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感應(yīng)電機(jī)
閱讀�5377時間�2017-08-14 10:00:57

感應(yīng)電機(jī)是指一種定�(zhuǎn)子之間靠電磁感應(yīng)作用,在�(zhuǎn)子內(nèi)感應(yīng)電流以實�(xiàn)�(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電機(jī)。感�(yīng)電機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和�(jī)座三部分組成� �(zhuǎn)子由�(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和�(zhuǎn)軸組�。轉(zhuǎn)子鐵心也是主磁路的一部分,一般由�0.5mm的硅鋼片疊成,鐵心固定在�(zhuǎn)軸或�(zhuǎn)子支架上。整個轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩類� 正常情況�,感�(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低或略高于旋�(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)�(同步�(zhuǎn)�),因此感�(yīng)電機(jī)又稱為“異步電�(jī)�� 感應(yīng)電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化時,轉(zhuǎn)子的�(zhuǎn)速和�(zhuǎn)差率將隨之而變�,使�(zhuǎn)� �(dǎo)體中的電動勢、電流和電磁�(zhuǎn)矩發(fā)生相�(yīng)的變化,以適�(yīng)�(fù)載的需�。按照轉(zhuǎn) 差率的正�(fù)和大�,感�(yīng)電機(jī)有電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電磁制動三種運(yùn)行狀�(tài)�

�(jié)�(gòu)

    感應(yīng)電機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和�(jī)座三部分組成。定子鐵心是主磁路的一部分。為了減少激磁電流和旋轉(zhuǎn)磁場在鐵心中�(chǎn)生的渦流和磁滯損耗,鐵心由厚0.5mm、的硅鋼片疊成。容量較大的電動�(jī),硅鋼片兩面涂以絕緣漆作為片間絕�。小型定子鐵心用硅鋼片疊�、壓緊成為一個整體后固定在機(jī)座內(nèi);中型和大型定子鐵心由扇形沖片拼�.在定子鐵心內(nèi)�,均勻地沖有許多形狀相同的槽,用以嵌放定子繞組。小型感�(yīng)電機(jī)通常采用半閉口槽和由高強(qiáng)度漆包線繞成的單�(散下�)繞組,線圈與鐵心之間墊有槽絕�。半閉口槽可以減少主磁路的磁�,使激磁電流減少,但嵌線較不方�。中型感�(yīng)電機(jī)通常采用半開口槽。大型高壓感�(yīng)電機(jī)都用開口槽.以便于嵌�。為了得到較好的電磁性能,中、大型感�(yīng)電機(jī)都采用雙層短距繞��

    �(zhuǎn)子由�(zhuǎn)子鐵�、轉(zhuǎn)子繞組和�(zhuǎn)軸組�。轉(zhuǎn)子鐵心也是主磁路的一部分,一般由�0.5mm的硅鋼片疊成,鐵心固定在�(zhuǎn)軸或�(zhuǎn)子支架上。整個轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩�

    籠型�(zhuǎn)�

    籠型繞組是一個自行閉合的繞組,它由插人每個轉(zhuǎn)子槽中的�(dǎo)條和兩端的環(huán)形端�(huán)�(gòu)�,如果去掉鐵心,整個繞組形如一個“圓籠�,因此稱為籠型繞�(�5�1)。為節(jié)約用銅和提高生產(chǎn)�,小型籠型電�(jī)一般都用鑄鋁轉(zhuǎn)�;對�、大型電�(jī).由于鑄鋁質(zhì)量不易保�,故采用銅條插入�(zhuǎn)子槽�(nèi)、再在兩端焊上端�(huán)的結(jié)�(gòu)?;\型感�(yīng)電機(jī)�(jié)�(gòu)簡單、制造方�,是一種經(jīng)�(jì)、耐用的電�(jī)。所以應(yīng)用極��

    繞線型轉(zhuǎn)�

    繞線型轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)嵌有用絕緣導(dǎo)線組成的三相繞組,繞組的三個出線端�

    到設(shè)置在�(zhuǎn)軸上的三個集電環(huán)�,再通過電刷引出.如�5-3所�。這種�(zhuǎn)子的特點�,可以在�(zhuǎn)子繞組中接人外加電阻,以改善電動�(jī)的起動和�(diào)速性能�

