chapter7交流电动机课件

第7章交流电动机

7.1三相异步电动机的构造7.2三相异步电动机的转动原理7.3三相异步电动机的电路分析7.4三相异步电动机的转矩与机械特性7.5三相异步电动机的起动7.6三相异步电动机电动机的调速7.7三相异步电动机的制动7.8三相异步电动机的铭牌数据7.9三相异步电动机的选择7.10单相异步电动机7.1三相异步电动机的构造鼠笼式三相异步电动机绕线式定子转子定子铁芯机座定子绕组转子铁芯转轴转子绕组所以，定子绕组可以接成星形或三角形。

当电动机每相绕组额定电压等于电源的相电压时，绕组接成星形联结；等于电源的线电压时，绕组接成三角形联结。接线盒三相异步电动机定子绕组属于三相对称负载2．转子是电动机的旋转部分。由转子铁心和转子绕组组成。笼型转子转子绕组又分笼型转子和绕线型转子。转子绕组是在铁心槽内压进铜条，两端分别焊在两个铜环上。中小型电动机一般用熔化的铝浇铸成转子绕组。

铁心是由厚的硅钢片叠压而成的圆柱体，其外圆周冲有槽孔，以嵌置转子绕组。

铁心与笼型相同，但铁心槽内嵌置对称三相绕组并作星形联结。各相绕组首端通过滑环和电刷引到相应的接线盒里，在起动和调速时可在转子电路中串入附加电阻。绕线型异步电动机能获得较好的起动与调速性能。绕线转子接线示意图iUt=0°时tiU1V2V1U2W1W2iU=0iV为负值iW为正值NS0°设：电流的流入端用表示iViW电流的流出端用表示1．旋转磁场的产生tt=60°时iU1V2V1U2W1W2NS60°iW

=0iV为负值iU为正值iUiViW0t=90°时U1V2V1U2W1W2NS90°iU为正值iV为负值iW为负值tiiUiViW0t=0°U1W2V1U2W1V2NS0°Nt=180U1W2V1U2W1V2S180°t=90°U1W2V1U2W1V2NS90°t=60U1W2V1U2W1V2NS60°旋转磁场空间相差120º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360º)。综上分析可以得出：tiiUiViW0U1V1W1U2W2V2iUiW9060°0U1W2V1U2W1V2NS0°相序U1-W1-V1-U1iV2．改变旋转磁场的转向U1W2V1U2W1V2NS60°U1W2V1U2W1V2NS90°

前面讨论的旋转磁场是一对极磁场，当改变定子绕组在空间的排列，可以制成两对、三对或更多对磁极的旋转磁场，而磁极对数影响旋转磁场的转速。—电源的频率—磁极对数若f1=50Hz3．旋转磁场的磁极对数

p旋转磁场的转速n0旋转磁场的转速n0，又称作同步转速n0的单位：r/min磁极对数p12345旋转磁场转速n0/(r.min-1)3000150010007506007.2.2电动机的转动原理ωt=0时转子电流和转子旋转情况n0AXBYCZNSω转子导线（闭合）切割磁力线产生感应电流流过电流的转子受旋转磁场作用，产生力矩，因此转子顺着同步磁场n0的方向转动异步机的转动原理固定不动的转子导体与旋转磁场相切割后感应电流成为载流导体。载流导体又和旋转磁场相互作用，对轴生成电磁转矩，于是电动机就顺着同步转速的方向转动起来。定子中的正弦电流产生旋转磁场电生磁磁生电电磁作用产生力矩问题与讨论电动机的转速n能等于同步转速n0吗？转子与旋转磁场间没有相对运动提示：如果转子不切割磁场不能生成感应电流转子不是载流导体则不能受力转动结论：n≠n0异步！同步转速：转差率：解：

三相异步电动机p=3，电源f1=50Hz，电机额定转速n=960r/min。求：转差率s，例：电磁转矩T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力对于转轴所形成的转距之总和，是反映电动机做功能量的一个量。结构常数每极磁通转子电流转子电路的7.4.1转矩公式（牛顿米）7.4三相异步电动机的转矩与机械特性将如下参数代入上式：得到转矩公式

单位（N.m）10n0Tn得特性曲线：启动时n=0最大转速n=n0时在U1及R2一定时，T仅随S变化得特性曲线：7.4.2机械特性曲线三个重要转矩n0Tn牛顿•米nN

电机在额定电压下，以额定转速nN运行，输出额定功率PN时，电机转轴上输出的转矩。1、额定转矩TN:TN、Tmax、Tst负载转矩用

TL

表示TstTmax2、最大转矩转矩中的最大值，也是临界值n0nnNTstTmax过载系数3、启动转矩Tst:一般电动机启动时的转矩

Tst

体现了电动机带载起动的能力。若Tst>TL电动机能起动，否则将起动不了。如果TL>

Tmax电动机将会因带不动负载而停转。启动系数例：三相异步电动机，额定功率P2N=10kW，额定转速nN=1450r/min，启动能力Tst/TN=1.4，过载系数=2.0，效率为87.5%。求额定转矩、启动转矩、最大转矩及额定输入功率。（1）额定转矩TN（2）启动转矩Tst（3）最大转矩Tm解：所求量：TN、Tst、Tm、P1N（4）输入功率P1N

实验室、家庭及办公场所通常是单相供电，因此实验室的很多仪器、各种电动小型工具、家用洗衣机、电冰箱、电风扇等，都采用单相异步电动机。单相异步机采用鼠笼式转子结构，一般容量多在0.75KW以下。7.10单相异步电动机

日常生活中的电风扇、电冰箱、洗衣机、搅拌机等均采用单相异步电动机作动力。

U1U2：工作绕组，流过的电流为i2；

V1V2：起动绕组，串有电容器，流过的电流为i1；它们在空间互差90。转子为笼型工作绕组起动绕组笼型转子

定子两个绕组：7.10.1电容分相式单相异步电动机

选择适当电容可使电容分相式单相异步电动机中两个绕组中的电流相位差为90。

在空间上互成90的两相绕组通入互差90的两相交流电，便产生旋转磁场。电容分相式起动~KDCWSTW:主绕组ST：启动绕组K：离心开关启动时开关K闭合，使两绕组电流相位差约为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断。

采用在起动绕组中串入电阻的方法也可使两相绕组中的电流在相位上存在一定的角度产生旋转磁场。转动原理与三相异步电动机相同。

定子磁极上开一个槽，将磁极分成两部分，较小部分套一个短路环

—罩极。短路环

罩极式单相异步电动机定子铁心做成凸极式，转子仍为笼型。7.10.2罩极式单相异步电动机定子磁极转子短路环

定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。

图中电机的转动方向：瞬时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。

罩极式单相异步电动机不能改变转向，它的起动转矩较小，一般用在空载或轻载起动的风扇、排气扇等设备中。三相异步电动机能否当做单相电机使用？

三相异步电动机在运行过程中，若其中一相和电源断开，则变成单相运行。思考此时和单相电机一样，电机仍会按原来方向运转。三相异步电动机若在启动前