异步电动机工作原理 ppt课件

1、第五章第五章 交流电动机的任务原理及特性交流电动机的任务原理及特性 了解三相异步电动机的根本构造； 掌握三相异步电动机的任务原理； 掌握三相异步电动机的转矩特性和机械特性； 掌握三相异步电动机的衔接方法和额定参数； 掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性； 以及实现的方法； 掌握单相异步电动机的任务原理和启动方法； 了解同步电动机的构造、任务原理、运转特性和启动 方法。51 三相异步电动机的根本构造和任务原理三相异步电动机的根本构造和任务原理 5.1.1 三相异步电动机的根本构造三相异步电动机的根本构造 三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动三相异步电动机主要由定子和转子

2、两个部分组成，定子是不动的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。1.定子定子 定子由定子铁心、绕组以及机座组成。定子由定子铁心、绕组以及机座组成。 定子铁心是磁路的一部分，它由定子铁心是磁路的一部分，它由0.5mm的硅钢片叠压而成。定的硅钢片叠压而成。定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈。硅钢片在叠压子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈。硅钢片在叠压后成为一个整体，固定于机座内。后成为一个整体，固定于机座内。 定子绕组：定子绕组： 定子绕组用绝缘的铜或铝导线电磁线绕成，嵌在定定子绕组用绝缘的铜或铝导线电磁线绕

3、成，嵌在定子槽内。子槽内。散嵌线圈散嵌线圈 三相对称交流绕组模型机座：机座： 主要是为了固定与支撑定子铁心。端盖轴承还要支撑电主要是为了固定与支撑定子铁心。端盖轴承还要支撑电机的转子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度。机的转子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度。对中、小型异步电动机，通常用铸铁或铸铝机座。对大型对中、小型异步电动机，通常用铸铁或铸铝机座。对大型电机，普通采用钢板焊接的机座。电机，普通采用钢板焊接的机座。2 2、转子：、转子： 转子主要由转子铁心、转子绕组和转子轴组成。转子主要由转子铁心、转子绕组和转子轴组成。转子铁心：转子铁心： 磁路的一部分，它用磁路的一部分，它用

4、0.5mm0.5mm厚的硅钢片叠压而成，固厚的硅钢片叠压而成，固定在转轴上，整个转子的外表呈圆柱形。定在转轴上，整个转子的外表呈圆柱形。转子绕组：转子绕组： 分为笼型和绕线型两类。分为笼型和绕线型两类。 1 1笼型转子：在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心笼型转子：在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环衔接起来，构成一个闭合的绕组。假设把的两端用端环衔接起来，构成一个闭合的绕组。假设把转子铁心拿掉，那么可看出，剩下来的绕组外形像个松转子铁心拿掉，那么可看出，剩下来的绕组外形像个松鼠笼子。导条的资料有用铜的，也有用铸铝的。鼠笼子。导条的资料有用铜的，也有用铸铝的。笼型转子笼型转子笼型转

5、子绕组模型笼型转子绕组模型 2绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，普通都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个集电环滑环上，用一套电刷安装引出来，如下图。这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性能或调理电动机的转速。 与笼型转子相与笼型转子相比，绕线型转子的比，绕线型转子的构造较复杂，价钱构造较复杂，价钱稍贵，可靠性也较稍贵，可靠性也较低，因此只在要求低，因此只在要求起动电流小，起动起动电流小，起动转矩大，或需平滑转矩大，或需平滑调速的场所运用。调速的场所运用。3 3、气隙：、气隙： 异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得异步电动机的气隙

6、比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，气隙多，在中、小型异步电动机中，气隙普通为普通为0.22.0mm0.22.0mm左右。左右。5.1.2 5.1.2 三相异步电动机的任务原理三相异步电动机的任务原理 三相异步电动机定子绕组接三相电源后，电机气隙内三相异步电动机定子绕组接三相电源后，电机气隙内便构成旋转磁场，设旋转磁场的方向为顺时针转动，如图便构成旋转磁场，设旋转磁场的方向为顺时针转动，如图所示。假设转子不转，转子绕组与旋转磁场有相对运动，所示。假设转子不转，转子绕组与旋转磁场有相对运动，绕绕组中有感应电动势组中有感应电动势e2e2，于是绕组中有电流，于是绕组中有电流 i2

7、i2，这样，转，这样，转子子绕组就在磁场中受力绕组就在磁场中受力F F，该力在转子轴上产生转矩，使电，该力在转子轴上产生转矩，使电动机旋转。动机旋转。 转子的转向与旋转磁场一样。转子的转向与旋转磁场一样。 转子的转速通常用转差率的转子的转速通常用转差率的方式来表示。方式来表示。 00nnnS 通常通常S00.5%, SN5%。任务原理：任务原理： 定子均布的三相绕组通入对称的三相电流后，合成旋定子均布的三相绕组通入对称的三相电流后，合成旋转磁场，该磁场沿定子内圆周方向气隙旋转。转子绕转磁场，该磁场沿定子内圆周方向气隙旋转。转子绕组被旋转磁场切割，产生感应电动势，继而产生感应电流组被旋转磁场切割

