異步電動機調壓調速系統(tǒng)的設計及仿真(編輯修改稿)
2025-07-27 00:21 本頁面
【文章內容簡介】 須與槽壁之間隔有“槽絕緣”，以免電機在運行時繞組對鐵心出現(xiàn)擊穿或短路故障。一般根據(jù)定子繞組在槽內布置的情況，有單層繞組及雙層繞組兩種基本型式。容量較大的異步電動機都采用雙層繞組。雙層繞組在每槽內的導線分上下兩層放置，上下層線圈邊之間需要用層間絕緣隔開。小容量異步電動機常采用單層繞組。槽內定子繞組的導線用槽楔緊固。槽楔常用的材料是竹、膠布板或環(huán)氧玻璃布板等非磁性材料。機座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。中小型異步電動機一般都采用鑄鐵機坐，并根據(jù)不同的冷卻方式而采用不同的機座型式。例如小型封閉式電動機、電機中損耗變成的熱量全都要通過機座散出。為了加強散熱能力，在機座的外表面有很多均勻分布的散熱筋，以增大散熱面積。對于大中型異步電動機，一般采用鋼板焊接的機座。異步電機的轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成。本科生課程設計（論文）5轉子鐵心也是電動機主磁通磁路的一部分，一般也由 毫米厚沖槽的硅鋼片疊成，鐵心固定在轉軸或轉子支架上。整個轉子鐵心的外表面成圓柱形。轉子繞組分為籠型和繞線型兩種結構，下面分別說明這兩種繞組結構型式的特點。 籠形繞組，由于異步電動機轉子導體內的電流是由電磁感應作用而產(chǎn)生的，不需由外電源對轉子繞組供電，因此繞組可自行閉合；繞組的相數(shù)亦不必限定為三相。因此籠形繞組的各相均由單根導條組成，因為異步電動機正常運行時，旋轉磁場與轉子導條的相對轉速不大，即轉差率在 5％之下，所以導條中的感應電動勢不大，如導條與鐵心之間不加絕緣，由導條與鐵心之間的接觸電阻來限制導條間的漏電流也是可以的，一般無須用絕緣材料把導條與鐵心隔開，這樣的繞組工藝極為簡單。籠型繞組就可以由插入每個轉子中的導條和兩端的環(huán)形端環(huán)組成。如果去掉鐵心，整個繞組的外形就象一個關松鼠的籠子，所以具有這種籠型繞組的轉子，習慣上稱為籠型轉子。為了節(jié)約用銅和提高生產(chǎn)率，小容量籠型異步電動機一般都采用鑄鋁轉子。這種轉子的導條和端環(huán)一次鑄出。對容量大于 100kW的電機，由于鑄鋁質量不易保證，常用銅條插入轉子內，在兩端焊上端環(huán)，構成籠形繞組?；\型轉子上既無集電環(huán)，又無絕緣，所以結構簡單、制造方便、運行可靠。 繞線型繞組，它與定子繞組一樣也是一個對稱三相繞組，這個對稱三相繞組接成星形，并接到轉軸上三個集電環(huán)，再通過電刷使轉子繞組與外電路接通。這種轉子的特點是，通過集電環(huán)和電刷可在轉子回路中接入附加電阻或其它控制裝置，以便改善電動機的起動性能或調速特性。為了減小電刷的磨損與摩擦損耗，中等容量以上的異步電動機還裝有一種提刷短路裝置。這種裝置當電動機起動以后而又不需要調節(jié)速度時，移動其手柄，可使電刷提起，與集電環(huán)脫離接觸，同時使三只集電環(huán)彼此短接起來。異步電動機定、轉子之間的氣隙是很小的，中小型電機—般為 ～2mm。氣隙的大小與異步電動機的性能關系極大。氣隙愈大，磁阻也愈大。磁阻大時，產(chǎn)生同樣大小的旋轉磁場就需要較大的勵磁電流。勵磁電流是無功電流(與變壓器中的情況一樣)，該電流增大會使電機的功率因數(shù)變壞。然而，磁阻大可以減少氣隙磁場中的諧波含量，從而可減少附加損耗，且改善起動性能。氣隙過小，會使裝配困難和運轉不安全。如何決定氣隙大小，應權衡利弊，全面考慮。一般異步電動機的氣隙以較小。二、交流測速發(fā)電機（TG）交流測速發(fā)電機 有空心杯轉子異步測速發(fā)電機、籠式轉子異步測速發(fā)電機和同步測速發(fā)電機 3 種。 本科生課程設計（論文）6空心杯轉子異步測速發(fā)電機：主要由內定子、外定子及在它們之間的氣隙中轉動的杯形轉子所組成。勵磁繞組、輸出繞組嵌在定子上,彼此在空間相差 90176。電角度。杯形轉子是由非磁性材料制成。當轉子不轉時，勵磁后由杯形轉子電流產(chǎn)生的磁場與輸出繞組軸線垂直，輸出繞組不感應電動勢；當轉子轉動時，由杯形轉子產(chǎn)生的磁場與輸出繞組軸線重合，在輸出繞組中感應的電動勢大小正比于杯形轉子的轉速，而頻率和勵磁電壓頻率相同，與轉速無關。反轉時輸出電壓相位也相反。杯形轉子是傳遞信號的關鍵，其質量好壞對性能起很大作用。由于它的技術性能比其他類型交流測速發(fā)電機優(yōu)越，結構不很復雜，同時噪聲低，無干擾且體積小，是目前應用最為廣泛的一種交流測速發(fā)電機。 籠式轉子異步測速發(fā)電機：與交流伺服電動機相似，因輸出的線性度較差，僅用于要求不高的場合。同步測速發(fā)電機：以永久磁鐵作為轉子的交流發(fā)電機。由于輸出電壓和頻率隨轉速同時變化，又不能判別旋轉方向,使用不便，在自動控制系統(tǒng)中用得很少,主要供轉速的直接測量用。三、晶閘管交流調壓器（TVC）結構圖如圖 ：圖 晶閘管單相交流調壓器，把三對反并聯(lián)的晶閘管與負載相串聯(lián)，然后接到交流電源上，通過控制晶閘管的導通角，調節(jié)負載上的電壓和功率，這一裝置稱為本科生課程設計（論文）7晶閘管交流調壓器。晶閘管交流調壓器在電爐的溫度控制、舞臺的燈光控制及中小功率異步電動機的轉速調節(jié)中得到廣泛應用。交流調壓器的輸出仍是交流電壓，因此它可以通過變壓器再進行調壓，但是它的輸出電壓波形與自耦式或感應式交流調壓器不同，不再是正弦波形。其中諧波分量較大，功率因數(shù)也較低（與導通角有關）。交流調壓器的晶閘管控制通常采用兩種方式：通斷控制。即把晶閘管作為開關將負載電路與電源接通幾個周波，然后再斷
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