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三缘小功率异步电动机(三相交流异步电机)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-31 18:02   点击:175  编辑:admin   手机版

1. 三相交流异步电机

三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是感应电动机的一种,是靠同时接入380V三相交流电流(相位差120度)供电的一类电动机,由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转,存在转差率,所以叫三相异步电动机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。

与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

2. 三相交流异步电机逆变器的控制方法主要有

1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式

其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。

另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。

电压空间矢量(SVPWM)控制方式

它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。

经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。

矢量控制(VC)方式

矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。

其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

直接转矩控制(DTC)方式

1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。

目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

矩阵式交—交控制方式

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。

为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。

--具体方法是:

控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;

自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;

算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;

实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。

矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(<2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(<+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。

3. 三相交流异步电机中三相定子绕组的作用是

三相异步电动机的用途

例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等,大都采用三相异步电动机(Asynchronous Motor)拖动;电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机,用于风力发电厂和小型水电站等

鼠笼式异步电动机:用途及特点大部分设备都使用此种电动机,易于维护;绕线式异步电动机:用途及特点,行车、堆取料机行走,篦冷机熟料破碎等,起动转矩大;变频高速异步电动机:用途及特点,堆、取料机行走、皮带机、皮带称、选粉机等高速,设定在一定的转速,并且节能;力矩异步电动机:侧式取料机电缆圈盘拖动,特点具有恒转矩负载特性; 电磁制动异步电动机:主要用于圆形堆场内堆、取料机的回转拖动。

交流异步电动机分三相和单相:三相异步电动机主要在设备负载较大的电力拖动上。 三相异步电机是靠同时接入380V三相交流电源(相位差120度)供电的一类电动机,由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转,存在转差率,所以叫三相异步电机。直流电动机主要用于窑胴体直流传动。 绕线式:定子、转子、铁芯、端差、接线盒、集电环、风扇或串串频敏器。

工作原理:当交流异步电动机三相对称的定子绕组通入对称的三相交流电机时,或产生一个以同步转数n,在它同转数的转数磁场,电机刚接通电源时,电机尚未开始转动时,静止的转子在转矩作用下使沿着磁场旋转的方向转动起来,转子总是紧跟旋转磁场n2<n,的转速而转动,所以这种交流电动机称为异步电动机,只称感应电动机。

4. 三相交流异步电机的异步指的是

三相异步电动机的结构 (一)定子(静止部分) 1、定子铁心 作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。 构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。 定子铁心槽型有以下几种: 半闭口型槽:电动机的效率和功率因数较高,但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。 半开口型槽:可嵌放成型绕组,一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。 开口型槽:用以嵌放成型绕组,绝缘方法方便,主要用在高压电机中。 2、定子绕组 作用:是电动机的电路部分,通入三相交流电,产生旋转磁常 构造:由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。 定子绕组的主要绝缘项目有以下三种:(保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘)。 (1)对地绝缘:定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。 (2)相间绝缘:各相定子绕组间的绝缘。 (3)匝间绝缘:每相定子绕组各线匝间的绝缘。 电动机接线盒内的接线:

5. 三相交流异步电机主要由哪两部分组成( )

三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场,三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。本人们晓得,但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的,三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,这样,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个磁场

6. 三相交流异步电机逆变器的控制方法

变频器的载波频率就是决定逆变器的功率开关器件(如:IGBT)的开通与关断的次数的频率。 它主要影响以下几方面:

1、功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关,载波频率提高,功率损耗增大,功率模块发热增加,对变频器不利。

2、载波频率对变频器输出二次电流的波形影响: 当载波频率高时,电流波形正弦性好,而且平滑。

这样谐波就小,干扰就小,反之就差,当载波频率过低时,电机有效转矩减小,损耗加大,温度增高的缺点,反之载波频率过高时,变频器自身损耗加大,IGBT温度上升,同时输出电压的变化率dv/dt增大,对电动机绝缘影响较大。

