交流电动机的工作原理(PPT).ppt

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1、第五章交流电动机 的工作原理,交流电动机的分类：,第五章交流电动机的工作原理,交流电动机,特点：,第五章交流电动机的工作原理,第五章交流电动机的工作原理,5.1三相异步电动机的 结构和工作原理,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理,三相异步电动机的结构,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构,交流电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构,5.1.2 三相异步电动机的工作原理,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电

2、动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,工作原理:,基于定子线圈能够产生一个旋转磁场，假设有一个旋转磁场来分析，如图中N、S的磁场以n0旋转,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,转子则切割磁力线而产生电流（右手定电流I方向）电流在磁场中切割磁力线而产生力及力矩（左手定方向）它与n0方向相同,使转子转动起来在转子转动中，n比n0小,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,在转子转动中，n比n0小,原因：转子力矩T

3、mKmIZ 其中为旋转磁场磁通转子电流IZ=eZ/RZ其中RZ为转子电阻转子电势eZ=Ken其中n=n0-n 为转子线圈切割力线的相对转速,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,当n=n0时，eZ=0,IZ=0,Tm0,n0称为理想空载转速（同步转速）,实际由于Tm不等于0;所以n n0,由以上分析可知n=n0-n不等于0是保证交流电机运转的一个重要条件所以称为异步电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,以转差

4、率来表示他的运行情况:S=(n0-n)/n0,对于一般的异步电机（笼型）转子电阻RZ很小所以只需不大的S就能产生大的IZ和Tm,一般的在额定转速时S为0.0150.06比较小,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,以上是基于在电机中有一个旋转磁场为根据分析的，这一节我们分析旋转磁场的产生。,第五章交流电动机的工

5、作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,一、由于三相电源，所以定子中有三相绕组（120夹角）对于三相绕组中的电流也差120如下页图,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,iA=Isin(t)i=Isin(t+12

6、0)iC=Isin(t+240),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,依此类推下去，可知当三相交流电在定子绕组中产生三相电流后，则三相绕组电流的合成磁

7、场是旋转的。,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,二、旋转磁场的方向,对于ABC三绕组如果将任意两根对调，则经分析可知向反方向旋转,对于交流异步电动机当需要反向时只需对调两根电源线既可（三根中任意）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,三、旋转磁场的极数与旋转速度,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电

8、动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,1、上面讨论时在电机中有一对磁极（二极）它的极对数为 p1这时电流变化一个周期，磁场转一圈所以:磁场旋转速度（同步）为电源频率f（50Hz）60=3000r/min,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,2、当把定子线圈做成两组（A，A，B，B、C、C）各自串联时，如图 这时各相绕组夹角60当 t0时,磁场方向0度t=60时,磁场方向30度t=120时,磁场方向60度这时有两对N、S磁极既p2

9、当t转磁场转/2所以这时磁场旋转速度=60f/2=1500r/min,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,注：由于A、B、C的各相空间夹角为60=120/2所以当电源变化一个周期时，磁场只转半圈既 圈/2 极对数及极数：极对数 p极数（磁极数）2p一般的对于对于p2的电机称为四极电机人们通常以极数称呼电机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,各种

10、极数的电机的n02极（p1）n03000（r/min）4极（p2）n01500（r/min）6极（p3）n01000（r/min）8极（p4）n0750（r/min）一般的额定转速低于这个值，如4极电机区1450r/min左右,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,定子绕组的线连接方式,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场5.1.4定子绕组的线连接方

11、式,在三相电机的接线盒中有六个端子:D1、D2、D3、D4、D5、D6首端:D1，D2，D3末端:D4，D5，D6,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场5.1.4定子绕组的线连接方式,对于电动机有星形（Y）和三角形接法（）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理,5.2三项异步电动机的定子和转子电路,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路,定子电路分析,第五章交流电动机的工作原理5.1三相

12、异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路定子电路分析,结论:定子电路的感应电动势有效值 E1=4.44f1N1(切割旋转磁场产生)定子电流频率f1=f电源频率定子电压UE1(不考虑漏磁),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路定子电路分析,转子电路分析,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析 5.2.2 转子电路分析,结论:转子电流频率f2=Sf1转子感应电动势有效值 E2=4.44f2N2=4.44Sf1N2切割旋转磁场速度n=n

13、0-n启动时S=1 E20=4.44Sf1N2=4.44f1N2常数E2=SE20,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析 5.2.2 转子电路分析,转子感抗 X2=2f2L2=2Sf1L2启动时S=1X20=2Sf1L2=2f1L2(最大)转子功率因数COS2=R/（SX20）当n=0时COS2最大当n=nN时COS2最小,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析 5.2.2 转子电路分析,5.2.3 额定值,第五章交流电动机的工作

14、原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析5.2.2转子电路分析5.2.3额定值,1.型号：,2.额定功率:P,3.额定电压:U,4.额定频率:f,5.额定电流:I,6.额定转速:n,7.工作方式:连续,短时重复,短时,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析5.2.2转子电路分析5.2.3额定值,8.温升:绝缘等级,9.重量:,10.额定功率因数COS2,11.额定效率,12.额定转矩:启动,最大,13.线绕转子电动机的滑环静止电压和电流电动机的额定转矩TN

15、.M=9.55PW/nr/min,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路,5.3三相异步电动机的转矩与机械 特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性,由于电动机的电磁转矩是它的输出，所以要研究电动机的机械特性Tn的关系,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性,三相异步电动转矩,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.

