异步电动机的工作原理-73页文档资料PPT资料.ppt

1、）三相对称的定子绕组：用于产生旋转磁场用于产生旋转磁场1 1、定子：铁心、线圈（绕组）、定子：铁心、线圈（绕组）U1U2V1V2W1W2可以连成星型或三角型，可以连成星型或三角型，与三相电源相连与三相电源相连1 1）铁心：硅钢片叠成）铁心：硅钢片叠成机座机座定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）定子绕组的连接：定子绕组的连接：三相绕组有六个出线端，首端为：A、B、C末端为：末端为：X、Y、Z可根据需要连成可根据需要连成Y形形或或 形。形。AXBYCZZXYABCAXBYCZZXYABCY 形形 形形在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。线绕式：接成星

2、型的线绕式：接成星型的三相绕组三相绕组鼠笼式：绕组短路鼠笼式：绕组短路鼠笼转子鼠笼转子V2V1W2U2U1W1转子转子2.2.转子：铁心、绕组、转轴转子：铁心、绕组、转轴转轴转轴1 1）铁心：硅钢片叠成2 2）绕组：）绕组：16.1.2 16.1.2 三相异步电动机的旋转磁场三相异步电动机的旋转磁场1.1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生BiAXBYCZAiCiiAImiBiCCZAXYBNS t=060 CZAXYBNSn0 t=60 t=120 NSn0ZCAXBY t=180 NSn0ZCAXBY同理可得其他时刻同理可得其他时刻旋转磁场的方向。旋转磁场的方向。iAImiBiC结论：结论：旋转

3、磁场的转向旋转磁场的转向旋转磁场的方向取决于三相电流的相序。旋转磁场的方向取决于三相电流的相序。（当电流的相序为（当电流的相序为A-B-CA-B-C时，旋转磁场的方向沿绕时，旋转磁场的方向沿绕组的首端组的首端A-B-CA-B-C的方向，与电流相序一致。）的方向，与电流相序一致。）任意调换电源线中的两相，旋转磁场与原方向相反。任意调换电源线中的两相，旋转磁场与原方向相反。2.2.旋转磁场的极数旋转磁场的极数 （p）（p）当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端相差当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端相差120120 产生的旋转磁场具有一对极，即产生的旋转磁场具有一对极，即 p=1。CZAXYBNSBiA

4、XBYCZAiCiCYABCXYZAXBZ当每相绕组只有两个线圈，绕组的始端相差当每相绕组只有两个线圈，绕组的始端相差6060 产生的旋转磁场具有两对磁极，即产生的旋转磁场具有两对磁极，即 p=2。iAiBiC电流变化电流变化6060，旋转磁，旋转磁场顺时针转过场顺时针转过3030。电流变化一周，旋转磁场在空间上顺时针转过电流变化一周，旋转磁场在空间上顺时针转过180180 旋转磁场的转速通常称为：旋转磁场的转速通常称为：电动机的同步转速电动机的同步转速min）/r（pf60n0=p 旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数对电动机来讲，对电动机来讲，f 和和 p 通常是一定的，此时通常是一定的，此时

5、n0为常数为常数f 电源电流的频率电源电流的频率极对数极对数每电流周期，磁场转过角度每电流周期，磁场转过角度同步转速同步转速（f=50HZ）p=1360 3000r/minp=2180 1500r/minp=3120 1000r/min如果要产生三对极，即如果要产生三对极，即p=3的旋转的旋转磁场，如何实现？磁场，如何实现？每相绕组有三个线圈串联，每相绕每相绕组有三个线圈串联，每相绕组的首端在空间上相差组的首端在空间上相差40（120/p）的空间角。的空间角。3.3.旋转磁场的转速旋转磁场的转速p=1电流在时间上变化一周电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化一周磁场在空间上变化一周f：电流的频

6、率电流的频率旋转磁场的转速：旋转磁场的转速：n0=60f（r/min）p=2电流在时间上变化一周电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化半周磁场在空间上变化半周旋转磁场的转速旋转磁场的转速：n0=60f/2（r/min）旋转磁场小结：旋转磁场小结：1、在定子绕组中通入三相电流，产生一个旋转磁场。、在定子绕组中通入三相电流，产生一个旋转磁场。2、旋转磁场的转向与三相电流的相序一致。、旋转磁场的转向与三相电流的相序一致。3、旋转磁场的极数与绕组的安排有关。、旋转磁场的极数与绕组的安排有关。4、旋转磁场的转速、旋转磁场的转速n016.1.3 16.1.3 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原

7、理SN0nFn三相定子绕组接入三相电源，产三相定子绕组接入三相电源，产生旋转磁场；生旋转磁场；旋转磁场切割转子导体，在转旋转磁场切割转子导体，在转子导体中产生感应电动势，短子导体中产生感应电动势，短路的转子导体产生感应电流；路的转子导体产生感应电流；载流导体（转子导体）在磁场载流导体（转子导体）在磁场中受力，转子旋转。中受力，转子旋转。1.1.电动机转动原理电动机转动原理2.2.电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步电动机电动机无转距无转距转子与旋转磁场

