电机学 第2版 教学课件 作者 王秀和 第五章 感应电机.ppt

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1、第五章：感应电机第1节:感应电机的结构第2节：感应电机的工作原理和运行状态第3节:三相感应电动机的磁动势和磁场第4节：三相感应电动机的基本方程、相量图和等效电路第5节：三相感应电动机的参数测定第6节：鼠笼转子参数的计算第7节：感应电动机的功率关系、功率方程和转矩方程第8节：感应电动机的电磁转矩及机械特性第9节：感应电动机的工作特性及其计算第10节:感应电动机的起动及深槽和双笼电机第11节：感应电动机的调速第12节：特殊感应电动机第13节：感应发电机第14节：感应电动机在不对称电压下的运行分析5-1感应电机的结构感应电机主要由静止的定子和转动的转子两大部分组成，定、转子之间有一很小的空

2、气隙。一、定子(a)半闭口槽(b)半开口槽(c)开口槽感应电动机的定子槽形定子铁心是主磁路的一部分，铁心由0.5mm厚的硅钢片叠成，在定子铁心内圆上有均匀分布的槽，用来嵌放定子绕组。定子铁心采用的槽形主要有：半闭口槽、半开口槽和开口槽.感应电动机的定子三相定子绕组可接成星形接法或三角形接法(a)星形接法(b)三角形接法感应电动机接线板二、转子转子由转子铁心、转子绕组和转轴等组成，转子绕组也是电路的一部分，有鼠笼式和绕线式两种形式。根据加工工艺的不同，鼠笼转子分为铸铝式和焊接式两种鼠笼式焊接转子(b)鼠笼式铸铝转子(c)鼠笼鼠笼转子绕线式转子绕组和定子绕组相似，在转子槽内嵌有三相绕组，

3、通过滑环、电刷与外部接通。绕线式转子一、感应电动机的工作原理5-2感应电机的工作原理和运行状态感应电动机工作原理感应电动机工作原理是建立在电磁感应定律和电磁力定律基础上二、感应电机的运行状态设感应电机的转速为n，旋转磁场的转速为同步速ns，二者之间的相对速度称为转差速度，定义转差速度与同步速之比为转差率s转差率是感应电机的一个重要参数，根据其正负和大小可以判断电机的运行状态，感应电机的运行状态分为电动机运行状态、发电机运行状态和电磁制动运行状态三种。感应电机的三种运行状态三、感应电动机的额定值感应电动机的额定值及有关技术数据主要有：（1）额定功率：指额定运行时输出的机械功率，单位为瓦

4、（W）或千瓦（kW）；（2）额定电压：指额定运行状态下定子绕组应加的线电压，单位为伏（V）或千伏（kV）；（3）额定电流：指额定电压和额定功率下运行时的定子绕组线电流，单位为安（A）或千安（kA）；（4）额定功率：指电动机供电电压的频率。我国规定工频为50赫兹（Hz）；（5）额定转速：指电机额定运行时的转速，单位为转/分（r/min）。除此以外，铭牌上还标出额定运行状态下的功率因数、效率、相数、接线方式和温升等。对绕线式电机，还应标出定子外加额定电压时的转子开路电压和转子额定电流等。对于三相感应电动机，额定功率为式中、分别为额定运行时的功率因数和效率1953年参照前苏联的A、AO系列

5、设计了J、JO系列电机。1961年全国统一设计了J2、JO2系列，采用了E级绝缘，提高了性能。1971年起，设计了JO3系列电机，与老产品相比，重量平均减轻25.2%，起动转矩提高34.5%。1979年开始，组织了Y系列电动机的统一设计，采用B级别绝缘。上世纪90年代，又设计了替代Y系列电动机的Y2系列，与Y系列相比，Y2系列提高了防护等级和绝缘等级，安装尺寸及功率等级符合IEC标准。目前已完成了Y3系列的设计，Y3系列电机全部采用冷轧硅钢片，具有效率高、噪音低、起动性能好等优点。四、国产电动机简介本节分析空载和负载时感应电机的磁动势和磁场一、空载运行时的磁动势和磁场5-3三相感应电

6、动机的磁动势和磁场1、空载磁动势和空载电流感应电动机空载时，将定子绕组接至对称三相电压，便有对称三相电流在定子绕组中流过，该电流称为空载电流。若不计谐波磁动势，则该定子电流建立一基波旋转磁动势F1，其幅值为在F1作用下产生气隙磁场Bm，Bm沿气隙圆周正弦分布并以同步转速旋转空载运行时定子磁动势F1近似为产生气隙主磁场的激磁磁动势Fm，空载电流近似等于激磁电流。空载磁动势和磁场空载电流包括两部分，绝大部分是用来产生旋转磁场，称为磁化电流，为无功分量，小部分用以供给空载损耗，为有功分量。2、主磁通、定子漏磁通和感应电动势根据磁通通过的路径的不同，将磁通分为两部分：主磁通和漏磁通。由基波旋

7、转磁动势产生的通过气隙并与定子绕组和转子绕组同时交链的磁通称为主磁通。主磁通为每极下的磁通量，用表示。四极感应电机主磁通分布图定子三相电流除产生主磁通外，还产生仅与定子绕组交链而不与转子绕组交链的磁通称为定子漏磁通，用表示。漏磁通包括三部分：即槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通。槽漏磁通和端部漏磁通主磁路主要由定、转子铁心和气隙组成是一个非线性磁路，受磁路饱和程度影响较大；而漏磁路的磁阻可认为是常值。感应电动机空载运行时的电磁关系如下图所示感应电动机空载运行