三相异步电动机课件

1、第3章三相异步电动机概述三相异步电动机的结构三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的功率与转矩三相异步电动机的使用三相异步电动机的选择3.1概述交流电动机的作用是将交流电能转换成机械能,交流电动机分异步电动机和同步电动机两大类。XI.1异步电动机的分类与用途异步电动机的应用非常广泛*在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重机械，矿山机械等。在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。电动机的分类1L按电机定子相数分：三相异步电动机、两相异步电动机、单相异步电动机。2.按电机的转子结构分：笼型异步电动机、绕线型异步电动机.3J2三相

2、异步电动机的型号与主要技术数据132S-2规格代号:中心高132mm,短机座2号铁心，2极产品型号：异步电动机电动机的额定技术数据：（1）额定电压Un电动机额定状态下运行时定子绕组上应加的线电压，单位为V或KV。（2）额定电流电动机在额定状态下运行时，定子绕组的线电流，单位为A或KA。（3）额定功率小电动机在额定状态下运行时，其轴上输出的机械功率，单位为W或KW。（4）频率电动机交流电源的频率，我国规定为50Hz。电动机的额定技术数据:（5）额定转速n电动机在额定状态下（。心人、尸。运行时电动机转子的转速，单位为r/min。（6）额定功率因数cos外在额定负载下，外是定子相电流与相电压的相位差

3、，三相异步电动机的cos夕随负载的变化而变化，其范围为020.9,轻载时cosq微低。（7）额定效率小额定输出功率产、与额定输入功率之比尸ni，即=&X1OO%PIN额定输入功率Pin=Cucos（p电动机铭牌上还标明绕组的接法如有的电动机铭牌上标识出电压为220/380V,接法标识为A/Y时，则表明，当电源电压为220V时，电动机定子绕组采用形方式联接，而当电源电压为380V时，电动机定子绕组采用Y形方式联接。例3.LL已知一台三相异步电动机的额定功率八=3.8KW,额定电压Un=380V,额定功率因数cos(Pn=07,额定效率5=085，额定转速n=950/min,乘额定输入功率

4、N和额定电流解根据枷=醇 f1N 额定输入功率额定电流外尸.尸NMN - 7An4 R= 4.47KW0.854.47 xlO3，3八 cos 外 V3x 380x0.7= 9.7 A32三相异步电动机的结构这是电动机的外形三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。端盖机座）这是三相异步电动机的基本结构示意图这是三相异步电动机的基本结构示意图此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。这是机座定子铁心和定子绕组示意图、三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。1,定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。定子铁心是由冲有槽孔的

5、硅钢片叠压而成在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。2,转子根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转子笼型转子的电机称笼型电动机饶线型转子的电机称饶线型电动机这是饶线型转子铁心与绕组笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成,在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组33三相异步电动机的工作原理3.3.1异步电动机的转动原理旋转磁极形成旋转磁场，旋转磁场的转速也称为同步转速。笼型转子在旋转磁场的作用下也转动起来，其转向与旋转磁场的转向相同。iB=Zwsin(Z-120°)ic=Zmsin( cd 120°)电流的流出端用表

6、示3.32三相绕组产生的旋转磁场对滁三相电流对称三相烧姐.1两极旋转磁场£=。为负值ic为正值设。电流的流入端用+表示电流的流出端用表示ic=0“为负值入为正值为正值认为负值综上分析可以得出,空间相差120。角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场,当电流经过一个周期变化时,磁场也沿着顺时针方向旋转了一周（在空间旋转的角度为360。）。综上分析可以得出S改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁场的转向;改变了旋转磁场的转向，也就改变了三相异步电动机的旋转方向。极旋转磁场-VzywxV?VJi/Yvy2i/wy2UiVj_TYYVV2VJrvw%'l/YY

7、WzWJiW?6综上分析可以得出:当定子每相中有两个绕组串联,且每相绕组在空间相差60。时,通入对称三相交流电后,也产生一个旋转磁场,但它是一个四极旋转磁场。当电流变化一周，旋转磁场在空间只转60/ 电源的频率P 磁极对数了半周（180。空间角），旋转速度较两极磁场慢了一半。4旋转磁场的速度及转差率P-1o=3000r/minP=2P=3no=15OOr/mino=lOOOr/min定义:转差率$=3曰二.转子转速 n = （1-5）nQAH瓦0<5<1$n= 0.015* 0.063.3 2三相异步电动机的等效电路。1=一号+4（&烟）*尸 2MlVU 产 £i

8、=4.44/iN30 0：旋转磁场每极磁通 外：每相定子绕组匝数主磁通0漏磁通我%：定子绕组分布系数应2=+j转子电动势后2=4.4472M旋转磁场和转子之间的相对办：转子电动势的频率转速为（0-），转子频率内旋转磁场每极磁通_勿0_fM：每相转子绕组匝数,2=60前=小右转子绕组分布系数E2 =4.44 fN 2K2s=E 2 EX 2=2*1= 2 应注 2=§*20人和cos.均与s有关二E?=sEzq-52+（$72。）20ffi 3：稣（p2=-=：+（sX20）23.4三相异步电动机的功率与转矩341三相异步电动机的功率设输入电动机的三相总功率为Pi=V3L77coscp