16、2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩,一、转子电路功率因数COS2对输出扭矩T的影响,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,1、当i与E同相,即电感为零时，在每一磁极下面的转子导线电流同方向,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,2、当电阻为零时，i滞后E

17、90度，在每一磁极下面的导线电流一半对一半,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,3、当COS21时，导线电流一边大一边小产生电磁扭矩,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,4、三相异步电动转矩,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的

18、转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩,5.3.2三相异步电动的机械特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性,三相异步电动的机械特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性,一、固有机械特性,在额定条件下（电压、频率、接线方式）电机的固有Tn特性曲线对于曲线如下页图，它由四个特殊点决定

19、,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,1、T=0，n=n0(S=0),电动机处于理想空载点，此时电动机的转速为理想空载转速n0.,2、T=TN,n=nN(S=SN),为电动机额定工作点。这时：SN=(n0-nN)/n0，TN=9.55PN/nN,3、TTst n0（S1）启动工作点，这时:,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性

20、5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,对于启动转矩Tst受如下条件的影响：,（1）电源电压，U影响较大，U波动，T平方关系变化,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,（2）转子电阻R2合适 Tst有较大值,（3）电感X20大Tst下降一般用启动能力系数st来表示电动机启动能力的好坏。st=Tst/TN（一般st 1）异步电机工作的条件是启动Tst负载TL,第五章交流电动机的工作原理5.1

21、三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,4、当TTmax SSm n=nm，在临界工作点,这时TmaxKU2/2X20，SmR2/X20由于T，TmaxU2，所以电源波动对扭矩最大值影响很大在电机工作过程中：负载变化（冲击）不能Tmax,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,以过载能力系数

22、m来表示m=Tm/TN一般鼠笼式为：m=1.82.2线绕式为：m=2.52.2,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,二、人为机械特性：人为改变参数有：U，R或X1，R2等,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,1、降低电源电压U当U下降时Tmax下降，T

23、st下降n0 Sm nm不变这时曲线变化如右图,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,2、定子电路串电阻电抗（感）这时由于阻抗的分压作用使得U下降所以与上面相似：区别是：阻抗分压与电流大小有关，这时定子电压是变化的（1）U下降（2）串电阻,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三

24、相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,3、改变电源频率当改变f时，n0变化但由于X1，X20都变化不能只改变f 一般使 U/f常数这时ncf，Sm1/f，Tst1/f，Tmax不变 fn0SmTst Tmax不变,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,4、转子串电阻只有线绕式的转子能实现这时Tmax 不变 Sm,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机

25、的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性,5.4三相异步电动启动特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性,对于三相异步电动机启时，应保证:,1、有足够的启动转矩，TM TL 能够正常启动,2、启动电流不会对电网造成大的冲击-使电压下降

26、过多（影响其它电机工作）一般希望电流越小越好（在能启动的情况下）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性,另外:满足启动过程平滑、安全简单、节能等实际上，当电动机在启动工作初期，由于n0 转子绕组切割磁力线的速度n0-n=n0。转子感生电动势E 大，启动电流也大，达57倍。这时Cos不大，所以Tst 不大,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性,5.

27、4.1 鼠笼式异步电动机的启动方法,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性鼠笼式异步电动机的启动方法,一、直接启动（全压启动）,就是启动时，电动机直接加电网电压，这时启动电流比较大所以不是所有的电机都可能这样使用。,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动,1、一般的，当有独立的变压器供动力电时当电机功率

28、30%变压器功率时（频繁）电机功率20%变压器功率时（不频繁）可以直接启动,当与照明合用时，应满足以下关系启动电流 Ist/A 3 电源总容量/KVA额定电流 IN/A4 4电动机功率/KW（一般不允许电网电压下降5）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4

29、.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动,直接启动的经验数据表,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动,二、电阻降压启动在定子中串联电阻（或电抗器 贵）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动,特点：,（1）适用于空载启动（轻载）,（2）

30、电阻耗能（电抗 器太贵，体积大）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动,三、Y启动,KM1合KM3合KM2开 这时Y接法绕组电压220V（启动电压）,KM3开KM2合KM1合 这时接法绕组电压380V(工作电压),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方

31、法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动,这时启动电流I是直接启动的1/3启动扭矩T是直接启动的1/3,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动,特点：,1、启动电流小，所需设备简单,2、力矩小，适于空载启动（轻载）,3、电机额定电压必须是380V形接法,4、有专门的Y启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩

