电工电子技术（第3版）教学课件作者凌艺春第8章.ppt

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1、第8章电动机8.1三相异步电动机结构和工作原理8.2三相异步电动机的运行特性8.3三相异步电动机的启动8.4三相异步电动机的调速、反转和制动8.5单相异步电动机8.6直流电动机8.7控制电动机返回8.1三相异步电动机结构和工作原理8.1.1三相异步电动机的结构电动机的作用是将电能转换成机械能，可分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机;直流电动机按照励磁方式的不同分为他励、并励、串励和复励等四种电动机。三相异步电动机主要由定子和转子两部分组成，如图8-2所示。固定不动的部分叫定子，转动的部分叫转子。为保证转子能在定子腔内自由地转动，定子与转子之间要留有0.

2、2一2mm的空气隙。1.定子定子主要由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成。下一页返回8.1三相异步电动机结构和工作原理机座主要用来固定定子铁芯和定子绕组，并以前、后两个端盖支撑转子的转动，其外表还有散热作用。中小型机的机座一般用铸铁铸成，大型机多采用钢板焊接而成。为了搬运方便，常在其上面安装吊环。定子铁芯是电机磁路的一部分，为了减小磁滞和涡流损耗，常用0.35-0.5mm厚的硅钢片叠装而成。在定子铁芯(如图8-3所示)的内圆冲有沿圆周均匀分布的槽，在槽内嵌放三相定子绕组。定子绕组是电机电路的一部分，通入三相交流电产生旋转磁场。由嵌放在定子铁芯槽中的线圈按一定的规则连接成三相定子绕组。三相

3、定子绕组之间及绕组与定子铁芯槽之间均垫有绝缘材料，定子绕组在槽内嵌放完毕后再用胶术槽楔固紧。上一页下一页返回8.1三相异步电动机结构和工作原理2.转子转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三部分组成。转子铁芯也是电机磁路的一部分，一般用0.5mm厚的表面有绝缘层的硅钢片叠装而成。铁芯外圆冲有均匀分布的槽，用以放置转子绕组转子绕组有笼形和绕线形两种。笼形绕组是在铁芯槽中嵌放裸铜条或铝条，两端与端环连接。由于形状像鼠笼，故称笼形转子。绕线形转子绕组与定子绕组相似，一也是由绝缘的导线绕制而成的三相对称绕组，其绕组一般接成星形，三个首端分别接到固定在转轴上的三个滑环上，由滑环上的电刷与外加变阻器连接

4、，从而构成转子的闭合回路只要调节变阻器的阻值就可达到调节电动机转速的目的。上一页下一页返回8.1三相异步电动机结构和工作原理因此在某些对启动性能及调速有特殊要求的设备中，如起重机、卷扬机、鼓风机、压缩机泵类等，较多采用绕线式异步电动机，如图8-4所示。转轴的作用是支撑转子，传递和输出转矩，并保证转子与定子之间各处有均匀的空气隙。转轴一般用中碳钢棒料经车削加工而成。8.1.2三相异步电动机的工作原理1.旋转磁场的产生三相异步电动机定子绕组接成星形，如图8-5(a)所示。定子绕组中通入三相对称交流电流，其波形图如图8-5(b)所示。上一页下一页返回8.1三相异步电动机结构和工作原理从图8-5

5、可以看出，三相对称交流电流的相序(即电流出现正幅值的顺序)为U->V->W不同时刻三相对称交流电流正负方向见表8-1。由表8-1可知，不同时刻，三相电流正负不同，也就是三相电流的实际方向不同。在某一时刻，将每相电流所产生的磁场相加，便得出三相电流的合成磁场。不同时刻合成磁场的方向一也不同，如图8-6所示由上可知，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，这就是旋转磁场。2.旋转磁场的转速和转向旋转磁场的转速与磁极对数、定子绕组的空间配置有关。前述每相绕组只有一个线圈，彼此空间相差120，产生的旋转磁场只有一对磁极。当电流变化一周时，该旋转磁场在空

6、间一也旋转一周。上一页下一页返回8.1三相异步电动机结构和工作原理如果每相绕组由两个串联的线圈组成，同时使每相绕组的首端与首端、末端与末端之间在空间上相差60，按前述分析方法，可得到两对磁极的旋转磁场。当电流变化一周时，该旋转磁场旋转半周。旋转磁场的转速又称为同步转速。我国三相电源的频率为50Hz，于是由上式可得到不同磁极对数P的旋转磁场转速n，见表8-2旋转磁场的转向由定子绕组中通入电流的相序来决定。欲改变旋转磁场的转向，只需改变通入三相绕组的电流相序，即把三相绕组任意两根的首端与电源相连的线对调，就可改变定子绕组中电流的相序，旋转磁场方向即可改变。上一页下一页返回8.1三相异步电动机

7、结构和工作原理3.异步电动机的转动原理、转差率1)异步电动机的转动原理图8-7为三相异步电动机转子转动的原理图，图中N,S表示两极旋转磁场，转子中只画有两根导条(铜或铝)。当旋转磁场向顺时针方向旋转时，其磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则确定。在电动势的作用下，闭合的导体中就有电流。这电流与旋转磁场相互作用，使转子导体受到电磁力F。电磁力的方向可由左手定则来确定。由电磁力产生电磁力矩，转子就转动起来。由