非常普遍的三相异步电动机

文摘   2024-07-21 22:22   四川  

三相感应异步电动机在工业中应用极广。风机电机、压缩机电机、泵电机、汽车电机……


三相感应异步电动机特点:

①结构简单;

②制造方便;

③运行可靠;

④价格便宜;

⑤功率因数恒为滞后;

⑥轻载时功率因数很低;

⑦调速性能差。


如果你能说出以上七个特点的原因,说明你对三相异步电动机非常了解。


特点都是比较出来的,张三高李四帅王五有魅力,从一纬到多维。

它的七个特点是跟直流电机甚至是同步电机比。


旋转电机都可以简化为两个电磁铁,定子一个,转子一个。定子的电磁铁旋转,转子的跟着旋转,这就是电动机。显然转子跟着旋转有条件,我们小时候玩过磁铁小玩具,一是要拉得动,二是要步调一致,转子得跟得上。


直流电机、感应电机、同步电机,都是想办法弄出两块磁铁来,可以是真磁铁也可以是电磁铁。

三相感应异步电动机定子通电后会形成个旋转磁场(磁铁),转子上因为有感应电动势和短路绕组,也会产生一个旋转磁场,转子旋转磁场天生自动跟随定子旋转磁场,两磁场相对静止。要想转子受力,转子转速不能跟定子旋转磁场一样,一旦一样,就没了切割电动势,也就没了磁场。


在稳态情况下,在稳态情况下,在稳态情况下,说三遍来强调,异步感应电机的T形等效电路为:

按理说,具备电路的知识,问题和答案就都在这个电路图里啦。可这里面的的信息太多了,有必要说道说道。
①电压U是一个给定的值。它可以是一个幅值固定,频率固定的电压,也可以是幅值变化频率固定的电压,也可以是幅值固定频率变化的电压,也可以是幅值和频率都变化的电压。对于一个确定的电机,加在它端子上的电压是有限制的,频率和幅值都会有限制。
②电阻R1、R2'对于一台电机是确定的,但它们受温度的影响,温度升高,它们会变大,与温度有函数关系。它们会分压,它们会消耗能量,它们与电机的效率有关系。
③Rm、Xm对于一台电机也几乎是确定的,电压幅值和频率变化时,它们也是变化的,当电压在一定范围内,它们变化比较小。感应电动势为E1时,它们决定了电流Im,如果理想空载,也即U确定,Im和I1也就确定。
④X1σ和X'2σ跟频率有关系,对于一台电机,因为主要是空气漏磁,是线性的,是确定的。
⑤转差率s跟电机本身、电源和负载都有关系。想象一下极端情况,即便加了电,电机也可以完全不转,即s等1,如果负载很小,s又可以几乎为零。当电压确定,以等效电路就可以得出转矩-转差率特性曲线:
想象一台在电压U下具有以上特性的电机带了负载,
①如果负载比电机的启动也即转差率为1时的转矩大,电机肯定就被憋住了,没有机械能输出,电阻又在发热,久了就憋死了,烧了。
②如果负载转矩小于启动转矩,转子将会从零加速,速度起来后,转差变小,转矩变大,加速更快。如果负载转矩不变,显然速度会迈过那个尖峰,电机转矩变小,直到等于负载,速度稳定。像风机、泵、车,一般都会随着速度增加负载也会增加。一般要让电机运行在陡坡段,是稳定的,或者说有自恢复能力,因为如果负载扰动变大,转速就会降低,电机输出转矩就会增加,如果负载降低,转速就会增加,输出转矩就会降低。

如果负载转矩一开始就比启动转矩大怎么办?在电源不变的情况下,我们在转子回路串联电阻,就可以让启动转矩增加,电阻不影响峰值转矩大小:
有得必有失,启动转矩增加了,电阻消耗了能量,效率降低了。而且电阻增加也要有度,不然还会让启动转矩进入一直变小的区域,如图曲线。
改变电阻不光可以改变启动转矩,还可以在一定范围内调速。假设负载转矩确定,或者说额定负载转矩确定,我们以负载转矩大小画一条水平线,会跟不同电阻特性线交于不同点,对应转速是有差异的。只是速度调节范围比较小。

负载确定的情况下,我们能打的牌不多,刚才说了电阻,我们还没在电源上做过文章。
①如果只改变电压幅值,不改变电源频率,电压越高,启动转矩和最大转矩都会增加。

②如果只改变电压频率,不改变幅值,频率越高,启动转矩和最大转矩都会变小。
③如果既改变幅值又改变频率,且保持幅值频率比不变,启动转矩随频率增加变小,但最大转矩不变。如果保持压频比不变,理论上我们可以做到让电机一直运行在最大转矩点,而且转速可以一直增加。。
事实上,很多异步电机就是这样控制的。
④受制于电源,也受制于电机绝缘材料,电压幅值不可能一直增加,于是有了先保持压频比调速,在保持幅值不变,频率增加调速。压频比恒定,即恒转矩调速和恒功率调速。
压频比恒定控制,电流恒定,在启动阶段,电压低,漏阻抗分压明显,所以要通过提高电压补偿一下。







范泛谈电机
尝试浅入浅出地谈谈被众多人视为玄学的电机学,以及与电机有关的知识:电机制造,电机控制,电机维修等。
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