大学电机与拖动课程 第五章三相异步电动机的基本原理.ppt

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1、第五章三相异步电动机的基本原理一、三相异步电动机的工作原理与运行状态第一节三相异步电动机的工作原理及结构交流电机有两大类：异步电机和同步电机。同步电机的转速与交流电源频率之间存在严格的对应关系。异步电机则不然。异步电动机定子接上交流电源后，形成旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子绕组感生电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换。（－）基本工作原理三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场和转子电流的相互作用而运行的。当三相定子绕组接至三相电源后，三相绕组内将流过对称的三相电流，并在电动机内产生一个旋转磁场，该磁场沿定子内圆周方向旋转。在交流电动机中，旋

2、转磁场相对定子的旋转速度被称为同步速度，用(二）旋转磁场的产生旋转磁场——一种极性和大小不变，并且以一定转速旋转的磁场。A-X、B-Y、C-Z三个线圈在空间上彼此互隔120°分布在定子铁心内圆的圆周上，构成了对称三相绕组。表示。如图所示为异步电动机的工作原理示意图，假设定子只有一对磁极，阴影部分分别表示N极和S极。2B相从A相后移120°C相从B相后移120°A相从C相后移120°当三相对称绕组接上三相对称电源，就产生旋转磁场。3四极旋转磁场示意图式中，n0为同步转速，单位r/min；p为极对数；f1为交流电源的频率。4（三）三相异步电动机的工作

3、原理三相异步电动机圆柱形的转子铁心上，嵌有均匀分布的导条，导条两端分别用铜环将它们连接成一个整体。三相异步电动机的定子铁心上嵌有三相对称绕组，接通三相对称电源后，在定子、转子之间的气隙内产生了以同步转速旋转的旋转磁场。转子导条被这种旋转磁场切割，在导条内产生感生电流，磁场又对导条产生电磁力。于是转子就跟着旋转磁场旋转。（四）三相异步电动机的转速与运行状态异步电动机的工作原理决定了它的转速一般低于同步转速。如果异步电动机的转子转速达到同步转速，则旋转磁场与转子导条之间不再有相对运动，因而不可能在导条内感应产生电动势，也不会产生电磁转矩来拖动机械负载

4、。5转差n0-n的存在是异步电动机运行的必要条件。我们将转差表示为同步转速的百分值，称为转差率，用s表示。[例5-1]有一台50Hz的三相异步电动机运行，空载转差率为0.267%，额定转速为求该电动机的极对数、同步转速、空载转速以及额定负载时的转差率。解6异步电动机的三种运行状态7二、三相异步电机的结构绕线转子异步电机剖面图1—转子绕组2—段盖3—轴承4—定子绕组5—转子6—定子7—集电环8—出线盒89101、定子异步动机的定子由定子铁心、定子绕组和基座三部分组成。11定子冲片定子线圈12铁心和机座2、转子异步动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴

5、组成。1）笼型绕组铜条笼型转子铸铝笼型转子13笼型转子14绕线转子照片15第二节三相异步电动机的铭牌数据额定功率——电动机在额定运行时输出的机械功率,单位kW额定电压——在额定运行状态下，电网加在定子绕组的线电压，单位V额定电流——电动机在额定电压下使用，输出额定功率时，定子绕组中的线电流，单位A额定频率——我国的电网标准频率为50Hz额定转速——电动机在额定电压、额定频率及额定功率下的转速，单位r/min此外，铭牌上还标明绕组的相数与接法（星形还是三角形）、绝缘等级及允许温升等。对绕线转子异步电动机，还标明转子的额定电动势及额定电流。16第三节

6、三相异步电动机的定子绕组一、交流绕组的一些基本知识和基本量1、电角度与机械角度电机圆周在几何上分成360°，这个角度称为机械角度。若磁场在空间按正弦波分布，则经过N、S一对磁极恰好相当于正弦曲线的一个周期。因此，一对磁极所占有的空间是360°电角度。可见，一个具有p对磁极电机，电机圆周按电角度计算就为p×360°，而机械角度总是360°。电角度=p×机械角度2、线圈——组成交流绕组的单元是线圈。线圈是由一匝或多匝串联而成，它有两个引出线，一个称为首端，另一个称为末端。3、节距——一个线圈的两个边所跨定子圆周上的距离称为节距，用y表示，一般用槽数计

7、算。节距应该接近极距τ。——整距绕组，——短距绕组，——长距绕组174、槽距角α——相邻槽之间的电角度称为槽距角若Q为定子槽数，p为极对数，则槽距角5、每极每相槽数q——每一极每相绕组所占槽数，用符号q表示（m——相数）二、交流绕组的排列和联接为了便于说明问题，以下假设给定电机极数2p=4，槽数Q1=241、极距的计算，若2p=4，Q=24，则τ=6182、线圈中的电流方向两极磁动势图四极磁动势图3、确定相带——每个极距内属于同相的槽所占有的区域称为“相带”，q=Q/(2mp)；每个相带为60°电角度。194、画定子槽展开图确定相带和应有的电流相

8、对方向单层相绕组的一种联接方法三相绕组排列和联接的一般方法为:①计算极距；②计算每极每相槽数；③划分相带；④组成线圈组；⑤按极性对电流方