项目一交流电机的运行控制

天津轻工职业技术学院 电机及机床电气控制项目一交流电机的运行控制

电机及机床电气控制 教学目标：知识目标：1、三相异步电动机工作特性； 2、三相异步电动机的启动、制动方法； 3、三相异步电动机的调速方法； 4、三相异步电动机的启动、制动控制电路。能力目标：1、三相异步电动机的启动、制动方法； 2、三相异步电动机的调速方法； 3、三相异步电动机的启动、制动控制电路； 4、三相异步电动机的启动、制动控制电路。情感目标：通过交流电机的运行控制，锻炼学生科学的思维方式和职业素养、细致的工作作风。通过项目教学，养成团结协作的团队精神。

电机及机床电气控制 教学重点和难点：重点：1、交流异步电动机的结构； 2、掌握交流异步电动机的负载特性； 3、掌握交流异步电动机的启动方法； 4、掌握交流异步电动机的制动方法。难点：1、掌握交流异步电动机的启动方法； 2、掌握交流异步电动机的制动方法。教学方法：项目教学法：1、引出问题； 2、项目分析； 3、行为引导法； 4、学练结合

电机及机床电气控制 学时、教具、课前准备：学时：12学时教具：交流电机、交流电机控制装备、万用表课前准备：学生预习相关课程知识；设备调试；规范标准准备；教学过程：一、项目提出交流电动机有同步和异步之分。异步电动机按相数不同，又可分为三相异步电动机和单相异步电动机；按其转子结构不同，又可分为笼型和绕线转子型，其中笼型三相异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便的特点，应用最为广泛。本任务主要完成三相异步电动机的结构与工作原理极其负载特征，重点分析三相异步电动机的机械特性及电力拖动的相关知识，对单相异步电动机也做简要介绍。

电机及机床电气控制 二、项目分析由变压器的工作过程分析，引出交流异步电动机工作情况，在此基础上，掌握交流异步电动机的负载特性，掌握交流异步电动机的启动方法，掌握交流异步电动机的制动方法。三、项目计划及决策 1、控制设备的准备： DZSZ-1D型电机及电器自动控制实验装置。万用表的准备。 2、工作准备交流电机控制的启动、停止、运行线路方案准备。 3、电源配备

电机及机床电气控制 知识点一、三相异步电动机结构与工作原理一、三相异步电动机的结构 1、定子：结构和连线方法 2、转子 3、三相异步电动机的分类和用途开启式；防护式；封闭式；特殊防护式二、三相异步电动机的工作原理 1、旋转磁场 1）旋转磁场的产生，重点是两极三相异步电动机旋转磁场的产生。 2）旋转磁场的转速： n = 60f1/p 3）旋转磁场的旋转方向 2、转子的转动 1）转子转动的工作原理 2）转子的转速n、转差率s与转动方向 3、三相异步电动机的名牌及主要系列

电机及机床电气控制 知识点二、三相异步电动机的空载运行 U1≈E1=4.44f1N1K1Øm ,由式可知,当电源频率一定时,电机的每极磁通Øm仅与外加电压U1成正比。知识点三、三相异步电动机的负载运行安排系统现场教学（录象）：了解整个电机急拖动的工作过程。知识点四、三相异步电动的工作特性三相异步电动机的工作特性是指U1=UN和f1=fN及定、转子绕组不串任何阻抗的情况下，电动机的转速n、定子电流I1电磁转矩T、功率因数cosφ1,效率η与输出功率P2的关系。一、转速特性n = f (P2)曲线二、定子电流特性I1 = f (P2)曲线三、功率因数特性cosφ1= f (P2)曲线四、转矩特性T= f (P2)曲线五、效率特性η= f (P2)曲线

电机及机床电气控制 知识点五、三相异步电动机的电磁转矩特性异步电动机的转子电流与旋转磁场磁通相互作用，产生了电磁力和电磁转矩，在电磁转矩作用下，电动机旋转。一、电磁转矩的物理表达式 T =CTØMI2S cosφ2 二、电磁转矩的参数表达式 T = C（U1sR2）/(f1R2+(sX2)2) 1）电动状态 2）发电状态 3）制动状态三、电磁转矩的实用表达式 T = 2Tm/（Sm/S+S/Sm）

