电机与拖动基础及MATLAB仿真 教学课件 作者 陈亚爱 第2章 三相交流电动机.ppt

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1、电机与拖动基础及MATLAB仿真陈亚爱周京华编著李正熙主审Page2本课程的章节和内容绪论第1章变压器第2章三相交流电动机第3章三相交流电动机的电力拖动第4章直流电机第5章直流电动机的电力拖动第6章驱动和控制微电机第7章电动机容量的选择Page3第2章三相交流电动机本章内容2.1交流电动机的基本工作原理和定子结构2.2旋转磁动势2.3交流绕组的感应电动势2.4三相异步电动机2.5三相同步电动机2.6实例（应用）2.7三相交流电动机的仿真Page4本章教学基本要求1.了解同步电动机和异步电动机的基本工作原理、基本结构和额定值。2.理解旋转

2、磁场的概念、圆形旋转磁动势的特性和产生条件以及转差率s的意义，了解分布和短距绕组对消除高次谐波电动势的作用。3.掌握综合表达三相异步电动机电磁关系的基本方程、等效电路和相量图，异步电动机的运行原理，转子绕组折算和频率折算。4.掌握三相同步电动机基本方程、等效电路和相量图。5.熟悉异步电动机的工作特性和同步电动机功角特性。Page5本章教学基本要求1．掌握圆形旋转磁动势的特性和产生条件。2．熟悉三相异步电动机负载运行时的基本电磁关系，基本方程、等效电路和相量图，转子绕组折算和频率折算。3．掌握异步电动机功率与转矩的平衡关系。重点：转子转动

3、时的基本电磁关系。难点：Page6Page7提问交流电动机是将交流电能转换为机械能的一种旋转装置。什么是交流电动机？有什么作用？其作用是作为原动机拖动生产机械。同步电机运行时，其转速n1与定子绕组中电网频率f1之间有着严格的关系，即（2-1）式中，p为电机的极对数，n1为同步电机转子的转速，也是气隙旋转磁场的转速。Page82.1交流电动机的基本工作原理和定子结构2.1.1三相同步电动机的基本工作原理同步电机主要用作发电机，现代电力系统的电能基本上是同步发电机生产的，但同步电机同样可作为电动机运行拖动生产机械，尤其适用于大功率生产机械的

4、场合，以下主要介绍三相同步电动机。同步电动机由定子和转子组成，其工作原理示意图如图2-1所示，定、转子之间有气隙，定子内嵌互差120°的三相对称绕组AX、BY、CZ，将定子三相对称绕组接入三相对称交流电，会产生圆形旋转磁场，转子上装有励磁绕组，通入直流电后，能建立恒定磁场。Page92.1交流电动机的基本工作原理和定子结构2.1.1三相同步电动机的基本工作原理工作时定子输入三相交流电，产生旋转磁场，设为逆时针方向旋转，如图2-1所示，转子输入直流励磁电流，产生固定磁极，则旋转磁场的磁极将转子的异性磁极吸引，使转子与旋转磁场同速旋转，这就

5、是同步电动机的基本工作原理。图2-1三相同步电动机工作原理示意图异步电动机由定子和转子组成，如图2-2所示，定、转子之间有气隙，定子上内嵌互差120°的三相对称绕组AX、BY、CZ，将定子三相对称绕组接入三相对称交流电，会产生圆形旋转磁场，设磁场以同步转速n1逆时针方向旋转切割转子导体。Page102.1交流电动机的基本工作原理和定子结构2.1.2三相异步电动机的基本工作原理转子与旋转磁场之间存在相对运动，若将旋转磁场看作静止磁场，则转子上半部分导体是顺时针切割静止磁场的，根据电磁感应定律，转子导体内产生感应电动势，用右手定则判定其方向

6、如图2-2所示，转子上半部分导体中的感应电动势方向是指向纸面的，下半部分导体中感应电动势方向从纸面指向外。图2-2三相异步电动机工作原理示意图转子导体是闭合回路，在感应电动势的作用下，转子导体内产生电流I2，方向与感应电动势方向一致。根据电磁力定律，转子的载流导体在旋转磁场中要受电磁力作用，其方向由左手定则确定，如图所示转子上半部分导体受力fem向左，下半部分导体受力fem向右，转子在这对力偶的作用下产生逆时针方向的电磁转矩T，从而使转子以转速n逆时针旋转。Page112.1交流电动机的基本工作原理和定子结构2.1.2三相异步电动机的基

7、本工作原理图2-2三相异步电动机工作原理示意图在正常情况下，异步电动机转子转速n达不到旋转磁场的同步转速n1，电动机的转速n总是略小于同步转速n1，即与旋转磁场异步转动，所以称为异步电动机，由于异步电动机转子中的电流是感应产生的，故又可称为感应电动机。Page122.1交流电动机的基本工作原理和定子结构2.1.2三相异步电动机的基本工作原理图2-2三相异步电动机工作原理示意图定子铁心：电机磁路的一部分，定子铁心内圆上均匀开有槽，安放定子绕组。机　　座：用作固定与支撑定子铁心。定子绕组：电机电路部分，它由三个在空间相差120°电角度、结构

8、相同的绕组连接而成，按一定规律嵌放在定子槽中。绕组分类：单层绕组和双层绕组。绕组应用：单层绕组一般用在10kV以下的电机，双层短距绕绕组用在较大容量的电机中。2.1交流电动机的基本工作原理和定子结构2.1.