第四章交流电动机

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1、第四章 交流电动机目 录4.1 三相异步电动机的结构和工作原理4.2 三相异步电动机的等效电路4.3 三相异步电动机的功率和电磁转矩4.4 三相异步电动机的工作特性4.5 三相异步电动机的机械特性4.6 三相异步机的使用4.7 单相异步电动机第四章 交流电动机交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机他励、并励、串励、复励他励、并励、串励、复励电动机：电能转换成机械能电动机：电能转换成机械能发电机：其他形式的能量转换成电能发电机：其他形式的能量转换成电能第四章 交流电动机使用电动机驱动生产机械可：使用电动机驱动生产机械可： （1 1）简化生产机械的

2、结构）简化生产机械的结构 （2 2）提高生产效率和产品质量）提高生产效率和产品质量 （3 3）能实现自动控制）能实现自动控制 （4 4）实现远距离操纵）实现远距离操纵 （1 1）基本结构）基本结构 （2 2）工作原理）工作原理 （3 3）机械特性）机械特性 （4 4）起动、制动、反转、调速的基本原理）起动、制动、反转、调速的基本原理 （5 5）应用场合和正确使用）应用场合和正确使用 第四章 交流电动机一、一、 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式转子转子定子（固定部分）定子（固定部分） 转子（旋转部分）转子（旋转部分）分为两个基本部分分为两个基本部分：第四章 交流电

3、动机 构成：由机座、铁心和定子绕组组成构成：由机座、铁心和定子绕组组成 机座是用铸铁或铸刚制成，铁心由机座是用铸铁或铸刚制成，铁心由 互相绝缘的硅钢片叠成，内圆周表互相绝缘的硅钢片叠成，内圆周表面冲有槽，用以放置对称三相绕组；面冲有槽，用以放置对称三相绕组；对称三相绕组有的联接成星形、有对称三相绕组有的联接成星形、有的联接成三角形的联接成三角形 作用：作用： 产生旋转磁场产生旋转磁场 第四章 交流电动机机座机座定子绕组定子绕组铭牌数据铭牌数据出线端子出线端子第四章 交流电动机第四章 交流电动机鼠笼式电动机构造简单、价格低廉、鼠笼式电动机构造简单、价格低廉、工作可靠、使用方便工作可靠、使用方便

4、构成构成：由铁心和绕组两部分构成：由铁心和绕组两部分构成 铁心也用硅钢片叠成，表面冲有槽，铁心也用硅钢片叠成，表面冲有槽，装在转轴上，轴上加机械负载；因绕组装在转轴上，轴上加机械负载；因绕组不同，可分为鼠笼式和绕线式两种。不同，可分为鼠笼式和绕线式两种。作用作用：在旋转磁场作用下，产生感：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。应电动势或电流。第四章 交流电动机鼠笼式转子鼠笼式转子转轴转轴轴承轴承转子转子第四章 交流电动机第四章 交流电动机绕线式转子绕线式转子 铁心铁心绕组绕组转轴转轴第四章 交流电动机二、二、 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理第四章 交流电动机vlBe（右手定

5、则右手定则）（左手定则左手定则）ilBfn0neiNSfB:磁感应强度磁感应强度v:切割速度切割速度l :导线长导线长磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动势闭合导线产生电流闭合导线产生电流通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力第四章 交流电动机 1. 线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转 两者转动方向一致两者转动方向一致异步异步 2. 线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢0nn第四章 交流电动机一）一） 旋转磁场旋转磁场240sin120sinsintIitIitIimCmBmA1. 旋转磁场的产生旋转磁场的产生 在三相异步电动机的定子铁心中放有三相对在三相异步电动机的

6、定子铁心中放有三相对称绕组，在该三相对称绕组中通入三相对称交流称绕组，在该三相对称绕组中通入三相对称交流电流，就可产生一电流，就可产生一“旋转磁场旋转磁场”代替演示实验中代替演示实验中的磁铁的磁铁第四章 交流电动机0tAXYCBZAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下参考方向：绕组参考方向：绕组始端到末端的方始端到末端的方向向第四章 交流电动机 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向的磁场方向AiBiCitmI第四章 交流电动机 可见，当定子绕组中通入三相电流后，它可见，当

7、定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。2. 旋转磁场的转向旋转磁场的转向 当当通入定子绕组的三相电流的相序为通入定子绕组的三相电流的相序为A-B-CA-B-C时，旋转磁场的转向与这个顺序是一致的，可见时，旋转磁场的转向与这个顺序是一致的，可见磁场的转向与定子绕组中的电流相序有关。磁场的转向与定子绕组中的电流相序有关。取决于三相电流的相序。取决于三相电流的相序。第四章 交流电动机改变电机旋转方向的方法：换接其中两相改变电机旋转方向的方法：换接其中两相AiBiC

8、imItAiCiBimIt第四章 交流电动机3. 旋转磁场的极数旋转磁场的极数BiAXBYCZAiCi 此种接法下，绕组的始端之间相差120度空间角，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。AXYCBZNS旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关即即：P=1第四章 交流电动机CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内，绕组的始端之间相差60度空间角，形成的磁场则是两对磁极。AXX ANSSNZCZCBY BY即即：P=2第四章 交流电动机4. 4. 旋转磁场的转速旋转磁场的转速AXYCBZNSAXYCBZNS0nAXYCBZSN60A

9、iBiCimIt 旋转磁场的转速决定于磁场的极数，在一对极的情况下，当电流交变一次时，磁场恰好在空间旋转了一周。N0=60f（转/分）第四章 交流电动机XNSASNZBX AYCZ BCY0t 60t A0nAZXXC ZCSNSN30 旋转磁场具有旋转磁场具有两对两对极极时，当电流从时，当电流从tt=0=0到到tt=60=60经历了经历了6060时，时，磁场在空间仅旋转了磁场在空间仅旋转了3 30 0。比比P P=1=1时转速慢了一半，时转速慢了一半，即：即：N0=60f/2（转/分）第四章 交流电动机 所以，旋转磁场的所以，旋转磁场的转速转速n0 0决定于决定于电流频率电流频率f1 1和磁

10、场的和磁场的极对数极对数P，可推出：，可推出：分）转/( 600pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)Hz50(f0n3p120分）转/( 0001n第四章 交流电动机5. 5. 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步电动机异步电动机0nn无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动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

11、力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn 第四章 交流电动机二）二） 电动机的转动原理电动机的转动原理 在电动机定子绕组中通入三相对称交流电流后，产生旋转磁场。 旋转磁场的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。 在电动势的作用下，闭合的导条中就有电流，该电流与旋转磁场相互作用，使转子导条受到电磁力作用。由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。第四章 交流电动机异步电机运行中异步电机运行中:%91s电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 , 0sn（转差率最大转差率最大）三） 转差率%10000nnns12:转子电动势的频率sff 第四章 交流电动机例1