第5章交流电动机的工作原理及特性pppt课件.ppt

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1、第5章交流电动机的工作原理及特性本章重点：☞了解异步电动机的基本结构和原理；☞掌握异步电动机的机械特性，以及启动、调速和制动的方法；☞掌握用机械特性的四个象限来分析异步电机的运行状态。☞常用的交流电动机有：三相异步电机（感应电动机）和同步电动机（即可作发电机又可作电动机）。☞异步电动机结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较好的稳态和动态特性。☞异步电动机是工业中使用得最为广泛的一种电动机。5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的基本结构☞三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动的部分，转子

2、是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。如P.50图5.1所示。定子转子轴承端盖机座三相异步电动机的三维结构图定子☞定子由铁芯、绕组和机座三部分组成。1.定子定子绕组机座铁心☞定子铁芯是电机磁路的一部分，由0.5mm厚的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。☞定子铁芯的硅钢片内圆上冲有定子槽，用以安放定子绕组。AZBXCY定子绕组+++AZBXCY设：电流的流入端用+表示电流的流出端用•表示在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。定子绕组AXBYCZiAiBiCuAuBuCiAiBiCABCXYZ+++☞每个线圈有两个有

3、效边。2.转子☞转子由铁芯和转子绕组组成。☞转子铁芯是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。转子硅钢片☞转子铁芯也是电机磁路的一部分。☞转子铁芯、气隙与定子铁芯构成了电机的完整磁路。☞根据转子绕组结构的不同电机转子又分为笼型转子和绕线型转子。☞绕线型转子的电动机称绕线型电动机。☞异步电机的转子绕组多采用鼠笼式，它是在转子铁芯槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜环上而组成。☞小型鼠笼式电机的转子绕组多用铝浇注而成，既降低了成本（以铝代铜），也方便了制造。☞转子绕组通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速。☞线

4、绕式异步电动机的转子绕组是将线圈绕组放入转子铁心的槽内。☞转子绕组一般被连接成星形的三相绕组。外接电阻电刷滑环转子铁心转子绕组☞转子绕组组成的磁极数与定子相同。5.1.2三相异步电动机的工作原理☞三相异步电机是基于定子产生的旋转磁场和转子内的感应电流相互作用而工作的。☞当定子内的对称三相绕组接到三相电源上时，绕组既产生旋转磁场。图5.6(b)为一对磁极的旋转磁场。1、电生磁：三相对称绕组通过三相对称电流产生圆形旋转磁场。2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。3、电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，

5、形成电磁转矩，驱动电动机旋转。U2U1W2V1W1V2n☞但转子转速n恒小于旋转磁场转速（同步转速）。☞所以，称为异步电机。☞所以，转子与旋转磁场才会永远有切割磁力线的相对运动，才有感应电动势和感应电流，才会产生驱动转子的电磁转矩——转子旋转的主要因素。☞我们把转速差(n0-n)与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率，用S表示，即：☞转差率S是分析异步电动机运行特性的主要参数。☞通常，异步电动机在额定负载时，n接近n0，转差率S很小，一般为0.015～0.060。5.1.3三相异步电动机的旋转磁场1.旋转磁场的产生☞假设每相绕组

6、只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如P.52图5.7所示。定子绕组与转子绕组定子绕组转子绕组AZBXCY+++设：电流的流入端用+表示电流的流出端用•表示☞假定定子绕组中，电流的正方向规定为从各自绕组的首端流向末端，且将A相绕组的电流作为参考正弦量。☞即iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：☞图5.8是这些电流随时间变化的曲线。☞下面分析这些电流在不同时间产生的合成磁场。（1）t=

7、0时☞iA=0；☞iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；☞iC为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从C端流到Z端。☞按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场，如图5.9（a）箭头所示。（2）t=T/6时☞iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端；☞iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；☞iC=0。☞此时的合成磁场如图（b）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了/3。（3）t=T/3时☞iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端；☞iB=0；☞iC

8、为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端。☞此时的合成磁场如图（c）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了2/3。（2）t=T/2时☞iA=0；☞iB为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从B端流到Y端；☞