作三相運(yùn)行，而且也可以作單相運(yùn)行。
三相異步電機(jī)的幾種調(diào)速方式比較
三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1-s)
從上式可見(jiàn)，改變供電頻率f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來(lái)看，不同的調(diào)速方式無(wú)非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。
在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無(wú)換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。
從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來(lái)看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法(如串級(jí)調(diào)速等)。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，假如調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。
一、變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法
這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的，特點(diǎn)如下：
具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；
無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，效率高；
接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低；
有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速；
可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。
本方法適用于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。
二、變頻調(diào)速方法
變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類(lèi)，目前國(guó)內(nèi)大都使用交－直－交變頻器。其特點(diǎn)：
效率高，調(diào)速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗；
應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)；
調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；
技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢驗(yàn)困難。
本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。
三、串級(jí)調(diào)速方法
串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串進(jìn)可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串進(jìn)的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為：
可將調(diào)速過(guò)程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高；
裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%－90%的生產(chǎn)機(jī)械上；
調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，避免停產(chǎn)；
晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。
本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。