相异步电动机原理

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1、第五章三相异步电动机原理本章基本教学要求1.了解异步电动机的结构。2.理解旋转磁场的概念、圆形旋转磁势的特性和产生条件，了解分布和短距绕组对消除高次谐波电势的作用。3.深入理解并掌握综合表达三相异步电动机电磁关系的基本方程式、等值电路和相量图，转子转动时异步电动机的运行原理，转子绕组折算和频率折算；4.掌握异步电动机中的功率和转矩平衡方程式，各功率之间的相互关系，电磁转矩物理表达式；5.掌握异步电动机的工作特性。重点和难点重点：1.三相异步电动机空载和负载运行时的基本电磁关系，掌握基本方程式、等值电路和相量图三种分析方法，并注意与变

2、压器的对比，着重分析转子转动后的情况，转子绕组折算和频率折算；2.掌握异步电动机功率与转矩的平衡关系、电磁转矩的表达式。3.掌握异步电动机机械特性难点：转子转动时的基本电磁关系。本次课程教学要求：1.熟悉异步电动机的结构和主要技术数据；2.重点掌握电机堵转时的电磁关系、基本方程式、等值电路和相量图；3.掌握绕组折算方法。5.1三相异步电动机5.1.1基本结构和铭牌数据三相鼠笼异步电动机结构图1.交流电机定子结构定子铁芯:是电机磁路的一部分，定子铁芯内圆上均匀开有槽，安放定子绕组。机座:是用作固定与支撑定子铁芯。定子绕组:是电机电路部

3、分，它由三个在空间相差120°电角度、结构相同的绕组连接而成，按一定规律嵌放在定子槽中。绕组分类：单层绕组和双层绕组。绕组应用：单层绕组一般用在10kW以下的电机，双层短距绕组用在较大容量的电机中。转子铁芯：一般用0.5mm的硅钢片叠压而成，它是磁路的一部分。转子绕组：是用作产生感应电势、并产生电磁转矩它分鼠笼式和绕线式两种。气隙：中、小容量的电动机气隙一般在0.2~1.5mm范围。2.转子结构转子鼠笼转子鼠笼转子绕线转子提刷装置3.铭牌数据主要铭牌数据1(1)额定功率PN：指电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率，单位：W或kW；

4、(2)额定电压U1N：指电动机额定运行时，加在定子绕组上的线电压，单位：V；(3)额定电流I1N：指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时定子绕组中的线电流，单位：A；主要铭牌数据2(4)额定频率f1N：我国规定电网工频为50Hz；(5)额定转速nN：指电动机在定子额定电压、额定频率下，轴上输出额定功率时的转子转速，单位：r/min；(6)额定功率因数cosφN：指电动机在额定运行时定子侧的功率因数。铭牌上还标有绝缘等级、温升、工作方式、连接方法等，对绕线式异步电动机还标有转子绕组的额定电压和额定电流。(7)转子绕组额定电

5、压U2N：指定子绕组加额定电压、转子绕组开路时，滑环间的线电压，单位：V；(8)转子额定电流I2N：指电动机额定运行、转子短路状态下，滑环之间流过的线电流，单位：A。主要铭牌数据3转差率定义：(5-2)举例有一台50Hz的感应电机，其额定转速为730r/min，空载转差率为0.003，试求该机的空载转速和额定负载时的转差率。解1、空载转速：2、额定转差率：设ηN为异步电动机的效率，额定功率：电动机的输入功率为：接线：高压异步电动机定子绕组采用Y接，只有三根引出线。中小容量的异步电动机通常将定子三相绕组的六个端点引出到接线板上，用户根

6、据铭牌数据和使用电源情况，接成Y接或Δ接。小型鼠笼异步电动机三相异步电动机的引出线4.接线图国产电机型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，大写汉语拼音字母表示电机的类型、结构特征和使用范围，数字表示设计序号和规格，例如：Y2160L1-25.1.2主要系列Y和YR系列一般用途三相异步电动机应用最广的产品是Y系列和YR系列，其中Y系列为鼠笼式转子三相异步电动机，YR系列为绕线式转子三相异步电动机。5.2交流电机的绕组和感应电动势5.2.1绕组极距是指每一磁极所占定子内圆周的距离，即有节距y是指线圈两有效边之间的距离。单层绕组是整距绕组，

7、即有y=τ每极每相槽数q是指一个磁极下一相绕组所占有的槽数，即有：交流绕组相带：是指一相绕组在一个磁极下连续所占的范围。机械角：电机圆周空间角度为360°或为2π弧度，称这种角度为机械角。对于一对磁极由N→S→N变化一周相当于360°电角度或为2π电弧度。当电机有p对磁极时，电角度=p×机械角。分析：每一磁极占180°电角度，三相绕组的每相绕组在一个极下只占三分之一，即60°相带。单层绕组双层绕组5.2.2交流绕组的感应电势1.一根导体感应电势设定子内表面槽中嵌放导体A，有效长度为l(m)，转子只有一对磁极，它由原动机拖动以恒定转速

8、n1(r/min)逆时针旋转，沿气隙圆周方向分布的基波磁密波形，大小为：式中Bδ1m为基波气隙磁密幅值。感应电动势导体A切割磁力线产生感应电动势大小为：导体的基波感应电动势最大值为：波形感应电动势频率在一对磁极情况下，导体A每经过一对