三相异步电动机的结构与工作原理.ppt

1、课题三 交流电机的应用,异步电机,同步电机,异步发电机,异步电动机,三相异步电动机,三相异步电动机具有结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠等一系列优点；还具有较高的运行效率和较好的工作特性，能满足各行各业大多数生产机械的传动要求。异步电动机还便于派生成各种专用、特殊要求的形式，以适应不同生产条件的需要。,任务1 认识三相异步电动机,交流旋转电机,转子转速与磁场转速相等,转子转速与磁场转速不相等,单相异步电动机,用于家用电器和医疗仪器中,用于风力发电机等特殊场合,在各种电动机中应用最广、需要量最大。工业生产、农业机械化、交通运输、国防工业等电力拖动装置中，有90%采用三相异步电动机。,一、三相

2、异步电动机的特点和用途,洗衣机电机,吸油烟机电机,Z3050钻床,三相异 步电动 机,异步电动机的应用举例,单相异 步电动 机,三相笼型异步电动机的部件图,1.定子,首端1,末端2,三相异步电动机的结构的不同分为笼型和绕线型异步电动机两大类。,二、三相异步电动机的结构,绝缘铜线或铝线绕制；嵌放在定子槽中,三相定子绕组可连接成星形或三角形,若各相绕组的额定电压是220V 定子绕组必须接成星形,各相绕组的额定电压是380V 定子绕组必须接成三角形,一般电源电压380V,转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。,2.转子,鼠笼转子,转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。,同定子绕组一样，也分为三

3、相，并且接成星形。,(2) 绕线式转子,鼠笼式转子,绕线型异步电动机的结构,绕线式转子,(a) 绕线式转子的结构,绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷在转轴上的三个铜环上，通过一组电刷把转子绕组从三个接线端引出来并与外电路相连接。,鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：,鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。,绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子 外加电阻可人为改变电动机的机械特性。,三相异步电动机的定子铁心中放入三相定子绕 组。接入三相对称电源。,定子绕组,U1,U2,V1,V2,W1,W2,定子绕组Y接,()电流入,()电流出,规定,1.旋转磁场的

4、产生,五、三相异步电动机的工作原理,t =0 iu= 0 iv为负值 iw为正值,t=0,360,240,120,t = 120,t = 240,t = 360,N,S,N,N,N,S,S,S,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,空间相差120 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，磁场的旋转方向与绕组中电流的相序一致。,如果改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁场的旋转方向，三相异步电动机的旋转方向也就跟着改变。,如果电流的相序为U-V-W-U 则旋转磁场为顺时针方向。,n0,2.旋转磁场的旋转方向,t=0,

5、360,240,120,U1,V1,W1,iu,iw,iv,t = 240,绕组中电流的相序为U- W - V -U，磁场逆时针旋转。,把三相异步电动机的三根线任意调换两根与电源相接，电动机旋转方向反向。,t = 360,方法：将电源任意两相互换相接 (改变相序)，就可实现反转。,三相异步电动机的正、反转,正转,反转,M 3,电 源,U,V,W,M 3,电 源,U,U,V,V,W,W,2.接法,电动机三相定子绕组的接线方法。,接线盒,接线盒,接,Y接,3.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：,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

6、成两对磁极的旋转磁场。,极对数,旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关,4.旋转磁场的转速,工频：,旋转磁场的转速取决于磁场的极对数,p=1时,p=2时,旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系,电动机的转动原理,1. 转动原理,U,U,V,W,V,W,定子三相绕组通入三相交流电,感应电动势 E20,电磁力F,+,转子 转速n,旋转的磁场可以带动转子同方向旋转,异步电动机原理图,转子,定子,磁场转速n0,n,三相异步电动机转子在旋转磁场的作用下转动起来，其转向与旋转磁场的转向相同。,磁场转 速n0,转子,感应电动势(电流),5、三相异步电动机的工作原理,（1）“异步”转动原理 异步电动机的定子和

7、转子之间能量的传递是依靠电磁感应实现的，故有称感应电动机。 （2）转子的转速和转差率转子的转速,转子转速n2是否会与旋转磁场的转速n1相同呢? 回答是不可能的。因为一旦转子转速和旋转磁场的转速相同，二者便无相对运动，转子也就不可能产生感应电动势和电流，也就没有电磁转矩了。只有当两者转速有差异时，才能产生电磁转矩了。,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,如果:,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,异步电动机运行中:,转差率s,例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。,解：,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：n1=1000 r/min , 即,p=3,额定转差率为,n1旋转磁场转速，单位为rmin n2转子转速，单位为rmin n为同步转速与转子转速之差，单位为r/min,例2 一台额定转速为1450r/min的三相异步电动机，求：额定转差率。,解：,因为sN= 0.01 0.06，所以该电动机为4极电机，旋转磁场转速为1500 r/min。,转差率s 是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。 在电动机起