相異步電動機的基本結構1.ppt

2019/7/11,第二學習小組,1,第五章 異步電動機,電機及拖動第二學習小組,2019/7/11,第二學習小組,2,三相異步電動機的基本結構,2019/7/11,第二學習小組,3,5.1定子：主要用來產(chǎn)生旋轉磁場,它由定子鐵心、 定子繞組、 機殼等組成。,1、定子鐵心：由導磁性能很好的硅鋼片疊成導磁部分。,2、定子繞組：放在定子鐵心內圓槽內導電部分。,3、機座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強的機械強度和剛度。,2019/7/11,第二學習小組,4,5.1.1 定子鐵心,定子鐵心是磁路的一部分,為了降低鐵心損耗,采用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片間彼此絕緣。鐵心內圓周上分布有若干均勻的平行槽，用來嵌放定子繞組,2019/7/11,第二學習小組,5,5.1.2機座,機殼包括端蓋和機座，其作用是支承定子鐵心和固定整個電機。中小型電機機座一般采用鑄鐵鑄造, 端蓋多用鑄鐵鑄成，用螺栓固定在機座兩端。,2019/7/11,第二學習小組,6,5.1.3 定子繞組,定子繞組是電機定子的電路部分，應用絕緣銅線或鋁線繞制而成。三相繞組對稱地嵌放在定子槽內。 三相異步電動機定子繞組的三個首端U1、V1、W1和三個末U2、V2、W2，都從機座上的接線盒中引出。 圖（a）為定子繞組的星形接法； 圖（b）為定子繞組的三角形接法。三相繞組具體應該采用何種接法，應視電力網(wǎng)的線電壓和各相繞組的工作電壓而定。目前我國生產(chǎn)的三相異步電動機，功率在4 kW以下者一般采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接法。,2019/7/11,第二學習小組,7,5.2 轉子：主要用來產(chǎn)生旋轉力矩，拖動生產(chǎn)機械旋轉。轉子由轉軸、轉子鐵心、轉子繞組構成。,1、轉子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。,2、轉子繞組： 1）籠型轉子：轉子鐵心的每個槽內插入一根裸導條，形成一個多相對稱短路繞組。2）繞線轉子：轉子繞組為三相對稱繞組，嵌放在轉子鐵心槽內。,2019/7/11,第二學習小組,8,5.2.1轉子繞組: 三相異步電動機的轉子繞組分為鼠籠式和鑄鋁轉子式兩種。,鼠籠式轉子是由安放在轉子鐵心槽內的裸導體和兩端的短路環(huán)連接而成的。轉子繞組就像一個鼠籠形狀故稱其為鼠籠式轉子。,.鑄鋁轉子：指用鑄鋁的方法把轉子導條和端環(huán)、風扇葉片用鋁液一次澆鑄而成。,2019/7/11,第二學習小組,5.2.2轉軸和氣隙,轉軸：由中碳鋼和合金鋼制成。 轉軸的作用：是支撐轉子和傳遞轉矩，所以它有一定的機械強度。 氣隙 氣隙的大小對異步電動機的性能影響很大。為了降低的電動機的勵磁電流和提高功率因數(shù)，氣隙應盡可能的做得小些，但氣隙過小將使裝配困難和運行不可靠，因此氣隙大小除了考慮電性能外，還要考慮便于安裝。,2019/7/11,第二學習小組,10,5.3 三項旋轉磁動勢,1. 旋轉磁場的產(chǎn)生三相異步電動機的定子， 三相定子繞組對稱放置在定子槽中，即三相繞組首端U1、V1、W1（或末端U2、V2、W2）的空間位置互差120。,若三相繞組連接成星形，末端U2、V2、W2相連，首端U1、V1、W1接到三相對稱電源上， 則在定子繞組中通過三相對稱的電流iU、iV、iW（習慣規(guī)定電流參考方向由首端指向末端）,2019/7/11,第二學習小組,11,三相對稱電流波形：,旋轉磁動勢變化過程,2019/7/11,第二學習小組,12,(1) t=0 瞬間（iU=0；iV為負值； iW為正值）: 此時，U相繞組（U1U2繞組）內沒有電流；V相繞組（V1V2繞組）電流為負值，說明電流由V2流進，由V1流出；而W相繞組（W1W2繞組）電流為正， 說明電流由W1流進，由W2流出。運用右手螺旋定則， 可以確定合成磁場如圖 (a)所示， 為一對極(兩極)磁場。 (2) t=T/6瞬間（iU為正值；iV為負值；iW=0）: U相繞組電流為正，電流由U1流進，由U2流出；V相繞組電流未變； W相繞組內沒有電流。合成磁場如圖 （b）所示，同t=0瞬間相比，合成磁場沿順時針方向旋轉了 60。 (3) t=T/3瞬間（iU為正值；iV=0；iW為負值）: 合成磁場沿順時針方向又旋轉了60，如圖（c）所示 (4) t=T/2瞬間（iU=0；iV為正值；iW為負值）:與t=0瞬間相比，合成磁場共旋轉了 180。,三相對稱電流波形：,2019/7/11,第二學習小組,13,5.3 三項旋轉磁動勢,一、一根導體的電動勢,電動勢頻率:,電動勢大小:,二、整距繞組的電動勢,每個整距線匝的電動勢:,每個整距線圈的電動勢:,2019/7/11,第二學習小組,14,三、短距線圈的電動勢,每個短距線匝的電動勢:,基波短距系數(shù):,四、轉向：由電流相序決定，或者說由載有超前電流相轉向載有滯后相。,如果電流出現(xiàn)最大值是：AB C，則旋轉磁場的方向也是AB C,產(chǎn)生圓形旋轉磁動勢的條件：一是三相或多相對稱繞組；二是三相或多相對稱電流。兩個條件有一個不滿足，即產(chǎn)生橢圓形旋轉磁動勢。,五、轉速：三相對稱定子繞組中通入三相對稱交流電產(chǎn)生旋轉磁場，這個旋轉磁場的轉速稱為同步轉速，它與電源頻率和定子繞組磁極對數(shù)有關。,2019/7/11,第二學習小組,15,異步電動機轉速和極對數(shù)的對應關系,由上式可得，旋轉磁場的轉速 n1 取決于電源頻率f 和磁極對數(shù) p。我國工頻50Hz,可得不同磁極對數(shù)旋轉磁場的轉速如下,旋轉磁場轉向與通入定子繞組的電流相序一致。若使旋轉磁場反向，只需把三根電源線的任意兩根對調（如U、W對調）,轉速為同步速：,2019/7/11,第二學習小組,16,5.4 三相異步電動機的工作原理及運行狀態(tài),當電動機的定子繞組通以三相交流電時，便在氣隙中產(chǎn)生旋轉磁場。設旋轉磁場以n1的速度順時針旋轉，相當于磁場不動，轉子導體逆時針方向切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢、感應電流 ，其方向可根據(jù)右手定則判斷（假定磁場不動， 導體以相反的方向切割磁力線）。由于轉子電路為閉合電路， 在感應電動勢的作用下， 產(chǎn)生了感應電流由于載流導體在磁場中要受到力的作用， 因此， 可以用左手定則確定轉子導體所受電磁力的方向如圖 所示。 這些電磁力對轉軸形成一電磁轉矩， 其作用方向同旋轉磁場的旋轉方向一致。這樣，轉子便以一定的速度沿旋轉磁場的旋轉方向轉動起來。,2019/7/11,第二學習小組,17,轉差率 異步電動機的轉子轉速n低于同步轉速n1，兩者的差值(n1-n)稱為轉差。轉差就是轉子與旋轉磁場之間的相對轉速。,轉差率就是相對轉速（即轉差）與同步轉速之比， 用s表示， 即 轉差率是分析異步電動機運轉特性的一個重要參數(shù)。在電動機起動瞬間，n=0，s=1；當電動機轉速達到同步轉速（為理想空載轉速，電動機實際運行中不可能達到）時， n=n1，s=0。由此可見，異步電動機在運行狀態(tài)下，轉差率的范圍為0s1；在額定狀態(tài)下運行時，s=0.020.06。,或n=(1-s),2019/7/11,第二學習小組,18,【例5-3】一臺三相異步電動機PN=10kW， UN=380V,nN=1455r/min， ， 求:電機的極數(shù)2p與額定轉差率sN; 轉差率s為0.1時的轉速。 解 因同步轉速 當極對數(shù)p=1時 n1=3000r/min 當極對數(shù)p=2時 n2=1500r/min 當極對數(shù)p=3時 n3=1000r/min 而nN=1455r/min,最接近n1=1500r/min，所以電機的極對數(shù)為 即電機的極數(shù)2p=4。 額定轉差率為 轉差率為0.1時的轉速,2019/7/11,第二學習小組,19,三、異步電機的三種運行狀態(tài),根據(jù)轉差率的大小和正負,異步電機有三種運行狀態(tài),2019/7/11,第二學習小組,20,5.5 三相異步電動機的型號、分類和額定值,1.型號,2019/7/11,第二學習小組,21,2.額定值,額定值關系有：,2019/7/11,第二學習小組,22,3.防護方式（IP44）。表示電動機外殼防護的方式為 封閉式。,4. 絕緣等級。絕緣等級是電動機定子繞組所用的絕緣材料的等級。,5. 工作方式。工作方式即電動機的運行方式。按負載持續(xù)時間的不同，國家標準把電動機分成三種工作方式： 連續(xù)工作制、 短時工作制和斷續(xù)周期工作制,2019/7/11,第二學習小組,23,結論：異步電動機可以在電動機、發(fā)電機和電磁制動三種狀態(tài)下運行。現(xiàn)代異步電機主要作為電動機運行；