变频器技术及应用ppt课件 第1章 三相异步电动机及其控制电路.ppt

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1、第1章三相异步电动机及其控制电路三相异步电动机概述任务1常用电压电器及三相异步电动机的选用方法任务2三相异步电动机的启动与控制任务3任务1三相异步电动机概述阶段1三相异步电动机的结构与工作原理1.三相异步电动机的结构三相异步电动机的两个基本组成部分为定子(固定部分)和转子(旋转部分)，此外还有端盖、风扇等附属部分，如图1-1所示。(1)定子。三相异步电动机的定子由以下3部分组成：①定子铁芯。定子铁芯由厚度为0.5mm、相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片内圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放定子三相绕组。②定子绕组。定子绕组是指3组用漆包线绕制好并对称地嵌入定子铁芯槽内的相同的

2、线圈。三相绕组共有6个接线端，分别用U1、V1、W1表示3个绕组的首端，用U2、V2、W2表示对应的末端。根据电动机的额定电压和电源电压，将三相定子绕组连接成星形或三角形(见图1-2)。③机座。机座用铸铁或铸钢制成，其作用是固定铁芯和绕组。图1-1三相异步电动机的构造1—轴承盖；2—端盖；3—接线盒；4—定子铁芯；5—定子绕组；6—转轴；7—转子；8—风扇；9—罩笼；10—机座图1-2三相定子绕组的接法(2)转子。三相异步电动机的转子由以下3部分组成：①转子铁芯。转子铁芯由厚度为0.5mm、相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片外圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放转子三相绕组。

3、②转子绕组。转子绕组有两种形式，即鼠笼式与绕线式，分别如图1-3、图1-4所示。采用鼠笼式转子绕组的鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机。③转轴。转轴用于承受机械负载。为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙约0.2~1.0mm。图1-3笼形转子图1—铸铝条；2—风叶；3—转子铁芯图1-4绕线转子1—铁芯；2—集电环；3—转子绕组2.三相异步电动机的转动原理为了说明三相异步电动机的工作原理，进行如下演示实验：如图1-5所示，在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体

4、，当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋转；若改变磁铁的转向，则导体的转向也跟着改变。当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，转子转动的方向和磁极旋转的方向相同，这就是异步电动机的基本原理。由上述分析得到如下结论：欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。图1-5三相异步电动机工作原理(1)旋转磁场。①旋转磁场的产生。图1-6为最简单的三相定子绕组AX、BY、CZ，它们在空间按互差120°的规律对称排列，并接成星

5、形，与三相电源U、V、W相连。iU=ImsinωtiV=Imsin(ωt-120°)iW=Imsin(ωt+120°)图1-6三相异步电动机定子接线三相定子绕组便通过三相对称电流，随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中就会产生旋转磁场，如图1-7所示。图1-7旋转磁场的形成(a)ωt=0°；(b)ωt=120°；(c)ωt=240°当ωt=0°时，iA=0，AX绕组中无电流；iB为负，BY绕组中的电流从Y流入，B1流出；iC为正，CZ绕组中的电流从C流入，Z流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-7(a)所示。当ωt=120°时，iB=0，BY绕组中无电流

6、；iA为正，AX绕组中的电流从A流入，X流出；iC为负，CZ绕组中的电流从Z流入，C流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-7(b)所示。当ωt=240°时，iC=0，CZ绕组中无电流；iA为负，AX绕组中的电流从X流入，A流出；iB为正，BY绕组中的电流从B流入，Y流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-7(c)所示。可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在空间旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断地做周期性变化，产生的合成磁场也不断地旋转，因此称为旋转磁场。②旋转磁场的方向。旋转磁场的方向是由三相绕组中的电流相序确定的，若

7、想改变旋转磁场的方向，只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调。这时，转子的旋转方向也跟着改变。(2)三相异步电动机的极数与转速。①极数(磁极对数p)。三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数，旋转磁场的极数和三相绕组的形式有关。当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端之间相差120°空间角时，产生的旋转磁场具有一对极，即p=1。当每相绕组为两个线圈串联，绕组的始端之间相差60°空间角时，产生的旋转磁场具有两对极，即p=2。同理，如果要产生3对极，即p=3的旋转磁场，则每相绕组必须有均匀安排在空间的串联的3个线圈，绕组的始端之间相差40°(120°