3、载波频率对电动机的噪音的影响:载波频率越高电动机的噪音相对越小。

4、载波频率与电动机的发热:载波频率高电动机的发热也相对较小。 在实际使用中要综合以上各点,合理选择变频器的载波频率。

一般电动机功率越大,载率选项得越小。 建议你将载波频率逐步调高,直到噪音消除为止。

7. 三相交流异步电机在缺相后仍能继续运行

赶快停机。冒烟一般是因为漆包线的绝缘层被击穿,产生大量烟雾。能转是因为电机空载,还有部分是完好的,还可以产生磁场,电机就会转。但是带上负荷就不行了。

电动机缺相运行时,定子磁场有三相旋转磁场变为单项脉动磁场,这个脉动磁场可分解成两个转向向反的旋转磁场,其中正向旋转磁场产生的正向转矩使电动机继续运转,而反向旋转磁场产生的反向转矩将抵消一部分正向转矩,因此电动机的转矩要比原来降低很多。两相运行时,缺相的那一相无电流,其他两相的电流增大,虽然电机仍能运转,但转速降低,电流加大,使电动机发热,很容易烧坏电机绕组。所以,电动机不允许长期缺相运行。

三相电机造成缺相的原因:

(1)电机一相绕组断线;

(2)电机接线端接线松动;(

3)电机三相电源线中其中一根线断线;

(4)电源线三相控制开关(接触器)中的一相触点磨损,造成触点不闭合。

解决办法:

为了避免三相电机在缺相情况下运行呢?可以在电路上增加一个缺相保护器,这样当电机缺相时,就会断开电源,避免出现电机缺相。

8. 三相交流异步电机的传动方式

转子电流在旋转磁场中受到电磁力作用,其方向由左手定则决定。这些电磁力对转轴形成一个转矩(称为电磁转矩),其作用方向与旋转磁场方向一致,因此转子就顺着旋转磁场的方向转动起来。

各种常见的三相异步电动机的应用场合:

Y系列全称为全封闭自扇冷式三相鼠笼型异步电动机。使用非常普遍,应用于一般无特殊要求的机械设备、如农业机械、食品机械、风机、水泵、机床、搅机、空气压缩机等

YS系列三相异步电动机功率较小,适用于小型机床、泵、压缩机的驱动,接线盒均在电动机顶部。

YSF、YT系列区别不大,都是风机专用三相异步电动机,是根据风机行业的配套要求,

在结构上采取了一系列的降噪、减振措施。该系列电机具有高效节能、噪声低,启动性能好,运行可靠,使用安装方便等特点。适用于风机安装和使用,是风机的理想配套产品。

YD为多速三相异步电动机(双速),主要用于要求随负载的性质逐级调速的各种传动机械如机床、矿山、冶金、纺织、印染、化工等行业。

YL系列为双值电容单相异步电动机,也就是有两个电容,可用于塑料机械、农业机械、食品机械空压机、水泵及家庭作坊等机械设备作为动力。对只有单相电源的场合尤为适用。

9. 三相交流异步电机的工作原理

在三角形或星形连接的定子绕组上通三相交流电,定子绕组内(结合定子铁心)就会产生旋转磁场,当磁力线切割转子绕组时,转子绕组会在电磁感应作用下产生电流,结果就形成自己的磁场。

在定子磁场与转子磁场相互作用时,转子就随定子磁场旋转而转动,也就是启动了电动机。由电能转化为磁能,通过电磁感应将磁能转化为电能。磁能与磁能相互作用,电能就转变成机械能。

10. 三相交流异步电动机的调速方法

普通三相异步电动机是可以调速的。如果是鼠笼电动机只有用变频器进行调速,如果是绕线电动机调速方法比较多:

1.利用变频器改变电源频率调速,调速范围大,稳定性平滑性较好,机械特性较硬。就是加上额定负载转速下降得少。属于无级调速。适用于大部分鼠笼异步电动机和绕线异步电动机。

2.改变磁极对数调速,属于有级调速,调速平滑度差,一般用于金属切削机床。

3.改变转差率调速。(1)转子回路串电阻:用于交流绕线式异步电动机。调速范围小,电阻要消耗功率,电机效率低。一般用于起重机。(2)改变电源电压调速,调速范围小,转矩随电压降大幅度下降,三相电机一般不用。用于单相电机调速,如风扇。(3)串级调速,实质就是就是转子引入附加电动势,改变它大小来调速。也只用于绕线电动机,但效率得到提高。

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