电工电子技术及应用 教学课件 作者 全安 第5章电动机.ppt

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1、第5章电动机5.1三相异步电动机5.2单相异步电动机5.3直流电动机5.4控制电机5.1三相异步电动机了解三相异步电动机的基本结构、铭牌技术数据。理解三相异步电动机的工作原理和运行特性。学会三相异步电动机的起动、调速、反转和制动方法。5.1三相异步电动机三相异步电动机基本结构分为两个基本部分：定子（固定部分）转子（旋转部分）分为鼠笼型、绕线型5.1.1三相异步电动机的基本结构5.1三相异步电动机1．定子机座：铸钢或铸铁铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。三相绕组：U1----U2V1----V2W1----W2三相绕

2、组机座铁心5.1三相异步电动机三相绕组结构完全对称，一般有6个出线端U1、U2、V1、V2、W1、W2置于机座外部的接线盒内,接线端子有两种联结方法：U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2W2U2V2U1V1W1星形联结W2U2V2U1V1W1三角形联结5.1三相异步电动机2.转子鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图转子包括转子铁心、绕组（鼠笼式和绕线式两种）、转轴等。5.1三相异步电动机铁心绕组三相绕线型转子结构结构示意图转轴5.1三相异步电动机三相鼠笼形异步电动机组成部件5.1三相异步电动机1．旋转磁场

3、演示实验5-1观察异步电动机旋转原理。5.1.2三相异步电动机的旋转原理5.1三相异步电动机（1）旋转磁场及其产生定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)U1U2V1V2W1W2o5.1三相异步电动机规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。U1V2W1V1W2U2(•)电流出o()电流入5.1三相异步电动机合成磁场方向：向下U1U2V1V2W1W2U1U2V2W1V1W25.1三相异步电动机U2V1W2U1V2W1U1U2V2W1V1W2同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：AU2V2

4、W1V1W2U15.1三相异步电动机旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：调换电动机两相绕组（2）旋转磁场的旋转方向5.1三相异步电动机（3）旋转磁场的旋转速度f1为交流电的频率，单位HZ；p为电动机的磁极对数；n1为旋转磁场的速度，又称同步转速，单位r/min。式中：5.1三相异步电动机旋转磁场转速n1与极对数p的关系:极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速旋转磁场转速n1与频率f1和极对数p有关。可见:5.1三相异步电动机（1）转子旋转原理U1U2V2W1V1W2定子三相绕组通入三相交流

5、电切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF方向:顺时针n1=60f1/pr/min2.三相异步电动机的旋转原理5.1三相异步电动机（2）转差率s2.三相异步电动机的旋转原理转差：旋转磁场的转速（同步转速）n1与电动机转速n之差。转差率s：转差与旋转磁场转速n1之比。电动机起动瞬间:n=0，s=1转差率最大；异步电机运行中:s在0~1之间变化。5.1三相异步电动机1.三相异步电动机的功率和转矩(1)功率及效率电动机的输入功率为P1，输出功率为P2功率损耗为∑

6、P：包括定子PCu1和PFe1、转子PCu2、机械损耗Pj电动机的输出功率P2，即电动机的效率η：为输出功率P2与输入功率P1之比，即5.1.3三相异步电动机的运行特性5.1三相异步电动机1.三相异步电动机的功率和转矩(2)功率与转矩的关系旋转体的机械功率P：等于作用在旋转体上的转矩T与其机械角速度的乘积，即P=TΩ。那么电动机的输出转矩T2为式中，T为电磁转矩；T0为空载转矩；其大小为式中的T2、P2、n分别为额定输出转矩（N.m）、额定输出功率(kW)及额定转速(r/min)。5.1三相异步电动机2．三相异

7、步电动机的转矩特性和机械特性电动机的转矩与定子绕组上的电压、转差率、频率和转子电路参数有关，即R2为电动机转子绕组每相的电阻，Ω；X20为电动机静止不动时转子绕组每相的感抗值，Ω；Cs为电动机结构常数；f1为交流电源的频率，Hz。T≈CSR2U12f1[R22＋(sX20)2]5.1三相异步电动机转矩特性：电动机的转矩与转差率之间的关系曲线。机械特性：电动机的转速与转矩之间的关系曲线。TNsNTOs转矩特性1TstsCTmn0TnOMTmnmTstTNnNN机械特性5.1三相异步电动机3.三相异步电动机的运行性

8、能（1）起动状态Tst体现了电动机直接起动的能力。若Tst＞TL电机能起动，若Tst＜TL则电机不能起动。TNsNTOs1TstsCTmNMS5.1三相异步电动机3.三相异步电动机的运行性能（2）额定状态电动机长期运行能力。nN对应的转速称为额定转速，sN转差率称为额定转差率，TN转矩称为额定转矩。此时电机工作在机械特性曲线N点。n0TnOMTmnmTstTNnNN5.1三相异步电动机