32、与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,四、自耦变压器降压启动,KM1开，KM2，KM3合 变压器降压启动,当KM1合，K2，KM3分时：电机正常工作,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,KM1开，KM2，KM3合 变压器降压启动,KN2/N1,对于自耦变压器工作于降压方式时,电压U2K

33、U1,电流I1I2I（K*I2）U1/U2=N1/N2=I2/I1=1/K,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,由于U2KU I2K*I（I为全压U时的工作电流）,这时，I1K*I2K2*I（原边电流只有实际启动电流的K2倍）,启动扭矩，T2K2Tst（因为：U2KU，而 T U2）,当KM1合，K2，KM3分时：电机正常工作,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原

34、理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,特点：,1、在相同的启动电流下，从电网吸取的电流减小，即T相同时，I下降,2、自耦变压器副边有多个抽头，所以启动电压可选,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,3、启动设备多且体积大，成本比较高,4、不适于

35、频繁启动（过电流工作）,5、有一定的启动转矩（适用轻载）,6、用在不能Y启动的场合，（Y形接法工作的电机）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性鼠笼式异步电动机的启动方法,5.4.2 线绕式电动机的启动方法,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法,线绕电机:由于转子绕组可在启动时

36、串联电阻改善特性所以有比较大的启动转矩和比较小的启动电流,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法,启动方法有两种,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法,一、逐级切除启动电阻法,第五章交流电

37、动机的工作原理5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法 一、逐级切除启动电阻法,由人为特性我们知道:,R2改变时,TmC，Sm改变,由于（Cos2改变）Tst改变，所以：R2，Tst,S,T,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法,特点：,1、与直流电机启动类似;用接触器切换,2、由于启动时，R2比较大，所以转子功率 因数Co

38、s2 有较大的启动转矩,3、适于带载启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法,二、频敏电阻法（在三相转子中串接实心电抗器）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法二

39、、频敏电阻法,工作过程：1、当启动时：n0转子电流频率f2=f1较高，所以感应电势E高，同时铁损（涡流发热产生）大相当于电阻R损大,2、当n后S f2=Sf1所以 ER损,3、当n=nN后f2很小E0 R损0 可用开关短路（离心）,所以称实心电抗器为频敏电阻,章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法二、频敏电阻法,特点：,1、不用人工切换电阻（自动启动）,2、连续调节电阻变化启动过程平滑

40、,3、由于电抗器的电感性质，使启动时功率因数Cos2略有下降,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.4三相异步电动启动特性,5.7单相异步电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理 5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机,5.7.1单相磁场,第五章交流电动机的工作原理 5.7单相异步电动机 5.7.1单相磁场,单相磁场的频率为f时,其磁场转速为:n0=60f/p(与三相相同),单相电动机

41、的研究基础是：单相交变磁场可分解成两个旋向相反大小相等的旋转磁场。,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,当转子（笼型）放在磁场中时,由于受两个方向相反大小相似的扭矩，所以不能转动。,当外力使它转动后，同向磁场在转子中产生的电流频率为（n0-n）f1/n0反向磁场在转子中产生的电流频率为（n0+n）f1/n0,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩

42、与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,由于反向电流的频率高,所以XL电抗大（反电势大于感应电势）无法产生电流。,同向电流则由于f2小而加大，产生扭矩输出。转动起来,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,结论:,1、单相磁场没有启动能力,2、启动后的方向取决于 启动的方向。,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转

43、矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,5.7.2单相异步电动机的启动方法,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法,一、电容分相在电机定子中加入一启动绕组空间上垂直于主绕组,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7

44、.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相,联接如图:,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理 5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场 5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相,由于电容移相作用，使BY中的电流超前于AX一个相角（一般为90度）,则成为一个旋转启动磁场,当n后，断开QC即可,当反转时，不能对调电源线,应使BY两个头对调即BY对调，由一组开关实现,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理 5.2三项异步电动机的

45、定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场 5.2.1 单相异步电动机的启动方法 一、电容分相,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相,二、罩极式单相异步电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动

46、启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相二、罩极式单相异步电动机,当有电压时：主极与罩极的磁通有相位差，与启动绕组的作用相当。不能反转,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机,5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5

47、.8 同步电动机的工作原理、特点及应用,可发电、和电动大容量的电力传动系统中使用,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用,5.8.1基本结构,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构,5.8.2工作原理,第五章交流

48、电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理,定子旋转磁场,转子中加励 磁产生极对数与定子相同的磁极,旋转磁场作用下转子转动(所以叫同步电机),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8

49、.2 工作原理,特点：,1、同步电机的转速不随负载 而变化,2、可以通过调整转子励磁电流 补偿功率因数（电网）,3、结构复杂，价格贵,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理,5.8.3 启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5

50、.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理5.8.3 启动,1、当静止时，加励磁后转子产生磁极旋转磁场转一圈后产生推拉的两次转矩，所以不能转动,2、同步电机启动和采用异步启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理5.8.3 启动,转子上有笼型导体.启动时，励磁绕组短路或接一电阻,防止过电压,当转速接近后加励磁进入同步工作.,第五章交流电