相交流电动机基本知识.ppt
1.7 三相交流电动机基本知识,本讲主要内容：,一、三相异步电动机的基本结构 二、三相异步电动机的工作原理三、三相异步电动机的铭牌数据,电动机的分类：,1.7 发电机与电动机,实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。,机械能,电能,发电机,电动机,交流电动机感性认识,1.7三相异步电动机的构造与工作原理,三相异步电动机由静止的定子和转子两大部分组成。定子与转子之间有一很小的气隙。,转子,外壳,定子绕组,三相异步电动机的结构,转子绕组结构型式,笼型绕组(也称为导条)是在转子铁心的槽里嵌放裸铜条或铝条，然后用两个金属环(称为端环)分别在裸金属导条两端把它们全部接通(短接)，即构成了转子绕组；小型笼型电动机一般用铸铝转子，这种转子是用熔化的铝液浇在转子铁心上，导条、瑞环一次浇铸出来。如果去掉铁心，整个绕组形似鼠笼，所以得名笼型绕组。笼型转子线槽一般都是斜槽，目的是改善起动与调速性能。,铁心：由内周有槽的0.5mm厚硅钢片叠成。磁路的一部分,机座：铸铁或钢板焊接,支撑铁心和固定电机,硅钢片,装有三相绕组的定子,1、定子,2、转子,转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流,产生旋转力矩,转轴转子铁心转子绕组,0.5mm的硅钢片叠压,笼型转子,绕线式转子,绕线式转子绕组是嵌于转子铁心槽内的三组相对称绕。小容量接成三角形，中大容量接成星形。,3.气隙：异步电动机的气隙一般为0.22.5mm。,演示实验,工作原理,三相交流电源接通三相定子绕组,定子绕组产生三相对称电流,三相对称电流在电机内部建立旋转磁场,旋转磁场与转子绕组产生相对运动(切割),转子绕组中产生感应电流,感应电流转子绕组(感应电流)在磁场中受到电磁力的作用,在电磁力作用下，转子逆时针方向开始旋转，转速为n。,三相对称电流,旋转磁场,感应电流,（右手定则）,（左手定则）,磁极旋转,导线切割磁力线产生感应电动势,闭合导线产生电流,通电导线在磁场中受力,1.线圈跟着磁铁转 两者转动方向一致,异步,2.线圈比磁场转得慢,结论,三相异步电动机的工作原理,旋转磁场的产生,由此可知，异步电动机是通过载流的转子绕组在磁场中受力而使电动机旋转的，而转子绕组中的电流由电磁感应产生，并非外部输入，故异步电动机又称感应电动机。,旋转磁场的产生,定子对称三相绕组通入三相对称电流,规定,()电流出,()电流入,三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；,三相电流合成磁场 的分布情况,合成磁场方向向下,合成磁场旋转60,合成磁场旋转90,o,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，旋转磁场在空间转过360,取决于三相电流的相序,1、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,磁场旋转方向：取决于三相电流的相序。,改变电机的旋转方向：改变定子三相电流的相序。,异步电动机的旋转方向,转子转动方向和旋转磁场的旋转方向一致。,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。,2、旋转磁场的极对数P,极对数,旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关,3、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,p=2时,旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系,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,如果:,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,异步电动机运行中:,转子转速亦可由转差率求得,转差率s,例1：一台三相异步电动机，其额定转速 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：n1=1000 r/min,即,p=3,额定转差率为,三相异步电动机铭牌数据,1、型号,例如：Y 132 M4,用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。,2.电压,例如：380/220V、Y/是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。,电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。,3.电流,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,例如：Y/6.73/11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。,4.功率与效率,额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。,如：n N=1440 转/分 sN=0.04,定子绕组,接线盒,定子三相绕组的联接方法。通常,Y 联结,联结,.三相异步机的起动方法,1.直接起动 20-30千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。,2.降压起动,在起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流，鼠笼式电动机常用的降压起动方法有Y换接起动和自耦降压起动。,方法简单，但起动电流较大，影响电网上其他负载正常工作。,（1）Y 起动,Y 起动器接线简图,Y起动,Y 起动器接线简图,工作,（c）,Y 起动应注意的问题：,（b）仅适用于正常接法为三角形接法的电动机。,Y 起动时，起动电流减小的同时，起动转矩也减小了。,所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合,（a）可采用星三角起动器来实现。,直流电机 直流电机是直流发电机和直流电动机的总称。直流发电机将机械能转换为电能；直流电动机将电能转换为机械能。1构造 直流电动机主要由磁极、电枢和换向器组成，如图1-38所示。,图1-38 直流电动机的组成示意图,（1）磁极 直流电动机的磁极如图1-39所示，,图1-39 直流电动机的磁极及磁路,（2）电枢 直流电动机的电枢是旋转的，是电动机中产生感应电动势的部分。电枢和电枢铁芯片示意图如图1-40所示。,图1-40 电枢和电枢铁芯片示意图,（3）换向器 换向器是直流电动机的构造特征，装在电动机转轴上，如图1-41所示。,图1-41 直流电动机换向器示意图,2基本工作原理图 为了讨论直流电动机的工作原理，现把复杂的直流电动机简化为图1-42所示的工作原理图。,图1-42 直流电动机工作原理图,
