电工技术与技能实训 教学课件 作者 谭维瑜 第十六章异步电动机.ppt

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1、第16章异步电动机【教学要求】1）知道异步电动机基本结构。2）了解异步电动机旋转磁场的产生。3）了解异步电动机转动原理。4）知道异步电动机常见故障。16.1三相异步电动机1.1异步电动机概述根据电磁原理把电能转换为机械能的旋转机械称为电动机。电动机可分为直流电动机和交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。异步电动机是在生产和生活中,应用最广泛的交流动力装置。因为,它具有结构简单、运行可靠、使用维护方便、效率较高、价格低廉等优点,但其功率因数较低,调速性能较差。异步电动机分为(鼠)笼式和线绕式,本章以

2、笼式机为重点,简要介绍线绕式电动机。16.1三相异步电动机三相笼式异步电动机由两个基本部分组成:定子(固定部分)和转子(转动部分)。图16-1是笼式异步电动机的结构图。1.2三相异步电动机的基本结构1.笼式异步电动机图16-1笼式异步电动机的结构图16.1三相异步电动机(1)定子定子由铁心、三相定子绕组和机座等三部分组成。它的作用是产生旋转磁场。1)定子铁心是电动机磁路的一部分。它有许多铁心槽用来嵌放定子绕组。2)定子绕组是对称的三相绕组,每相之间互隔1200电角,嵌放在定子铁心槽内。3)机座大多用铸铁浇铸而成

3、,用以固定和支撑定子铁心。4)定子绕组六个出线端在接线盒的接线图。定子绕组的出线接法16.1三相异步电动机(2)转子转子由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。1)转子铁心也是电动机磁路的一部分,固定在转轴上。2)转子绕组是在铁心槽内放置铜条,铜条两端用的短路环焊接起来。由如其形状像一只鼠笼,故称为笼型转子。小容量电动机的笼式转子是由熔化的铝浇铸在槽内与风扇铸成一体而成,称为铸铝转子。笼型转子16.1三相异步电动机2.线绕式异步电动机绕线式转子的铁心和笼式转子的铁心相同,转子绕组和笼式定子绕组相似,是三相对称绕

4、组。通常三个绕组的末端联在一起,接成星形,其三个首端分别与固定在转轴上的互相绝缘的铜质滑环相连。转子绕组通过滑环及其上面的电刷与外加的三相变阻器连接,供电动机起动及小范围内调速使用。在一般情况下,转子绕组被短接。下图是绕线式异步电动机转子的结构及接线图。线绕式转子结构及接线图16.1三相异步电动机1.3三相异步电动机的旋转磁场1.两极旋转磁场的产生设定子绕组作星形联接,首端U1V1W1分别接在三相对称电源ABC相上,绕组中流入的三相电流，设为:，，简化的三相定子绕组16.1三相异步电动机三相电流的波形如图16-

5、6的上图所示。三相波形及两极旋转磁场我们规定:电流的参考方向是从绕组的首端流入,末端流出。当电流为正时,实际方向与参考方向相同;当电流为负时,则相反。在图16-6中用+表示电流流进,☉表示电流流出。在波形图16-6上,取t0～t3四个瞬时来分析定子绕组中产生磁场的情况,图16-616.1三相异步电动机(1)t=t0(ωt0=0°)三相绕组产生的合成磁场的方向,如图16-6(a)所示。相当于定子上方是N极,下方为S极,产生两极磁场,磁极对数p=1。(2)t=t1(ωt1=120°)合成磁场的方向,如图16-6(b

6、)所示。在空间按顺时针方向旋转120°。(3)t=t2(ωt2=240°)合成磁场的方向,如图16-6©所示。在空间按顺时针方向又旋转120°。与ωt0=0°的位置相比,按顺时针旋转了240°。(4)t=t3(ωt2=360°)合成磁场的方向,如图16-6(d)所示。在空间按顺时针方向又旋转120°。与ωt0=0°的位置相比,按顺时针旋转了360°。可见,当三相定子绕组通入三相交流电时,它们的合成磁场将随电流的变化,在空间不断地旋转,这就是旋转磁场。在p=1的两极电动机中,交流电变化一周,合成磁场在空间也旋转一

7、周即360°三相电流周期性的不断变化,合成磁场将按同一方向连续地旋转。16.1三相异步电动机2.两极旋转磁场的转速在p=1的两极三相异步电动机中,旋转磁场每秒钟的旋转次数,等于每秒钟的交变次数(即频率ƒ)。设电源频率为50Hz,旋转磁场每分钟的转速为n1,则n1=60ƒ1=60×50r/min=3000r/min3.四极旋转磁场图16-7是p=2的四极三相异步电动机的绕组布置图图16-7四极电动机的绕组布置图16.1三相异步电动机定子每相绕组由两个线圈串联而成,各个线圈的始端(或末端)在空间的位置彼此相隔600

8、。仍取t0～t3四个瞬时进行分析,可得到一个具有四个磁极的旋转磁场如图16-8所示。图16-8四极旋转磁场16.1三相异步电动机交流电变一周,旋转磁场在空间位置转1800(半圈)。因此,当电流每秒钟变化ƒ1次,旋转磁场的转速为ƒ1/2。当频率ƒ1=50Hz时,旋转磁场每分钟的转速为与p=1的两极电动机相比较,p增加一倍,旋转磁场的转速却慢了一半。由此类推,旋转磁场的转速n1与电源的频率