    與籠型轉(zhuǎn)子相比較,繞線型�(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)稍復(fù)�,價格稍�,因此只在要求起動電流小、起動轉(zhuǎn)矩大,或需要調(diào)遣的場合下使�

�(yùn)行狀�(tài)

    感應(yīng)電機(jī)是利用電磁感�(yīng)原理,通過定子的三相電流產(chǎn)生旋�(zhuǎn)磁場,并與轉(zhuǎn)子繞組中的感�(yīng)電流相互作用�(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)�,以�(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。正常情況下,感�(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低或略高于旋�(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)�(同步�(zhuǎn)�),因此感�(yīng)電機(jī)又稱為“異步電�(jī)”�

    感應(yīng)電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化時,轉(zhuǎn)子的�(zhuǎn)速和�(zhuǎn)差率將隨之而變�,使�(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電動勢、電流和電磁�(zhuǎn)矩發(fā)生相�(yīng)的變�,以適應(yīng)�(fù)載的需�。按照轉(zhuǎn)差率的正�(fù)和大�,感�(yīng)電機(jī)有電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電磁制動三種運(yùn)行狀�(tài)�

    �(dāng)�(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于旋�(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時(ns>n>0),轉(zhuǎn)差率0<s<l。設(shè)定子三相電流所�(chǎn)生的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場為逆時針轉(zhuǎn)�,按右手定則.即可確定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體“切割”氣隙磁場后感應(yīng)電動勢的方向。由于轉(zhuǎn)子繞組是短路的,�(zhuǎn)子導(dǎo)體中便有電流流過。轉(zhuǎn)子感�(yīng)電流與氣隙磁場相互作�,將�(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)�;按左手定則,電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相�,即電磁�(zhuǎn)矩為�(qū)動性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩此時電�(jī)從電�(wǎng)輸入功率,通過電磁感應(yīng),由�(zhuǎn)子輸出機(jī)械功�,電�(jī)處于電動�(jī)狀�(tài)�

    若電�(jī)用原動機(jī)�(qū)動,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高于旋�(zhuǎn)磁場�(zhuǎn)�(n>ns),則�(zhuǎn)差率s<0。此時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感�(yīng)電動勢以及電流的有功分量將與電動�(jī)狀�(tài)時相�,因此電磁轉(zhuǎn)矩的方向?qū)⑴c旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向兩者相�,如�5�5b所�,即電磁�(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)的轉(zhuǎn)�。為使轉(zhuǎn)子持�(xù)地以高于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋�(zhuǎn).原動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩必須克服制動的電磁�(zhuǎn)�;此時轉(zhuǎn)子從原動�(jī)輸入�(jī)械功率,通過電磁感應(yīng)由定于輸出電功率,電�(jī)處于�(fā)電機(jī)狀�(tài)�

    若由�(jī)械或其他外因使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)(n<0),則�(zhuǎn)差率s>1。此時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體“切割”氣隙磁場的相對速度方向與電動機(jī)狀�(tài)時相�,故�(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感�(yīng)電動勢和電流的有功分量與電動�(jī)狀�(tài)時同方向,電磁轉(zhuǎn)矩方向亦與圖5�5a中相�。但由于�(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向改變,故對�(zhuǎn)子而言,此電磁�(zhuǎn)矩表�(xiàn)為制動轉(zhuǎn)�。此時電�(jī)處于電磁制動狀�(tài),它一方面從外界輸入機(jī)械功�,同時又從電�(wǎng)吸取電功�,兩者都變成電機(jī)�(nèi)部的損��

額定�

    感應(yīng)電動�(jī)的額定值有�

    (1)額定功率PN:指電動�(jī)在額定狀�(tài)下運(yùn)行時,軸端愉出的�(jī)械功率.單位為千�(kw)�

    (2)定子額定電壓UN:指電機(jī)在額定狀�(tài)下運(yùn)行時,定子繞組應(yīng)加的線電�。單位為�(v)�

    (3)定子額定電流IN/”指電機(jī)在額定電壓下�(yùn)�,輸出功率達(dá)到額定功率時,流入定子繞組的線電流,單位為安(A)�

    (4)額定頻率fN指加于定子邊的電源頻�,我國工頻規(guī)定為50�(Hz)�

    (5)額定�(zhuǎn)速nN電機(jī)在額定狀�(tài)下運(yùn)行時�(zhuǎn)子的�(zhuǎn)�,單位為�(zhuǎn)/�(r/min)。除上述�(shù)�(jù)�,銘牌上有時還標(biāo)明額定運(yùn)行時電機(jī)的功率因�(shù)、效�、溫升、定額等。對繞線型電�(jī),還常標(biāo)出轉(zhuǎn)子電壓和�(zhuǎn)子額定電流等�(shù)�(jù)�

類型

    功率�(qiáng)大的AC感應(yīng)電機(jī)慢慢�(fā)展為�(biāo)�(zhǔn)的電�(jī)�(shè)計類型,其特點是效率�,且價格具誘惑力。美國國家電氣制造協(xié)會(National Electrical Manufacturers Association, NEMA)已�(jīng)開發(fā)了針對于此的�(guī)�,名為NEMA A、B、C和D電機(jī)類型,將典型電機(jī)特性標(biāo)�(zhǔn)化,如起動電�、轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)矩點,以適應(yīng)各種不同的負(fù)載應(yīng)用�

    以下是NEMA電機(jī)類型的綱要:

    類型A:常�(guī)起動�(zhuǎn)矩(通常為額定的150-170%�,相�(yīng)起動電流�。極限轉(zhuǎn)矩是所有NEMA類型中的。能在短時間�(nèi)處理重負(fù)�。轉(zhuǎn)差小于或等于5%。一個典型的�(yīng)用是注塑�(jī)械的電機(jī)�

    類型B:是AC感應(yīng)電機(jī)中類型最多的電機(jī)。它的起動轉(zhuǎn)矩與類型A的相似,但有時還要低,提供較低的起動電流。但�,它在工�(yè)�(yīng)用中鎖定�(zhuǎn)子轉(zhuǎn)�,仍然允許起動負(fù)�。轉(zhuǎn)差小于或等于5%。電�(jī)效率和滿載功率因素比較高。典型的�(yīng)用包括泵、風(fēng)扇、和�(jī)��

    類型C:提供高起動�(zhuǎn)矩(高于類型A和B,通常超過額定�200%�。它常用于驅(qū)動重起步�(fù)載。這些電機(jī)幾乎可運(yùn)行在全速時,而不出現(xiàn)過載。起動電流低。轉(zhuǎn)差小于或等于5%�

    類型D:在所有NEMA電機(jī)類型�,是能提供的起動�(zhuǎn)矩的電機(jī)。起動電流和滿載速度低。高�(zhuǎn)差值(5-13%�,電�(jī)適用于在電機(jī)�(yùn)行速度中,沒有�(fù)載變換或沒有劇烈變換�,例如調(diào)速輪能量存儲的機(jī)械。不少類型的子分類還包括更寬的轉(zhuǎn)差范�。這種電機(jī)類型一般是特殊定制的�

    這些電機(jī)的速度-�(zhuǎn)矩特性各不相�。定�(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩(起動�(zhuǎn)矩)指最小轉(zhuǎn)�,由�(zhuǎn)子停止時�(chǎn)生,此時為額定電壓和頻率。極限轉(zhuǎn)矩是�(zhuǎn)矩,在突然的電機(jī)速度降低前產(chǎn)�,出�(xiàn)額定速度(額定電壓和頻率)。拉升轉(zhuǎn)矩是最小轉(zhuǎn)�,在電機(jī)的速度從停止一直到速度點時�(chǎn)�,此時極限轉(zhuǎn)矩出�(xiàn)�

    歐洲及全球的電機(jī)市場 有不同的電機(jī)類型和規(guī)�,并由IEC定義。其中一個IEC感應(yīng)電機(jī)類型,名為N類型,運(yùn)行特性與NEMA的A和B類型有可比之��

特征

    1、感�(yīng)�(yùn)�(zhuǎn)型感�(yīng)電機(jī)不只在啟動時,在�(yùn)�(zhuǎn)時也使用輔助線圈和電容器。雖然啟動轉(zhuǎn)矩不是很�,但其結(jié)�(gòu)簡單,信賴度�,效率也高�

