电工学 教学课件 作者 常文平 第14章交流电动机.ppt

《电工学 教学课件 作者 常文平 第14章交流电动机.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第14章交流电动机电动机是利用电磁感应原理，把电能转换为机械能的旋转装置。根据电动机所使用的电源的性质可分为直流电动机和交流电动机两大类。交流电动机又可分为同步电动机和异步电动机两种。异步电动机又有三相和单相之分。异步电机是交流电机的一种。异步电动机是工业、农业、国防，乃至日常生活和医疗器械中应用最广泛的一种电动机，它的主要作用是驱动生产机械和生活用具。其单机容量可从几十瓦到几千千瓦。随着电气化和自动化程度的不断提高，异步电动机占有越来越重要的地位。异步电动机有许多突出的优点，和其它各种电动机相比，它的结构简单，制造、使用和维护方便，

2、效率较高，价格低廉。据统计，在供电系统的动力负载中，约有70％是异步电动机，可见它在工农业生产乃至我们日常生活中的重要性。本章主要讨论三相异步电动机的结构及工作原理、转矩与机械特性、起动、调速及制动、铭牌及选择，并对单相异步电动机的工作原理作简要的介绍。14.1三相电动机的结构及工作原理14.1.1三相异步电动机的基本构造转子和定子之间有一个非常小的空气气隙将转子和定子隔离开来，根据电动机的容量的大小不同，气隙一般在0.4mm～4mm的范围内。构成定子转子固定不动的部分旋转并拖动机械负载的部分1.定子电动机定子由支撑空心定子铁心的钢制

3、机座、定子铁心和定子绕组线圈组成。定子铁心由0.5mm厚的硅钢片叠至而成。定子铁心上的插槽是用来嵌放对称三相定子绕组线圈的。定子绕组是定子的电路部分，中小型电动机一般采用漆包线（或丝包漆包线）绕制，共分三组，分布在定子铁心槽内，它们在定子内圆周空间的排列彼此相隔120°，构成对称的三相绕组。2.转子电动机转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心由表面冲槽的硅钢片叠至一圆柱形。转子铁心装在转轴上，转轴拖动机械负载。转子、气隙和定子铁心构成了一个电动机的完整磁路。异步电动机的转子有两种形式：鼠笼式转子和绕线式转子鼠笼式转子是在转子铁心

4、槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上，以构成闭合回路。抽去转子铁心，剩下的铜条及其两边的端环，其形状像个鼠笼，故称之为鼠笼式电动机，为了节省铜材，现在中小容量的鼠笼式电动机是在转子铁心的槽中浇注铝液铸成笼形导体，以代替铜制笼体。铜条铜端环绕线式转子同电动机的定子一样，都是在铁心的槽中嵌入三相绕组，三相绕组的一端连成Y形，三相绕组的另一端分别连接在三个铜制的集电环上，集电环固定在转轴上，三个环之间及环与转轴之间相互绝缘，在集电环上用弹簧压着炭刷与外电路连接，以便改善电动机的起动和调速特性，一般我们把鼠笼式转子的异步电动机称为鼠

5、笼式异步电动机；把绕线式转子的异步电动机称为绕线式异步电动机，虽然鼠笼式异步电动机同绕线式异步电动机在转子构造上有所不同，但它们的工作原理是一样的。应当指出的是，鼠笼式异步电动机由于转子结构简单，价格低廉，工作可靠，如果对电机的起动和调速没有特殊的要求，一般在实际应用中，鼠笼式异步电动机应用得最为广泛。所以在本教材中以介绍鼠笼式异步电动机为主。14.1.2三相异步电动机的工作原理1.电动机的转动原理三相异步电动机转动的一般原理是基于法拉第电磁感应定律和载流导体在磁场中会受到电磁力的作用这两个基本因素。N和S是一对永久磁铁的磁极，这对磁

6、极以n0的转速按顺时针方向进行旋转，从而形成了一个转速为n0的旋转磁场。当磁场转动时，放置在磁场当中的铜制绕组上下两根导条与旋转磁场就有了相对运动并切割旋转磁场的磁力线，于是在这两根导条上就产生了感应电动势，其方向符合发电机右手定则。E——感应电动势[V]；B——磁感应强度[T]；l——导条长度[m]；v——导条切割磁力线的相对速度[m/s]。可以看出，N极下的导条受力方向是朝向右，而S极下的导条受力方向是朝向左。这一对力形成一顺时针方向的转矩。由于铜制绕组形成一个闭合回路，因此在感应电动势的作用下，绕组的上下两根导体中就出现了图示方

7、向的感应电流。根据左手定则，上下两根导条所受电磁力的方向如图所示。如果我们把异步电动机的鼠笼式转子放置在旋转磁场中，用鼠笼式转子代替绕组，不难想象，当磁场旋转时，在磁极经过下的每对导条都会产生这样的电磁转矩，在这些电磁转矩的作用下，转子就按顺时针方向旋转起来了。感应式电动机转动的一般原理：虽然转子同旋转磁场彼此隔离，但从上面的叙述可知，由于有了一个旋转的磁场，在转子的导条中产生了感应电流，而流过电流的导条又在磁场中受到电磁力的作用，产生电磁转矩，从而使转子转动起来。需要指出的是，转子的旋转速度n（即电动机的旋转速度）比旋转磁场的旋转速

8、度n0（一般称同步转速）要低一些。问题：如果磁场按逆时针方向旋转，转子也将按何方向旋转？由于转子的旋转速度不同于，且低于旋转磁场的转速，所以我们称这种电动机为异步电动机。思考：转子的旋转速度n比旋转磁场的旋转速度n0要低