电机拖动与控制第5章ppt课件.ppt

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1、第5章三相感应电动机5.1三相感应电动机的基本工作原理与结构5.2三相感应电动机的空载运行5.3三相感应电动机的负载运行5.4三相感应电动机的等效电路与相量图5.5三相感应电动机的功率和电磁转矩5.6三相感应电动机的工作特性5.7三相感应电动机的参数测定思考题与习题5.1三相感应电动机的基本工作原理与结构5.1.1三相感应电动机的基本结构三相感应电动机主要由定子和转子两大部分组成。转子装在定子腔内，定子、转子之间有一缝隙，称为气隙。图5.1.1所示为笼型感应电动机的结构。图5.1.1笼型感应电动机的结构1．定子定子(stator)

2、主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子铁心是电机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成，安放在机座内。定子铁心叠片冲有嵌放绕组的槽，故又称为冲片。中、小型电机的定子铁心和转子铁心都采用整圆冲片，如图5.1.2所示。大、中型电机常将扇形冲片拼成一个圆。为了冷却铁心，在大容量电机中，定子铁心分成很多段，每两段之间留有径向通风槽，作为冷却空气的通道。图5.1.2感应电动机定子与定子铁心(a)定子机座；(b)定子铁心冲片定子绕组是电机的电路部分，它嵌放在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两

3、种。一般小型感应电动机采用单层绕组，大、中型感应电动机采用双层绕组。机座的作用是固定和支撑定子铁心及端盖，因此，机座应有较好的机械强度和刚度。中、小型电动机一般用铸铁机座，大型电动机的机座则用钢板焊接而成。2．转子转子(rotor)主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。整个转子靠端盖和轴承支撑。转子的主要作用是产生感应电流，形成电磁转矩，以实现机电能量的转换。转子铁心是电机磁路的一部分，一般也用0.5mm厚的硅钢片叠成。转子铁心叠片冲有嵌放绕组的槽，如图5.1.3所示。转子铁心固定在转轴或转子支架上。图5.1.3转子铁心冲片

4、感应电动机的转子绕组分为笼形转子和绕线转子两种。1)笼形转子在转子铁心的每一个槽中插入一根裸导条，在铁心两端分别用两个短路环把导条连接成一个整体，形成一个自身闭合的多相短路绕组。如去掉转子铁心，整个绕组尤如一个“鼠笼子”，由此被称笼形转子，如图5.1.4所示。中、小型电动机的笼形转子一般都采用铸铝材料，如图5.1.4(b)所示。大型电动机则采用铜导条，如图5.1.4(a)所示。图5.1.4笼形转子(a)大型电动机；(b)中、小型电动机2)绕线转子绕线转子绕组与定子绕组相似，它在绕线转子铁心的槽内嵌有绝缘导线组成的三相绕组，一般作

5、星形连接，三个端头分别接在与转轴绝缘的三个滑环上，再经一套电刷引出来与外电路相连，如图5.1.5所示。图5.1.5绕线转子(a)绕线转子；(b)绕线转子回路接线示意图绕线转子电动机在转子回路中可串电阻，若仅用于起动，为减少电刷的摩擦损耗，绕线转子中还装有提刷装置。转轴用强度和刚度较高的低碳钢制成。整个转子靠轴承和端盖支撑，端盖一般用铸铁或钢板制成，它是电机外壳机座的一部分。中、小型电机一般采用带轴承的端盖。3．气隙感应电动机的气隙是均匀的。气隙大小对感应电动机的运行性能和参数影响较大。励磁电流由电网供给，气隙越大，励磁电流也就越

6、大，而励磁电流又属无功性质，它要影响电网的功率因数。气隙过小，则将引起装配困难，并导致运行不稳定。因此，感应电动机的气隙大小往往为机械条件所能允许达到的最小数值，中、小型电机一般为0.1～1mm。5.1.2三相感应电动机的基本工作原理1．基本工作原理在感应电动机的定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1U2、V１V2、W1W2。转子是一个闭合的多相绕组笼型电机。图5.1.6所示为感应电动机的工作原理图，图中定子、转子上的小圆圈表示定子绕组和转子导体。由第4章所学知识可知，当感应电动机定子对称的三相绕组中通入对称的三相电流时，就会产生一个以

7、同步转速n1旋转的圆形旋转磁场，同步转速n1为（5.1.1）图5.1.6感应电动机的工作原理图圆形旋转磁场的转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关，图中U、V、W相以顺时针方向排列，当定子绕组中通入U、V、W相序的三相电流时，定子旋转磁场顺时针方向旋转。转子是静止的，转子与旋转磁场之间有相对运动，转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势。因转子绕组自身闭合，故转子绕组内有电流流通，转子电流与转子感应电动势近似同相位，其方向可由“右手定则”确定。转子绕组的有功分量电流在定子旋转磁场作用下，将产生电磁力f，其方向由“左手定则”确定。电磁

8、力对转轴形成一个电磁转矩，其作用方向与旋转磁场方向一致，拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转，将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载(如水泵、切削机床等)，则机械负载随着电动机的旋转而旋转，电动机对机械负