异步电动机及其控制

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1、第3章异步电动机及其控制3.1异步电动机的结构特点和工作原理3.1.1异步电动机的分类及应用交流电动机异步电动机及其控制参赛选手：*****第三章异步电动机及其控制3.1异步电动机的结构特点和工作原理3.1.1异步电动机的分类及应用交流电源——交流电动机异步电动机三相电机：两相电机：单相电机：同步电动机异步电动机的优点1．没有换向器和电刷，可以消除由它引起的一系列缺点。2．转矩、转速和功率不受电机换向条件的限制。3．结构简单，坚固耐用。4.电源方便。控制性能差，控制装置复杂，位置控置难。（三相电机）3.1.2异步电动机的结构特点定子固定部分转子旋转部分定子铁心、定子绕组三相，两相，

2、单相。转子：鼠笼式，绕线式。笼式，构造简单，工作可靠。转子绕组闭合。3.1.3异步电动机的工作原理旋转磁场加闭合的转子绕组。旋转磁场与磁场同向。转子速度小于磁场转速：异步电机。若转子速度等于磁场转速，电流和转矩为零。转子速度大于磁场转速，转矩与磁场反向。旋转磁场由?产生。3.1.4旋转磁场一、几个概念两相对称电流：幅值相等，相位相差90°。一相绕组：电机极数：形成磁场的极数。问题：画出磁场图。电角＝极对数p×机械角度两相电机的两相绕组轴线的夹角：2极电机4极电机P对极电机电角两相对称绕组：匝数相等，均匀分布。二、两相对称绕组的磁场两相对称绕组的磁场两相两极电动机，电流变化一个周期，

3、磁场旋转一周。一相电流反相，磁场反转。两相四极电动机两相四极电动机两相四极电动机电流变化一个周期，磁场转过半圈。一相电流反相，磁场反转。旋转磁场的转速电流变化一个周期时，两相两极绕组磁场在空间旋转360º机械角——两相四极绕组磁场在空间旋转180º机械角——电角。电流变化一个周期，两相绕组磁场在空间旋转360º电角。设两相绕组极对数为p，电源频率是fHz。旋转磁场的转速（同步转速）三、三相电动机的旋转磁场三相电动机：定子绕组是三组相同的绕组，均匀分布，相差120º电角—三相对称绕组。AX,BY,CZ。三相对称电流三相电流流过三相绕组产生磁场电流变化1/4周期，两极磁场转1/4周。电

4、流变化1个周期，两极磁场转1周。电流变化1个周期，磁场旋转三相电流流过三相绕组产生旋转磁场。电流变化1个周期，磁场旋转360°电角。磁场转速任意二相的端子与电源的连接互换。旋转方向改变。异步电动机的工作原理:旋转磁场加闭合的转子绕组。定性的说明：两相电流通入两相绕组，三相电流通入三相绕组，都产生旋转磁场。异步电动机的工作原理:两相或三相电流，通入两相或三相绕组，产生旋转磁场，带动鼠笼转子转动。关于磁场转动速度的补充说明：该转速是磁场相对于绕组的转动速度。四、旋转磁场原理的建立旋转磁场原理的建立是交流电动机发展史上有决定意义的一步。旋转磁场是理论思维的产物。1885年，意大利物理学家

5、费拉里斯注意到不同相位的光可以产生干涉现象，因而想到不同相位的电流磁场将会产生旋转磁场。为此，他指导他的学生将单相交流电分裂成两个互差90度的两相交流电，然后将这两相交流电通到空间互相垂直的两个线圈中，在线圈中放置一个铜棒，结果获得启动转矩。前面我们定性的说明了旋转磁场的产生。下面利用数学工具，定量的分析交流电的磁场。3.2交流绕组磁场的分析3.2.1单相绕组的脉振磁场一、单相集中绕组的磁场集中绕组：绕组的两边分别放在一个槽中。3.2交流绕组磁场的分析3.2.1单相绕组的脉振磁场一、单相集中绕组的磁场在直角坐标上表示绕组与磁场。3.2.1单相绕组的脉振磁场一、单相集中绕组的磁场在直

6、角坐标上表示绕组与磁场。直流电的磁场。磁路总磁势气隙磁势大小气隙磁势方向：转子到定子为正。直流电的磁场。气隙磁势大小气隙磁势方向：转子到定子为正。直流电的磁势是固定的方波。交流电的磁场设线圈的匝数为Wx，线圈电流为磁路总磁势气隙磁势交流电的磁场Wx，气隙磁势交流磁势是方波，位置固定，振幅的大小和正负随时间做周期变化，频率与电流相同。方波分解为傅里叶级数（x：电角）基波基波振幅第i次谐波的最大幅值是基波最大幅值的l/i倍。脉振物理量：空间和时间的函数，空间的位置（最大值或波形对称轴的位置）固定，振幅的大小和正负随时间周期变化。集中绕组通交流电产生的磁势脉振物理量：空间和时间的函数，空

7、间位置固定，振幅的大小和正负随时间周期变化。脉振磁势在任何时刻，在空间都按余弦规律分布。磁势最大值的位置位置始终不变。空间任一点磁势幅值大小幅值的大小和符号随时间周期变化。基波和谐波都是脉振磁势。二、单相分布绕组的磁场分布绕组：由q个绕组串联而成，分布在q个连续槽中。二、单相分布绕组的磁场分布绕组的磁势为各集中绕组磁势之和。由q个方波叠加而成。二、单相分布绕组的磁场是阶梯波，脉振磁场。q个线圈分布在q个槽中，每个槽中有Wx匝，傅里叶级数基波设W为每相绕组匝数；p为极对