电机与电气控制线路 教学课件 作者 强高培 第2章.ppt

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1、24454-2A第2章　旋转电机旋转电机有直流电机与交流电机两大类，此外还有步进电机、伺服电机等控制电机。交流电机可分为同步电机与异步电机，异步电机按用途来分可分为异步发电机和异步电动机。异步电动机又有三相异步电动机和单相异步电动机。其中三相异步电动机结构简单、制造方便、价格便宜、运行可靠，是各种电动机中应用最广、需求量最大的电动机。24454-2A2.1　三相异步电动机的基本结构1.定子2.转子3.其他附件4.气隙24454-2A2.1　三相异步电动机的基本结构图2-1　三相异步电动机的结构示意图24454-2

2、A2.1　三相异步电动机的基本结构图2-2　定子机座与定子铁心24454-2A1.定子(1)定子铁心　定子铁心有两个作用：一是用来嵌放定子绕组；二是作为电动机磁通通路。(2)定子绕组　定子绕组是定子的电路部分，一般采用漆包铜线绕制而成，共分三组，分布在定子铁心槽内，它们在定子内圆周空间上彼此相隔120°，构成对称的三相绕组。(3)机座　机座的作用是固定定子铁心和定子绕组，并通过两侧的端盖和轴承来支撑电动机转子，同时起保护整台电动机的电磁部分以及发散电动机在运行过程中产生的热量。24454-2A图2-3　三相定子绕

3、组接线盒与原理接线24454-2A2.转子(1)转子铁心　转子铁心也有两个作用：一是用来安置转子绕组；二是作为电动机磁路的一部分。(2)转子绕组　转子绕组有笼型和绕线转子两种结构。24454-2A图2-4　笼型转子结构示意图24454-2A图2-5　三相绕线转子异步电动机24454-2A3.其他附件(1)轴承　用来连接转动部分与固定部分，目前都采用滚动轴承以减小摩擦阻力。(2)轴承端盖　用来保护轴承，使轴承内的润滑脂不至于溢出，并防止灰、砂、脏物等浸入润滑脂内。(3)风扇　用于冷却电动机。24454-2A4.气隙

4、为了保证电动机的正常运转，在定子与转子之间留有一定的空气隙。气隙的大小对三相异步电动机的性能影响极大。气隙大则磁阻大，由电源提供的励磁电流大，使电动机运行的功率因数低。但气隙过小时，将使装配困难，容易造成运行中定子与转子铁心相碰，一般空气隙约为0.2～1.5mm。24454-2A2.2　旋转磁场1.旋转磁场的产生2.旋转磁场的旋转方向3.旋转磁场的旋转速度24454-2A1.旋转磁场的产生1)在ωt=0的瞬间，iU=0，故U相绕组中无电流；iV为负，假定电流从绕组末端V2流入，从首端V1流出；iW为正，则电流从绕

5、组首端W1流入，从末端W2流出。2)在ωt=π/2的瞬间，iU为正，则电流从U相绕组首端U1流入，从末端U2流出；iV为负，电流从V相绕组末端V2流入，从首端V1流出；iW为负，电流从绕组末端W2流入，从首端W1流出。3)在ωt=π、3π/2的瞬间，继续按上法分析ωt=π、3π/2时刻三相交流电在三相绕组中产生的合成磁场，可得图2-7d、e。24454-2A1.旋转磁场的产生图2-6　定子绕组结构示意图24454-2A1.旋转磁场的产生图2-7　两极定子绕组旋转磁场图24454-2A2.旋转磁场的旋转方向在图2-

6、7中，三相交流电的相序为U→V→W→U，从三相绕组的结构来看，三相相序为顺时针方向，而据此分析出旋转磁场的方向也为顺时针方向。如将三相交流电的相序改为U→W→V→U，则旋转磁场的方向将变为逆顺时针方向(可自行分析)。由此可得出结论：旋转磁场的旋转方向取决于通入定子绕组的三相交流电源的相序，且与三相交流电源的相序方向一致。只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。24454-2A3.旋转磁场的旋转速度(1)极对数p=1时　以上讨论的是p=1即2极三相异步电动机定子绕组所产生的磁场，由分析可知，当

7、三相交流电变化一个周期后(即每相经过360°电角度)，其所产生的旋转磁场也正好旋转一周。(2)极对数p=2时　当p=2时，2p=4即为4极三相异步电动机，采用与前面相似的分析方法可知：当三相交流电变化一个周期(即每相经过360°电角度)时，4极电机的合成磁场只旋转了半周(即转过180°机械角度)，所以在4极电机的旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度的一半，即n1=60/2f1=1500r/min。24454-2A2.3　三相异步电动机的基本工作原理1.异步电动机的旋转原理2.转差率s24454-2A1.异步电动

8、机的旋转原理1)当在三相对称的定子绕组中通入三相对称的交流电流后，电动机内将产生一个旋转磁场，其转速为同步转速n1，方向为顺时针方向。2)旋转磁场切割转子导体，根据电磁感应定律，转子导体中将产生感应电动势；由于转子导体自成闭合回路，因此该电动势将在转子导体中形成电流；其电动势、电流方向可用右手定则判定。3)依据安培定律，有电流流过的转子导体在旋转磁场中将受到电磁力F的作用