第4章-三相异步电动机-1A

第四章三相异步电动机异步电动机的用途异步电动机广泛应用于工农业及民用电器的各个部门。异步电动机的容量从几十瓦到数千千瓦，占各种电动机总数的90%左右。优点：结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠、 坚固耐用、维修方便、运行效率较高等。缺点：功率因数较低、调速性能不够好。§4-1三相异步电动机的基本结构、额定数据和主要系列一、三相异步电动机的基本结构⒈定子由机座、定子铁心、定子绕组组成：1、机座：起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁制造。2、定子铁心：由厚0.5mm的硅钢片冲叠而成，铁心内开有均布的槽，嵌放定子绕组。3、定子绕组：由完全相同的三个绕组组成，空间互差120度，可接成Y、Yn或Δ。三相绕线式异步电动机结构图三相鼠笼式异步电动机结构图2.转子由转轴、转子铁心、转子绕组组成：1、转轴：2、转子铁心：由厚0.5mm的硅钢片冲叠而成，铁心内开有均布的槽，嵌放转子绕组、或浇铸铝。3、转子绕组：分绕线式绕组、鼠笼式绕组3.感应电机的气隙定子与转子之间的间隙；0.2~2.5mm气隙越大，功率因数越低。二、额定数据铭牌上标有额定数据1额定功率PN——电动机在额定情况下，轴上输出的机械功率。单位：KW。2额定电压UN3额定电流IN——电动机额定运行时加在定子绕组上的线电压。单位：V或KV。——电动机在额定电压下，轴上有额定功率输出时，定子绕组中的线电流。单位：A。4额定频率f1=fN=50Hz5额定转速nN6额定功率因数——电动机在额定状态时转子的转速。单位：r/min。记住这个公式：对于3相（异步）电机三相异步电动机的接线方法CZBXYA定子绕组在接线盒中布置定子绕组的Y型连接定子绕组的Δ型连接CZBXYACBAZXY三相异步电机的定子可接成Y或D有时铭牌上标“电压380/220，Y/Δ”表示：电压=380V时，应接成Y电压=220V时，应接成Δ三、三相异步电动机的工作原理（图解）nNSTfn1fn总是<n1定子合成磁场是旋转的，n1转子绕组感应出电动势同步转速1、只要感应电动机的定子绕组产生旋转磁场，转子绕组形成闭合回路，电动机就会旋转。2、转子的旋转速度n始终小于磁场的旋转速度n1。3、转子速度n与磁场速度n1的转差Δn，与磁场速度n1的比值叫转差率s。很小，S=0.01~0.05交流电机的电枢绕组§4-2交流电机的绕组交流电机的绕组由嵌放在定子铁心槽内的线圈按一定规律联接而成的。交流电机的绕组分为：单相绕组（m=1）和三相绕组（m=3）交流电机:异步电机、同步电机（电动机、发电机）单层绕组和双层绕组一、概述1、交流绕组的分类分布饶组(q>1)和集中饶组(q=1)2、交流绕组的几个术语交流电机绕组——三相绕组

1、每相交流绕组的阻抗要求相等，即每相绕组的匝数、形状都是相同的。即必须对称。2、电动势和磁动势的波形尽量接近正弦波。3、机械强度、绝缘强度足够，散热好。5、用铜少、绝缘性能可靠、制造维修方便。3.三相绕组的要求定子槽数Z=24，极数2p=4的交流绕组ABCXYXABCZYZ电角度：1对N、S对应360°电角度3相要对称：每个极下3等分，ABC各占1份。ABC互差120°电角度。若电流从A进，则从X出；方向相反，故AX互差180°电角度。二、三相单层饶组ABCXYXABCZYZ每极每相槽数qq=1：集中绕组q=2~6：分布绕组一对极下，顺序为AZBXCYABCXYXABCZYZ单层绕组(整距)A相绕组展开图1357911131517192123