    2、可以連續(xù)�(yùn)�(zhuǎn)�

    3、隨�(fù)荷的大小,電�(jī)的額定轉(zhuǎn)速也會改��

    4、使用于不需要速度制動的應(yīng)用場合�

    5、用E種絕緣等�,而UL型電�(jī)則用A��

    6、有感應(yīng)�(yùn)�(zhuǎn)型單相感�(yīng)電機(jī)和三相感�(yīng)電機(jī)兩種�

    7、單相電�(jī)為感�(yīng)�(yùn)�(zhuǎn)型感�(yīng)電機(jī),效率高,噪聲低�

    8、單相感�(yīng)電機(jī)�(yùn)�(zhuǎn)�,產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)�,因此不可能在短時間�(nèi)改變方向。應(yīng)在電�(jī)完全停止以后,再�(zhuǎn)換其旋轉(zhuǎn)方向�

    9、單相電�(jī)的電源有A�110V 60Hz)、B�220V 60Hz�、C�100V 50/60Hz)、D�200V 50/60Hz�、E�115V 60Hz)、X�200-240V50Hz)等�

    10、三相電�(jī)的電源有U�200V 50/60Hz�、T�220V 50/60Hz�、S�380-440V 50/60Hz)等�

    感應(yīng)電機(jī)中的的轉(zhuǎn)子沒有具體的電連接�

�(yōu)�

    1)小型輕量化�

    2)易實現(xiàn)�(zhuǎn)速超�10000r/min的高速旋�(zhuǎn)�

    3)高速低�(zhuǎn)矩時�(yùn)�(zhuǎn)效率高;

    4)低速時有高�(zhuǎn)�,以及有寬泛的速度控制范圍�

    5)高可靠性(堅固��

    6)制造成本低�

    7)控制裝置的簡單��

    缺點:功率因�(shù)滯后,輕載功率因�(shù)�,調(diào)速性能稍差�

    感應(yīng)電機(jī)是異步電�(jī)的一�,由于異步電�(jī)主要是感�(yīng)電機(jī),所以也有人直接在定義時�?qū)惒诫姍C(jī)定義為感�(yīng)電機(jī)。但異步電機(jī)不僅包括感應(yīng)電機(jī)還包括雙饋異步電�(jī)和交流換向器電機(jī)�

�(zhuǎn)速控制方�

    可以通過以下兩種方法來改變感�(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速:

    ①改變定子的端電��

    ②改變定子的頻率。新能源汽車電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩可隨定子的端電壓變化而變�。注意,電壓的變化不會改變電�(jī)�(zhuǎn)矩所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速差�

矢量控制

    在感�(yīng)電機(jī)的穩(wěn)�(tài)�(xué)�(xí)中我們知�,感�(yīng)電機(jī)�(diào)速方法很多,變壓、變�、變極及繞線�(zhuǎn)子感�(yīng)電動�(jī)�(zhuǎn)子回路串電阻或串入附加電動勢(串級調(diào)速或雙饋�(diào)速)都可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)�。但多年以來的研究和實踐表明,變頻調(diào)速是感應(yīng)電動�(jī)最理想的調(diào)速方�?;诟袘?yīng)電機(jī)�(wěn)�(tài)模型的恒壓頻比控制或電壓-頻率�(xié)�(diào)控制,雖然在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)高效率的平滑�(diào)�,從而滿足一般生�(chǎn)�(jī)械對�(diào)速系�(tǒng)的要求,但是由于電機(jī)�(nèi)部存在的耦合效應(yīng),系�(tǒng)動態(tài)響應(yīng)緩慢,對于需要高動態(tài)性能的應(yīng)用場�,就不能滿足要求。要實現(xiàn)高動�(tài)性能的調(diào)速系�(tǒng)或伺服系�(tǒng),必須依�(jù)感應(yīng)電動�(jī)的動�(tài)�(shù)�(xué)模型來設(shè)計控制系�(tǒng)。在各種基于動態(tài)�(shù)�(xué)模型的交流調(diào)速方法中,目前最為廣泛應(yīng)用的就是矢量控制�

維庫電子通,電子知識,一查百��

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