电机及机床电气控制 知识点六、三相异步电动机的机械特性一、机械特性曲线分析 1）额定转矩TN 2）最大转矩Tm 3）启动转矩TST 二、固有特性三、人为机械特性 1）降低定子端电压的人为机械特性 2）转子回路串对称三相电阻的人为机械特性强调：掌握三相异步电动机的上述三个特性，在使用和分析其工作性能方面有相当重要的作用。理解公式中各参数的意义，对后续课程的学习有帮助。

电机及机床电气控制 知识点七、电力拖动的基本知识一、电力拖动系统的运动方程式 1）单轴电力拖动系统运动方程式 2）电力拖动系统的运动状态二、电力拖动系统的负载和负载转矩特性 1）恒转矩特性 2）恒功率特性 3）通风机型负载特性三、电力拖动系统稳定运行的条件四、转矩特性T= f (P2)曲线五、效率特性η= f (P2)曲线

电机及机床电气控制 知识点八、三相异步电动机的启动异步电动机的转子电流与旋转磁场磁通相互作用，产生了电磁力和电磁转矩，在电磁转矩作用下，电动机旋转。一、三相笼型异步电动机的启动二、三相绕线转子异步电动机的启动 1）转子串电阻启动； 2）转子串频敏变阻器启动提示：掌握三相异步电动机的启动方法，在使用和分析其工作性能方面有相当重要的作用。理解公式中各参数的意义，对后续课程的学习有帮助。

电机及机床电气控制 知识点九、三相异步电动机的制动制动的目的。常用三种方法：反接制动、能耗制动和回馈制动。一、反接制动分电源反接制动和倒拉反接制动。 1）电源反接制动 2）倒拉反接制动二、能耗制动三、回馈制动 1）反向回馈制动 2）正向回馈制动

电机及机床电气控制 拓展与提高：三相异步电动机的调速根据转速公式：n = n1 (1-s) = (1-s)60f1/p 可知有三种方法。一、三相笼型异步电动机的变极调速 1）变极原理 2）两种常用的变极接线法 a) Y / Y Y变极调速 b) Δ / Y Y变极调速 3) 变极调速的机械特性二、变频调速 1）变频与调压的配合； 2）恒转矩变频调速时机械特性 3）三相异步电机变频调速 4）变频电源简介三、变转差率s调速（简介）

电机及机床电气控制 五、项目检查掌握三相异步电动机的工作特性，完成电机控制线路的搭接；万用表使用方法正确；交流电机的启动和制动方法。在使用和分析其工作性能方面的技能。掌握三相异步电动机的调速方法。六、项目评估 1三相异步电动机的旋转磁场是怎样产生的？其转速是由什么决定？对于工频下的2、4、6、8、10极的三相异步电动机的同步转速为多少？ 2试述三相异步电动机的转动原理、 3 旋转磁场的转向由什么决定?如何改变旋转磁场的转向？ 4 当三相异步电动机的转子电路开路时，电动机能否转动？为什么？ 5何谓三相异步电动机的转差率？额定转差率一般是多少？启动瞬时的转差率是多少？

电机及机床电气控制 6 试述三相异步电动机当机械负载增加时，三相异步电动机的内部经过怎样的变化，最终使电动机在较以前低的转速下稳定运行？ 7 当三相异步电动机的机械负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 8三相异步电动机在空载时的功率因数约为多少？当在额定负载下运行时，功率因数为何会提高？ 9电网电压太高或太低，都易使三相异步电机定子绕组过热而损坏，为什么？ 10三相异步电动机的电磁转矩与电源电压大小有何关系？若电源电压下降20%，电动机最大转矩和起动转矩将变为多大？ 11为什么在减压起动的各种方法中，自耦变压器减压起动性能相对较好？ 12三相笼型异步电动机定子回路串电阻起动和串电抗起动相比，哪一种较好？为什么？ 13 对于三相绕线转子异步电动机转子串合适电阻起动，为什么既能减小起动电流，又能增大起动转矩？串入电阻是否越大越好？

项目一 交流电机的运行控制