三相异步电动机工作原理12

1、2022年5月15日星期日1异步电动机2022年5月15日星期日2一一. 电动机的分类电动机的分类异步（感应）电动机：应用广泛。异步（感应）电动机：应用广泛。同步电动机：用于功率较大，不需要同步电动机：用于功率较大，不需要 调速，长期工作的机械。调速，长期工作的机械。交流交流直流：他励，并励，串励，复励。直流：他励，并励，串励，复励。电动机电动机1 1三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构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右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。步电动机的外形图。4.1.1定子部分 定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳

2、、定子铁心、定子绕组等部分组成。 （1）外壳：三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。 机座：铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承着转子，它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常，机座的外表要求散热性能好，所以一般都铸有散热片。 端盖：用铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是把转子固定在定子内腔中心，使转子能够在定子中均匀地旋转。 轴承盖：也是铸铁或铸钢浇铸成型的，它的作用是固定转子，使转子不能轴向移动，另外起存放润滑油和保护轴承的作用。 接线盒：一般是用铸铁浇铸，其作用是保护和固定绕组的引出线端子。 吊环：一般是用

3、铸钢制造，安装在机座的上端，用来起吊、搬抬三相电动机。 （2）定子铁心 异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分，由0.35mm0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，如图3.2所示。由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈。 （a）定子铁心 （b）定子冲片 图3.2 定子铁心及冲片示意图 （3）定子绕组 定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差120

4、电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线，大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上，首端分别标为U1, V1, W1 ，末端分别标为U2, V2, W2 。这六个出线端在接线盒里的排列如图4.3所示，可以接成星形或三角形。 （a）星形连接 （b）三角形连接 图3.3 定子绕组的联结 定子绕组:是电路重要的组成部分定子绕组用绝缘的铜（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的 。1、转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用0.5mm厚

5、的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。2、转子绕组：分为笼型和绕线型两类。 4.2.1转子部分 笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。 笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、耐用的电机，所以应用极广。2022年5月15日星期日10一一. 转动原理：转动原理： 2 2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 1.2 1.2 三相异步电动机的基本工作原理三相异步电动机

6、的基本工作原理U2U1W2V1W1V21nn一、转动原理1 1、电生磁、电生磁：三相对称绕组通三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转往三相对称电流产生圆形旋转磁场。磁场。2 2、磁生电、磁生电：旋转磁场切割旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。转子导体感应电动势和电流。3 3、电磁力、电磁力：转子载流（有功转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。为机械能。2022年5月15日星期日13 实际的异步电动机中，实际的异步电动机中，转子之所以转动，是由于转子之

7、所以转动，是由于旋转磁场的作用。旋转磁场的作用。i iA Ai iB Bi iC CA AB BC CX XY YZ Zi iA A = I= Im msinsin t ti iB B = I= Im msin(sin( t t 120120 ) )i iC C = I= Im msin(sin( t + t + 120120 ) )i iA Ai iB Bi iC C相序相序 A-B-CA-B-C 对称三相电流对称三相电流流入流入对称三相绕组。对称三相绕组。 t ti iO Oi iA A t t = 0 = 0 t ti iA AZ ZB BX XC CY Yi iA A = = 0 0i

8、 iB B 为为负负值值i iC C 为为正正值值N NS S0 0电流的流入端用电流的流入端用 + + 表示表示 i iB Bi iC C电流的流出端用电流的流出端用 表示表示O O t t t t = 60 = 60i iA AZ ZB BX XC CY YN NS S6060i iC C = = 0 0 i iB B 为为负负值值 i iA A 为为正正值值i iA Ai iB Bi iC CO O t t = 90 = 90A AZ ZB BX XC CY YN NS S9090i iA A 为为正正值值 i iB B 为为负负值值 i iC C 为为负负值值 t ti ii iA A

9、i iB Bi iC CO O t t = 180 = 180A AZ ZB BX XC CY Yi iA A = 0 = 0 i iB B 为为正正值值 i iC C 为为负负值值180180N NS S t ti ii iA Ai iB Bi iC CO O t t = 0= 0A AZ ZB BX XC CY YN NS S0 0N N t t =180=180 A AZ ZB BX XC CY YS S180180 t t = 90= 90A AZ ZB BX XC CY YN NS S9090 t t =60=60 A AZ ZB BX XC CY YN NS S6060空间相差空间

10、相差 120 角的三相绕组，通入对称三相电流时，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，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磁场也沿着顺时针方向旋转了一周( (在空间旋转的角度为在空间旋转的角度为360) )。综上分析可以得出：综上分析可以得出： t ti ii iA Ai iB Bi iC CO OA AB BC CX XY YZ Zi iA Ai iC C9090 60600 0 A AZ ZB BX XC CY YN NS S0 0A AZ ZB BX XC CY YN NS S6060相序相

11、序 A-C-B-AA-C-B-AA AZ ZB BX XC CY YN NS S9090i iB B 改变流入三相绕组的电流相序，就能改变旋转磁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。异步电动机的旋转方向。综上分析可以得出：综上分析可以得出：2022年5月15日星期日23旋转磁旋转磁场的转速大小场的转速大小分）转 /( 600fn 一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCB

12、ZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt2022年5月15日星期日24极对数（极对数（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZNS2022年5月15日星期日25极对数（极对数（P）的改变）的改变CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。成的磁场则是两对磁极。X AAXBYBYCZCZ2022年5月15日星期日26极对数极对数2pAXX ANSSNZC

13、ZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt2022年5月15日星期日27XNSASNZBX AYCZBCY0t分）转/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30极对数和转速的关系极对数和转速的关系AiBiCimIt2022年5月15日星期日28三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速分）转/( 600pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)50(Hzf 0n3p120分）转/( 00012022年5月15日星期日29电动机转速和旋

14、转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步异步电动机电动机0nn无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn 2022年5月15日星期日30 转差率转差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中:%91s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动

15、机起动瞬间电动机起动瞬间:1 , 0sn（转差率最大）（转差率最大） 要正确使用电动机，必须要看懂铭牌。今以Y132M-4型电动机为例，来说明铭牌上各个数据的意义。6.16.1电机铭牌数据电机铭牌数据 为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列，每种系列用各种型号表示。6.1.16.1.1电机铭牌数据电机铭牌数据- -型号型号6.1.16.1.1电机铭牌数据电机铭牌数据- -型号型号U U1 1U U2 2V V1 1V V2 2W W1 1W W2 2U U1 1U U2 2V V1 1V V2 2W W1 1W W2 2U U1 1V V1 1W W1 1W W2 2U U

16、2 2V V2 2U U1 1V V1 1W W1 1W W2 2U U2 2V V2 26.1.26.1.2电机铭牌数据电机铭牌数据- -接法接法3 3、电压、电压 铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压。4 4、电流、电流 铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的线电流。5 5、功率与效率、功率与效率 铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。所谓效率就是输出功率与输入功率的比值。6.1.36.1.3电机铭牌数据电机铭牌数据- -其他参数其他参数6 6、功率因数、功率因数 因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个角。cos 就

17、是功率因数。7 7、转速、转速 由于生产机械对转速的要求不同，需要生产不同磁极数的异步电动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四磁极的（n0=1500r/min)。8 8、绝缘等级、绝缘等级 绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。所谓极限温度，是指电动机绝缘结构中最热点的最高容许温度。YFHC90155180大于1806.1.36.1.3电机铭牌数据电机铭牌数据- -其他参数其他参数9 9防护等级防护等级 防护等级表示三相电动机外壳的防护等级，其中IP是防护等级标志符号，其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护能力越强，如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字