AZBXCYAZBXCYAAXXAXp=2，有2个线圈组，头尾串联，则并联支路数a=1；若2个线圈组头头并，尾尾并，则a=2其它的绕组形式3相单层同心式绕组3相单层链式绕组3相单层交叉式绕组3相双层叠绕组、波绕组单双层的区别:分布集中的区别支路的概念§4-3交流绕组的磁动势一、单相绕组的磁动势1、单个整距线圈的磁动势

当单个整距线圈流过随时间按余弦变化的交流电流时,它所产生的气隙磁动势在空间上仍沿圆周方向作矩形分布,但其矩形波的幅值及正负随时间按余弦规律变化且矩形波的空间位置并不随时间移动----------脉振磁动势如果线圈中电流一般可分解成基波和高次谐波重点是基波:也是脉振磁动势2、单层整距线圈组的磁动势分布系数（基波分布系数）分布系数3、双层短距线圈组的磁动势短距系数12槽２极电机1276812．．．．4、单相绕组的磁动势单相绕组的磁动势是每对极下线圈产生磁动势对双层绕组：每对磁极由两个线圈组产生，其幅值为对单层绕组：每对磁极由一个线圈组产生，其幅值为单相绕组产生的磁动势具有以下性质:１）单相绕组的磁动势沿气隙圆周方向的分布是一个非正弦的阶梯波形２）当绕组中电流是随时间按余弦变化的交流电时，单相绕组的磁动势是一个在空间上的位置固定不动而其大小及正负随时间交变的脉振磁动势３）单相绕组基波磁动势幅值的位置与该相饶组的轴线相重合，5)单相绕组产生的磁势是一个脉振磁动势,可以分解成两个方向相反幅值相同的圆形旋转磁势４）单相脉振磁动势最大幅值为：二、三相绕组的磁动势三相绕组的合成基波磁动势结论：三相合成磁动势是旋转磁动势，具有如下性质：１）三相合成基波磁动势是一个空间上正弦分布，幅值大小不变，而幅值位置随时间而移动的旋转磁动势．２）三相合成基波磁动势的幅值为：３）三相合成基波磁动势的幅值（轴线）与电流将要达到最大值那相饶组的轴线重合，即基波磁动势的转向与电流的相序相同．5)如果不是对称绕组,如果不是对称电压,则产生的磁动势就不是圆形旋转磁动势．而是椭圆形旋转磁动势-------可以分解成两个方向相反幅值大小不同的圆形旋转磁势４）三相合成基波磁动势的转速：三、定子三相绕组建立的磁场基波磁动势建立的磁场如果气隙均匀，则有基波磁动势在气隙中建立的基波磁场也是一个以同步转速旋转的圆形旋转磁场．§4-4交流绕组的电动势旋转磁场与三相对称绕组相切割，绕组产生的3相电动势也是对称的。由于旋转磁场含有高次谐波，三相电动势也含有高次谐波。一相基波电动势与变压器电动势公式相似绕组系数=分布系数×短距系数每相串联匝数一相v次谐波电动势本段重点几个基本概念：１、交流电机的结构、分类、额定值２、电角度、极距、每极每相槽数熟记１、三相对称绕组通三相对称电流，其合成磁场为一圆形旋转的磁场，转速为同步转速n1２、一相绕组电动势的公式３、线圈、线圈组、一相绕组、三相绕组产生的磁势的幅值，绕组系数、短距系数、分布系数的概念和计算公式§4-5转子静止时的运行分析转子静止的2种情况：(1)转子绕组开路：有感应电势，不能形成转子电流无电磁力(2)转子绕组不开路有感应电势、形成转子电流、受电磁力；但转子被堵死不能转(堵转)转子静止时与变压器类似定子绕组变压器原边(同样取一相分析)转子绕组变压器副边１）转子开路时，由定子绕组电流建立主磁通，并在转子绕组中感应出电势。２）转子堵转时，转子中有电流(如同变压器副边有负载电流)，定子绕组电流除了用来建立主磁通外