异步电动机及其控制电路一

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1、第4章异步电动机及其控制电路（一）4.1三相异步电动机的机构和工作原理4.2三相异步电动机的特性4.3三相异步电动机的使用4.4单相异步电动机和特种异步电动机本章要求:1.了解三相异步电动机的基本结构和工作原理；2.理解三相异步电动机的特性；3.掌握三相异步电动机的使用方法；4.了解单向异步电动机、力矩电动机和直线异步电动机的特点。第4章异步电动机（一）4.1三相异步电动机的结构和工作原理实现机械能与电能互相转换的旋转机械称为电机。把机械能转换为电能的电机称为发电机；把电能转换为机械能的电机称为电动机。电机按电源的种类：直流电动机交流电动机异步电动机同步电动机

2、1.三相异步电动机的结构1-定子绕组2-轴承框3-轴4-轴承5-定子铁芯6-机壳7-转子铁芯8-转子导体9-端环10-冷却片◆定子：产生旋转磁场的。主要由机座、定子铁心、定子绕组和端盖等组成。◆机座是由铸铁或铸钢组成。◆定子铁心是电动机磁路的一部分，由相互绝缘的厚度为0.5mm的硅钢片叠压而成。◆定子绕组是定子的电路部分，采用漆包线（或丝包漆包线）绕制，共分三组，分布在定子铁心槽内，在空间排列彼此相隔120o，构成对称的三相绕组三个绕组的首端接头分别为U1、V1、W1表示，其对应的末端接头分别U2、V2、W2表示。可以接成星形和三角形。◆转子是输出机械转矩。

3、转子主要由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。◆转子铁心是电动机磁路的一部分，由厚度为0.5mm相互绝缘的硅钢片叠压成圆柱形而成。在其外圆表面冲有均匀分布的平行槽，槽内用来嵌放转子绕组。◆转子绕组根据构造不同，分为鼠笼式和绕线式两种形式。笼型转子（图4-5）去掉铁心，整个转子绕组的外形就像一个笼，故称笼型转子。绕线式转子（图4-6)的绕组和定子绕组相似，在转子铁心槽内嵌放对称的三相绕组，作星形联结。尾端连在一起，首端接三个铜制集电环，通过电刷与外电路的可变电阻器相联接，用于起动或调速。◆机座与端盖机座的作用主要是固定和支撑定子铁心，另外有的异步电动机还依靠机

4、座来散热。中小型异步电动机机座一般由铸铁制成。对于大容量的异步电动机，一般采用钢板焊接的机座。端盖的作用是放置轴承并支撑电动机转子。2.三相异步电动机的工作原理◆定子的旋转磁场规定：电流由首端流向末端为正值，由末端流向首端为负值，流入用“⊗”表示,流出用“⊙”表示。三相定子绕组的分布在三相异步电动机中通入三相对称交流电。一对磁极的旋转磁场当磁场电流变化一周时，旋转磁场在空间正好转过一周。对于50HN的工频来说，转速：当旋转磁场具有P对磁极时，旋转磁场转速为：表4-1旋转磁场的转速又称同步转速，旋转方向是由电流相序决定的，任意对调两根相线，则旋转磁场将反向旋转。

5、产生具有一对磁极的旋转磁场。定子绕组采取不同的结构和接法还可以获得3对、4对、5对等不同极对数的旋转磁场。转子的转动同步转速n1按顺时针方向转动，设磁场不动，转子与磁场之间存在相对运动，逆时针切割磁力线运动，用右手定则，判断出导体的电流方向，通电导体在磁场中受力，用左手定则，判断受力方向，如图所示。电磁力F对转轴形成电磁转矩T，其方向与旋转磁场方向一致，于是转子就顺着旋转磁场的方向转动起来了。转差率同步转速n1与转子转速n之差称为转速差，转速差与同步转速的比值称为转差率，用s表示。转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。取值范围：异步电动机在正常运转时转

6、差率的数值都比较小，并且变化范围不大。空载时，转子转速与同步转速几乎没有差别。电动机具有很强的自适应能力。例题：4-14.2三相异步电动机电磁转矩和机械特性1.异步电动机的电磁转矩电磁转矩是指其转子在三相通电低定子绕组所产生的旋转磁场中受到的电磁力产生的转矩，电磁转矩与电磁功率成正比，即异步电动机的电磁转矩与转子电流之间的关系：2.机械特性转速n与电磁转矩T的关系，即n=f（T）曲线，称电动机的机械特性曲线。稳定区和不稳定区当电机工作在一点时，由于外界因素负载增加，此时电磁转矩T增加，n下降，使电路达到稳定。电动机在稳定运行时，其电磁转矩和转速的大小都决定于它

7、所拖动的机械负载。三个重要转矩◆额定转矩TN额定转矩是电动机在额定电压下，以额定转速运行，输出额定功率时，其轴上输出的转矩。◆最大转矩Tm最大转矩Tm是电动机能够提供的极限转矩。电动机运行中的机械负载不可超过最大转矩，否则转矩就越来越低，很快导致堵转。描述电动机的过载能力：过载系数λ一般三相异步电动机的过载系数为1.8~2.2◆起动转矩Tst或(Tqp)电动机在接通电源被起动的最初瞬间，n=0,s=1，这时的转矩称为起动转矩。如果起动转矩小于负载转矩，即Tst

8、.2例题：4-24.3三相异步电动机的