电工基础教学课件 作者 杨俊 许长兵 22633-第6章 异步电动机.ppt

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1、电工基础第6章异步电动机异步电动机的基本结构6.1三相异步电动机的工作原理6.2三相异步电动机的电磁转矩和机械特性6.4单相异步电动机6.56.1异步电动机的基本结构图6-1三相异步电动机的外形和结构图1．定子三相异步电动机的定子由机座、定子铁芯、定子绕组和端盖等部分组成。2．转子转子由转子铁芯、转子绕组、转轴、冷却风扇等部分组成。图6-2鼠笼转子6.2三相异步电动机的工作原理1．旋转磁场的产生三相异步电动机定子绕组是空间对称的三相绕组，即U1U2、V1V2和W1W2，空间位置相隔120°。若将它们做星形连接，如图6-4所示

2、，将U2、V2、W2连在一起，U1、V1、W1分别接三相对称电源的U、V、W 3个端子，就有三相对称电流流入对应的定子绕组，即iU=ImsinωtiV=Imsin(ωt120°)iW=Imsin(ωt+120°)图6-4三相定子绕组的布置其波形如图6-5所示。图6-5一对磁极旋转磁场的形成由于电流随时间而变，所以电流流过线圈产生的磁场分布情况也随时间而变，现研究几个瞬间。（1）当t= 0°瞬间，iU= 0，U相没有电流流过；iV为负半周，表示电流由末端流向首端；iW为正，表示电流由首端流入，此时的合成磁场如图6-5（a）所示。

3、（2）当t=120°瞬间，iU为正，iV= 0，iW为负，用同样的方式可判得三相合成磁场顺相序方向旋转了120°，此时的合成磁场如图6-5（b）所示。（3）当t= 240°瞬间，请同学自行分析，此时的合成磁场如图6-5（c）所示。（4）当t= 360°（即为0°）瞬间，此时的合成磁场如图6-5（d）所示，此时又回到（1）的情况。2．旋转磁场的转速与转向当旋转磁场有p对磁极时，其转速为3．转子的转动通常将同步转速n1与转子转速n间的差值称为转速差，而将转速差与同步转速间的比值称为转差率，并用S表示，即例6-1一台异步电动机的额

4、定转速nN=1 450r/min，电源频率f1= 50Hz，求该电动机的同步转速n1、磁极对数p和额定转差率SN。解：由于电动机的额定转速小于且接近于同步转速，对照表6-1可以确定此电动机的同步转速n1=1 500r/min，且磁极对数p= 2。6.4三相异步电动机的电磁转矩和机械特性6.4.1三相异步电动机的铭牌数据1．型号Y：表示（鼠笼式）异步电动机（YR表示绕线式异步电动机）；160：表示机座轴心高度为160mm。L：表示长机座（5表示短机座，M表示中机座）；4：表示4极（2对极）电动机。2．电压电压是指电动机定子绕组应加

5、的电源线电压的有效值，即电动机的额定工作电压。有些电动机铭牌上标有两种电压值，如380/220V，这是对应于定子绕组采用Y和△两种接法时应加的电源线电压的有效值。3．频率频率是指电动机所接三相交流电源的频率。我国电力系统规定工业三相交流电的频率为50Hz。4．功率功率是指在额定条件下（电压、频率、负载均为额定值）运行的电动机轴上输出的机械功率，即额定功率，又称为额定容量。6．接法接法是指电动机在额定电压下，三相定子绕组应当采用的连接方式。Y系列三相异步电动机通常功率在3kW及以下的采用Y形接法，4kW以上的采用△形接法。铭牌上标有

6、两种电压、两种电流的电动机通常同时标明Y/△两种接法。7．工作方式异步电动机的工作方式根据发热程度可分为以下3种。S1表示连续工作，允许电动机在额定条件下连续长期运行。S2表示短时工作，在额定条件下电动机只能在规定时间内运行。S3表示断续工作，电动机可在额定条件下按规定周期性重复短时运行。工作方式为短时或断续运行的电动机，若以连续方式工作，必须相应地减轻其负荷，以防电动机过热而损坏。8．绝缘等级绝缘等级是按电动机所用绝缘材料允许的最高温度来划分等级的，如表6-3所示。在规定温度内，绝缘材料可保证电动机在一定期限内（一般为15～20

7、年）可靠地工作，否则绝缘材料的寿命将大大缩短。9．温升电动机在运行过程中，其损耗的功率都变成热能而使电动机发热，同时电动机也向周围环境散热。电动机的温度与周围介质的温差越大，其散热也就越快。当电动机在单位时间内向周围散发出的热量与其功率损耗所产生的热量相等时，电动机的温度就不会再升高。电动机的温升指标是指允许电动机绕组温度高出周围环境温度的最大温差。例如我国规定环境温度以40℃为标准，若电动机铭牌上温升为75℃，则允许电动机绕组的最高温度为40 + 75 = 115℃。6.4.2三相异步电动机的启动对电动机启动的要求，一般从以下几

8、个方面来考虑。（1）启动电流应尽可能小，Ist≤（4～7）IN。（2）启动转矩应尽可能大，Tst≥(1.1～1.2)TL。（3）启动的时间应尽可能短。（4）转速的提升应尽可能平稳。（5）启动方法应方便、可靠，启动设备应简单、经济且易维护和修理。1．