三相交流异步电机及其控制课件.ppt

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1、第二章三相交流异步电机及其控制本章主要介绍：⑴.三相异步电机的转动原理⑵.三相异步电机的电磁转矩和机械特性⑶.三相异步电机的启动、正反转、制动⑷.三相异步电机的技术参数⑸.三相异步电机的调速控制第一节三相异步电机的转动原理一、转子转动原理二、旋转磁场的产生三相电流表达式三相电源波形图旋转磁场分析改变三相电源的相序，旋转磁场方向改变三、异步电动机的转动原理感应电动势方向：右手定则电磁力方向：左手定则第二节、三相异步电机的基本知识一、三相异步电机的极对数P=2时的旋转磁场二、三相异步电机的转速n0=60f1/p对一台固定的三相异步电机，f1和

2、p通常固定，则n0固定。转差率s：s=（n0-n）/n0一般s=1%～9%；启动瞬间，n=0，s具有最大值=1。三、三相异步电机的构造转子在结构上分为两种：笼形、绕线形。鼠笼式转子是由安放在转子铁心槽内的裸导体和两端的短路环连接而成的。转子绕组就像一个鼠笼形状故称其为鼠笼式转子。铸铝转子：中小型电机，一般采用铸铝绕组。这种转子是将融化了的铝液直接浇注在转子槽内，并连同两端的短路环和风扇浇注在一起。如某三相异步电动机铭牌如下，现对铭牌的各项数据作些简要介绍。三相异步电动机型号Y-L132M－4功率7.5kW频率50Hz电压380V电流

3、15.4A接法D转速1440r/min绝缘等级B级工作方式连续年月编号XX电机厂制造Y-L132M－4——Y-L——产品代号，Y及Y-L系列为小型笼型异步电动机，其中Y系列定子绕组为铜线，Y-L系列定子绕组为铝线，功率大约在0.55~90kW之间。132——机座中心高132mm；M—表示中机座，（S表示短机座，L表示长机座）；4——磁极数。三相异步电动机的接法：多数电机有六个接线柱，有的也有三个接线柱，有三个接线柱为星形接法。有六个的需要按电机铭牌上的接法接线。三角形接法：如U1V1W1W2U2V2U1和W2相连、V1和U2相连、W1和V

4、2相连星形接法：如U1V1W1U2V2W2把电机的首端或末端相连，如把U1V1W1相连以上几种接法都为380V的三相异步电动机的接法。如果三相异步电动机用变频控制需用星形接法。三相异步电动机铭牌上标明：“额定电压380/220V，接法丫/△”。当电网电压为380V时，这台三相异步电动机应采用那种接法？A:△接法B:丫接法C:△、丫都可以D:△、丫都不可以问题：第三节、定子和转子电路分析三相异步电机的电磁关系与变压器相似，定子绕组相当于变压器的一次绕组；转子绕组相当于变压器的二次绕组一、定子电路分析电压加于定子绕组，产生合成旋转磁场；该磁场

5、在空气隙中呈正弦分布；以转速为n0旋转。该磁场切割定子和转子导体，在定子绕组某相中产生的感应电势为：此电势也按正弦规律变化，相位滞后：Φ＝90oE的大小为：式中N1为定子绕组每相串联的匝数。由于定子中同一相绕组是嵌放在不同分布的槽中，考虑到绕组分布的情况，上式中应乘一个小于1的绕组系数k1，即：同样对于绕线转子电动势中也有绕组系数k2，（一般取0.9），对笼形k2取1。定子绕组漏磁通φσ1，转子绕组漏磁通φσ2；定子绕组漏磁通φσ1产生的感应电势为：Xσ1=2πf1Lσ1再考虑每相绕组的电阻R1，可写出定子回路的电势平衡方程式为：由于定子

6、绕组电阻R1和定子绕组漏抗Xσ1一般都很小，其压降和E1相比可忽略：二、转子电路分析旋转磁场在转子每相绕组中的感应电势为：其有效值为：f2为转子每相绕组所感应的电动势和转子电流的频率；k2为转子绕组系数；N2为转子绕组匝数。转子绕组导体切割旋转磁场的速率为n′=n0-n，故有：当转子在0＜n＜n0转动时：式中，E20表示当转子不动时，旋转磁场在转子绕组中产生的感应电势。转子绕组中的漏磁通φσ2也引起感抗压降-Eσ2，即：Xσ20表示转子不动时，每相转子绕组的漏感抗。上式中：当转子转动时，转子绕组每相电流有效值为：转子电路的功率因素为：异步

7、电机正常运行时，由于转子短路，其电压平衡方程式为：将E2=sE20和Xσ2=sXσ20带入，可得：I2和cosφ2随s变化的关系曲线如图所示：三相异步电机定子和转子某一相可用下图来模拟。第四节、三相异步电机的电磁转矩和机械特性一、电磁转矩电磁力对转轴构成了转矩——电磁转矩。在电磁转矩的作用下，电动机带动负载而输出功率。设电机旋转的角速度为Ω。转子的电磁转矩为T，则转子输出的机械功率为：异步电动机的电磁转矩是由具有电流I2的所有转子绕组导体在磁场中受力而产生的。电磁转矩的大小与转子电流I2和磁场每极磁通Φ成正比。转子电路有感抗，转子感应电动

8、势与转子电流间有相位差ψ2。电磁转矩：T=KTφI2cosψ2式中，KT：异步电动机的转矩常数；Φ：磁场每极磁通；I2：转子电流；cosψ2：转子电路功率因数，cosψ2<1。电磁转矩的另一表