第7章电工技术交流电动机

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1、第第7 7章章 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电动机的分类电动机的分类电动机电动机 (Motor)交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机他励、并励电动机他励、并励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机u 直流电动机启动性能好，调速范围大且调速平滑，但结构复直流电动机启动性能好，调速范围大且调速

2、平滑，但结构复杂，造价高，维护困难，运行可靠性差。杂，造价高，维护困难，运行可靠性差。u 异步电动机使用更为普遍，结构简单，运行可靠，制造方异步电动机使用更为普遍，结构简单，运行可靠，制造方便，坚固耐用，成本较低，效率较高，但调速性能较差，功便，坚固耐用，成本较低，效率较高，但调速性能较差，功率因数较低。率因数较低。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

3、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 7.1 7.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造7.2 7.2 三相异步电动机的的转动原理三相异步电动机的的转动原理7.3 7.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析7.4 7.4 三相异步电动机转矩与机械特性三相异步电动机转矩与机械特性7.5 7.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动7.6 7.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速7.7 7.7 三相异步电动机的制动三相异步电

4、动机的制动7.8 7.8 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据7.11 7.11 单相异步电动机单相异步电动机目目 录录7.1 7.1 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：构成：由构成：由机座机座、铁心铁心和和定子绕组定子绕组组成组成 作用：作用： 产生旋转磁场产生旋转磁场 铁心铁心电机磁路的一部分，为了减小涡流和磁滞损耗，常用电机磁路的一部分，为了减小涡流和磁滞损耗，常用0.35mm0.35mm或或0.5mm0.5mm厚的硅钢片叠制而成。铁心内周

5、上冲有均匀分厚的硅钢片叠制而成。铁心内周上冲有均匀分布的槽，以便嵌放定子绕组。布的槽，以便嵌放定子绕组。定子绕组定子绕组电机的电路部分。一般采用高强度聚酯漆包线或电机的电路部分。一般采用高强度聚酯漆包线或铝线绕制而成，三相定子绕组互成铝线绕制而成，三相定子绕组互成120120o o电角度，对称分布在铁电角度，对称分布在铁心槽中，见后接线图。心槽中，见后接线图。机座机座用来固定定子铁心和绕组。前后两个端盖支撑转子的用来固定定子铁心和绕组。前后两个端盖支撑转子的转动，外表具有散热作用。一般由铸铁或钢板制成。转动，外表具有散热作用。一般由铸铁或钢板制成。机座机座定子绕组定子绕组铭牌数据铭牌数据出线端

6、子出线端子1、定子绕组星形接法、定子绕组星形接法W2V2U2U1V1W1ABCABCU1V1W1U2V2W2W2V2U2U1V1W1ABCABCU1V1W1U2V2W22、定子绕组三角形接法、定子绕组三角形接法接线图接线图接线图接线图原理图原理图原理图原理图构成：由构成：由铁心铁心和和转子绕组转子绕组两部分构成两部分构成转子铁心转子铁心电机磁路的一部分。常用电机磁路的一部分。常用0.5mm0.5mm厚的硅钢片叠装厚的硅钢片叠装成圆柱形，并紧固在转轴上，铁心外圆冲有均匀分布的槽，成圆柱形，并紧固在转轴上，铁心外圆冲有均匀分布的槽，以便嵌放转子绕组。以便嵌放转子绕组。转子绕组转子绕组分为鼠笼式转子

7、绕组和绕线式转子绕组。分为鼠笼式转子绕组和绕线式转子绕组。鼠笼式转子绕组：鼠笼式转子绕组：鼠笼式转子铁鼠笼式转子铁心槽中嵌放着裸铜条或铝条，其两端心槽中嵌放着裸铜条或铝条，其两端用端环连接，由于形状与鼠笼相似，用端环连接，由于形状与鼠笼相似，故称鼠笼式转子绕组。故称鼠笼式转子绕组。鼠笼转子鼠笼转子绕线式转子绕组：绕线式转子绕组：与定子绕组类似，也是由绝缘的导线绕制而成与定子绕组类似，也是由绝缘的导线绕制而成的三相对称绕组，极数和定子绕组相同。转子绕组一般接成星形，三的三相对称绕组，极数和定子绕组相同。转子绕组一般接成星形，三个首端分别接到固定在转轴上的三个滑环（集电环）上，由滑环上的个首端分别

8、接到固定在转轴上的三个滑环（集电环）上，由滑环上的电刷引出与外加变阻器连接，构成转子的闭合回路。电刷引出与外加变阻器连接，构成转子的闭合回路。转子星形转子星形连接绕组连接绕组集电环集电环电电 刷刷电阻器电阻器绕线式转子绕组示意图绕线式转子绕组示意图转子作用转子作用：在旋转磁场作用下，产生：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。感应电动势或电流。鼠笼式电动机与绕线式电动机的比较：鼠笼式电动机与绕线式电动机的比较：鼠笼式：鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。绕线式：绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作

9、量大；转子结构复杂、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。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。鼠笼式转子鼠笼式转子转轴转轴转子转子绕线式转子绕线式转子 铁心铁心绕组绕组转轴转轴7.2 7.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理vlBe（右手定则右手定则）（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简单说明：简单说明： 电动机的正常工作，即转子旋转是依靠

10、电磁原理的作电动机的正常工作，即转子旋转是依靠电磁原理的作用机理。导体与磁场之间有相对运动，就会产生感应电动用机理。导体与磁场之间有相对运动，就会产生感应电动势，如果导体构成封闭回路，则必然会在导体中产生感应势，如果导体构成封闭回路，则必然会在导体中产生感应电流。然后载流导体在磁场中受到洛仑磁力的作用，便会电流。然后载流导体在磁场中受到洛仑磁力的作用，便会在磁场中旋转起来，这就是电动机转子旋转的基本原因和在磁场中旋转起来，这就是电动机转子旋转的基本原因和过程。过程。 具体来讲，在三相异步电动机的对称三相定子绕组中具体来讲，在三相异步电动机的对称三相定子绕组中通入三相正弦交流电流（即励磁电流）后

11、，会在铁心中产通入三相正弦交流电流（即励磁电流）后，会在铁心中产生一个旋转磁场，通过电磁感应在转子绕组中产生感应电生一个旋转磁场，通过电磁感应在转子绕组中产生感应电流，该感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩流，该感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩（T=CmI），），从而驱动转子旋转。从而驱动转子旋转。 1.1. 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异 步步 2.2. 线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢0nn7.2.1 旋转磁场旋转磁场sinsin120sin120AmBmCmiItiItiIt1. 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