机电产品规划实例与分解第五章.ppt

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1、本章要点:了解异步电动机的基本结构和工作原理掌握异步电动机的机械特性;掌握异步电动机启动、调速、制动的方法；学会用机械特性的四个象限分析电动机运行状态；掌握各种异步和同步电动机的使用场所。第五章交流电动机的工作原理及特性5.1三相异步电动机的结构和工作原理交流电机异步电机、异步电动机同步电机三相异步电动机同步发电机同步电动机单相异步电动机分类:基本结构转子5.1三相异步电动机的结构和工作原理定子定子铁心定子绕组机座转子铁心转子绕组转轴鼠笼式线绕式基本结构转子5.1三相异步电动机的结构和工作原理定子定子铁心定子绕组机座转子铁心转子绕组转轴鼠笼式线

2、绕式NSTCn转差率所以这种电动机称为异步电动机，也叫感应电动机。定子线圈通三相交流电→产生旋转磁场→相当于转子切割磁力线运动→在转子回路中产生感应电流(右手定则)→带电导体在旋转磁场中受到电磁力(左手定则)→产生电磁转矩→使转子转动(方向与旋转磁场同向)→电动机转动.工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理转子与定子的转速不同S通常为：0.015~0.060电流正方向为：从各相绕组的首端流到末端为正。A——XB——YC——Z5.1三相异步电动机的结构和工作原理旋转磁场的形成过程分析5.1三相异步电动机的结构和工作原理旋转磁场的形成AXBY

3、CZ++abcdSN过程分析5.1三相异步电动机的结构和工作原理旋转磁场的形成结论：任意两根导线对调就可以改变磁场旋转方向；旋转磁场的方向与三相电流的相序一致。旋转磁场的方向5.1三相异步电动机的结构和工作原理旋转磁场的形成若将定子做如下改变：上述分析可以得出：电流经过一个周期变化，旋转磁场在空间上也转过一转，若电流频率为f，旋转磁场每分钟旋转60f转，即n0=60f。旋转磁场的的极数与旋转速度5.1三相异步电动机的结构和工作原理旋转磁场的形成过程分析：绕组在空间对称分布，每相绕组由两部分串连而成。此时，磁极对数p=2。电流变化了半个周期，磁场

4、在空间转过1/4转。旋转磁场的的极数与旋转速度5.1三相异步电动机的结构和工作原理旋转磁场的形成结论：因此若有p对磁极，则磁场的转速为：n0=60f/p例如：f为电源频率50HZ;p为电动机的磁极对数.p=1时,同步转速为3000r/min;p=2时,同步转速为1500r/min;p=3时,同步转速为1000r/min.当电动机接入电源的线电压等于电动机的额定相电压时，应接成三角形；若是相电压的倍，应接成星形。如：铭牌标有和380/220时，电源线电压为380V时接成星形，为220V时接成三角形。5.1三相异步电动机的结构和工作原理定子绕组线端

5、连接方式图5.15星形连接图5.15三角形连接图5.14出线端排列定子电路5.2三相异步电动机的定子与转子电路定子电路5.2三相异步电动机的定子与转子电路转子电路5.2三相异步电动机的定子与转子电路转子电路5.2三相异步电动机的定子与转子电路转子电路5.2三相异步电动机的定子与转子电路三相异步电动机的转子电路的各个物理量如:转子感应电势E2、I2、X20、cos2等都与转差率S有关，也即与转速n有关。转子电路5.2三相异步电动机的定子与转子电路例:一台4极三相异步电动机,电源频率50Hz,额定转速1440r/min,转子电阻0.02欧,转子电

6、抗0.08欧,转子电动势E20=20V,求:1)电动机的同步转速;2)电动机起动时的转子电流.解;1)电动机为4极,磁极对数p=2,有n0=60f/P=3000/2=1500r/min2)电动机起动时的转子电流举例三相异步电动机的额定值1)型号，如Y90S-4、Y112M-4；2)额定功率PN：在额定情况下，电动机轴上输出的机械功率;3)额定电压UN：在额定情况下，定子绕组应加的线电压值;4)额定频率f：在额定情况下，定子外加电压的频率;5)额定电流IN：在额定情况下，定子的线电流值;6)额定转速nN(SN)：在额定情况下,电动机的转速;7)温

7、升(或绝缘等级)。5.2三相异步电动机的定子与转子电路绝缘的温度等级:A级E级B级F级H级最高允许温度（℃）:1051201301551802)额定效率：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率时．电动机输出机械功率与输入电功率之比，其表达式为3)额定负载转矩TN：电动机在额定转速下输出额定功率时轴上的负载转矩。5.2三相异步电动机的定子与转子电路根据以上数据求出其他额定值：1)额定功率因数：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率时，定子相电流与相电压之间相位差的余弦cosφN。5.2三相异步电动机的定子电路与转子电路三相异步电动机

8、的能流图直流电动机：交流电动机：讨论：1)当cosφ2=1，纯电阻性负载，I2与E2同向；2)当cosφ2=0，纯感性负载,I2与E2相差90度；T=