三相交流異步電機

1、三相交流異步電機第1頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日一、三相交流異步電動機結(jié)構(gòu)任務(wù)6.4 三相交流異步電機第2頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日 1、異步電動機的定子： 異步電動機的定子是由機座、定子鐵心和定子繞組三個部分組成的。 （1）定子鐵心：是電動機磁路的一部分，裝在機座里。為了降低定子鐵心里的鐵損耗，定子鐵心用用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成的。下圖所示為定子槽,其中(a)是開口槽，用于大、中型容量的高壓異步電動機中；(b)是半開口槽，用于中型500V以下的異步電動機中；(c)是半閉口槽，用于低壓小型異步電動機中。第3頁，共33頁，2022年，5

2、月20日，0點9分，星期日（3）機座：主要是為了固定與支撐定子鐵心。如果是端蓋軸承電機，還要支撐電機的轉(zhuǎn)子部分。因此，機座應(yīng)有足夠的機械強度和剛度。對中、小型異步電動機，通常用鑄鐵機座。對大型電機，一般采用鋼板焊接的機座，整個機座和座式軸承都固定在同一個底板上。（2）定子繞組： 高壓大、中型容量的異步電動機定子繞組常采用Y接，只有三根引出線，如圖(a)所示。對中、小容量低壓異步電動機，通常把定子三相繞組的六根出線頭都引出來，根據(jù)需要可接成Y形或形，如圖(b)所示。定子繞組用絕緣的銅（或鋁）導(dǎo)線繞成，嵌在定子槽內(nèi)。第4頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日3、異步電動機的轉(zhuǎn)子：

3、異步電動機的轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成的 。 （1）轉(zhuǎn)子鐵心：是電動機磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上，整個轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。 （2）轉(zhuǎn)子繞組：分為籠型和繞線型兩類。2、氣隙： 異步電動機的氣隙比同容量直流電動機的氣隙小得多，在中、小型異步電動機中，氣隙一般為0.21.5mm左右。第5頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日1）籠型轉(zhuǎn)子：籠型繞組是一個自己短路的繞組。在轉(zhuǎn)子的每個槽里放上一根導(dǎo)體，在鐵心的兩端用端環(huán)連接起來，形成一個短路的繞組。如果把轉(zhuǎn)子鐵心拿掉，則可看出，剩下來的繞組形狀像個松鼠籠子，如圖（a) 所示，因此又

4、叫鼠籠轉(zhuǎn)子。導(dǎo)條的材料有用銅的，也有用鋁的。第6頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日 2）繞線型轉(zhuǎn)子：繞線型轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)嵌放有用絕緣導(dǎo)線組成的三相繞組，一般都聯(lián)接成Y形。轉(zhuǎn)子繞組的三條引線分別接到三個滑環(huán)上，用一套電刷裝置引出來，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯(lián)到轉(zhuǎn)子繞組回路里去，以改善電動機的啟動性能或調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。 與籠型轉(zhuǎn)子相比較，繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，價格稍貴，因此只在要求起動電流小，起動轉(zhuǎn)距大，或需平滑調(diào)速的場合使用。第7頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日二、 三相交流異步電動機的工作原理 三相異步電動機的通入三相交流電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場n1，旋轉(zhuǎn)

5、磁場拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。我們?nèi)∫粚πD(zhuǎn)磁極，分析該對磁極是如何拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的？ 第8頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)線長磁感應(yīng)強度切割速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力fn第9頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日(1) 線圈跟著磁極轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動方向一致 結(jié)論：(2)線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢異步fn第10頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的？AYCBZ()電流出()電流入X第11頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日AXYCBZAXBYCZ合成磁場

6、方向：向下第12頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：第13頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向第14頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小 一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360電流頻率為 f Hz，則磁場1/f秒旋轉(zhuǎn)1圈，每秒旋轉(zhuǎn)f圈。每分鐘旋轉(zhuǎn)：n1稱為同步轉(zhuǎn)速第15頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日極對數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合

7、成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：AXYCBZ第16頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日極對數(shù)（P）的改變CYABCXYZAXBZ 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ第17頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日極對數(shù)CYABCXYZAXBZ第18頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系第19頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速第20頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日電動機轉(zhuǎn)速和

8、旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）:電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但 異步電動機無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果第21頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日異步電機運行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)差率S的概念第22頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日三、三相異步電動機的機械特性轉(zhuǎn)矩公式 常數(shù)，與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)第23頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日機械特性曲線OTSOT

9、1第24頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個重要轉(zhuǎn)矩OT(N m)第25頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日2.最大轉(zhuǎn)矩 TmaxOTTmax第26頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日3. 起動轉(zhuǎn)矩 TstOTTst第27頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日4. 電動機的運行分析 電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。此過程中， n 、sE2 , I2 I1 電源提供的功率自動增加。T2sT2 TT =T2n T T2達(dá)到新的平衡T2常用特性段TO第28頁，共33頁，2

10、022年，5月20日，0點9分，星期日5. U1 和 R2變化對機械特性的影響(1) U1 變化對機械特性的影響UTmTstT2TO第29頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日(2) R2 變化對機械特性的影響TOR2Tst n硬特性：負(fù)載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：負(fù)載增加時轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。 第30頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日(2) R2 變化對機械特性的影響 不同場合應(yīng)選用不同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。TOR2Tst n硬特性：負(fù)載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：負(fù)載增加時轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。 第31頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日四、 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的轉(zhuǎn)速：1變極調(diào)速通過改變電動機的定子繞組所形成的磁極對數(shù)p來調(diào)速。因磁極對數(shù)只能是按1、2、3、的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動機的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。第32頁，共33頁，2022年，5月20日，0點9分，星期日2變頻調(diào)速通過變頻器把頻率為50Hz工頻的三相交流電源變換成為頻率和電壓均可調(diào)