8、，产生感应电动势，继而产生感应电流。转子电流在磁场下受力，从而产生电磁转矩，使电动机。转子电流在磁场下受力，从而产生电磁转矩，使电动机旋转。旋转。 由任务原理可知：转子的转速由任务原理可知：转子的转速n电动机的转速恒比旋转磁电动机的转速恒比旋转磁场的旋转速度场的旋转速度n0同步速度要小。由于假设两种速度相等时，转同步速度要小。由于假设两种速度相等时，转子和旋转磁场没有相对运动，转子导体不切割磁力线，因此，不能子和旋转磁场没有相对运动，转子导体不切割磁力线，因此，不能产生电磁转矩，转子将不能继续旋转。因此，转子与旋转磁场之间产生电磁转矩，转子将不能继续旋转。因此，转子与旋转磁场之间的转速差是保证

9、转子转速的主要要素，也是异步电动机的由来。的转速差是保证转子转速的主要要素，也是异步电动机的由来。5.1.3三相异步电动机的旋转磁场三相异步电动机的旋转磁场 1旋转磁场产生的旋转磁场产生的 假设每相绕组只需一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的假设每相绕组只需一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹个凹槽之中。现将三相绕组的末端槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端相连，首端A、B、C接三相接三相交流电源。且三相绕组分别叫做交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。相绕组。 规定：当某相电流为正值时，绕组首端电流流入。 从分析可看出，电角从分析可看出，电角度变化度变化600时，合成磁场时，

10、合成磁场的位置也旋转了的位置也旋转了600。当。当电角度变化电角度变化3600时，合成时，合成磁场的位置也旋转磁场的位置也旋转3600。 即：即：n0=f r/s) 由此可知，当旋转磁场具有两由此可知，当旋转磁场具有两对磁极对磁极p=2时，其旋转速度仅时，其旋转速度仅为一对磁极时的一半。依次类推，为一对磁极时的一半。依次类推，当有当有p对磁极时，其转速为：对磁极时，其转速为： min)(r/60s)(r/00pfnpfn 按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。 旋转

11、磁场的转速为：旋转磁场的转速为： n0=60f /p， n0也叫同步转速。也叫同步转速。旋转磁场的方向：旋转磁场的方向： 经过前面分析可得出旋转磁场的方向是从经过前面分析可得出旋转磁场的方向是从A相绕组转相绕组转向向B相绕组，也就是说旋转磁场的方向是从定子电流的超相绕组，也就是说旋转磁场的方向是从定子电流的超前相转向定子电流的滞后相。前相转向定子电流的滞后相。 假设将定子绕组接至电源的三根导线中的恣意两根线对调，例假设将定子绕组接至电源的三根导线中的恣意两根线对调，例如，将如，将B，C两根线对调，使两根线对调，使B相与相与C相绕组中电流的相位对调。相绕组中电流的相位对调。 此时此时A相绕组内的

12、电流超前相绕组内的电流超前C相绕组内的电流相绕组内的电流2 /3，而，而C相绕相绕组内的电流又超前组内的电流又超前B相绕组内的电流相绕组内的电流2 /3，用上述同样的分析方，用上述同样的分析方法可知，此时旋转磁场的旋转方向将变为法可知，此时旋转磁场的旋转方向将变为ACB，即向逆时针方，即向逆时针方向旋转，如下图，即与未对调前的旋转方向相反。向旋转，如下图，即与未对调前的旋转方向相反。 由此可见，要改动旋转磁场的旋转方向，只需把定子绕组接到由此可见，要改动旋转磁场的旋转方向，只需把定子绕组接到电源的三根导线中的恣意两根对调即可。电源的三根导线中的恣意两根对调即可。 5.1.4定子绕组衔接方式定子

13、绕组衔接方式 星形衔接星形衔接Y 三角形衔接三角形衔接相相UU31 相相UU 1定子绕组连线方法的选用：定子绕组连线方法的选用： 定子三相绕组的衔接方式定子三相绕组的衔接方式Y形或形或形的选择，须视电源的形的选择，须视电源的线电压而定。线电压而定。 假设电源的线电压等于电动机的额定相电压，那么，电动机的假设电源的线电压等于电动机的额定相电压，那么，电动机的绕组应该接成三角形；绕组应该接成三角形； 假设电源的线电压是电动机额定相电压的假设电源的线电压是电动机额定相电压的 倍，那么，电动倍，那么，电动机的绕组就应该接成星形。机的绕组就应该接成星形。 通常电动机的铭牌上标有符号通常电动机的铭牌上标有符号 /Y和数字和数字220 /380 。3 例：电源线电压为例：电源线电压为380V，现有两台电动机，其铭牌数据如下，现有两台电动机，其铭牌数据如下，试选择定子绕组的衔接方式。试选择定子绕组的衔接方式。 1. J32-4，功率，功率1.0kW，衔接方法，衔接方法/Y，电压，电压220/380V，电流，电流4.