电工电子技术基础 第2版 教学课件 作者 于建华 第3章 交流电动机.ppt

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1、第3章交流电动机认识三相异步电动机3.1了解单相异步电动机3.2电动机是一种能将电能转化为机械能的设备。按其工作时使用的电流的不同分为交流电动机和直流电动机；按工作原理又可分为同步电动机和异步电动机两大类，其中异步电动机由于其构造简单、价格低廉、工作可靠以及容易控制和维护而得到普遍运用。3.1认识三相异步电动机三相异步电动机主要由固定不动的定子和旋转的转子两个基本部分组成。3.1.1观察三相异步电动机的结构图3.1三相异步电动机的外形和结构图三相异步电动机各组成部分的作用如表3.1所示。名称作用备注定子（固定部分）机座电动机的外壳，起支撑作用定子铁心安装

2、在机座内，由0.5mm厚的硅钢片叠成，用来固定定子绕组定子绕组嵌在定子铁心内部，在绕组内通以电流会产生工作用的磁场是三相对称绕组转子（转动部分）转子铁心用来绕制转子绕组转子有绕线型和鼠笼型两种转子绕组转子绕组切割磁力线时在绕组内产生的感应电流会在磁场力的作用下产生转动力矩其他部件接线盒完成定子绕组的不同接法和与工作电源的连接风叶用于电动机的散热端盖、风罩起固定转轴和外部保护作用表3.1三相异步电动机各组成部分的作用3.1.2了解三相异步电动机的转动原理和换向方法图3.2电动机定子绕组的接线方式电动机定子绕组两种连接方法的适用范围如表3.2所示。名称适用范

3、围星形接法功率在4kW以下的电动机三角形接法功率在4kW以上的电动机表3.2电动机定子绕组两种连接方法的适用范围（1）三相异步电动机的转动原理。当电动机定子三相绕组按要求连接好后，接入三相对称电源，三相绕组内通入三相对称电流，这时在电动机定子中产生旋转磁场。转子绕组将切割磁力线产生感应电动势，并在闭合的转子绕组内出现感应电流，旋转磁场与感应电流相互作用产生电磁转矩使电动机运转起来。（2）旋转磁场产生的原理。图3.1所示为三相异步电动机，定子绕组是由空间相隔120°的3个线圈U1U2、V1V2、W1W2组成的，将这3个线圈按要求连接后接入三相电源，如图3.

4、3（a）所示，绕组内通入三相电流（以Y形接法为例），电流的参考方向如图中箭头所示，电流的波形如图3.3（b）所示。图3.3电动机定子绕组与电源的连接图及电流的波形图其中：三相绕组通入三相电流后所产生的旋转磁场可以通过图3.4来说明。当三相电流变化一个周期时，三相电流所合成的磁场在电动机里也正好转了一圈。因此，电流不断地变化，电动机里的N、S的位置就不断旋转，即产生了旋转磁场。改变电动机转向的原理—改变电源相序以改变旋转磁场的旋转方向。由图3.4可知，当定子绕组中电流的相序是U—V—W时，旋转磁场按逆时针方向旋转。如果将电动机接至电源的3根导线中的任意两根

5、对调，此时三相绕组中的旋转磁场将按顺时针方向旋转，即改变了电动机的转向。图3.4三相电流产生的旋转磁场（一对磁极）3.1.3了解三相异步电动机的调速方法了解几个基本概念（1）电动机的转速—指电动机转子的旋转速度，用n表示。（2）同步转速—即旋转磁场的转速，用n1表示。（3）转差—即电动机的同步转速与转子的转速之差。（4）转差率—即转差与同步转速的比值，用S表示，即S=  × 100%（S的取值：0＜S＜1）异步电动机在工作时，n一定比n1慢，即转子与旋转磁场不同步，故称为异步电动机。三相异步电动机旋转磁场的转速取决于两个因素，即三相交流电源的频率f和电动

6、机内部旋转磁场磁极对数p（由定子绕组的放置方法决定），用公式可表示为(r/min)由此可得(r/min)三相异步电动机的调速方法（1）变频调速—通过变频器改变交流电源频率f来调速。（2）变极调速—通过改变定子绕组的接法以改变旋转磁场磁极对数p来调速（只适用于笼型异步电动机）。（3）改变转差率调速—通过外电路（电抗器或晶闸管等）改变定子电压等方法进行调速。3.1.4识读三相异步电动机的铭牌数据表3.3以Y180M2-4型电动机为例，说明铭牌上各数据的含义。三相异步电动机型号Y180M2-4功率18.5kW电压380V电流35.9A频率50Hz转速1470r

7、/min接法△工作方式连续绝缘等级E产品编号××××重量180kg防护形式IP44（封闭式）×××电机厂×年×月表3.3异步电动机的铭牌型号说明：（1）额定频率fN—指电动机定子绕组所加交流电源的频率。我国工业用交流电标准频率为50Hz。（2）额定电压UN—指电动机在额定运行时加到定子绕组上的线电压值。Y系列三相异步电动机的额定电压统一为380V。（3）额定功率PN—指在额定电压、额定频率、额定电流运行时电动机轴上输出的机械功率，也称容量。（4）额定电流IN—电动机在额定运行时，定子绕组的线电流值称为额定电流。（5）额定转速nN—指电动机在额定状态下运行

8、的转速。（6）接法—指电动机在额定电压下三相定子绕组的连接方式。（7）绝缘等级—