三相异步电动机及控制电路(教案)

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1、三相异步电动机及控制电路(教案)三相异步电动机的工作原理及控制电路三相异步电动机和其他电动机想比较，具有结构简单，制造方便、运行可靠、价格低廉等一系列优点，因此应用广泛。三相异步电动机的原理和结构一、三相异步电动机的工作原理（一）、三相交流电机的旋转磁场1、旋转磁场的产生：三相交流电通给三相定子绕组（三个线圈彼此互隔1200分布在定子铁心内圆的圆周上）经过画图分析不同时间产生的磁场的位置，发现旋转磁场，并找出其特点2、旋转磁场的特点：大小不变，以一个转速向某一个方向旋转，这个转速把它命名为旋转磁场的同步转

2、速n1n1=60f/p（f为电源频率；p为磁极对数）3、思考：如何改变旋转磁场的方向？方法：任意调换三相电源中的任意两根相线（交换两根相线即改变了三相电源的相序，从而可以改变旋转磁场的方向）（二）、三相异步电动机的工作原理1、分析工作原理：三相电通给定子绕组，产生旋转磁场，静止的转子相对于旋转磁场有一个相对的切割磁力线的运动，产生感应电动势，产生感应电流，转子绕组上有了电流，在磁场中会受到电磁力的作用，形成电磁转矩T，驱动转子旋转起来，实现了电能转换成机械能的目的。2、体会“三相异步电动机”名称的由来：“

3、三相”：三相电通入三相定子绕组“异步”：不同步，肉眼看不见的旋转磁场转速n1和看到的转子转速n2大小不同（方向相同），且n1>n2“电动机”：最终实现了电能转换成机械能3、简化模型：在三相异步电动机的工作原理中：给定子绕组通电，然后转子绕组通过电磁感应产生电，这一点与变压器相似（一次侧通电，二次侧感应出电），所以经常为了分析的方便将三相异步电动机的结构比作变压器，如右图：4、思考：如何改变转子旋转的方向？方法：通过任意调换两相电流的相序，改变旋转磁场的方向，就改变了转子的旋转方向5、转差率S=（n1

4、-n）/n1转子从静止开始运行，转差率S是从1趋向于0（但不能等于0，0<S?1）二、三相异步电动机的基本结构1、三相异步电动机的结构基本结构：定子有定子铁心和定子绕组转子有转子铁心和转子绕组材料：铁心均由硅钢片叠压而成；转子绕组：可分为笼型和绕线型（其中笼型因结构简单等得到广泛应用）三、三相异步电动机的铭牌数据1、额定容量（功率）PN（单位：KW）含义：指转轴上输出的机械功率表达式：机械功率=电动机的有功功率?电动机效率2、额定电压UN（单位：V）：加在定子绕组上的线电压3、额定电流IN（单位：A

5、）：输入定子绕组的线电流4、额定转速nN（单位：r/min）5、额定频率fN（单位：HZ）：我国工频为50HZ6、绝缘等级7、接法：定子绕组有Y和△两种接法三相异步电动机的起动一、起动要求：1.应有足够大的起动转矩TS；2.在保证TS足够大前提下，起动电流IS越小越好二、笼型异步电动机的起动（一）、直接起动（全压起动）1、分析过程：在起动瞬间n=0，切割旋转磁场的速度最快，所以产生的感应电动势和感应电流最大，相对应的定子绕组的起动电流过大，是额定电流（4-7）倍；2、存在问题：（1）起动电流过大，引起电网

6、电压明显降低和电机发热（2）起动转矩由于磁通和功率因素低，所以起动转矩TS并不大，若低于负载转矩，则无法带动负载起动故一般直接起动只适用于小型的笼型异步电动机（与电源容量相比），可按经验公式来确定是否能直接起动（二）、笼型异步电动机的减压起动为了能安全起动，对笼型异步电动机实行减压起动1.定子串接电抗器或电阻的减压起动方法：起动时，电抗器或电阻接入定子电路；起动后，切除电抗器或电阻，进行正常运行特点：能耗较大，实际应用不多，不深入研究。2.Y-△起动方法：起动时将定子接成Y形，运行时定子绕组接成△形研究起

7、动情况：IsY=1/3*Is△TsY=1/3*Ts△适用场所：运行于△形的笼型异步电动机，轻载起动3.自耦变压器起动方法：起动时接入自耦变压器，运行时切除自耦变压器全压运行研究起动情况：Is’=k2*IsTs’=k2*Ts（k为变压比且k<1）适用场所：轻载起动总结：笼型异步电动机的降压起动可以降低起动电流的大小，但与此同时起动转矩也减小了，所以它只适用于轻载起动三、三相异步电动机的调速由转差率公式S=（n1-n）/n1得：n=n1(1-S)=60f1(1-s)/p所以调速方法有：1、改变定子绕组的

8、磁极对数p-----变极调速2、改变供电电网的频率f1-----------变频调速3、改变定电动机的转差率S，方法有改变电压调速、绕线式电机转子串电阻调速和串级调速。（一）、变极调速方法：通常用改变定子绕组的接法来改变磁极对数，转子均采用笼型转子原理：将定子绕组串联，p大，电动机低速运行；将定子绕组并联，p小，电动机高速运行接线方式：△（低速）/YY（高速）、Y（低速）/YY（高速）等（二）、变频调速方法：改变电源频率注意点