第4章：三相异步电动机ppt课件.ppt

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1、第4章三相异步电动机电机拖动与控制4.1三相异步电动机的原理与结构4.1.1旋转磁场的产生定子铁芯里有六个线槽，槽内嵌放着三个结构完全相同的绕组，其首端和末端分别用U1、V1、W1和U2、V2、W2表示，它们在空间上彼此互差120°。将三个末端连在一起，三个首端接到三相对称电源上，则绕组内便流过三相对称电流。在上图a中，U相绕组电流为正最大；V、W相的电流均为负。根据右手螺旋定则，三相电流产生两极合成磁场，位于U相绕组的轴线上。在上图b中，V相绕组电流为正最大；U、W相绕组中的电流均为负；根据右手螺旋定则，合成磁场位于V相绕组的轴线上，并在空间沿逆时针方向转过了120°。同理可得c、d图绕组

2、中电流及其产生合成磁场的方向。=0=120°=240°在两极电机中，当电流在时间上变化一个周期，磁场在空间正好旋转一周，当某相电流最大，合成磁场就位于该相绕组的轴线上。由于三相定子电流最大值是按照顺序U、V、W的时间顺序依次交替变化的，相应的合成磁场也是按照U→V→W的顺序逆时针方向旋转。如果将定子绕组安排成四极，如图4-3所示，观察电流变化时磁场的变化，可以看出：当电流变化120°时，磁场在空间沿逆时针方向转过了60°，电流变化一个周期，磁场只在空间旋转了半周。旋转磁场的转速与方向1.三相对称绕组通以三相对称电流，可产生旋转磁场。2.当电流变化一周期时，一对极磁场在空间旋转一周，二对极磁场

3、在空间旋转半周。由此可推断：当有p对极时，电流变化一周，磁场在空间旋转1/p周。因此可得出旋转磁场的转速与电流频率及磁极对数的关系为3.磁场的旋转方向取决于三相交流电的相序。当交流电的相序为U→V→W时，合成磁场就按U→V→W的顺序旋转；如果相序变为U→W→V，则磁场的旋转方向也将随之改变为U→W→V。因此，若要改变旋转磁场的转向，只需将三相异步电动机的三根电源线中任意两根对调即可。4.1.2三相异步电动机的工作原理图4-4异步电动机工作原理图设该旋转磁场以同步转速沿逆时针方向旋转，如图4-4。由于转子绕组自成闭合回路，则在转子绕组中产生感应电流。转子绕组的载流导体在旋转磁场中将受到电磁力的

4、作用，其方向由左手定则来判定。电磁力作用于转子从而形成电磁转矩，在电磁转矩的作用下转子逆时针方向旋转，如图4-4。转子的方向与旋转磁场方向一致，因此欲改变转子的转动方向，需改变三相电流的相序。即将三相电源线的任意两根对调。由于转子电流是通过切割磁场感应产生的，因此，转子转速不可能达到同步转速，否则，转子与旋转磁场之间便无相对运动，就不会产生感应电流，也就无法产生电磁转矩。故这两种转速的差异是电动机能够工作的必要条件，这也就是异步电动机“异步”名称的由来。因转子电流是感应产生的，所以又称感应电动机。转差率把同步转速与转子转速之差称为转差或转差速度，转差与同步转速的之比称为转差率电动机转子转速可

5、表示为转差率反映转子与旋转磁场之间相对运动的快慢，对运行性能有极大的影响。当起动瞬间，转差率为1；当空载运行时，因无负载转矩，转子转速接近同步转速，转差率接近0。所以异步电动机正常运行时，转差率的变化范围为0～1。对普通的三相异步电动机，其额定转速略低于同步转速，额定转差率一般为（0.02～0.06）。根据转差率的大小和符号判断异步电动机的三种运行状态4.1.3三相异步电动机的基本结构1.定子：三相异步电动机的定子部分由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成。定子绕组三相异步电动机的定子绕组由结构完全相同、在空间互差120°电角度的三个绕组组成，每相绕组由许多线圈按一定规律嵌放在定子槽内，有单、

6、双层之分。为接线方便，将三相绕组的六个出线端引到接线盒上，根据需要接成星形或三角形。2.转子：转轴、转子铁芯、转子绕组、风扇等。（1）转子铁芯：电动机磁路的一部分并要嵌放转子绕组，所用材料和定子一样，由0.5mm厚的冲有转子槽形的硅钢片叠压而成。（2）笼型转子绕组：由槽内的导条和短接这些导条的导电端环组成。除掉铁心，整个转子绕组的形状像个笼子，叫笼型转子。（3）绕线型转子绕组结构与定子绕组相同，由对称的三相绕组组成。三相绕组连成星形，三个首端分别接到安装在转轴上的三个铜滑环（与转轴绝缘）上，通过固定在定子上的电刷装置与外电路相联，可以串电阻或频敏变阻器等，用以改善起动和调速性能。3.气隙气隙

7、大小对异步电动机性能影响极大。气隙大，磁阻大，励磁电流也就大，异步电动机功率因数就会降低。但气隙过小，会造成装配困难，且定、转子易发生机械摩擦，出现“扫膛”现象。实际电机应兼顾上述两方面因素。4．三相异步电动机的铭牌(1)型号(2)额定功率(3)额定电压(4)额定电流(5)额定转速(6)绝缘等级(7)工作制（8）额定效率=5．三相异步电动的主要系列Y系列：一般用途的小型笼型全封闭自冷式三相异步电动机。YR系列