电工电子技术及应用 第2版 教学课件 作者 申凤琴 2 第5章.ppt

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1、第五章电动机第一节三相异步电动机第二节单相异步电动机返回主目录第三节直流电动机图5-1轴承盖端盖接线盒散热筋转轴转子风扇罩壳轴承机座第一节三相异步电动机一、三相异步电动机的基本结构（3）机座定子绕组组成一个在空间依次相差电角度的三相对称绕组，其首端分别为、、，末端分、、，可接成星形或三角形，如图5-2所示。主要产生旋转磁场。1．定子电动机主磁路的一部分，有良好的导磁性能。为了减小铁心损耗，采用0.5mm厚硅钢冲片叠成圆筒形，并压装在机座内。在定子铁心内圆上冲有均匀分布的槽，用于嵌放三相定子绕组。（2）定子

2、绕组（1）定子铁心固定和支撑作用。星形接法三角形接法图5-22．转子电动机的转子电路部分，其作用是感应电动势、流过电流并产生电磁转矩。（3）转子绕组支撑转子铁心和输出电动机的机械转矩。（2）转轴电动机主磁路的一部分，也用0.5mm厚且相互绝缘的硅钢片叠压成圆柱体，中间压装转轴，外圆上冲有均匀分布的槽，用以放置转子绕组。（1）转子铁心图5-3笼型转子铜条笼型转子铸铝笼型转子图5-4绕线式转子三相转子绕组转轴集电环电刷电刷外接线转子绕组出线端图5-5三、三相异步电动机的基本工作原理在三相定子绕组中流过三相对称

3、交流电流，其波形如图5-6。1．旋转磁场的产生结构示意图接线原理图据电流的参考方向（首端流入）和波形图判断电流的实际方向电流为负时，实际电流从线圈末端流进，首端流出。电流为正时，实际电流从线圈首端流进，末端流出；图5-7旋转磁场的产生对于对磁极电动机，旋转磁场的转速3)对于两极（即磁极对数=1）电动机，旋转磁场转速旋转磁场的特点1）定子三相绕组的合成磁场为旋转磁场。2）旋转磁场的转向决定于三相电流的相序。若要改变旋转磁场转向，只须将三相电源进线中的任意两相对调即可。(5-1)式中，是旋转磁场转速，亦称同步

4、转速（r/min）；是电源频率（）；是磁极对数。问题1.怎样产生两对磁极?2．旋转原理结论：转子的转向和旋转磁场的转向一致。若改变旋转磁场的转向，则可改变转子的转向。旋转磁场与转子导体间有相对运动感应电动势右手定则感应电流左手定则电磁力电磁转矩图5-8因为，如果转子的转速达到同步转速，则转子导体将不再切割磁力线，因而感应电动势、感应电流和电磁场转矩均为零，转子将减速，因此，转子转速总是低于同步转速。“异步”的含义是指转子的转速永远比同步转速（既旋转磁场的转速）小。异步电动机的“异步”的含义感应电机旋转磁场

5、的同步转速与转子转速之差称为转差。转差与同步转速之比称为转差率，用表示，即转差率转差率是三相异步电动机的一个重要参数。它对电机的运行有着极大的影响。其大小也能反映转子转速。即(5-2)若定子绕组增加一倍，且每个绕组在空间以相差的角度排列，并把相差的两个绕组首尾相串，组成一相绕组，则可构成四极（=2）电动机。电动机起动瞬间，转子转速，转差率=1；理想空载时，转子转速，转差率；因此，电动机在电动状态下运行时，转差率=0～1。答案1已知Y112M－4三相电动机的同步转速r/min，额定转速为1440r/min，

6、空载时的转差率。求该电动机的磁极对数，额定转差率和空载转速。r/min例5-1解式中，是线电压，是线电流，是电动机的功率因数三、三相异步电动机的运行特性式中，是定子绕组及转子绕组中的铜损耗，铁心中存在的铁损耗，是在运行过程中克服机械摩擦、风的阻力等所形成的机械损耗。此式称为功率平衡方程式。１．功率和转距的关系1）三相异步电动机在稳定运行时，电源输入的功率2）轴上输出的机械功率3）机械效率根据力学知识，旋转体的机械功率等于作用在旋转体上的转矩与它的机械角速度的乘积，即。额定输出转矩为式中，是额定输出功率（k

7、W）；是额定转速（r/min）；是额定输出转矩（N•m）。(5-5)故式中，为输出功率（kW）有两台三相异步电动机，额定功率均为10kW，其中一台额定转速为980r/min，另一台为1430r/min。试求它们在额定状态下的输出转矩。N·m≈66.78N·mN·m≈97.45N·m由式（5-5）可得例5-2解三相异步电动机的电磁转矩与定子绕组上的电压和频率、转差率、转子电路参数等有着密切联系，其关系式为式中，是定子绕组电压；是交流电源的频率；是转子绕组每相的电阻；是电动机静止不动时转子绕组每相的感抗；是电

8、动机结构常数；是转差率。对于某台电动机而言，当定子绕组上的电压及频率一定时，转子电路等参数均为常数。此时，电动机的电磁转矩仅与转差率有关。(5-6)2、转矩特性图5-9转矩特性曲线由图看出：当时，，随着增大，也开始增大，达到最大值以后，随增大而减小。把图5-9顺时针转并把换成，变成图5-10所示的与之间的关系曲线，该曲线称为机械特性曲线。2．机械特性图5-10机械特性曲线（5-7）电动机刚接通电源,但尚未开始转动（=1）的一瞬