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1、返回退出上一页 下一页章目录 电动机的分类：电动机的分类： 电动机电动机 交流电动机交流电动机 直流电动机直流电动机 三相电动机三相电动机 单相电动机单相电动机 同步电动机同步电动机 异步电动机异步电动机 他励、并励电动机他励、并励电动机 串励、复励电动机串励、复励电动机 第第1 1章章 三相异步电动机三相异步电动机 返回退出上一页 下一页章目录 1 1. .定子定子 1.11.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造 铁心：由内周有槽铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。 U U1 1 - U - U 2 2 V V1 1 - V - V 2 2 WW 1 1 - W- W 2
2、2 三相绕组三相绕组 机座：铸钢或铸铁 返回退出上一页 下一页章目录 转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电 流。 2 2. .转子转子 笼型转子 铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1)笼型笼型转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体, 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线型转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。 笼型 绕线型 返回退出上一页 下一页章目录 返回退出上一页 下一页章目录 笼型电动机与绕线型电动机的的比较笼型电动机与绕线型电动机的的比较： 笼型：笼型： 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。 绕线型：绕线型： 结构复杂、价格较贵、维护工作
3、量大；转子 外加电阻可人为改变电动机的机械特性。 返回退出上一页 下一页章目录 1.21.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 1. 2. 1 1. 2. 1 异步电动机转动的一般原理异步电动机转动的一般原理 返回退出上一页 下一页章目录 实验现象：1. 金属笼（转子）随着磁铁（磁场）的 旋转方向而旋转。 2. 磁场旋转的速度越快，转子的转速也越快。 3. 磁场反向旋转，转子也随之反向旋转。 4. 转子转速比旋转磁场转速慢（异步）。 返回退出上一页 下一页章目录 旋转力矩的产生 返回退出上一页 下一页章目录 1. 2. 2 1. 2. 2 旋转磁场的产生旋转磁场的产生 定子三相
4、绕组通入三定子三相绕组通入三 相交流电相交流电 U1 U2 V1 V2 W1 W2 o 返回退出上一页 下一页章目录 U1 V2 W1 V1 W2 U2 规定 i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。 o 返回退出上一页 下一页章目录 U1 U2 V2 W1 V1 W2 U1 U2 V2 W1 V1 W2 U1 U2 V2 W1 V1 W2 三相电流合成磁三相电流合成磁 场场 的分布情况的分布情况 合成磁场方向向下合成磁场旋转60 合成磁场旋转90 600 t o 返回退出上一页 下一页章目录 分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 且：一个电流周期，旋
5、转磁场在空间转过360 1. 2. 3 1. 2. 3 旋转磁场的转速旋转磁场的转速 返回退出上一页 下一页章目录 当三相定子绕组按 图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，即： o t U1 U2 V2 W1 V1 W2 U1 U2 V1 V2 W1 W2 返回退出上一页 下一页章目录 若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60，将形成两对磁极的旋转磁场。 W1 U1 V1 W1 V1 U2 U2 U1 V2 V2 W2 W2 返回退出上一页 下一页章目录 极对数 旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关 O W1 U1 V1 W1 V1 U2 U2 U1 V2 V2 W2 W2
6、 返回退出上一页 下一页章目录 工频： 旋转磁场的转速取决于磁场的极对数旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 p=1时 U1 V1 W2 U2 W1 V2 U1 V1 W2 U2 W1 V2 U1 V1 W2 U2 W1 V2 O 返回退出上一页 下一页章目录 p=2时 0 返回退出上一页 下一页章目录 旋转磁场转速旋转磁场转速n n 0 0 与极对数与极对数 p p 的关系的关系 旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关 。 可见可见: : 极对数 每个电流周期 磁场转过的空间角度 同步转速 返回退出上一页 下一页章目录 U1 U2 V2 W1 V1 W2 定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组
7、通入三相交流电 方向方向: :顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体 右手定则右手定则 感应电动势感应电动势 E E20 20 旋转磁场旋转磁场 感应电流感应电流 I I 2 2 旋转磁场旋转磁场 左手定则左手定则 电磁力电磁力F F F 电磁转矩电磁转矩T T n n F 返回退出上一页 下一页章目录 1. 2. 4 转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与 旋转磁场的同步转速之比称为转差率。 由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场 旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转 磁场的转速相等，即 异步电动机 如果: 无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不
8、切 割转子导条 无转矩 因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。 返回退出上一页 下一页章目录 异步电动机运行中异步电动机运行中: : 转子转速亦可由转差率求得 转差率转差率 s s 例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。 解： 根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n0=1000 r/min , 即即 p p=3=3 额定转差率为额定转差率为 返回退出上一页 下一页章目录 1.31.3 三相异步电动机的特性三相异步电动机的特性 返回退出上一页 下一页章目录 三相异步电动机的电三相
