501(第1節(jié)三相異步電動機的結構、原理;第2節(jié)電磁轉矩)

第一節(jié)三相異步電動機的結構和工作原理

第五章電動機第二節(jié)

三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性第三節(jié)

三相異步電動機的使用電動機直流電動機交流電動機三相電動機單相電動機同步電動機異步電動機實現(xiàn)電能與機械能相互轉換的電工設備總稱為電機。機械能電能發(fā)電機電動機概述三相異步電動機的優(yōu)點：

構造簡單、價格便宜、工作可靠、使用維護方便。應用：金屬切削機床、起重機、傳送帶、功率不大的水泵、通風機。在全國電動機總容量中有85％以上是三相異步電動機。(1)調(diào)速不方便(2)起動性能差(3)功率因數(shù)低三相異步電動機的缺點：第一節(jié)三相異步電動機的結構與工作原理一、結構籠型電機的各部件

三相異步電動機主要由定子、轉子、氣隙構成。三相異步電動機5去掉端蓋6定子、轉子7鼠籠轉子、定子鐵心、定子繞組8小型三相異步電動機（實物照片）銘牌接線盒9定子鐵心及繞組（實物照片）定子繞組接線盒定子鐵心10鼠籠轉子（實物照片）軸軸承轉子鐵心導條11導條端環(huán)機座定子鐵心V1U1W1W2U2V2導條定子繞組轉子鐵心三相異步機的結構轉子：在旋轉磁場作用下，產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，進而產(chǎn)生轉矩（電磁轉矩），轉子與旋轉磁場同方向旋轉。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉磁場鼠籠轉子鼠籠轉子相當于多個閉合線圈

(1)鐵心：由內(nèi)圓表面沖有槽口的0.5mm厚硅鋼片疊成。

A----XB----YC----Z(2)三相定子繞組(3)機座：鑄鐵或鋼板焊接,支撐鐵心和固定電機硅鋼片裝有三相繞組的定子1、定子定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常ZXYBCA定子繞組：接線盒：BZACXYXAZBYCY聯(lián)結：CABZXY

聯(lián)結：ABZCXY2.轉子籠型繞線式轉軸轉子鐵心轉子繞組0.5mm的硅鋼片疊壓(1)籠型轉子

鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體。鑄鋁形成轉子繞組。導條端環(huán)具有籠型轉子的異步電動機稱為籠型電動機(2)繞線式轉子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。三相轉子繞組通常連接成星形，即三個末端連在一起，三個首端分別與轉軸上的三個滑環(huán)（滑環(huán)與軸絕緣且滑環(huán)間相互絕緣）相連，通過滑環(huán)和電刷接到外部的變阻器上，以便改善電機的起動和調(diào)速性能。繞線式轉子繞組與外接變阻器的連接

二、三相異步電動機的轉動原理1.旋轉磁場的產(chǎn)生規(guī)定:

i:

“+”

首端流入，尾端流出。

i:

“–”

尾端流入，首端流出。

(?)電流流出(

)電流流入V1U1W1W2U2V2三相定子繞組iAW2W1V1U2U1V2iCiBBCA三相電源iAImiBiC

t

tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁場

的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉60°合成磁場旋轉90°600o結論：磁場旋轉角度與電流相位角一致2.三相異步電動機的工作原理AXYCBZ定子三相繞組通入對稱三相電流方向:順時針

切割轉子導體右手定則感應電動勢E20旋轉磁場感應電流I2旋轉磁場左手定則電磁力FF電磁轉矩TnFAAXZBCYAAXZBCY轉向取決于三相電流的相序改為A-C-B3.旋轉磁場的旋轉方向結論：任意調(diào)換兩根電源進線，則旋轉磁場反轉。方法：任意調(diào)換兩根電源進線如何實現(xiàn)電動機的反轉?

若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對磁極的旋轉磁場。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC4.旋轉磁場的極對數(shù)P5.旋轉磁場的轉速旋轉磁場的轉速取決于磁場的極對數(shù)。

旋轉磁場的轉速——同步轉速旋轉磁場轉速n0與極對數(shù)p的關系極對數(shù)每個電流周期磁場轉過的空間角度同步轉速旋轉磁場轉速n0

與頻率f1和極對數(shù)p有關?？梢?6.轉差率

旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。由前面分析可知，電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但轉子轉速n不可能達到與旋轉磁場的轉速相等，即異步電動機如果:無轉子電動勢和轉子電流轉子與旋轉磁場間沒有相對運動，磁通不切割轉子導體無轉矩因此，轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。轉子轉速亦可由轉差率求得轉差率s:

額定運行時，6.轉差率

例1：一臺三相異步電動機，其額定轉速

n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉差率。根據(jù)異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知：n0=1000r/min,即額定轉差率為解：p=3第二節(jié)三相異步電動機轉矩與機械特性一、電磁轉矩

轉子中各載流導體在旋轉磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉矩之總和。由公式可知1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1

T

2.當電源電壓U1一定時，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對

T有影響。繞線式異步電動機可外接電阻來改變轉子電阻R2

，從而改變轉矩。二、轉矩特性OTS1Scr——臨界轉差率0<s<Scr時，T隨s的增大而增大；Scr<s<1時，T隨s的增大而減小；三、機械特性OTncr電動機在額定負載時的轉矩。1.額定轉矩TN三個重要轉矩額定轉矩：(N?m)如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉速為1440r/min,則額定轉矩為2.最大轉矩Tmax轉子軸上機械負載轉矩T2不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(停車)。電機帶動最大負載的能力。OTTmax電機嚴重過熱而燒壞。3.起動轉矩Tst電動機起動時的轉矩。起動時n=0時，s=1

Tst體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。

若

Tst

>T2電機能起動，否則不能起動。OTTst4.電動機的運行分析電動機的電磁轉矩可以隨負載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應負載能力。

自適應負載能力是電動機區(qū)別于其它動力