《相交流異步電動機(jī)》課件

相交流異步電動機(jī)課程目標(biāo)理解相交流異步電機(jī)的基本原理掌握相交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和應(yīng)用。掌握相交流異步電機(jī)的運行特性了解起動特性、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性、調(diào)速特性、制動特性等。了解相交流異步電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域掌握相交流異步電機(jī)的應(yīng)用范圍，如工業(yè)生產(chǎn)、家用電器等。緒論相交流異步電動機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，它具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率高等優(yōu)點。相交流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)相交流異步電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)座、軸承等組成。定子通常由定子鐵芯、定子繞組和定子機(jī)殼組成，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)子軸，機(jī)座是電機(jī)的外殼，軸承用來支撐轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)運動。定子繞組放置在定子鐵芯上，轉(zhuǎn)子繞組放置在轉(zhuǎn)子鐵芯上，兩者之間存在空氣隙，通過磁場耦合進(jìn)行能量傳遞。相交流電機(jī)的工作原理1磁場旋轉(zhuǎn)定子繞組通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流。3電磁力轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力。4轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電磁力推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機(jī)械能輸出。三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組鼠籠型最常見的轉(zhuǎn)子繞組類型，由鋁或銅制成的導(dǎo)體構(gòu)成，形狀類似于鼠籠。繞線型由獨立的繞組組成，通常由銅線繞制，可以實現(xiàn)更復(fù)雜的控制和性能。三相異步電機(jī)的定子繞組三相異步電機(jī)的定子繞組是安裝在定子鐵芯上的繞組，它用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。定子繞組通常采用三相繞組，它由三個繞組組成，每個繞組在空間上相差120度。當(dāng)三相交流電通過定子繞組時，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。定子繞組的類型有很多種，常見的有星形連接和三角形連接兩種。星形連接的定子繞組，其三個繞組的末端連接在一起，形成中性點，而三角形連接的定子繞組，其三個繞組的末端互相連接，形成閉合回路。相交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子類型鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。繞線式轉(zhuǎn)子具有可控的轉(zhuǎn)速，適用于需要調(diào)速的場合。雙層繞組轉(zhuǎn)子提高電機(jī)效率和功率密度，可用于高性能應(yīng)用。三相異步電機(jī)的起動特性特性說明起動電流大由于起動時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零，轉(zhuǎn)差率最大，起動電流可達(dá)額定電流的5-7倍。起動轉(zhuǎn)矩取決于電機(jī)參數(shù)和電源電壓，起動轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的150%-200%。起動時間指電機(jī)從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速所需的時間，受負(fù)載大小和電機(jī)參數(shù)影響。三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性1起動轉(zhuǎn)矩電機(jī)啟動時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，取決于電機(jī)參數(shù)和負(fù)載。2最大轉(zhuǎn)矩電機(jī)能夠產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩，與電機(jī)功率有關(guān)。3額定轉(zhuǎn)矩電機(jī)在額定負(fù)載下運行時的轉(zhuǎn)矩。4同步轉(zhuǎn)速電機(jī)空載時的轉(zhuǎn)速，與電機(jī)頻率和極數(shù)有關(guān)。三相異步電機(jī)的正常運行電源電壓確保電源電壓穩(wěn)定，符合電機(jī)額定電壓要求。電流運行電流應(yīng)在電機(jī)額定電流范圍內(nèi)，避免過載。溫度電機(jī)溫度應(yīng)保持在安全范圍內(nèi)，避免過熱。振動電機(jī)運行過程中應(yīng)平穩(wěn)，無明顯振動。噪聲電機(jī)運行噪音應(yīng)在合理范圍內(nèi)，避免過大噪音。三相異步電機(jī)的制動1再生制動利用電機(jī)發(fā)電的原理進(jìn)行制動2電磁制動利用電磁力來產(chǎn)生制動力3機(jī)械制動利用機(jī)械裝置來產(chǎn)生制動力三相異步電機(jī)的調(diào)速1改變電源頻率通過改變電源頻率來改變異步電機(jī)轉(zhuǎn)速。2改變定子繞組極數(shù)通過改變定子繞組極數(shù)來改變異步電機(jī)轉(zhuǎn)速。3轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻通過在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)電阻來改變轉(zhuǎn)速。調(diào)速是三相異步電機(jī)的重要應(yīng)用之一，主要方式包括改變電源頻率、改變定子繞組極數(shù)和轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻等。不同調(diào)速方式適用于不同的應(yīng)用場景。三相異步電機(jī)的構(gòu)造三相異步電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。定子鐵心由疊壓的硅鋼片制成，定子繞組放置在定子鐵心的槽內(nèi)，機(jī)座起支撐和固定定子的作用。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心通常由疊壓的硅鋼片制成，轉(zhuǎn)子繞組放置在轉(zhuǎn)子鐵心的槽內(nèi)，轉(zhuǎn)軸連接著轉(zhuǎn)子，并與外部機(jī)械負(fù)載連接。