异步电动机原理

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1、变频器基础施耐德（苏州）变频器有限公司市场部2006/01内容电力拖动的基本概念变频器原理变频器的主要应用变频器选型注意事项变频器安装使用注意事项电力拖动的基本概念异步电机的结构和原理异步电机的调速异步电机的起动和制动其它形式的电动机异步电动机的结构和原理异步电动机的结构异步电动机的结构定子转子风扇机壳接线盒轴伸定子铁心与绕组定子铁心均布的槽中嵌有三相对称绕组。铁心绕组转子铁心和绕组铸铝转子绕线转子旋转磁场的产生在定子三相对称的定子绕组中通入对称三相电流即在气隙中产生旋转磁场：同步转速定子旋转磁场的转速记为

2、n1，又称为同步速:式中：n1的单位为每分钟的转数（rpm）f为电源的频率p为绕组磁场的极数例如，对工频50Hz电源，2极，4极，6极，8极电机的同步转速分别为：3000rpm,1500rpm,1000rpm,750rpm,等等转子是怎样转起来的？转子导体横切气隙旋转磁场产生感应电势（右手定则）感应电势在闭合的转子绕组中产生感应电流转子导体中的电流与气隙旋转磁场作用产生电磁力（左手定则）电磁转矩驱动转子转动，与气隙旋转磁场的方向相同转子电流也产生旋转磁场该磁场的转速与所产生的旋转磁场转速一样，都是同步速在稳

3、态情况下，转子所产生的磁场与定子是相对静止的实际上，气隙磁场是定子与转子绕组产生的电流之和。异步电动机的转速异步电动机的转速可表示为：式中S称为滑差率；当电机刚刚开始起动时，n=0，s=1；若电机处于理想空载，n=n1,s=0，转子与定子旋转磁场同步，故n1称为同步转速；额定负载情况下，s为2—5%，所以异步电机的额定转速nN总是接近同步速，如2890rpm,1450rpm,975rpm,741rpm等等。滑差率的大小反映了电机的不同运行状态。异步电机的等值电路模型要精确地控制电机需要尽量了解电机的定子、转

4、子绕组电阻R1,R2，定子、转子漏抗X1,X2以及激磁阻抗Rm,Xm等；这些参数需要通过根据铭牌参数如电机额定电压UN，额定电流IN，额定转速nN，功率因数COSPHi计算得到。异步电机的转矩特性蓝色为转矩特性，红色为负载特性，(nN,TN)为额定工作点Tm为可能产生的最大转矩Tst为起动转矩异步电机机械特性与电源电压的关系输出转矩与电压的平方成正比；起动转矩与电压的平方成正比；随着电压的降低，最大转矩，起动转矩以及转速都会降低；降低电源电压，可以降低起动电流，但起动转矩成平方倍地下降；星三角起动，自耦变压

5、器起动以及软起动器起动都属于这类应用；这种方法不适于调速，因为调速范围很窄而且效率很低。异步电机机械特性与转子电阻的关系最大输出转矩Tm的大小与转子电阻R2的大小没有关系。对应Tm的转速与R2的值有关，转子电阻越大，对应Tm的转速越低。对绕线转子电机，若在转子绕组中串联电阻，则能够增大起动转矩，在起动过程中，连续减小或逐级切除串联的电阻，则能够在起动过程中增大起动转矩，加速起动过程；对绕线转子电机，若在转子绕组中串联大小可调的电阻，则能够调节稳定运行的转速；通过改变转子电阻的起动和调速方法仅仅适用于绕线电机

6、，曾经获得广泛的应用。存在效率低下，起动装置笨重，电机和起动装置造价高维护率高且困难等缺点。异步电机机械特性与电源频率的关系在其它变量满足特定要求的情况下，改变电源频率可以有效地改变机械特性，而最大转矩基本不变；在负载特性为恒定转矩的情况下，稳定的转速可以与频率有较好的线性关系。在频率很低的情况下，机械特性变差。复习转速的公式电机和负载的转速与频率，电机的极数和滑差率有关。改变滑差调速调节电源电压：在电源与电机之间串电抗通过调压变压器或自耦变压器效率低下，功率因数低成本高调速效果不明显改变转子电阻可连续调速

7、，甚至可以控制电机反转，适用于提升应用可以获得较好的起动特性逐级切换电阻和频敏电阻仅仅适用于绕线转子电机，不能用于更加普遍的鼠笼转子电机效率低下，调速范围在额定转速以下装置复杂，体积大，电机和起动装置成本高维护频度高且维修成本高。逐渐淘汰变极调速对恒定转矩的负载，转速与电机绕组的极数成反比；这种方法在过去的机床行业和风机中获得广泛的应用；为有级调速，能获得的转速数目只有两种或三种；不能连续调速；需要电机定子有多套绕组或绕组有多种接法；电机造价高，效率低；逐渐淘汰变频调速转速与频率成正比能够连续调速操作方便，

8、噪声低调速范围宽，调速精度高效率高，功率因数高（采取措施）可以控制起动，运行，停止（锁定输出，线性制动或软停止）可靠性高，易于维护起动电流和运行电流小，过载能力大