电工学 电子技术第七版 秦曾煌CHAPTER8文档格式.docx

1、 三相绕组 A X X B Y Y C Z 机座：铸钢或铸铁 绕线式 铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 （1） 鼠笼式转子 2.转子 鼠笼式 鼠笼转子 铁芯槽内放铜条， 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。 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。 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。 转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电 转子 在旋转磁场作用下， 流。 鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较： 鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改 变电动机的机械特性。 变电动机的机械特性。 绕线式： 结构复杂、价格较

2、贵、维护工作量大；转子 外加电阻可人为改变电动机的机械特性。 外加电阻可人为改变电动机的机械特性。 8.2 三相异步电动机的转动原理 8. 2. 1 旋转磁场 1.旋转磁场的产生 定子三相绕组通入三 相交流电（星形联接） 相交流电（星形联接） iA i A = I m sin t i B = I m sin （ t ? 120 ） i C = I m sin （ t + 120 ） Im A Z X Y B i i A iB iC t iC C iB o ii i i C A B Im （）电流入 电流入 Y A n0 Z C X B 规定 i : “+” i : “” 首端流入，尾端流出。

3、首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。 （?）电流出 电流出 三相电流合成磁 场 的分布情况 动画 i iA t 600 A Y 60 Y A Z C N Z C NZ S X B C X X B t = 90 t = 60 t = 0 合成磁场方向向下 合成磁场旋转60合成磁场旋转90 合成磁场旋转60 分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 一个电流周期，旋转磁场在空间转过360 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360 2.旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序 . i i 任意调换两根电源进线 iB iC A Im Im （电路如图 电路如图） 电路如图 iA A 0

4、o 动画 iB B iC Y X Z C A A A A Y Z C Y 结论： 任意调换两根 电源进线， 电源进线，则旋转 磁场反转。 磁场反转。 B X C t = 0 3.旋转磁场的极对数P 旋转磁场的极对数P 当三相定子绕组按 图示排列时， 图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场， 磁极的旋转磁场，即： p =1 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。 之间互差60，将形成两对磁极的旋转磁场。 两对磁极的旋转磁场 A X A Z X C Y Y B Z B C X Y A B Z A Y Y B ? A Z i iA iB iC 极对数 p=

5、2 0 旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关 4.旋转磁场的转速 旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 N p=1时 时 n 0 = 60 f 1 （ 转 / 分） 工频： 工频： f1 = 50 Hz Im Im 0 o n0 = 3000 （转 分） / Y C Z Y B A Z Y B C X C N p=2时 时 30 t = 60 60 f1 n0 = / = 1500 （转 分） 2 旋转磁场转速n 旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系 60 f1 n0 = （转 分 / ） p 极对数 同步转速 每个电流周期 磁场转过的空间角度 （ f 1 = 50 Hz ） p = 2 p

6、= 3 p = 4 360 180 3 000 （ 转 / 分） 1 500 （转 / 分） 1 000 （转/ 分） 750 （转 / 分） 90 可见: 旋转磁场转速n 与频率f 和极对数p有关 可见: 旋转磁场转速 0与频率 1和极对数 有关。 有关。 8. 2. 2 电动机的转动原理 1. 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电 v F 60 f1 （转/分） C n0 = F p 旋转磁场 方向:顺时针 切割转子导体 感应电流 I2 旋转磁场 电磁转矩T 电磁转矩T Blv 右手定则 感应电动势 E20 电磁力F 电磁力F Bli 左手定则 n 8. 2. 3 转差率 由前面分析可知，

7、电动机转子转动方向与磁场 由前面分析可知， 旋转的方向一致， 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， 磁场的转速相等，即 异步电动机 n n0 如果: 如果 n = n0 转子与旋转磁场间没有相对运动， 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切 割转子导条 无转子电动势和转子电流 无转矩 因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。 因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。 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 转差率。 旋转磁场的同步转速之比称为转差率。 n = （1 ? s）n0 异步电动机运行中: 异步电动机运行中: s

8、 = （1 9）% n0 ? n ? 100% s =? 转差率s ? 0 ? 转子转速亦可由转差率求得 例1：一台三相异步电动机，其额定转速 一台三相异步电动机， n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 = ， 。 极对数和额定负载下的转差率。 解： 根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知： 速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3 额定转差率为 n s= 100%= 1000 ? 975 100%= 2.5% 1000 n0 8.3 三相异步电动机的电路分析 三相异步电动机的电 磁关系与变压器类似。 磁关系与变压器类似。 变压器： 变化 变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 E1 、E2 频率相同，都等 频率相同， 于电源频率。 于电源频率。 i1 + u1 i2 e1 + e2 + e 1 + f1 e 2 f2 U1 4.44 f N1 异步电动机每相电路 8. 3. 1 定子电路 1.旋转磁场的磁通 异步电动机：旋转磁场切割导体 ， 异步电动机：旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通 U 1 4.44 f1 N1 U1 2.定子感应电势的频率 f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相