电机与电力拖动控制系统 教学课件 作者 张红莲 4 异步电动机.ppt

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1、4.1三相异步电动机的工作原理和基本结构4.2三相交流电机的定子绕组4.3绕组的感应电动势4.4绕组的磁动势4.5三相异步电动机的空载运行4.6三相异步电动机的负载运行4.7三相异步电动机的功率和电磁转矩三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简单、制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高，得以广泛应用。但是，功率因数低、起动和调速性能差。第4章三相异步电动机4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构4.1.1三相异步电动机的基本工作原理N-S空间里装有一个能够转动的圆柱形铁心，铁心外圆槽内嵌放导体，导体两端各用一

2、圆环将其接成一整体。使磁极以n1的速度逆时针旋转，形成一个旋转磁场，转子导体就会切割磁力线而感应电动势e。用右手定则判定，转子上半部分的导体中，感应电动势的方向为⊕，下半部分导体的感应电动势方向为⊙。在感应电动势的作用下，导体中就有电流i，若不计电动势与电流的相位差，则电流i与电动势e同方向。载流导体在磁场中受到电磁力作用，由左手定则判定电磁力f的方向。由电磁力f所形成的电磁转矩Te使转子以n的速度旋转，旋转方向与磁场的旋转方向相同。一、转动原理二、转差率转差率是异步电机的一个基本物理量，它反映电机的各种运行情况。转子未转动时，

3、电机理想空载时，作为电动机，转速在范围内变化，转差率在0~1范围内变。负载越大，转速越低，转差率越大；反之，转差率越小。转差率的大小能够反映电机的转速大小或负载大小。电机的转速为：额定运行时，转差率一般在0.01—0.06之间，即电机转速接近同步速。同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率，用s表示，即：三、异步电机的三种运行状态根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态机械能转变为电能电能和机械能变成内能电能转变为机械能能量关系制动制动驱动电磁转矩转差率转速外力使电机快速旋转外力使电机沿磁场反方向旋转定子绕组接对称

4、电源实现发电机电磁制动电动机状态4.1.2三相异步电动机的基本结构一、定子部分1.定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。3、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。二、转子部分1、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。2、转子绕组：1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到的最小值。三、气隙按转子结构分：绕线型

5、异步电动机鼠笼型异步电动机下面是它主要部件的拆分图。右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图三相绕线型转子结构图额定值额定电压UN（KV或V）——额定运行状态时加在定子绕组上的线电压.额定功率PN（KW）——额定条件下转轴上输出的机械功率。额定电流IN（A）——在额定运行状态下流入定子绕组的线电流.额定转速nN(r/min)——额定运行时电动机的转速.一、铭牌数据额定功率因数cosφN额定频率fN额定效率ηN4.1.3铭牌数据及主要系列输入功率若是绕线转子感应电动机，则还应有：（7）转子绕组的开路电

6、压指转子接额定电压，转子绕组开路时的转子线电压，单位是V。（8）转子绕组的额定电流单位是A。此外，铭牌上还标明绕组的相数与绕组的接法（星形还是三角形）、绝缘等级及允许温升等。（9）型号一般用来表示电动机的种类和几何尺寸的大小等。如新系列的异步电动机用字母Y表示，用中心高表示电动机的直径大小；铁心长度分别用S、M、L表示，电动机的防护形式由字母IP和两个数字表示，第一个数字代表第一种防护形式(防尘)的等级，第二个数字代表第二种防护形式(防水)的等级，防护形式的数字数字越大，表示防护的能力越强。二、三相异步电动机的主要系列Y系列是一

7、般用途的小型笼型电动机系列，取代了原先的JO2系列。额定电压为380V，额定频率为50Hz，功率范围为（0.55-90）kW，同步转速为（70-3000）r/min，外壳防护型式为IP44和IP23两种，B级绝缘。JDO2系列该系列是小型三相多速感应电动机系列。它主要用于各式机床以及起重传动设备等需要多种速度的传动装置。JR系列该系列是中型防护式三相绕线转子感应电动机系列，容量为（45-410）kW。YR系列是一种大型三相绕线子感应电动机系列，容量为（250-2500）kW，主要用于冶金工业和矿山中。三相异步电动机的定子部分在结

8、构上和同步电动机的定子部分完全相同。对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成“Y”形或“△”形。ABCABCZXYZXY△联结Y联结接线4.2交流电机的定子绕组4.2.1交流绕组的基本要求和分类一、三相交流绕组基