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1、电气工程概论辅导资料六主 题： 第一章 电机与电器基础（第3节）学习时间： 2012年11月5日11月11日内 容：我们这周主要学习第一章第三节电机的部分内容，即异步电机部分，要了解异步电机的工作原理和电动势平衡方程式，重点掌握异步电机的调速方式和运行方式。第一章 电机与电器基础第三节 电机1.3.2 异步电机交流电机可分为异步电机和同步电机。目前异步电机是生活、生产中使用最广泛的电机。它可工作在三种状态，即发电机状态、电动机状态、制动状态，主要是用作电动机，以驱动生产机械和生活电器，它也可以用作发电机，但发电性能远较同步电机差，只能在特定的场合应用。异步电机转子转速和同步转速之间总存在一定差
2、异。其转子和定子之间没有电的直接联系，又称为感应电动机。异步电机优点是结构简单，价格低廉，运行可靠，效率较高，维修方便等，缺点是不能低成本的在较广泛的范围内实现平滑调速，必须从电网中吸收滞后电流，导致电网的功率因数降低。异步电动机的规格繁多，按相数可分为单相、两相和三相电机，按转子绕组型式又可分为鼠笼式和绕线式两类。1.异步电机的结构 （1）定子：定子是磁路的一部分，铁芯由硅钢片冲片叠成，冲片内圆上的槽用来嵌放定子绕组。（2）转子：主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三者组成。转子绕组分为绕线型和鼠笼型两类。绕线型转子可以利用集电环和电刷，在转子回路中串入附加电阻，来改善电动机的启动性能，或者调节电
3、动机的转速。与绕线型转子相比，鼠笼型转子既无集电环，又不需要导条绝缘，结构简单、制造方面、经济耐用，故用途广泛。2. 异步电动机的工作原理 （1）旋转磁极对导体的作用定子三相绕组通入三相交流电，产生空间旋转磁场，转子绕组切割磁力线，根据右手定则转子绕组产生感应电动势和感应电流。当导体内通过电流时，根据左手定则转子绕组受到力f的作用，是转子转动。（2）三相绕组的旋转磁场两极三相电机定子磁场规律：1）电流变化一周，磁场在空间上旋转360度。2）合成磁动势旋转方向与绕组A、B、C在空间的布置顺序的方向相同。3）某相电流达最大值时，合成磁动势轴线与该相绕组轴线重合。4）合成磁动势的幅值为每相脉振磁动势
4、振幅的1.5倍。（3）异步电机的磁通1）主磁通：同时与定子绕组及转子绕组相匝链的磁通。2）漏磁通：定子绕组通过三相电流产生的仅与其自身相匝链的磁通；转子绕通过电流产生的仅与其自身相匝链的磁通。3.异步电机的运行方式转差率s：旋转磁场的转速n1与转子转速n的差值与同步速度n1的比值。可根据转差率来判断异步电机的运行状态。 （1）电动机运行状态：0s1 （2）发电机运行状态:-s1。4.异步电动机的电动势平衡方程式 （1）定子绕组的电动势平衡方程式（2）转子绕组的电动势和电流：1）转子绕组的电动势2）转子绕组的漏阻抗3）转子中的电流5.异步电动机的磁动势平衡方程（1）转子磁动势 转子磁动势相对转子
5、的转速 （2）磁动势平衡方程式6.异步电动机的功率平衡方程式7.异步电动机的转矩和机械特性（1）转矩 （2）机械特性8.异步电动机的调速（1）交流调速系统发展方向1）一般性能的节能调速2）高性能交流调速系统3）特大容量和极高转速的交流调速（2）异步电动机的调速1）变极调速改变定子绕组的磁极对数，特点是操作简便、有级调速、调速范围小。2）变频调速改变电机输入电压的频率，特点是效率高、性能好、调速范围大，但需要专用的设备。3）变转差率调速改变定子端电压，特点是可靠、成本低，但转速只能往下调。改变转子电阻，特点是由于串入电阻，转速只能下调，适用于绕线式异步电动机。4）异步电动机矢量变换控制系统特点是
6、模拟直流机进行磁场定向的矢量变换控制，是一种高动态性能的调速方法。本周要求掌握的内容如下：本周我们要主要掌握异步电机的工作原理、结构、运行方式，掌握异步电机调速方式及其特点，掌握异步电机的损耗及效率、异步电机的转矩和机械特性等。习题（一）选择题1异步电动机工作状态有（ ）。 A发电机状态B电动机状态C调速机状态D制动状态 2两极三相电机定子磁场规律（ ）A电流变化一周，磁场在空间上旋转360度。B合成磁动势旋转方向与绕组A、B、C在空间的布置顺序的方向相同。C某相电流达最大值时，合成磁动势轴线与该相绕组轴线重合。D合成磁动势的幅值为每相脉振磁动势振幅的1.5倍。（二）判断题：1目前异步电机是生活、生产中使用最广泛的电机。 （正确） 2异步电动机可以实现无级调速。 （错误）（三）简答题： 1异步电机的调速方法有哪几种，它们的特点是什么？（1）变极调速。改变定子绕组的磁极对数，特点是操作简便、有级调速、调速范围小。（2）变频调速。改变电机输入电压的频率，特点是效率高、性能好、调速范围大，但需要专用设备。（3）变转差率调速。1）改变定子端电压，特点是可靠、成本低，但转速只能往下调。2）改变转子电阻，特点是由于串入电阻，转速只能下调，适用于绕线式异步电动机。（4）异步电动机矢量变换控制系统特点是模拟直流机进行磁场定向的矢量变换控制，是一种高动态性能的调速方法。第1页 共7页
