电工电子学-第四章电动机课件.ppt

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1、第4章电动机交流电动机直流电动机鼠笼式绕线式异步机同步机他励、并励、串励、复励电动机的分类电动机：电能转换成机械能发电机：其他形式的能量转换成电能电动机的作用优点使用电动机驱动生产机械可：（1）简化生产机械的结构（2）提高生产效率和产品质量（3）能实现自动控制（4）实现远距离操纵（1）基本结构（2）工作原理（3）机械特性（4）起动、制动、反转、调速的基本原理（5）应用场合和正确使用主要内容4.1三相异步电动机的构造鼠笼式绕线式转子定子（固定部分）转子（旋转部分）分为两个基本部分：构成：由机座、铁心和定子绕组组成定子机座是用铸铁或铸刚制成，铁心由互相绝缘的硅钢片叠成，内圆周表面冲

2、有槽，用以放置对称三相绕组；对称三相绕组有的联接成星形、有的联接成三角形作用：产生旋转磁场机座定子绕组铭牌数据出线端子定子铁心定子绕组鼠笼式电动机构造简单、价格低廉、工作可靠、使用方便转子构成：由铁心和绕组两部分构成铁心也用硅钢片叠成，表面冲有槽，装在转轴上，轴上加机械负载；因绕组不同，可分为鼠笼式和绕线式两种。作用：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。鼠笼式转子转轴轴承转子绕线式转子铁心绕组转轴鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械

3、特性。4.2三相异步电动机的工作原理演示实验（右手定则）（左手定则）B:磁感应强度v:切割速度l:导线长磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势闭合导线产生电流通电导线在磁场中受力1.线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致异步2.线圈比磁场转得慢结论4.2.1旋转磁场1.旋转磁场的产生在三相异步电动机的定子铁心中放有三相对称绕组，在该三相对称绕组中通入三相对称交流电流，就可产生一“旋转磁场”代替演示实验中的磁铁AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：向下参考方向：绕组始端到末端的方向AXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向可见，当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生

4、的合成磁场是随着电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。2.旋转磁场的转向当通入定子绕组的三相电流的相序为A-B-C时，旋转磁场的转向与这个顺序是一致的，可见磁场的转向与定子绕组中的电流相序有关。旋转方向取决于三相电流的相序。改变电机旋转方向的方法：换接其中两相3.旋转磁场的极数AXBYCZ此种接法下，绕组的始端之间相差120度空间角，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。AXYCBZ旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关即：P=1C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内，绕组的始端之间相差60度空间角，形成的磁场则是两对磁极。即：P=24

5、.旋转磁场的转速AXYCBZAXYCBZAXYCBZ旋转磁场的转速决定于磁场的极数，在一对极的情况下，当电流交变一次时，磁场恰好在空间旋转了一周。N0=60f（转/分）旋转磁场具有两对极时，当电流从ωt=0°到ωt=60°经历了60°时，磁场在空间仅旋转了30°。比P=1时转速慢了一半，即：N0=60f/2（转/分）所以，旋转磁场的转速n0决定于电流频率f1和磁场的极对数P，可推出：极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速5.电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但异步电动机无转距转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导

6、体不切割磁力线）无转子电流提示：如果4.2.2电动机的转动原理在电动机定子绕组中通入三相对称交流电流后，产生旋转磁场。旋转磁场的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。在电动势的作用下，闭合的导条中就有电流，该电流与旋转磁场相互作用，使转子导条受到电磁力作用。由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。异步电机运行中:转差率：电动机起动瞬间:（转差率最大）4.2.3转差率同步转速：旋转磁场的转速1.三相异步电动机的“电－磁”关系4.3三相异步电动机的电路分析：主磁通产生的感应电动势。e1e2、：漏磁通产生的感应电动势。e1e2、2.定子电路i2定子电路R1R2i1u1e1e1

7、e2e2转子电路定子绕组相当于变压器原边绕组，转子绕组相当于副绕组。设：设：取决于转子和旋转磁场的相对速度（1）转子频率（2）转子电动势3.转子电路：转子线圈匝数：转子感应电动势的频率其中（4）转子功率因数（3）转子电流4.4.1电磁转矩：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。4.4转矩与机械特性常数每极磁通转子电流转子电路的功率因数即其中：代入可得4.4.2机械特性曲线OTS根据转矩公式得特性曲线：OT1（1）额定转矩：电动机在额定电压下，以额定转速运行，输出