9、异步电动机的电 磁关系与变压器类似。磁关系与变压器类似。 变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 E E1 1 、E E 2 2 频率相同，都等频率相同，都等 于电源频率。于电源频率。 异步电动机每相电路异步电动机每相电路 i1 u1 e1 e 1 e2 e 2 i2 + + + + + f1f2 1.3.11.3.1 三相异步电动机的电路特性三相异步电动机的电路特性 返回退出上一页 下一页章目录 1 1 定子电路定子电路 1 1. .旋转磁场的磁通旋转磁场的磁通 异步电动机：旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通 旋转磁
10、场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以 2 2. .定子感应电势的频率定子感应电势的频率 f f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关 f 1= 电源频率 f 返回退出上一页 下一页章目录 2 2 转子电路转子电路 1. 1. 转子感应电势频率转子感应电势频率 f f 2 2 定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率转子感应电势频率 f f 2 2 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 返回退出上一页 下一页章目录 2. 2. 转子感应电动势转子感应电动势E E 2 2 E E2 2 = 4.44= 4.44 f f 2 2N N2 2 = 4.44
11、= 4.44s f s f 1 1N N2 2 当转速当转速 n n = 0(= 0(s s=1)=1)时，时， f f 2 2 最高，且最高，且 E E 2 2 最大，有最大，有 E20= 4.44 f 1N2 转子静止时转子静止时 的感应电势的感应电势 即E2= s E20 转子转动时转子转动时 的感应电势的感应电势 3. 3. 转子感抗转子感抗X X 2 2 当转速当转速 n n = 0(= 0(s s =1)=1)时，时， f f 2 2 最高，且最高，且 X X 2 2 最大，有最大，有 X20= 2 f1L2 即X2= sX20 返回退出上一页 下一页章目录 4. 4. 转子电流转
12、子电流 I I 2 2 5. 5. 转子电路的功率因数转子电路的功率因数 coscos 2 2 转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流 返回退出上一页 下一页章目录 转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流 转子电路的功率因数转子电路的功率因数 结论：转子转动时，转 子电路中的各量均与转 差率 s有关，即与转速 n有关。 I2 cos2 s 1 I2, O 返回退出上一页 下一页章目录 1.3.21.3.2 三相异步电动机转矩和机械特性三相异步电动机转矩和机械特性 1. 1. 转矩公式转矩公式 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下, ,受到电受到电 磁力所形成的转矩之
13、总和。磁力所形成的转矩之总和。 常数，与电 机结构有关 旋转磁场 每极磁通 转子电流 转子电路的 功率因数 返回退出上一页 下一页章目录 由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式 由前面分析知： 返回退出上一页 下一页章目录 由公式可知由公式可知 电磁转矩公式电磁转矩公式 1. 1. T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。U U 1 1 T T 2. 2. 当电源电压当电源电压 U U 1 1 一定时，一定时，T T 是是 s s 的函数。的函数。 3. 3. R R 2 2 的大小对的大小对 T T 有影响。绕线有影响。绕线型异步电动机可外异步电动机可外 接电阻来改变转子
14、电阻接电阻来改变转子电阻R R 2 2 ，从而改变转距。，从而改变转距。 返回退出上一页 下一页章目录 2 2 机械特性曲线机械特性曲线 O T S 根据转矩公式 得特性曲线： O T 1 返回退出上一页 下一页章目录 电动机在额定负载时的转矩。电动机在额定负载时的转矩。 1 1. .额定转矩额定转矩 T TN N 三个重要转矩三个重要转矩 O T 额定转矩额定转矩 (N m) 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功 率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为 返回退出上一页 下一页章目录 2 2. .最大转矩最大转矩 T Tmax max 转子轴上机械负载转
15、矩转子轴上机械负载转矩T T 2 2 不能大于不能大于T Tmax max ，否则将 ，否则将 造成堵转造成堵转( (停车停车) )。 电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。 令：求得 临界转差率 O T T Tmax 将sm代入转矩公式，可得 返回退出上一页 下一页章目录 当当 U U 1 1 一定时，一定时，T Tmax max为定值 为定值 过载系数过载系数( (能力能力) ) 一般三相异步电动机的过载系数为 工作时必须使工作时必须使T T 2 2 T T 2 2 电机能起电机能起 动，否则不能起动。动，否则不能起动。 O T T Tst st 起动能力 返回退出上一页 下一页
16、章目录 4. 4. 电动机的运行分析电动机的运行分析 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调 整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。 此过程中，此过程中， n n 、s sE E 2 2 , , I I 2 2 I I 1 1 电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。 T2s T2 T T =T2 n T T2 达到新的平衡 T2 常用特常用特 性段性段 T O 返回退出上一页 下一页章目录 5. 5. U U 1 1 和和 R R 2 2 变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响 (1(1) ) U U 1 1 变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响 U Tm Tst T2 T O 返回退出上一页 下一页章目录 (2(2)