三相異步電機(jī)的勵磁方式1電磁感應(yīng)勵磁三相異步電機(jī)采用電磁感應(yīng)勵磁，通過定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場。2定子勵磁定子繞組為勵磁繞組，通過定子繞組電流產(chǎn)生的磁場，在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場。三相異步電機(jī)的接線方式Y(jié)型接法定子繞組首尾相連形成星形?！餍徒臃ǘㄗ永@組首尾相連形成三角形。雙繞組電機(jī)定子有兩個繞組，可以分別接成Y型或△型。三相異步電機(jī)的損耗與效率銅損鐵損機(jī)械損附加損三相異步電機(jī)主要損耗包括銅損、鐵損、機(jī)械損和附加損。銅損是由于定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組中的電流產(chǎn)生的熱量造成的。鐵損是由于定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯中的磁場變化產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗造成的。機(jī)械損是由于軸承摩擦、風(fēng)阻等造成的。附加損包括其他各種損耗，如電刷損耗、繞組絕緣損耗等。三相異步電機(jī)的過載保護(hù)過載保護(hù)過載保護(hù)可以防止電機(jī)因過載而損壞。當(dāng)電機(jī)電流超過額定電流時，過載保護(hù)裝置會斷開電源，以保護(hù)電機(jī)。過載保護(hù)裝置過載保護(hù)裝置通常采用熱繼電器或電子過載保護(hù)器。三相異步電機(jī)的絕緣繞組絕緣繞組絕緣使用耐高溫、抗潮濕的絕緣材料，例如云母、玻璃纖維等，以防止繞組之間、繞組與鐵芯之間發(fā)生短路。外殼絕緣外殼絕緣使用耐用、防腐蝕的絕緣材料，例如環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂等，以防止電機(jī)外殼與大地之間發(fā)生短路。絕緣測試定期進(jìn)行絕緣測試，以確保絕緣性能良好，避免發(fā)生短路或漏電。三相異步電機(jī)的驗收及試驗1性能測試檢驗電機(jī)是否符合額定參數(shù)2外觀檢查確認(rèn)電機(jī)外觀無明顯缺陷3絕緣測試確保電機(jī)絕緣性能良好驗收和試驗是確保三相異步電機(jī)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過性能測試、外觀檢查和絕緣測試，可以確保電機(jī)符合技術(shù)指標(biāo)，并安全可靠地投入運行。三相異步電機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)1定期檢查定期檢查電機(jī)的外觀、溫度、聲音和振動，確保電機(jī)運行正常。2清潔定期清潔電機(jī)表面和通風(fēng)孔，避免灰塵積聚影響散熱。3潤滑定期檢查和更換軸承潤滑油，確保軸承良好潤滑，延長使用壽命。4絕緣測試定期進(jìn)行絕緣測試，確保電機(jī)絕緣性能良好，防止漏電或短路。單相異步電機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場單相交流電通過定子繞組產(chǎn)生脈動磁場，該磁場可分解為兩個大小相等、方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場。2轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流。3電磁力感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。單相異步電機(jī)的起動特性起動轉(zhuǎn)矩單相異步電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩較小，一般為額定轉(zhuǎn)矩的20%～40%。起動電流單相異步電機(jī)起動電流較大，一般為額定電流的5～8倍，導(dǎo)致起動時電壓下降。單相異步電機(jī)的運行特性1轉(zhuǎn)速單相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速與電源頻率和極對數(shù)有關(guān)2轉(zhuǎn)矩單相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與三相異步電機(jī)類似3效率單相異步電機(jī)的效率低于三相異步電機(jī)4功率因素單相異步電機(jī)的功率因素較低單相異步電機(jī)的構(gòu)造及性能1定子定子由鐵芯和繞組組成，鐵芯通常由疊片式鐵芯構(gòu)成。2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子通常采用鼠籠式轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)構(gòu)成。3起動繞組起動繞組用于啟動電機(jī)，在啟動后通常會斷開，以提高運行效率。4性能單相異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點，但功率較小，效率相對較低。單相異步電機(jī)的應(yīng)用范圍家用電器洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等小型工具電鉆、電鋸、吸塵器等工業(yè)設(shè)備小型泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等相交流異步電機(jī)的發(fā)展趨勢更高的效率和更低的能耗。智能化控制和網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。小型化和輕量化設(shè)計。更高的功率密度和更強的負(fù)載能力。相交流異步電機(jī)的典型應(yīng)用案例相交流異步電機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、日常生活等各個領(lǐng)域。例如，在工業(yè)自動化設(shè)備中，相交流異步電機(jī)可以用于驅(qū)動各種機(jī)械，例如生產(chǎn)線上的傳送帶、機(jī)械臂等。此外，相交流異步電機(jī)還可以應(yīng)用于各種家電產(chǎn)品，例如洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等。相交流異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、價格低廉等優(yōu)點，因此在各種應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。相交流異步電機(jī)的未來發(fā)展方向新能源汽車相交流異步電機(jī)在電動汽車領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，未來將繼續(xù)朝著更高效率、更輕量化、更緊湊的方向發(fā)展。工業(yè)自動化相交流異步電機(jī)在工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，