畢業(yè)設(shè)計(jì)-三相異步電動(dòng)機(jī)的故障原因及對(duì)策淺析(編輯修改稿)
2025-01-06 19:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 流電，則在定子與轉(zhuǎn)子的空氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 以兩極電機(jī)即 2p=2 為例說明，對(duì)稱的三相繞組 U1U V1V W1W2 假定為集中繞組，三相繞組接成星形，并通以三相對(duì)稱電流 iA、 iB、 iC。如動(dòng)畫演示所示。假定電流的瞬時(shí)值為正時(shí)是從各繞組的首端流入，末端流出。電流流入端用“”表示，電流流出端用“”表示。 wt=0 時(shí)， iA=0； iB 為負(fù)值，即 iB 由末端 V2流入，首端 V1流出； iC 為正值，即 iC 由首端 W1流入，末端 W2流出。 電流流入端用“”表示，電流流出端用“” 表示。 利用右手螺旋定則可確定在 wt=0 瞬間由三相電流所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)方向，如動(dòng)畫演示所示。 可見合成磁場(chǎng)是一對(duì)磁極，磁場(chǎng)方向與縱軸線方向一致，上方是北極，下方是南極。 wt= π /2 時(shí)， iA 為正最大值，即 iA 由首端 U1流入，末端 U2流出； iB 為負(fù)值，即 iB 由末端 V2流入，首端 V1流出； iC 為負(fù)值，即 iC 由 W2流入， W1流出。 可見合成磁場(chǎng)方向以較 wt=0 時(shí)按時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 90o。 同理可畫出 wt= π ， wt=3π /2， wt= 2π時(shí)的合成磁場(chǎng)，可看出磁場(chǎng)的方向逐步按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，共轉(zhuǎn)過 360o，即旋轉(zhuǎn)一周。 綜上所述，在三相交流電動(dòng)機(jī)定子上布置有結(jié)構(gòu)完全相同在空間位置各相差 120o 電角度的三相繞組，分別通入三相交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子的空氣隙間所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是沿定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的，故稱旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 （二）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向 U 相、 V相、 W相繞組的電流分別為 iA、 iB、 iC。 7 三相交流電的相序 A —— B —— C。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?U相 —— V相 —— W相（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)） 若 U相、 V 相、 W相繞組的電流分別為 iA、 iC、 iB（即任意調(diào)換電動(dòng)機(jī)兩相繞組所接交流電源的相序） 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。 綜上所述，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向決定于通入定子繞組中的三相交流電源的相序。只要任意調(diào)換電動(dòng)機(jī)兩相繞組所接交流電源的相序，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)即反轉(zhuǎn)。 （三）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度 兩極三相異步電動(dòng)機(jī)（即 2P=2）定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)三相交流電變化一周后，其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也正好旋轉(zhuǎn)一周。 故在兩極電動(dòng)機(jī)中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速等于三相交流電的變化速度，即 n1=60f1=3000 轉(zhuǎn) \分。 四極三相異步電動(dòng)機(jī)（即 2P=4）定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)三相交流電變化一周后，其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只旋轉(zhuǎn)了半圈。 故在四極電動(dòng)機(jī)中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速等于三相交流電的變化速度的一半，即 n1= 60 f1/2 =1500 轉(zhuǎn) /分。 綜上所述，當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組為 p 對(duì)磁極時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為 n1 = 60f1/p 式中 n1:旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速（又稱同步轉(zhuǎn)速），轉(zhuǎn) /分 f1:三相交流電源的頻率，赫； p:磁極對(duì)數(shù)。 三相異步 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 問題：為什么稱“異步”電動(dòng)機(jī)？ 正常情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速 n1，若 n= n1 ，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體間將不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)為零 。 n 和 n1 總存在差異，異步電動(dòng)機(jī)的名稱由此而來。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組并不直接與電源相接，而是依靠電磁感應(yīng)的原理產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，故又可稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 （四） 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 8 分析 n 和 n1 間的關(guān)系： 當(dāng) n=0，轉(zhuǎn)子切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)轉(zhuǎn)速 n1－ n= n1 為最大，故轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 和電流最大。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 增加時(shí)，則 n1－ n 開始下降，故轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流下降。 當(dāng) n= n1，則 n1－ n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，故轉(zhuǎn)子中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 轉(zhuǎn)差率：同步轉(zhuǎn)速 n1 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n之差對(duì)同步轉(zhuǎn)速之比值，用 S表示。 S 是恒量異步電動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)重要參數(shù)，分析幾個(gè)特定工作狀態(tài)下的 S 值。 電動(dòng)機(jī)靜止或在啟動(dòng)的瞬間， n=0， S=1。 電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，需克服的阻力很小，故轉(zhuǎn)速很高， S很小。 電動(dòng)機(jī)額定負(fù) 載時(shí)的轉(zhuǎn)差率 S約為 ~。 電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行時(shí) 0＜ S＜ 1。 第三章 三相異步式電動(dòng)機(jī)的選用 （一）電動(dòng)機(jī)的選用 三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛，是一種主要的動(dòng)力源。在此，要特別強(qiáng)調(diào)合理選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率，如額定功率選擇過大，不僅造成設(shè)備投資費(fèi)用增加，而且 電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低效率低功率因數(shù)點(diǎn)運(yùn)行，是很不合理很不經(jīng)濟(jì)的。 （二）電動(dòng)機(jī)的選用要點(diǎn) （ 1）根據(jù)機(jī)械負(fù)載特性、生產(chǎn)工藝、電網(wǎng)要求、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用等綜合指標(biāo)，合理選擇電動(dòng)機(jī)的類型。 （ 2）根據(jù)機(jī)械負(fù)載所要求的過載能力 、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、工作制及工況條件，合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率，使功率匹配合理，并具有適當(dāng)?shù)膫溆霉β?，力求運(yùn)行安全、可靠而經(jīng)濟(jì)。 （ 3）根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境，選擇電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級(jí)和結(jié)構(gòu)形
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