电工技术基础电工学I 教学课件 作者 王英 电工技术基础-9.ppt

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1、第9章电动机电机可分为直流电机和交流电机两大类，交流电机又有同步电机和异步电机两种。直流电动机按照励磁方式的不同分为他励、并励、串励和复励四种。9.1三相异步电动机的结构三相异步电动机主要是由定子、转子两大部分和机座、轴承、端盖、接线盒、风扇和风扇罩壳以及空气间隙等组成，图9-1是三相异步电动机外形和拆开的各部分图。图9-1三相鼠笼式电动机的结构1.定子组成及各部分元件的作用图9-2定子绕组在接线盒内的连接a）星形连接b）三角形连接定子由定子铁心、定子绕组、机座、端盖和接线盒等组成（中小型电动机还有风扇罩）。2.转子组成和各部件的作用转子由转轴、转子铁心、转子绕组和风扇组成，中

2、小型电机轴承也安装在转子轴上。图9-3鼠笼式转子a）用铜条做绕组的鼠笼转子b）铸铝的鼠笼转子9.2三相异步电动机的工作原理当异步电动机三相定子绕组中通以三相正弦交流时，便在磁路空间产生旋转磁场。旋转磁场在转子绕组中感应出电流，此电流与旋转磁场相互作用，又产生电磁力（电磁转矩），使电动机转子沿旋转磁场旋转方向转动起来。9.2.1旋转磁场1．旋转磁场的产生图9-5定子三相对称绕组与电流图9-6三相电流产生的旋转磁场(p＝1)当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。2．旋转磁场的转向图9-7旋转磁场的反转如果将同三相电源联

3、接的三根导线中的任意两根的一端对调位置(例如对调了B与C两相)，则电动机三相绕组的B相与C相对调(注意：电源三相端子的相序未变)，旋转磁场因此反转（如图9-7所示）。3．旋转磁场的极数三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关。图9-8产生四极旋转磁场的定子绕组图9-9三相电流产生的旋转磁场（P=2）)4．旋转磁场的转速9.2.2电动机的转动原理图9-10异步电动机工作原理9.2.3转差率例9-1有一台三相异步电动机，电源频率。其额定转速＝985r／min。试求电动机的极对数和额定负载时的转差率。解由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步

4、转速对应于不同的极对数有一系列固定的数值(见表9-1)。显然，与985r／min最相近的同步转速，与此相应的磁极对数因此，额定负载时的转差率为9.3三相异步电动机的电路分析三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的一次绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于二次绕组。9.3.1定子电路9.3.2转子电路1．转子频率2．转子电动势E23．转子感抗X24．转子电流I2和转子电路的功率因数图9-11I2及与s的关系曲线9.4三相异步电动机的转矩与机械特性9.4.1电磁转矩特性（T-s曲线）图9-12异步电动机特性曲线9.4.2机械特性（n-T曲线）图9-13异步电动特

5、性曲线1．额定转距2．起动转矩3．最大转矩9.5三相异步电动机的起动、制动和调速9.5.1三相异步电动机的起动1．直接起动(全压起动)适用于容量小，不频繁起动的电动机。例如一般30kw以下的笼型异步电动机常采用直接起动。2．降压起动1）星形—三角形转换起动法采用Y—Δ转换起动可以使起动电流减小至直接起动值，但由于转矩和电压的平方成正比，所以起动转矩也减小到直接起动时的1/3。因此，Y—Δ起动方法只适合于空载或轻载。图9-16Y—Δ转换起动控制电路2）自耦降压起动自耦降压起动是利用三相自耦变压器降压起动，自耦变压器上备有2～3组抽头，输出不同的电压（例如为电源电压的80％、60％

6、、40％），供用户选用。图9-17自耦降压起动电路自耦降压起动，常用来起动容量较大或正常运行时为星形联结的笼型转子电动机。3)软起动法随着电力电子技术和微机控制的发展，目前，一种性能优良的软起动控制器已经问世，并得到迅速推广。这种软起动器使电动机起动平稳，对电网冲击小，并且具有电动机过载、缺相等保护功能，能实现电动机轻载节能运行。同时还可以实现电动机软停车、软起动。3．转子回路串电阻起动在转子回路中串电阻的起动方法，就是在转子回路中串联大小适当的起动电阻，达到减小起动电流的目的，如图9-18所示，此种方法只适用于绕线型电动机。图9-18绕线转子回路串电阻起动方法9.5.2三相异

7、步电动机的调速1）变极对数调速2）变频率调速3）改变转差率调速9.5.3三相异步电动机的制动1．能耗制动（动力制动）2．反接制动3．发电反馈制动4．机械抱闸（机械制动）解（1）额定电流和额定转矩（2）减压起动的起动电流和起动转矩（3）设自耦变压器的降压比为K，因为，所以9.7单相异步电动机单相异步电动机由单相交流电源供电，使用方便，常用于功率小（750W以下）的电动工具和众多的家用电器、医疗仪器和自动控制系统中。9.7.1单相异步电动机的结构单相异步电动机的结构和三相异步电动机类似，也由定子