三相異步電機(jī)工作原理

1、三相異步電機(jī)的基本工作原理 主講：周富國 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)原理三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)原理 ?1異步電機(jī)主要部件異步電機(jī)主要部件 ?2工作原理（重點(diǎn)）工作原理（重點(diǎn)） ?3旋轉(zhuǎn)磁場（難點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)磁場（難點(diǎn)） ?4基本概念基本概念 ?5小結(jié)與討論小結(jié)與討論 ?6習(xí)題思考習(xí)題思考 ? 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí) 1. 直流電機(jī)工作特點(diǎn)：直流電機(jī)工作特點(diǎn)： 1)調(diào)速性能優(yōu)良調(diào)速性能優(yōu)良. 2)效率高效率高. 3)靜差小靜差小,穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好. 2.不足之處不足之處: 1)換向問題換向問題. 2)直流電源問題直流電源問題. 問題問題:如如何來解何來解決這一決這一問題呢問題呢? 三相異步電機(jī)工作原理三相異步

2、電機(jī)工作原理 ?1.三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu) 機(jī)殼機(jī)殼 定子繞組定子繞組 1 .定子部分定子部分: 定子鐵心定子鐵心 接線盒接線盒 轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 2.轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子部分 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心 軸軸 端蓋端蓋 軸承軸承 問題問題:三相異步電機(jī)又是如何工作的呢三相異步電機(jī)又是如何工作的呢? ?2.異步電機(jī)的異步電機(jī)的工作原理工作原理 定子繞組通入三相交流電流定子繞組通入三相交流電流 轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢應(yīng)電勢 轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流電流 運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 切割轉(zhuǎn)子繞組切割轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電流與磁場作用磁場作用 產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 問題問題:旋轉(zhuǎn)

3、磁場又是如何產(chǎn)生的呢旋轉(zhuǎn)磁場又是如何產(chǎn)生的呢? ?3.三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場 ?電動機(jī)的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場原理原理 ?極對數(shù)的形成規(guī)律極對數(shù)的形成規(guī)律 三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場 ?電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場原理原理 ?極對數(shù)的形成成規(guī)極對數(shù)的形成成規(guī)律律 三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場 ?電動機(jī)的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場原理原理 ?極對數(shù)的形成規(guī)律極對數(shù)的形成規(guī)律 ?三相對稱繞組：三相

4、對稱繞組： ?互差互差120度空度空間電角度。間電角度。 ?三相對稱電源：三相對稱電源： ?互差互差120度時度時間電角度。間電角度。 三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場 ?電動機(jī)的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場原理原理 ?極對數(shù)的形成極對數(shù)的形成規(guī)律規(guī)律 ?電動機(jī)的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場原理旋轉(zhuǎn)磁場原理 ?極對數(shù)的形成規(guī)律極對數(shù)的形成規(guī)律 ?電動機(jī)的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場原理旋轉(zhuǎn)磁場原理 ?極對數(shù)的形成規(guī)律極對數(shù)的形成規(guī)律 ?電動機(jī)的

5、電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場原理旋轉(zhuǎn)磁場原理 ?極對數(shù)的形成規(guī)律極對數(shù)的形成規(guī)律 三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場三相電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場 ?電動機(jī)的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條產(chǎn)生的條件件 ?旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場原理原理 ?極對數(shù)的形成規(guī)律極對數(shù)的形成規(guī)律 ?4.基本概念基本概念 ? 1.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的方向方向由相序決定、改變相序由相序決定、改變相序就可改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)的轉(zhuǎn)向就可改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)的轉(zhuǎn)向. ? 2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與與電源頻率成正比，與極對數(shù)成反比極對數(shù)成反比. ? 3.空間電空間電角度角度、空間角

