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1、第 5 章交流电机的工作原理及特性,三相异步电动机的结构和工作原理 三相异步电动机的定子电路和转子电路 三相异步电动机的转矩和机械特性 三相异步电动机的启动特性 三相异步电动机的调速特性 三相异步电动机的制动特性 单相异步电动机 同步电动机的工作原理、特点及应用,5.1 三相异步电动机的结构和工作原理,三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的旋转磁场 定子绕组线端连接方式,铁芯形状和转子形式,异步电机的工作原理,定子绕组,旋转磁场,相序对调后旋转磁场反向,多极对数定子绕组,异步电机转速公式,极对数p=1 f = 50Hz 同步转速 3000rpm 极对数p=2 f

2、= 50Hz 同步转速 1500rpm 转差率s,绕组端子接线方法,接法与额定电压的关系,电机铭牌标注/Y 220V/380V （ 也有/Y 380V/660V） 电源有相电压，线电压的差别,确保电机的绕组电压正确就可以,例： / Y接法：,5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路,定子电路的分析 转子电路的分析 三相异步电动机的额定值 三相异步电动机的能流图,定子电路分析,从某一相看，类似于变压器,对于4、6、极电机，n0=60f/p 旋转磁场同步转速下降，但电机磁极增加，所以切割磁力线的频率仍等于工频 f1,说明1,定子电路与电流参考方向的规定： 与 i 的变化规律符合右螺旋定则时，所产

3、生的感应电势若与电流方向相同为正方向 回路电压：,由楞次定律,实际方向与假设相反,主磁通经过铁芯、空气隙到转子 漏磁通不经过铁芯,相量图解释,相量图：,外加电压主要用于克服感应电动势 励磁电路分为两部分： I1和I Fe 后者为铁损,带负载时的解释,前述的是空载时的情况 带负载时转子也有电流产生，即后面的I2, 就是I1 I2综合作用的结果 由于 而U是外加电压，它基本不变，所以也基本不变 合理的解释是I1增加部分抵消了I2所建立的磁动势，输入功率传递到转子中,转子电路分析,回路电压方程,相量形式,结论,推导,s与cos的关系,电机启动时s = 1 功率因数很低，电流很大 当几乎达到同步转速时

4、功率因数高，电流为0（不切割磁力线，当然不可能）,电机额定值与能流图,5.3 三相异步电动机的转矩和机械特性,三相异步电动机的转矩,异步电机转矩分析,1 理想空载转速=同步转速n0 SN =(n0-nN)/n0 SN =0.060.015 nN=(0.940.985)n0 2 nN,TN 3 Tst (s=1) 4 Tmax=? 令dT/ds=0, 当Sm=R2/X20时，Tmax=KU2/2X20 m=Tmax/TN过载系数,异步交流电机的机械特性曲线,三相异步电动机的机械特性 固有机械特性 人为机械特性,电机调频机械特性,线绕式电机机械特性,其它因数不变的情况下，而,基本不变，绕线式电机转

5、子串电阻是一种调速方法，且,例题,一台绕线式三相异步电动机拖动起重机吊钩，电动机额定数据为PN=40KW，nN=1464r/min，T=2.2，Rr=0.06，TL的情况为提升重物时TL=TN=261N.m，下放重物时TL=0.8TN=208N.m。试求： (1)提升重物时，要求有高速和低速两档，高速nA在电动机固有机械特性上，低速nB=0.25nA工作在转子回路串电阻的特性上，求nA,nB及回路应串入的电阻值。 （2）下放重物时，要求有高速和低速两档，高速nC在电动机回馈制动固有机械特性下放重物，低速nD=-nB工作在回路串电阻的倒拉特性上，求nC,nD及回路应串入的电阻值。 (3)画出机械特性曲线，并在曲线上示意出A、B、C、D四工作点。,5.4 三相异步电动机的启动特性,异步交流电机的常用启动方法,自耦变压器/延边三角形接法,逐级切除启动电阻的启动过程,双鼠笼和深槽电机,5.5 三相异步电动机的调速特性,改变极对数的调速,Y-YY形接法,-YY接法,5.6 三相异步电动机的制动特性,电源反接制动,倒拉反接制动,能耗制动,5.7 单相异步电动机,只能得到一个脉动磁场 大小和方向交变，但不旋转,脉动磁场的分解,单相电机电磁力矩与S的关系,脉动磁场不提供起动转矩 一旦有初速度，即可以加速到稳定速