501(第1节三相异步电动机的结构、原理;第2节电磁转矩)

第一节三相异步电动机的结构和工作原理

第五章电动机第二节

三相异步电动机的电磁转矩与机械特性第三节

三相异步电动机的使用电动机直流电动机交流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。机械能电能发电机电动机概述三相异步电动机的优点：

构造简单、价格便宜、工作可靠、使用维护方便。应用：金属切削机床、起重机、传送带、功率不大的水泵、通风机。在全国电动机总容量中有85％以上是三相异步电动机。(1)调速不方便(2)起动性能差(3)功率因数低三相异步电动机的缺点：第一节三相异步电动机的结构与工作原理一、结构笼型电机的各部件

三相异步电动机主要由定子、转子、气隙构成。三相异步电动机5去掉端盖6定子、转子7鼠笼转子、定子铁心、定子绕组8小型三相异步电动机（实物照片）铭牌接线盒9定子铁心及绕组（实物照片）定子绕组接线盒定子铁心10鼠笼转子（实物照片）轴轴承转子铁心导条11导条端环机座定子铁心V1U1W1W2U2V2导条定子绕组转子铁心三相异步机的结构转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感应电流，进而产生转矩（电磁转矩），转子与旋转磁场同方向旋转。三相定子绕组：产生旋转磁场鼠笼转子鼠笼转子相当于多个闭合线圈

(1)铁心：由内圆表面冲有槽口的0.5mm厚硅钢片叠成。

A----XB----YC----Z(2)三相定子绕组(3)机座：铸铁或钢板焊接,支撑铁心和固定电机硅钢片装有三相绕组的定子1、定子定子三相绕组的联接方法。通常ZXYBCA定子绕组：接线盒：BZACXYXAZBYCY联结：CABZXY

联结：ABZCXY2.转子笼型绕线式转轴转子铁心转子绕组0.5mm的硅钢片叠压(1)笼型转子

铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。铸铝形成转子绕组。导条端环具有笼型转子的异步电动机称为笼型电动机(2)绕线式转子同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。三相转子绕组通常连接成星形，即三个末端连在一起，三个首端分别与转轴上的三个滑环（滑环与轴绝缘且滑环间相互绝缘）相连，通过滑环和电刷接到外部的变阻器上，以便改善电机的起动和调速性能。绕线式转子绕组与外接变阻器的连接

二、三相异步电动机的转动原理1.旋转磁场的产生规定:

i:

“+”

首端流入，尾端流出。

i:

“–”

尾端流入，首端流出。

(•)电流流出(

)电流流入V1U1W1W2U2V2三相定子绕组iAW2W1V1U2U1V2iCiBBCA三相电源iAImiBiC

t

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90°600o结论：磁场旋转角度与电流相位角一致2.三相异步电动机的工作原理AXYCBZ定子三相绕组通入对称三相电流方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnFAAXZBCYAAXZBCY转向取决于三相电流的相序改为A-C-B3.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。方法：任意调换两根电源进线如何实现电动机的反转?

若定子每相绕组由两个线圈串联

，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC4.旋转磁场的极对数P5.旋转磁场的转速旋转磁场的转速取决于磁场的极对数。

旋转磁场的转速——同步转速旋转磁场转速n0与极对数p的关系极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速旋转磁场转速n0

与频率f1和极对数p有关。可见:6.转差率

旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导体无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。转子转速亦可由转差率求得转差率s:

额定运行时，6.转差率

例1：一台三相异步电动机，其额定转速

n=975r/min，电源频率f1=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000r/min,即额定转差率为解：p=3第二节三相异步电动机转矩与机械特性一、电磁转矩

转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。由公式可知1.T与定子每相绕组电压成正比。U1

T

2.当电源电压U1一定时，T是

s的函数。3.R2

的大小对

T有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变转子电阻R2

，从而改变转矩。二、转矩特性OTS1Scr——临界转差率0<s<Scr时，T随s的增大而增大；Scr<s<1时，T随s的增大而减小；三、机械特性OTncr电动机在额定负载时的转矩。1.额定转矩TN三个重要转矩额定转矩：(N•m)如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型)的额定功率为7.5kw,额定转速为1440r/min,则额定转矩为2.最大转矩Tmax转子轴上机械负载转矩T2不能大于Tmax

，否则将造成堵转(停车)。电机带动最大负载的能力。OTTmax电机严重过热而烧坏。3.起动转矩Tst电动机起动时的转矩。起动时n=0时，s=1

Tst体现了电动机带载起动的能力。

若

Tst

>T2电机能起动，否则不能起动。OTTst4.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。

自适应负载能力是电动机区别于其它动力