8、间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流如果如果旋转磁场转速旋转磁场转速:n0 转差率的概念：转差率的概念：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 ,0=sn（转差率最大）（转差率最大）电动机额定负载运行时电动机额定负载运行时:S=0.010.09一三相异步电动机的额定转速一三相异步电动机的额定转速 n=1470 r/min。求求：P=？SN=？解：从额定转速可知：P=2，n0=1500 r/min例例1 116.2.1 16.2.1 三相异步电动机的电路分析三相

9、异步电动机的电路分析 16.2 16.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性三相异步电动机的电磁转矩与机械特性每相定、转子电路每相定、转子电路i2R1R2i1u1e1e 1e2e 2 ：主磁通产主磁通产 生的感应电动势生的感应电动势；e1e2、：漏磁通漏磁通产生的感应电动势产生的感应电动势。e 1e 2、u1：电源电压电源电压；i1：定子电流定子电流；R1：定子电阻定子电阻；R2：转子电阻转子电阻；电动机与变压器对比电动机与变压器对比1、相似、相似电动机的定子电动机的定子 变压器的原边变压器的原边电动机的转子电动机的转子 变压器的副边变压器的副边i2i1u1e1e 1e2e 2磁通通过定子和转

10、子铁心闭合磁通通过定子和转子铁心闭合2、区别、区别变压器是静止的，变压器是静止的，电动机的转子转动。电动机的转子转动。变压器主磁路（铁心）不包含空气隙，变压器主磁路（铁心）不包含空气隙，电动机的磁路有空气隙（定、转子之间的空隙）。电动机的磁路有空气隙（定、转子之间的空隙）。i2i1u1e1e 1e2e 2电动机的电磁关系电动机的电磁关系u1 i1 e1e2 i2 1 e 1 2 e 2一、定子电路一、定子电路定子每相电路的电压方程：定子每相电路的电压方程：u1=R1i1-e 1-e1忽略忽略R1和和e 1U1 E1=4.44 k1 f1N1 U1 E1=4.44 k1 f1N1 f1 外加电源

11、的频率外加电源的频率 N1 每相每相定子绕组的匝数定子绕组的匝数 通过通过每相每相绕组磁通的绕组磁通的最大值，最大值，在数值上在数值上 等于旋转磁场的每极磁通。等于旋转磁场的每极磁通。k1 考虑电动机定子绕组按一定规律沿定子考虑电动机定子绕组按一定规律沿定子 铁心内圆周分布而引起的铁心内圆周分布而引起的绕组系数绕组系数。k11，但，但接近于接近于1，可以忽略。，可以忽略。U1 E1=4.44 f1N1 i2i1u1e1e 1e2e 2二、转子电路二、转子电路转子每相电路的电压方程：转子每相电路的电压方程：如果用相量表示，则为如果用相量表示，则为上式中转子电路的各个物理量对电动机的性能都有影响。

12、上式中转子电路的各个物理量对电动机的性能都有影响。R2 转子每相绕组的电阻转子每相绕组的电阻X2 转子每相绕组的感抗（漏磁感抗）转子每相绕组的感抗（漏磁感抗）二、转子电路二、转子电路1、转子频率、转子频率 f2旋转磁场与转子间的相对转速为（旋转磁场与转子间的相对转速为（n0-n）n=0时：时：S=1，f2=f1=MAX2、转子电动势、转子电动势E2 E2=4.44 k2 f2N2 =4.44 k2 Sf1N2 k2 转子绕组的绕组系数。转子绕组的绕组系数。n=0时：S=1E20=4.44 k2 f1N2 =MAX E2=SE203、转子感抗、转子感抗X2X2=2 f2L 2=2 Sf1L 2n

13、=0时：S=1X20=2 f1 L 2=MAX X2=SX204、转子电流、转子电流I2R2 转子每相绕组的电阻转子每相绕组的电阻S05、转子电路的功率因数、转子电路的功率因数cos 2由上述可知，转子电路的各个物理量（由上述可知，转子电路的各个物理量（f2、E2、X2、I2、cos 2）均与）均与转差率转差率S有关，即与有关，即与转子转速转子转速n有关。有关。1n0n0cos 2I2I2和和cos 2与与S的关系的关系:n S I2 、cos 2 n S I2 、cos 2 22cosf fIKTmT=转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受受到电磁力所形成的转距之总和。到电磁力所形成的转距之总和。代代入入参参数数：KT 与电动机结构有关的常数。与电动机结构有关的常数。cos 2 转子电路功率因数。转子电路功率因数。16.2.2 16.2.2 三相异步电动机的电磁转矩三相异步电动机的电磁转矩 得转矩表达式：得转矩表达式：U1 定子绕组的相电压定子绕组的相电压T U12 电源电压变化时，对转矩的影响很大；电源电压变化时，对转矩的影响很大；转矩转矩T还受转子电阻的影响；还受转子电阻的影响；当当R2、X20为常数，电源电压为常数，电源电压U1和和f1一定时，一定时，电磁转矩电磁转矩T只随转差率只随转差率S（转子转速（转子转速n）变化。）变化。16.