第五章 交流感应电动机及其驱动技术ppt课件.ppt

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1、1.了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。本章要求：2.理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握起动和反转的基本方法,了解调速和制动的方法。5.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。第5章交流电动机电动机的分类：鼠笼式异步交流电动机授课内容：基本结构、工作原理、机械特性、控制方法电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机第5章交流电动机异步电动机主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成。(1)定子异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座构成。(2)转子。异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。5.1三相

2、异步电动机的构造1.定子铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。A----XB----YC----Z三相绕组机座：电机采用全封闭式结构，框架和托架采用压铸铝，水冷却定子框架1.交流电机的定子结构三相电枢绕组转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2.转子鼠笼转子铁心：电磁钢板(1)鼠笼式转子铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式转子同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式电动汽车用的交流异步电动机特点：小型轻量化易实现转速超过10000r/min的高速运转低速时有高转矩、以及宽泛的速度控制范围高可靠性制造成本低控制装置简易化5.2

3、三相异步电动机的转动原理5.2.1电动机的转动原理1.转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针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TnF5.2.2旋转磁场定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ1.旋转磁场的产生otAXYCBZAXYCBZAXYCBZ合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°600oi:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。()电流入(•)电流出AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场即：一个电流周期，旋转磁

4、场在空间转过360°取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXBZCY0to6005.旋转磁场的极对数p当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：otAXBYCZAXYCBZ极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。5.旋转磁场的转速工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2时0旋转磁场转速n0与极对数p

5、的关系旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:5.2.3转差率旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。异步电动机的转子转速与定子旋转磁场的同步转速之间存在转速差，它的大小决定着转子电动势及其频率的大小，直接影响异步电动机的工作状态。通常将转速差与同步转速的比值，用转差率表示，即有转差率s式中，s为

6、转差率；n0为定子旋转磁场的同步转速；n为转子转速。5.3交流感应电机的工作特性1）.三相异步感应电机的工作特性2）.三相异步感应电机的机械特性3）.三相异步感应电机的制动特性异步电动机的工作特性异步电动机的工作特性是指电动机在保持额度电压和额定频率不变的情况下，电动机的转速、电磁转矩、定子电流、效率和功率因数随输出功率变化的特性。转速特性和转矩特性关系到电动机与机械负载匹配的合理性；定子电流特性可以表明电动机的发热情况，关系到电动机运行的可靠性和使用寿命；效率特性和功率因数特性关系到电动机运行的经济性。1.三相异步感应电机的工作特性图5-38　异步电机的工作特性(2)定

7、子电流特性I1=f(P2)　由磁势平衡方程式的电流形式：I1=I0+(－I2)可知，理想空载时I2=0，所以I1=I0。随着负载的增加，转子电流增大，定子电流及磁势也随之增加，抵消转子电流产生的磁势，以保证磁势的平衡，所以定子电流随输出功率的增大而增大。(3)功率因数特性cosϕ1=f(P2)异步电机是从滞后的无功功率进行励磁的，空载时定子电流基本上是励磁电流，功率因数很低，仅为0.1～0.2。随着负载增加，转子电流增大，转子电路功率因数较高，所以定子电流中有功功率分量增加使功率因数上升。在额定负载附近，功率因数达到最大值。超