相异步机结构与基本工作基本原理

1、相异步机结构与基本工作基本原理第一节第一节 异步电动机的用途和分类（一）异步电动机的用途和分类（一） 三相异步电机主要用作电动机，拖动各三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。 在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。第一节第一节 异步电动机的用途和分类（二）异步电动机的用途和

2、分类（二） 异步电动机能在生产和生活领域异步电动机能在生产和生活领域中得到广泛的应用，是有着众多中得到广泛的应用，是有着众多优点优点： 结构简单、制造容易、价格低廉、结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的工作特性。具有适用的工作特性。缺点缺点： 功率因数较差，电机在运行过程功率因数较差，电机在运行过程中必须从电网吸收感性无功功率，因中必须从电网吸收感性无功功率，因此它的功率因数总小于此它的功率因数总小于1。第一节第一节 异步电动机的用途和分类（四）异步电动机的用途和分类（四） 异步电动机的种类很多，从不同的角度看，异步电动机

3、的种类很多，从不同的角度看，有不同的分类法，常见的有：有不同的分类法，常见的有：按定子相数分按定子相数分：单相异步电动机单相异步电动机 两相异步电动机两相异步电动机 三相异步电动机三相异步电动机第一节第一节 异步电动机的用途和分类（六）异步电动机的用途和分类（六）按转子结构分按转子结构分：绕线型异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机第二节第二节 三相异步电动机的结构（一）三相异步电动机的结构（一）下面是它主要部件的拆分图。下面是它主要部件的拆分图。 右图是一台三相鼠笼型异步电右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。动机的外形图。第二节第二节 三相异步电动机的结构（二）三相异

4、步电动机的结构（二） 三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电机的定子部分完全相同。机的定子部分完全相同。 对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成地接成“Y”形或形或“D”形。形。U1 V1 W1U1 V1 W1W2 U 2 V2W2 U2 V2D联结Y联结第二节第二节 三相异步电动机的结构（三）三相异步电动机的结构（三） 三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两种：种：鼠笼型鼠笼

5、型和和绕线型绕线型。 鼠笼型转子鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环构成，如果去掉转子铁心，剩余的两侧的短路端环构成，如果去掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠转子绕组就像一个松鼠笼子。笼子。鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图第二节第二节 三相异步电动机的结构（四）三相异步电动机的结构（四）这种电机的特点是：可以在转子绕组中串入附加电这种电机的特点是：可以在转子绕组中串入附加电阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子接到固

6、定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。接到固定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。5）额定功率因数）额定功率因数 指电动机在额定负载指电动机在额定负载时定子侧的功率因数；时定子侧的功率因数；cosN第三节第三节 三相异步电动机的额定值（一）三相异步电动机的额定值（一）1）额定功率）额定功率 （kW）指额定运行时转轴上的）指额定运行时转轴上的输出机械功率；输出机械功率；NP2）额定电压）额定电压 （V） 指加在绕组上的线电压；指加在绕组上的线电压；NU3）额定电流）额定电流 （A） 指定子绕组中的线电流；指定子绕组中的线电流；NI4）额定频率）额定频率 （Hz） 我国工业用频率为我国工业用频率为50

7、Hz；f第三节第三节 三相异步电动机的额定值（二）三相异步电动机的额定值（二）6）额定转速）额定转速 （r/min） 指电机额定运行时转指电机额定运行时转轴的转速；轴的转速；Nn2()9550( /min)NNNP kWTnr（N m）7）电动机的额定输出转矩计算式为）电动机的额定输出转矩计算式为.思考：如果转矩单位为思考：如果转矩单位为kg m，该如何计算？，该如何计算？.第三节第三节 三相异步电动机的额定值（三）三相异步电动机的额定值（三） 2）如铭牌上标有）如铭牌上标有“380V、D联结联结”时，表示电时，表示电机正常运行时只能采用机正常运行时只能采用“D”联结，但是在电动机起联结，但是

8、在电动机起动过程中可接动过程中可接380V电源，绕组采用电源，绕组采用“Y”联结，起动联结，起动完毕，恢复完毕，恢复“D”联结。联结。对高压电动机：对高压电动机： 定子绕组只有三根出线，只要电源电压符合电定子绕组只有三根出线，只要电源电压符合电动机铭牌电压值便可使用。动机铭牌电压值便可使用。对于中低压电动机：对于中低压电动机： 1）如铭牌上标有）如铭牌上标有“380/220V、Y/D联结联结”时，时，表示电源电压为表示电源电压为380V时，电机绕组采用时，电机绕组采用“Y”联结；联结；电源电压为电源电压为220V时，采用时，采用“D”联结。联结。两极异步电动机示意图 （图中气隙磁场形象地 用N

9、、S来表示）N1n1nnS160 fnp( /min)r 定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流，定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流，气隙中建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转气隙中建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转速为同步速速为同步速: :第四节第四节 三相异步电动机的简单工作原理（一）三相异步电动机的简单工作原理（一）电动机运行时的基本电磁过程：电动机运行时的基本电磁过程： 这个同步速的气隙磁场切割这个同步速的气隙磁场切割转子绕组，产生感应电动势并在转子绕组，产生感应电动势并在转子绕组中产生相应的电流；转子绕组中产生相应的电流； 转子绕组在磁场中受到电磁转子绕组在磁场中受

10、到电磁力矩作用，这个力矩驱动转子旋力矩作用，这个力矩驱动转子旋转，实现电动机的工作过程。转，实现电动机的工作过程。第四节第四节 三相异步电动机的简单工作原理（三）三相异步电动机的简单工作原理（三） 由于异步电动机的转速 总不等于同步速 ，因此在描述异步电机转速时通常采用转差率转差率的概念。 转差率的概念定义如下：把同步速 和电机转子转速 之差与同步速 的比值称为转差率转差率，用 表示：n1n1ns11nnsnn1n第四节第四节 三相异步电动机的简单工作原理（四）三相异步电动机的简单工作原理（四）状状 态态电动机电动机发电机发电机电磁制动电磁制动n n与与s s关系关系nnnn1 10s10snnn1 1s0s0n n与与n n1 1反向，反向，n1n1E E1 1的的性质性质反电动势反电动势电源电动势电源电动势反