6、度、時間電角度、空間角度、時間電角度. ? 4.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的幅值幅值. ? 5.轉(zhuǎn)差與轉(zhuǎn)差與轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率. 小結(jié)與討論小結(jié)與討論 ?旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ 異步？異步？ 同步速度？速度？同步速度？速度？ 異步電機(jī)地運(yùn)行原理？異步電機(jī)地運(yùn)行原理？ 轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ 空間角度？空間電角度？時間電角度空間角度？空間電角度？時間電角度? 極對數(shù)？極對數(shù)？ ?定子：三相對稱繞組定子：三相對稱繞組 小結(jié)與討論小結(jié)與討論 ? 旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ ?異步？異步？ ?同步速度？速度？同步速度？速度？ ?分別加入三相對稱電分別加入三相對稱電?異步電機(jī)的運(yùn)

7、行原理？異步電機(jī)的運(yùn)行原理？ 源：源： ?轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ iu?Imcos?t?空間角度？空間電角度？空間角度？空間電角度？ i V?Imcos(?t?1200)?極對數(shù)？極對數(shù)？ 0 iW?Imcos(?t?240 ) 小結(jié)與討論小結(jié)與討論 ? 旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ ?異步？異步？ ?同步速度？速度？同步速度？速度？ ?異步電機(jī)地運(yùn)行原理？異步電機(jī)地運(yùn)行原理？ ?轉(zhuǎn)子速度與磁場速度不相等轉(zhuǎn)子速度與磁場速度不相等 ?轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ ?相對切割運(yùn)動相對切割運(yùn)動 ?空間角度？空間電角度？空間角度？空間電角度？ ?極對數(shù)？極對數(shù)？ 小結(jié)與討論小結(jié)與討論

8、 ? 旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ ?異步？異步？ ?同步速度？速度？同步速度？速度？ ?異步電機(jī)地運(yùn)行原理？異步電機(jī)地運(yùn)行原理？ ?轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ ?空間角度？空間電角度？空間角度？空間電角度？ ?極對數(shù)？極對數(shù)？ ?旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度速度 ?與頻率、極對數(shù)與頻率、極對數(shù)有關(guān)有關(guān) 60 f1n1?p?方向：取決于相方向：取決于相序。序。 小結(jié)與討論小結(jié)與討論 ? 旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ ?異步？異步？ ?同步速度？速度？同步速度？速度？ ?異步電機(jī)地運(yùn)行原理？異步電機(jī)地運(yùn)行原理？ ?轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ ?空間角度？空間電角度

9、？空間角度？空間電角度？ ?極對數(shù)？極對數(shù)？ ?定子定子三相三相對稱繞組對稱繞組旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場。 ?切割轉(zhuǎn)子繞切割轉(zhuǎn)子繞組組感生電感生電動勢動勢感生感生電流。電流。 ?磁場磁場-轉(zhuǎn)子電轉(zhuǎn)子電流作用流作用電電磁轉(zhuǎn)矩磁轉(zhuǎn)矩 ?運(yùn)行。運(yùn)行。 ?轉(zhuǎn)子速度與同步速度之差轉(zhuǎn)子速度與同步速度之差 小結(jié)與討論小結(jié)與討論 ?n?n1?n? 旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ ?nn1?n s?100 %?100 %?異步？異步？ n1n1 ?同步速度？速度？同步速度？速度？ ?異步電機(jī)地運(yùn)行原理？異步電機(jī)地運(yùn)行原理？ ?轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ ?空間角度？空間電角度？空間角度？空間電角度？ ?極

10、對數(shù)？極對數(shù)？ ?轉(zhuǎn)差率：相對比轉(zhuǎn)差率：相對比 小結(jié)與討論小結(jié)與討論 ? 旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ ?空間角度：圓周空間角度：圓周= 2?異步？異步？ 2?空間電角度：空間電角度：1對磁極極距對磁極極距= ?同步速度？速度？同步速度？速度？ ?時間電角度：時間電角度：1個周期時間個周期時間= 2?異步電機(jī)地運(yùn)行原理？異步電機(jī)地運(yùn)行原理？ ?轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ ?空間角度？空間電角度？時間電角度？空間角度？空間電角度？時間電角度？ ?極對數(shù)？極對數(shù)？ ?指旋轉(zhuǎn)磁場形成的多少對磁極，指旋轉(zhuǎn)磁場形成的多少對磁極， ?每一組三相繞組產(chǎn)生一對磁極每一組三相繞組產(chǎn)生一對磁極 小結(jié)

