电工电子技术课件：第十三讲 交流异步电动机的工作原理

1、第十三讲主要内容：1.交流异步电动机的工作原理2.三相异步电动机的特性和额定值9.3 异步电动机概述9.3.1 三相异步电动机的结构和工作原理9.3.2 三相异步电动机的特性和额定值9.3.3 三相异步电动机的使用9.3 异步电动机概述电 动 机 直 流 电动机异步交流 电动机绕线式鼠笼式并励他励 交 流 电动 机同步交流电动机串励复励翻页9.3.1 三相异步电动机的结构和工作原理1.三相异步电动机的结构2. 三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机接上电源，就会转动。 这是什么道理呢？翻页电动机转动原理翻页电动机转动原理翻页NSIFF右手定则左手定则磁场顺时针旋转相当于线圈逆时针切割磁场实验

2、说明旋转磁场产生的原理 在实际的异步电动机中，转子之所以会转动也是由于旋转磁场的作用。但在异步电动机中，并没有旋转的永久磁铁，那么旋转磁场是如何产生的呢？翻页 定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ1.旋转磁场的产生oo规定 i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。 AYCBZX()电流出()电流入 tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ 三相电流合成磁场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60合成磁场旋转90600动画oAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360取决于三相

3、电流的相序2.旋转磁场的旋转方向结论： 任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0 to3.旋转磁场的极对数P 当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：o tAXBYCZAXYCBZ 若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端之间互差60（如A与B），将形成两对磁极的旋转磁场。CYABCXYZAXBZAXBYC极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关CYABCXYZAXBZ0U2n1t = 0U1U1U2W1W1W2W2V1V1V2V2n1t = 60U1U1U2U2W1W1W2W2V1V1V2V2翻页n1= r/min 60 f

4、pW1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1V1iAiBiC0iAiBiC6000t30同步转速 n1同步转速n1极对数p2341300015001000750(r/min)翻页n1= r/min 60 f p 4、 转子转速 n 转子转速 n 与同步转速 n1 之差是保证电动机工作的必要条件，故称为异步电动机。n1 同步转速n 转子转速 起动瞬间： n = 0 ，s = 1理想情况： n = n1 ，s = 0一般情况： s =（15%）转差率公式：s = n1 - nn1翻页 记住 s 是很重要的公式9.3.2 三相异步电动机的特性和额定值 1.异步电动机的电磁转矩电磁转矩 ：T=GmI

5、2cos 2T=Gs R2U12R22+(sX20)2定子通入三相电流产生旋转磁场转子绕组切割磁力线，产生感应电动势E翻页闭合导线产生电流 i2载流导体在磁场中受力 fU1 定子绕组相电压X20 转子静止时的感抗 s 转差率R2 转子绕组电阻cos 2转子电路功率因数I2转子电流m磁场磁通2. 异步电动机的机械特性翻页T=Gs R2U12R22+(sX20)20sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn1额定转矩 TNTN = T2 + T0TN T2P2 = T2P2T2 =P22n/60P2n= 9550TN = 9550P2NnN翻页0sTTmaxTNSNSmTmaxTst0

6、TnnNTNn1P2 : kwnN : r/minT : Nm：角速度 最大转矩TmaxSm=R2X20 Tmax = GU122X20翻页TmaxTst0TnnNTNn1smS=0S=1T=Gs R2U12R22+(sX20)20TnSmTmaxUUUU U USmTmaxR2R2R2 R2 R2 R20Tn翻页当 R2 = 常数 时，改变电源电压 u1， Sm 不变，Tmax 改变当 u1= 常数 时，改变转子电阻R2 ， Tmax不变， Sm 改变Sm=R2X20 Tmax = GU22X20,Ts=G R2U12 R22+X202 起动转矩Ts翻页T=Gs R2U12R22+(sX20

7、)2TmaxTs0TnnNTNn1smS=0S=13、异步电动机的工作特性翻页nI1T2PN2Ioocos1n1P2 异步电动机的工作特性是指当外加电源电压U1和频率f1一定时,电动机的转速n、输出转矩T2、定子电流定子I1、电路功率因数cos1和效率对电动机输出的机械功率P2的关系。4.异步电动机的额定值三相异步电动机型号工作方式连续功率3千瓦接法电压绝缘等级电流温升转速1440转/分重量45公斤频率50赫兹JO2-32-4/YE65oC220/380伏11.2/6.48安电机厂年 月 铭牌:标明电动机的各项额定运行条件与数据。翻页 三相交流异步电动机的技术数据型号 JO2 - 32 - 4

8、磁极数(极对数 p =2 )同步转速 1500 转/分n1= （转/分） 60 f1p转差率0.04 150014401500=-=s转速如：1440 转/分翻页 接法：指三相定子绕组的联接方式 Y/ 接法：Y 接法 U1V1W1W2U2V2U1W1U2V2W2V1U1V1W1W2U2V2 接法U1V1W1W2U2V2W1U2V2W2U1V1U1V1W1W2U2V2翻页220V/380V/Y 额定电压：额定运行时定子绕组应加的线电压。线电压U1V1W1W2U2V2线电压U1V1W1W2U2V2意味着定子绕组承受的额定电压为220V。翻页 一般规定电动机的电压不能高于或低于额定值的5。 额定电流： 电机在额定运行时定子绕组的线