赵承荻-电机与电气控制技术第四版教学资源 第2章三相异步电动机.ppt

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1、第二章三相异步电动机内容提要本章先讲述三相异步电动机的工作原理、基本结构、主要系列，然后对三相定子绕组作了简介，并对三相异步电动机的运行特点、功率及转矩平衡、机械特性、运行性能等进行讨论，最后重点介绍了三相异步电动机的起动、调速、制动的原理及方法与应用。第一节简介三相异步电动机与其他电机相比较，具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等一系列优点；还具有较高的运行效率和较好的工作特性，能满足各行各业大多数生产机械的传动要求。异步电动机还便于派生成各种专用特殊要求的形式，以适应不同生产条件的需要。三相异步电动机是目前使用最广泛的电动机。第二节三相异步电动机的工

2、作原理一、旋转磁场三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。如图2-3所示，在定子铁心上均匀分布三相定子绕组U1U2、V1V2、W1W2，在空间彼此相隔120°电角度，接成Y形。三相绕组的首端U1、V1、W1接在三相对称电源上，有三相对称电流通过三相绕组。旋转磁场（续1）设电源的相序为U,V,W。三相交流电波形如图2-4波形图所示。三相交流电在不同的瞬间产生的磁场也表示在图2-4中，可见该磁场随时间的推移在按顺时针方向旋转，称之为旋转磁场。旋转原理1二、三相异步电动机的旋转原理图2-7为三相异步电动

3、机转动原理示意图。三相交流电通入定子绕组后，便形成了一个旋转磁场，旋转磁场的磁感线被转子导体切割，根据电磁感应原理，转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的，则转子导体有电流流过。设旋转磁场按顺时针方向旋转，且某时刻上为北极N下为南极S，如图2-7所示。根据右手定则，在上半部转子导体的电动势和电流方向由里向外，用⊙表示；在下半部则由外向里，用⊕表示。通电导体在磁场中会受电磁力F的作用，而使转子按顺时针方向旋转。旋转原理２转差率旋转磁场转速n1与转子转速n之差与同步转速n1之比称为异步电动机的转差率s，即（2-2）转差率是异步电动机的一个基本参数，对分析和计算异

4、步电动机的运行状态及其机械特性有着重要的意义。当异步电动机处于电动状态运行时，电磁转矩T和转速n同向。转子尚未转动时，n=0,；当　　　时，　　　，可知异步电动机处于电动状态时，转差率的变化范围总在0和1之间，即0＜s＜1。一般情况下，额定运行时s=1%～6%。第三节　三相异步电动机的结构三相异步电动机按外壳防护方式不同常用的有防护型、封闭型两大类。三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、风扇等其他附件，如图2-11所示。一、定子部分1

5、定子指电动机中静止不动的部用，其作用是用来产生旋转磁场。定子外壳定子铁心三相异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分，由0.3mm～0.35mm厚表面有绝缘层的薄硅钢片叠压而成定子绕组定子绕组是三相异步电动机的电路部分，电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场机座端盖二、转子部分1转子转子铁心转子绕组(1)笼形绕组(2)绕线转子绕组三、电动机铭牌电动机铭牌标出电动机的型号及主要技术参数，供正确使用电动机用。1.额定功率电动机在额定狀态运行时，轴上输出的机械功率。2.额定电流电动机在额定狀态运行时，定子电路的输入线电流。3.额定电压电动机在额定狀态运

6、行时，定子电路所加的线电压。4.额定转速电动机在额定狀态运行时的转速。5.接法电动机定子三相绕组与交流电源的连接方法，分星形联结和三角形联结两种。6.绝缘等级电动机所用绝缘材料的等级。第四节　三相异步电动机定子绕组简介三相定子绕组是三相异步电动机最主要的组成部分。它由许多嵌放在三相定子铁心槽中的线圈按一定规律分布、排列、连接而成。三相定子绕组组成的基本原则：1.三相绕组的形状、尺寸、匝数及在定子铁心槽中的排放规律应一致。2.绕组线圈的两个边应放在相隔约一个磁极占有的槽数的不同定子槽内。3.三相绕组在定子铁心槽内的分布应彼此相差120°电角度。第五节三相异步电动

7、机的功率和转矩一、功率和效率三相异步电动机在运行中的功率损耗有：1.电流在定子绕组上的铜损耗Pcu1及转子绕组上的铜损耗Pcu2。2.交变磁通在定子铁心中产生的铁损耗PFe3.机械损耗Pt从而可得三相异步电动机运行时的功率关系如下。P2=P1-Pcu1-Pcu2-PFe-Pt电源输入电功率P1除去定子铜损耗和铁损耗，转子铜损和机械损耗后，即为电动机输出功率P2。电动机的效率等于输出功率P2与输入功率P1之比，即=P2/P1二、功率和转矩关系因为旋转体机械功率P2等于旋转体转矩T2和它的角速度乘积，P2=T2故可见输出功率相同的异步电动机如极数多，则转速就

8、低，输出转矩就大；极数少，转速就高，输