电工学 电子技术第七版 秦曾煌CHAPTER8.docx

1、电工学 电子技术第七版 秦曾煌CHAPTER8 本文由yingzheng12贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第8章 交流电动机 8.1 三相异步电动机的构造 8.2 三相异步电动机的转动原理 8.3 三相异步电动机的电路分析 8.4 三相异步电动机转矩与机械特性 8.5 三相异步电动机的起动 8.6 三相异步电动机的调速 8.7 三相异步电动机的制动 8.8 三相异步电动机铭牌数据 8.9 三相异步电动机的选择 8.10 同步电动机(略) 同步电动机( 8.11 单相异步电动机 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 第8章 交流电动机

2、 本章要求： 本章要求： 1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。 原理。 2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 理解三相交流异步电动机的机械特性， 起动和反转的基本方法, 起动和反转的基本方法, 了解调速和制动的 方法。 方法。 3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 第8章 交流电动机 电动机的分类： 电动机的分类： 同步电动机 交流电动机 电动机 直流电动机 异步电动机 三相电动机 单相电动机 他励、并励电动机 他励、 串励、复励电动机 串励、 鼠笼式异步交流电动机授课内容： 鼠笼式异

3、步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 8.1 三相异步电动机的构造 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 8.1 三相异步电动机的构造 1.定子 铁心：由内周有槽 铁心： 的硅钢片叠成。 的硅钢片叠成。 三相绕组 A X X B Y Y C Z 机座： 机座：铸钢或铸铁 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 绕线式 铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 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

4、形成一体。 或铸铝形成转子绕组。 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。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较： 鼠笼式： 鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠； 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： 绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量大； 结构复杂、价格较贵、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

5、人为改变电动机的机械特性。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 8.2 三相异步电动机的转动原理 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 ii i i C A B Im o ()电流入 电流入 Y A n0 Z t C X B 规定 i

6、 : “+” i : “” 首端流入，尾端流出。 首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。 尾端流入，首端流出。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 (?)电流出 电流出 三相电流合成磁 场 的分布情况 动画 Im i iA iB iC t o 600 A Y n0 A Y 60 Y A Z C N Z C NZ S X N B C X S S X B 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合成磁场旋转90 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 分析可知： 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

7、，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 o 动画 t iB B iC Y X Z C Z A A A A Y Z C Y S S 结论： 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。 N B X C B N X t = 0 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 t = 60 3.旋转磁场的极对数P 旋转磁场的极对数P iA A Z X Y B Im i i A iB iC t A

8、 o iC C iB Y N Z 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： C X S t = 0 B p =1 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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 iA A X A Z X C Y Y B Z B C X Y A Z B X iC C iB B Z A Y C 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 iA A X A Z X C Y Y B Z B C X Y A N Z iC B S ? S

9、A B X C iB Im Z N Y C i iA iB iC t 极对数 p=2 动画 0 旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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 i i A iB iC S t n0 = 3000 (转 分） / A N Y C Z Y B A A Z Y B C X S C N N Z B S X S X 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 p=2时 时 C X Y A N 30 Z C

10、Y A Z B X S N n0 B B S Z ? S A X B S X N Y C Z N A Y C Im i iA iB iC t = 0 t = 60 0 t 60 f1 n0 = / = 1500 (转 分） 2 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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 =1 p = 2 p = 3 p = 4 360 180 3 000 ( 转 / 分） 1 500 (转 / 分） 120 1 000 (转/ 分）

11、 750 (转 / 分） 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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 Y v A n0 Z N F B 60 f1 (转/分） C n0 = F p 旋转磁场 方向: 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 S X 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 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 8. 2. 3 转差率 由前面分析可知，

12、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。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 n = (1 ? s)n0 异步

13、电动机运行中: 异步电动机运行中: s = (1 9)% n0 ? n ? ? 100% s =? 转差率s ? n ? 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。 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 n0 ? n s= 100%= 1000 ? 975 100%= 2.5% 1000 n0 总目录 章目录

14、返回 上一页 下一页 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 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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