三相异步电动机的原理及其应用ppt课件.ppt

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1、普通高等教育“十-·五”国家级规划教材电工电子技术（高职高专版）主编：陈新龙第5章三相异步电动机的原理及其应用本章从感应电动机的原理出发，介绍了三相异步电动机的工作原理、结构、机械特性、使用及其控制方法。读者学习本章应深入理解电磁感应是电动机的运转基础，理解交流电动机的工作原理；深入理解电动机电磁转矩、转差率等概念，进而理解电动机的机械特性；理解电动机使用过程中起动、制动、反转、调速等概念及方法，理解常见控制电器特点，掌握三相异步电动机控制的初步知识。本章建议学时数：8学时其中，原理、结构及其使用：4学时控制：4学时学时数较少时也可用4学时左右做个简单介绍5.1感应电动机

2、理解并掌握一定的电动机方面的知识对理解各种生产机械在生产过程中的应用有十分重要的意义电动机属于电机学研究范畴，为电工电子技术课程的提高章节目前，绝大多数电动机均为感应电动机，可通过如上所示示意图来理解。上图中，线圈中的感应电动势与旋转磁场相互作用，将使线圈受到电磁力，产生电磁转矩，使线圈随着旋转磁场旋转。旋转磁场旋转越快，线圈旋转也就越快；旋转磁场反转，线圈也跟着反转。这便是感应电动机的运转原理。在左图中，若假定线圈与旋转磁场转速相同，那么，线圈也就不会切割磁力线，也就不可能生产感应电动势，线圈也就不可能旋转。因此，线圈的转速总是略小于旋转磁场的转速，因此，感应电动机又叫

3、异步电动机。显然，图5-1-1示电动机缺乏实用性。由于直接旋转实际的磁极不太现实，也难以保证电动机运行足够的功率和稳定性，因此，以某种方式产生旋转的磁场是电动机走向实用的关键。实际三相电动机的运动部分是转子，而产生旋转磁场的电气部件是静止不动的，称它为定子。定子中嵌有三相绕组，具体如图5-1-2。当三相绕组中流过三相对称电流（解释）时，将产生旋转磁场。可通过图5-1-4来理解。可见，当定子绕组中通入上述三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在空间不断地旋转，即三相电源可产生旋转磁场5.2三相异步电动机的结构及主要特性三相异步电动机的工作原理和感应电动机的原理

4、相同，外观如图5-2-1，内部结构如上三相异步电动机的结构包括两个基本部分：定子（静止部分）、转子（运动部分）。定子是电动机的静止部分，主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。转子是电动机的旋转部分，主要由转子铁心、转子绕组和转轴三者组成。根据转子绕组的形式，可分为鼠笼式（解释）和绕线式（解释）两大类三相电源产生旋转磁场，带动转子转动。但转子的转速n总是要略小于旋转磁场的转速（用n0表示，常称为三相异步电动机的同步转速）。电动机是驱动生产机械的电器设备，其主要特性便是机械特性异步电动机的转差率s用于描述转子转速与旋转磁场的转速之间的差别，定义为转子转速n与旋转磁场转速n

5、0相差的程度，定义式如上转差率是异步电动机的一个重要物理量。一般情况下，转子转速只是略小于电动机的同步转速。在额定负载下，电动机的转差率约为1%~9%。理解电动机的机械特性应理解电动机的转差率、转矩等概念一般情况下，三相电流的频率是个常数，为工频。在我国，工频f=50Hz。可见，旋转磁场的转速决定于磁场的极对数（和三相绕组的安排有关）计算转差率需要计算电动机的同步转速n0。对某一电动机而言，同步转速是个常数，由上式确定式中，p为旋转磁场的极对数，f为通入绕组的三相电流的频率。【例5.2.1】有一台三相异步电动机，其额定转速n=1425r/min，请计算电动机的磁极对数和额

6、定负载时的转差率（工频f=50Hz）可对照变压器的电路模型理解在三相异步电动机中，既存在磁路，也存在电路。可画出三相异步电动机的每相电路如右比较上图与图4-2-2（变压器的电路模型），不难发现，三相异步电动机机中的电磁关系与变压器的电磁关系类似，三相异步电动机的定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组相当于变压器的副绕组，只是电动机的转子绕组一般是短接的。式中，f2为转子电流i2的变化频率；f1为磁通Ф的变化频率；Фm为磁通Ф的最大值；N2为转子绕组的匝数；S为转差率可导出三相异步电动机的转子电路的各个物理量。令R2、X2为转子每相绕组的电阻和感抗（漏磁感抗），可得出转子每

7、相电路的转子电流I2和功率因素cosφ2如上式中，X20为在n=0，即s=1时的转子感抗，X2=sX20；E20为在n=0，即s=1时的转子电动势，E2=sE20转子绕组中的感应电动势e2为可见，转子电路的各个物理量，如电动势、电流、频率、感抗及功率因素等都与转差率有关。电磁转矩表达式如上式中，KT为转矩系数，与电动机的结构有关；Фm为磁通Ф的最大值；I2为转子电流；cosφ2为转子电路功率因素。电动机输送给生产机械的是电磁转矩T（简称转矩）和转速。直接利用上式计算转矩很不方便，可利用电动机的电路模型来寻找计算转矩更为简便的公