三相交流异步电机

1、三相交流异步电机第1页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日一、三相交流异步电动机结构任务6.4 三相交流异步电机第2页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日 1、异步电动机的定子： 异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。 （1）定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心用用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的。下图所示为定子槽,其中(a)是开口槽，用于大、中型容量的高压异步电动机中；(b)是半开口槽，用于中型500V以下的异步电动机中；(c)是半闭口槽，用于低压小型异步电动机中。第3页，共33页，2022年，5

2、月20日，0点9分，星期日（3）机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。如果是端盖轴承电机，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。对中、小型异步电动机，通常用铸铁机座。对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。（2）定子绕组： 高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用Y接，只有三根引出线，如图(a)所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可接成Y形或形，如图(b)所示。定子绕组用绝缘的铜（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。第4页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日3、异步电动机的转子：

3、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。2、气隙： 异步电动机的气隙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，气隙一般为0.21.5mm左右。第5页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日1）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，如图（a) 所示，因此又

4、叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。第6页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日 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，一般都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来，如图所示。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节电动机的转速。 与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大，或需平滑调速的场合使用。第7页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日二、 三相交流异步电动机的工作原理 三相异步电动机的通入三相交流电后产生旋转磁场n1，旋转

5、磁场拉动转子旋转。我们取一对旋转磁极，分析该对磁极是如何拉动转子旋转的？ 第8页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线长磁感应强度切割速度（右手定则）闭合导线产生电流 i（左手定则）通电导线在磁场中受力fn第9页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日(1) 线圈跟着磁极转两者转动方向一致 结论：(2)线圈比磁场转得慢异步fn第10页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日旋转磁场是如何产生的？AYCBZ()电流出()电流入X第11页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日AXYCBZAXBYCZ合成磁场

6、方向：向下第12页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：第13页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换接其中两相。旋转磁场的旋转方向第14页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日旋转磁场的转速大小 一个电流周期，旋转磁场在空间转过360电流频率为 f Hz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：n1称为同步转速第15页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日极对数（P）的概念AXBYCZ此种接法下，合

7、成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZ第16页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日极对数（P）的改变CYABCXYZAXBZ 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。AXBYCZ第17页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日极对数CYABCXYZAXBZ第18页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日极对数和转速的关系第19页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日三相异步电动机的同步转速极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速第20页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日电动机转速和

8、旋转磁场同步转速的关系电动机转速（额定转速）:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但 异步电动机无转距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）无转子电流提示：如果第21页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日异步电机运行中:转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间:（转差率最大）转差率S的概念第22页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日三、三相异步电动机的机械特性转矩公式 常数，与电机结构有关旋转磁场每极磁通转子电流转子电路的功率因数第23页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日机械特性曲线OTSOT

9、1第24页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日1.额定转矩TN三个重要转矩OT(N m)第25页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日2.最大转矩 TmaxOTTmax第26页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日3. 起动转矩 TstOTTst第27页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日4. 电动机的运行分析 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。此过程中， n 、sE2 , I2 I1 电源提供的功率自动增加。T2sT2 TT =T2n T T2达到新的平衡T2常用特性段TO第28页，共33页，2

10、022年，5月20日，0点9分，星期日5. U1 和 R2变化对机械特性的影响(1) U1 变化对机械特性的影响UTmTstT2TO第29页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日(2) R2 变化对机械特性的影响TOR2Tst n硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。 第30页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日(2) R2 变化对机械特性的影响 不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。TOR2Tst n硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。 第31页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日四、 三相异步电动机的调速三相异步电动机的转速：1变极调速通过改变电动机的定子绕组所形成的磁极对数p来调速。因磁极对数只能是按1、2、3、的规律变化，所以用这种方法调速，电动机的转速不能连续、平滑地进行调节。第32页，共33页，2022年，5月20日，0点9分，星期日2变频调速通过变频器把频率为50Hz工频的三相交流电源变换成为频率和电压均可调