9、电动机轴上输出给负载的机械功率为I空载损耗尸2=尸一尸。U和/为定子绕组的线电压和线电流，cos泌定子绕组 的功率因数。电动机效率Pi电动机的电磁功率又可表示为P2=p-Po72a = 7工？一乙4- t2 =t -或）旋转磁场的角速度4=皆普6()电动机输出的全部机械功率为尸=QT转子旋转的角速度。=桨M9输出转矩r23.4.2电磁转矩电磁转矩是由旋转磁场0和转子电流的有功分量相互作用而产生的，所以一与结构有关的常数，短jG。/?”"2将工57=E2_=s/o_4.44/INK升X；山*2。=4.44力N2K2。=4.44为N2K24.44，阳F扇b代入式得卜丁与52成正比电磁转矩

10、也可由输出的机械功率P求出，忽略空载损耗P=T.Q=27CW/60P(W)iv (r/min)(Nem)电动机轴上输出的是额定功率尸中电动机转速是额定转速N，这时输出的转矩为额定转矩八，即八=9.55仆W)itN (r/min)3.4.3机械特性转矩特性T=KU；sR2K；+（SX2O）2机械特性曲线M =/(7)八额定转矩/T=W：京额定转矩是电动机在额定运行状态下的电磁转矩。如某台电动机的铭牌数据给出的额定功率为2.2kW,额定转速n为1430转/分，则额定转矩为Tn=9.55N=9.55Z2x1031430=1469Nm2最大转矩公转矩。R由"出=0,得=不不同电源电压的机械特

11、性7nM是在一定的电源电压下，电动机所能提供的最大JJ2T=K-i-m2Y/A20r2A20结论之乩max8a2尻小与心无关，与&成正比C.过载系数2mmax的大小表明了电动机所能驱动的最大负载转矩，即电动机的过载能力，它比八大得多，通常用过载系数Nm来表示过载能力的大小。4m=7max/丁Nam1.62.53起动转矩小起动瞬间/z=0,s=lrst=KUlr2：2K2+A20*20起动转矩倍数一般4t=L02.2特殊4t=2.22.8负载转矩72>73,不能起动，可空载或轻载起动负载转矩r2<rst,可带负载起动义机械特性曲线的两个区域ab段为稳定运行区域，be段为不稳定

12、运行区域起动过程：在cb段t7t-ba段当丁§1>72时，电机起动在ab段tfs!TI-T=T2T2=Tn（在d点）转速平衡过程;转矩平衡方程式不=4+。=负载转矩+空载转矩电动机工作在稳定运行区时,具有自适应能力。例如，原来在额定负载下稳定运行（工作于d点）,n若负载转矩突然增大为od72,T'2>Tn，fstfTt直到T=T2电机稳定运行在新的转速下，工作于d，点例3.4.1已知某台三相异步电动机的额定数据为:PN=4.5kW,nN=950r/min,效率为=84.5%,Un=380V,cos=0.84,接成星形（Y）,=50,过载系数4=2,起动转矩倍数4=

13、1.7。求：（1）磁极对数P;（2）额定转差率5储（5）定子的额定电流人；（6）最大转矩/max（7）起动转矩（3）额定转矩7；（4）额定输入功率尸心解(1)根据n=9501/min,可以得出o=lOOOr/min磁极对数P =（2）额定转差率为60/160x50 .o1000n0-nN_ 1000-950$N = = U.U31000(3)额定转矩为_ 八 八一4.5X103Tn = 9-55 = 9.55x -=45>24N-m n950(4)额定输入功率 P1N = = - = 5.33kW0.845(3)= J3t/N，N COS额定电流八=533x1()3y/3U n cos

14、<pz 6 x 380 x0.84= 9.64A(6)最大转矩 rmax=2mTN=2x45.24=90.48N in(7)最大起动转矩 rst=2stTN = 1.7x45.24=76.91N m例：已知尸n=4.5KW, nN=950r/min, r)N=84.5%, U=380V, Y接，力=50Hz, Xm=2, Xst=1.7o 求：(1)磁极对数 P; (2) Sn； (3) 7；(4)输入功率修； (5)最大转矩4； (6)起动转矩心解：(1) P=3(2)nN 1000 - 9501000=0.05(3)TN=9e55(4)N4.5=9.55450X103950=4524

15、Nm7n 0-845=533kW(5) Tm=九mTn=2X4524=9048Nm(6) Ts(=XstrN=i.7X45>24=76.91Nm3.5三相异步电动机的使用351三相异步电动机的起动1 ,起动过程存在的问题起动初始瞬间，=0,5=1(1)起动电流/st大，57人。频繁起动会使电动机过热。过大的起动电流在短时间内会在线路上造成较大的电压降落，影响邻近负载的正常工作。(2)起动转矩八不大，虽然刚起动时转子电流较大,但转子感抗大，使转子的功率因数很低,不能带动较大负载起动。2 起动方法(1)直接起动直接起动是在起动时把电动机的定子绕组直接接入电网o特点：起动转矩小；起动电流大，比额定值大47倍;影响同一电网上其它负载的正常工作。优点：简单、方便、经济、起动过程快，适用于中小型笼型异步电动机(2)降压起动起动时降低电动机的电源电压，以限制起动电流，待电动机转速接近稳定转速时，再把电压恢复正常。