11、與討論小結(jié)與討論 ? 旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？旋轉(zhuǎn)磁場形成的條件？ ?異步？異步？ ?繞組排列基本規(guī)律繞組排列基本規(guī)律 ?同步速度？速度？同步速度？速度？ ?U1-W2-V1-U2-W1-V2- U1-W2-V1-U2-W1-V2 ?異步電機(jī)地運(yùn)行原理？異步電機(jī)地運(yùn)行原理？ ?轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？轉(zhuǎn)差？轉(zhuǎn)差率？ ?空間角度？空間電角度？空間角度？空間電角度？ ?極對數(shù)？極對數(shù)？ 習(xí)題（判斷）習(xí)題（判斷） ?1 2 3 4 5 6 任選一題：任選一題： 若答案正確：若答案正確：選選T 若答案錯誤：若答案錯誤：選選F 祝賀祝賀 你的判斷正確你的判斷正確 你的判斷錯誤你的判斷錯誤 繼續(xù)努力繼續(xù)努力 ? 1 異

12、步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流是外部輸入的，才異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流是外部輸入的，才能與磁場的共同作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩能與磁場的共同作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 TF?2 無論是異步電動機(jī)還是異無論是異步電動機(jī)還是異步發(fā)電機(jī)，既有感生電動步發(fā)電機(jī)，既有感生電動勢，又有電磁轉(zhuǎn)矩。勢，又有電磁轉(zhuǎn)矩。 TF?3 同步速度是指異步電機(jī)在同步速度是指異步電機(jī)在實(shí)際空載時的速度。實(shí)際空載時的速度。 TF?4 異步電機(jī)的極對數(shù)越多，異步電機(jī)的極對數(shù)越多，頻率越低，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速頻率越低，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越低。就越低。 TF?5 異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的方向取決于三相交流電流方向取決于三相交流電流的頻率與幅值，而與相序的頻率

13、與幅值，而與相序無關(guān)。無關(guān)。 TF?6 三相合成磁勢的幅值是三相合成磁勢的幅值是不變的，因?yàn)樵谳S線處磁不變的，因?yàn)樵谳S線處磁力線所包辦的全電流是不力線所包辦的全電流是不變的。變的。 TF三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu) 三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 U軸線軸線V軸線1.旋轉(zhuǎn)磁場的軸線總是與電旋轉(zhuǎn)磁場的軸線總是與電流達(dá)到正的最大值的那一流達(dá)到正的最大值的那一相繞組的軸線重合相繞組的軸線重合. 2.三相對稱電流相序?yàn)槿鄬ΨQ電流相序?yàn)閁-V-W. 3.合成磁場的軸線依次由合成磁場的軸線依次由U相軸線轉(zhuǎn)到相軸線轉(zhuǎn)到V相軸線再到相軸線再到W相軸線相軸線. W旋

14、轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的速度速度 P=2 P=1 1.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度稱旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度稱同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速.n1表示表示. 2. n1= 60f1 P單位轉(zhuǎn)單位轉(zhuǎn)/分分. 3.同步轉(zhuǎn)速與頻率成正比同步轉(zhuǎn)速與頻率成正比,與極對數(shù)成反比與極對數(shù)成反比. 4.同步轉(zhuǎn)速成同步轉(zhuǎn)速成“有級有級”. P=1 n1=3000 P=2 n1=1500 (f1=50HZ) 空間電空間電角度角度、空間角度、時間電角度、空間角度、時間電角度 360度空間度空間角度。角度。 720度空間度空間電角度。電角度。 360度空間度空間角度。角度。 360度空間度空間電角度。電角度。 以時間軸為以時間軸為坐標(biāo)。坐標(biāo)。 一個周期為一個周期為360度。度。 旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的幅幅值值 結(jié)論：合成磁勢結(jié)