相异步电动机的基本工作原理和结构.ppt

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1、内容,要求,7.3 三相异步电动机的铭牌和主要系列,7.1 三相异步电动机的基本结构,7.2 三相异步电动机的基本工作原理,掌握三相异步电动机的基本结构、笼型转子和绕线转子的结构特点。掌握三相异步电动机的基本工作原理、转差率的概念及三种运行状态。掌握三相异步电动机的额定值，了解三相异步电动机的主要系列。,7.1 三相异步电动机的基本结构,鼠笼型异步电动机,主要部件拆分图,一、定子部分,1.定子铁心,是电机磁路的一部分；用0.5 mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗；叠片内圆冲有槽，以嵌放定子(电枢)绕组；定子铁心压装在机座内。,是电机的电路部分。定子绕组为按一定规律连接而成的三相对称绕组，嵌放在定子

2、铁心槽内。,2.定子绕组,用来固定和支撑定子铁心及端盖。中小电机用铸铁机座，大型电机用钢板焊接而成。,3.机座,二、转子部分,1.转子铁心,是电机磁路的一部分；用0.5 mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗；叠片外圆冲有槽，以嵌放转子绕组。转子铁心固定在转轴上。,2.转子绕组,（1）笼型转子,转子每个槽中有一根导条，在铁心两端用短路环短接，形成一个多相对称短路绕组（一个槽为一相）。如去掉转子铁心，整个绕组犹如一个“松鼠笼子”，由此得名。大型电动机多用铜导条和铜端环组成；中、小型电动机采用铸铝导条，连同端环、冷却用的风叶一次浇铸成型。,是三相对称绕组，一般采用星形联结。三相绕组的出线端分别接在三个滑环

3、上，经电刷引出，再经串联电阻后短接起来。转子回路串电阻，可以改善电动机的起动性能或实现电动机调速。,（2）绕线转子,三、气隙,定子和转子之间气隙大小，对电动机性能影响很大。,变压器主磁路全部是铁心，磁阻很小，产生主磁通所需励磁电流很小（210%）。,异步电机主磁路由定、转子铁心和两段气隙构成，气隙虽然很小但磁阻却很大，,因此产生一定的主磁通所需要的励磁电流较大，一般为额定电流的2050%。,励磁电流是无功电流，励磁电流较大是异步电动机功率因数较低的主要原因。,为提高功率因数，必须减小励磁电流，最有效的方法就是减小气隙长度。,异步电动机的气隙大小一般为0.21.5 mm左右。,7.2 三相异步电

4、动机的基本工作原理,一、基本工作原理,定子磁场的转速称为同步转速，大小为：,同步转速与极对数之间对应关系(f1=50HZ),1定子产生旋转磁场,定子三相对称绕组通入三相对称电流会产生一个旋转的磁场。,定子磁场的转向由三相电流相序决定：,由超前相往滞后相旋转，即 沿着 U111 方向旋转。图示瞬间，磁场向下。,定子磁场顺时针旋转时，转子导体逆时针切割定子磁场，转子导体中将感应电动势，并在闭合的转子绕组内产生感应电流，在图示瞬间，转子上半周导体中的电流流出纸面，下半周流入纸面。,2转子导体产生感应电流,载有电流的转子导体在定子磁场中将受到电磁力作用，并形成电磁转矩，电磁转矩的方向与定子旋转磁场方向

5、一致，在电磁转矩作用下转子将顺着定子磁场方向旋转起来。,3转子导体受到电磁转矩作用而使转子旋转,(1)定子三相对称绕组通入三相对称电流将产生旋转磁场；(2)转子导体切割定子旋转磁场感应电动势，并感应电流；(3)载流转子导体在定子磁场中受到电磁力及电磁转矩，使转子旋转。,基本工作原理可归纳以下三个关键点：,由于电动机转速n与旋转磁场转速n1不同步，故称为异步电动机。因为电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的，所以又称为感应电动机。,n n1时，转子与定子磁场间有相对运动，转子才会受到电磁转矩作用。n=n1时，转子与定子磁场间无相对运动，转子不感应电流不产生转矩。,由基本工作原理分析,可得出以下两

6、个知识点：,(1)改变电源相序，可改变电动机的转向,因此任意对调三相异步电动机的两根电源线，便可使电动机反转。,(2)异步电动机的转速恒小于同步转速,二、转差率,定义：,即同步转速与转子转速之差（称为转差）与同步转速之比。,转差率s是异步电机的一个基本物理量，它能反映异步电机的各种运行状况。,额定运行:n 略低于n1，s=0.010.06,空载运行：nn1，s0 即空载运行时，可以近似认为转子转速等于同步转速。,异步电动机的转速可表示为 n=(1-s)n1,故转差率的大小直接反映转速的快慢或电动机负载的大小。,起动瞬间：n=0，s=1,三、异步电机的三种运行状态,1电动机运行状态,定子接电源，

7、转子带机械负载；,电磁转矩为驱动转矩，n 与 n1 方向相同；,将电能转换机械能；,0 s 0。,2发电机运行状态,定子接电源，并用原动机拖动电机转轴顺着定子磁场方向以大于同步转速旋转，,电磁转矩方向与转子转向相反，起制动作用，即电磁转矩为制动转矩，,电机把机械能转变为电能输送给电网，,n n1 s 0。,3电磁制动状态,定子接电源，在外力作用下电机转子逆着定子磁场方向转动,电磁转矩方向与电机转向相反，起制动作用，,电机定子从电网吸收电能，转子从外力吸收机械能，都成为了电机损耗，,n 1。,（1）电动机状态：0 s 0，电磁转矩为驱动转矩，将电能转换成机械能。,异步电机主要是工作在电动机运行状

8、态，作为各种生产机械的动力设备。,（3）电磁制动状态：n1，电磁转矩为制动转矩，吸收电能和机械能，全部转变成电机损耗。,（2）发电机状态：nn1，s0，电磁转矩为制动转矩，将机械能转换成电能。,异步电机的三种运行状态总结如下：,7.3 三相异步电动机的铭牌和主要系列,一、铭牌,铭牌上标有电动机的型号、额定值和有关技术数据，这是正确使用电机的依据。,1.电动机型号含义,(5)额定频率 fN=50Hz,2电动机的额定值,额定值是制造厂对电动机在额定（满载）工作条件下所规定的量值。,(1)额定功率 PN（W、kW）：额定运行时，转轴输出的机械功率。,(2)额定电压 UN（V、kV）：额定运行时，加在定子绕组上的线电压。,(3)额定电流 IN（A、kA）：额定运行时，定子绕组中的线电流。,(4)额定转速 nN（r/min）：额定运行时电动机的转速。,额定值关系：,3定子接线方式,星 形（Y）联结三角形（）联结,三相绕组“首末”端标志:U1U2、V1V2、WlW2,二、三相异步电动机主要系列简介,Y系列：一般用途小型笼型转子三相异步电动机。额定电压为380 V，功率为5.5132 kW，3 kW及以下为Y接，4 kW及以上为接。目前发展成 Y2、Y3系列。YR系列：一般用途小型绕线转子三相异步电动机。定子为接，转子为Y接。YD系列：变极多速三相异步电动机。,本章结束,例7.3.1,