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1、第8章 交流电动机,8.1 三相异步电动机的结构与工作原理 8.2 三相异步电动机的机械特性 8.3 三相异步电动机的使用,交流电动机,电动机,直流电动机,他励、异励、串励、复励,电动机的分类,8.1 三相异步电动机的结构与工作原理,e方向用 右手定则 确定,f方向用 左手定则 确定,磁场旋转,磁极旋转,导线切割磁力线产生感应电动势,导线长,切割速度,（右手定则）,2. 线圈比磁场转得慢,三相异步机的结构,转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。,三相定子绕组：产生旋转磁场。,旋转磁场的产生,A,Y,C,B,Z,异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极,()电流出,()电流入,X,合成磁场方向：
2、 向下,同理分析，可得 其它电流角度下 的磁场方向：,旋转方向：取决于三相电流的相序。,改变电机的旋转方向：换接其中两相。,旋转磁场的旋转方向,旋转磁场的转速大小,一个电流周期，旋转磁场在空间转过360,电流频率为 f Hz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：,n1称为同步转速,极对数（P）的概念,极对数（P）的改变,将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形 成的磁场则是两对磁极。,极对数,极对数和转速的关系,三相异步电动机的同步转速,极对数,每个电流周期 磁场转过的空间角度,同步转速,电动机转速和旋转磁场同步转速的关系,电动机转速（额定转速）:,提示：如果,转差率 的概念
3、：,异步电机运行中:,转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：,转子感生电流的频率：,例1：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定转速n=960r/min。 求：转差率s，转子电动势的频率f2,同步转速：,转差率：,一、三相异步电动机的“电磁”关系,8.2 三相异步电动机的机械特性,定子电路,：主磁通产 生的感应电动势。,转子电路,设：,则：,定子边：,取决于转子和旋转磁场的相对速度,同理可得：,转子功率因数,例2：三相异步电动机，p=2，n=1440 r/min，转子R2=0.02，X20=0.08 ， E20=20V， f1= 50Hz。,启动时I2（st）,额定转速
4、下的I2（N）,s=1,电磁转矩 T：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距之总和。,常数,每极磁通,转子电流,转子电路的,转矩公式的推导,（牛顿米）,得到转矩公式,二、 三相电动机的机械特性,根据转矩公式,得特性曲线：,启动时n=0,最大转速n=n1时,三个重要转矩,n1,T,n,（牛顿米）,如果 电机将会 因带不动负载而停转。,求解,过载系数：,三相异步机,n1,T,n,机械特性曲线,启动：,TstTL (负载转矩)，电机启动,转速n，转矩T ,c,c点：转矩达最大Tm ，转速n继续，T，沿cb走,b,b点：T=TL，转速n不再上升，稳定运行,若TL ，暂时T TL,
5、n s I2 T n ,电动机的自适应负载能力,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。,s=0,s=1,例3（7-7）：三相异步电动机，额定功率PN=10kW， 额定转速nN=1450r/min，启动能力Tst/TN=1.2，过载 系数=1.8。,（牛顿米）,（1）额定转矩TN,（2）启动转矩Tst,（3）最大转矩Tm,#（4）用Y 方法起动时的Tst,机械特性和电路参数的关系,和电压的关系,结论：,和转子电阻的关系,机械特性的软硬,硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。 软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起 动特性好。 ,一、三相异步机
6、铭牌与技术数据,1. 型号 Y 132M4,转差率,8.3 三相异步电动机的使用,3. 联接方式 ： Y/ 接法,4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.,说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5 。,例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。,5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。,如：,表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。,6. 额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率 （ ），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的关系为：,其中,额定负载
7、时一般为0.7 0.9 ， 空载时功率因数很低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。,注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。,7. 功率因数(cos1)：,P2,PN,cos1,二、 三相异步机的起动,三相异步机的起动方法：,（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。,（3）转子串电阻起动。,Y 起动：,设：电机每相阻抗为,例4:三相异步电动机，电源电压 =380V，三相定子 绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动电流Ist/IN=7， 求： （1）接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y,（1）Ist =7 IN =720=140A,解：,（2）,Ist Y = Ist /3=140/3=47A,方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。,三、三相异步电动机的正、反转,制动方法：1. 抱闸：加机械抱闸,四、 三相异步电动机的制动,3. 能耗制动,4.发电反馈制动,2. 反接制动： 停车时，将电动机接电源的意两相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的目的；,五、三相异步电动机的调速,3. 改变电源频率 (变频调速) 无级调速,此种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源（常由整流器、逆变器等组成）。,
