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三相异步电动机基本工作原理和结构_图文


第4章 三相异步电动机 三相异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械。结构简单、制 造、使用和维护方便,运行可靠,成本低,效率高,得以广泛应用。 但是,功率因数低、起动和调速性能差。 4.1三相异步电动机的基本工作原理和结构 4.2交流电机的绕组 4.3交流电机绕组的感应电动势 4.4交流电机绕组的磁动势 4.5三相异步电动机的空载运行 4.6三相异步电动机的负载运行 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图. 4.8三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡 第4章 三相异步电动机 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.1.1三相异步电动机的基本结构 一、定子部分: 1、定子铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。 2、定子绕组:放在定子铁心内圆槽内——导电部分。 3、机座:固定定子铁心及端盖,具有较强的机械强度和刚度。 二、转子部分: 1、转子铁心:由硅钢片叠成,也是磁路的一部分。 2、转子绕组: 1)笼型转子:转子铁心的每个槽内插入一根裸 导条,形成一个多相对称短路绕组。2)绕线转子:转子绕组为 三相对称绕组,嵌放在转子铁心槽内。 三、气隙:异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允 许达到的最小值。 第4章 三相异步电动机 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.1.2三相异步电动机的基本工作原理 一、基本工作原理 1、电生磁:三相对称绕组通往 三相对称电流产生圆形旋转磁 场。 W1 ? n1 V2 2、磁生电:旋转磁场切割转 子导体感应电动势和电流。 3、电磁力:转子载流(有功分 量电流)体在磁场作用下受电 磁力作用,形成电磁转矩,驱 动电动机旋转。 ? ? ? ? ? U1 n ??? ? ? W2 V1 ? U2 第4章 三相异步电动机 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.1.2三相异步电动机的基本工作原理 二、转差率 同步电机的转速 n 转子转速 n 之差 ( n ? n ) 和同步转 n 的比 1 1 1 为转差率 s : n1 ? n s? n1 转差率是异步电机的一个基本物理量,它反映电机的各种运行情况. n ? n ,s? 0 . n ? 0 ,s? 1 ; 电机理想空载时, 转子未转动时, 1 作为电动机,转速在 0 ~ n1范围内变化,转差率在0~1范围内变。 负载越大,转速越低,转差率越大;反之,转差率越小。转差率 的大小能够反映电机的转速大小或负载大小。电机的转速为: n ? ( 1 ? s ) n 1 正常运行时,转差率一般在0.01~0.06之间,即电机转速接近同步速。 第4章 三相异步电动机 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.1.2三相异步电动机的基本工作原理 三、异步电机的三种运行状态 根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态 状态 实现 转速 转差率 电磁转矩 能量关系 电动机 定子绕组接对 称电源 电磁制动 发电机 外力使电机沿磁 外力使电机快速 场反方向旋转 旋转 0?n?n 1 0?s? 1 驱动 电能转变为机 械能 n?0 n ? n1 s ?1 制动 s ?0 制动 电能和机械能变 机械能转变为电 成内能 能 第4章 三相异步电动机 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.1.3 型号和额定值 一、型号 例: 第4章 三相异步电动机 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.1.3 型号和额定值 额定电流 IN(A ) 在额定运行状态下流 U ( kV 或 V ) 额定功率 P kW ) 入定子绕组的线电流. 额定电压 N N( 额定条件下转轴上 输出的机械功率。 二、额定值 额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压. 额定转速 n ( r/min) N 额定运行时电 动机的转速. 额定功率因数 cos ?N 额定频率 fN 额定效率 ?N 额定值关系有:P ?3 U I cos ? ? N N N N N 第4章 三相异步电动机 4.2交流电机的绕组 4.2.1 交流绕组的基本知识 一、基本要求和分类 从设计制造和运行性能方面对交流绕组的要求: 1)三相绕组对称; 2)力求获得最大的电动势和磁动势; 3)绕组的电动势和磁动势的波形力求接近正弦; 4)节省用铜量; 5)绕组的绝缘和机械强度可靠,散热条件好; 6)工艺简单、便于制造、安装和检修。 第4章 三相异步电动机 4.2交流电机的绕组 4.2.1 交流绕组的基本知识 二、交流绕组的基本概念 1、极距 ? 两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的 槽数为Z,磁极对数为p,则极距: Z ? ? 2p 2、线圈节距 y 一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。 . y ? ?的绕组为整距绕组 . y ? ?的绕组为整距绕组 3、电角度 电角度 ? p?机械角度 第4章 三相异步电动机 4.2交流电机的绕组 4.2.1 交流绕组的基本知识 二、交流绕组的基本概念 4、槽距角? 相邻两个槽之间的电角度。 0 p ?360 ?? Z q 5、每极每相槽数 每一个极面下每相所占的槽数为 Z q? 2 pm 6、相带 每个极面下的导体平均分给各相,则每一相绕组在每个极 面下所占的范围,用电角度表示称为相带。 第4章 三相异步电动机 4.2交流电机的绕组 4.2.2 三相单层绕组 单层绕组的每个槽内只放一个线圈边,电机的线圈总数等于 定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心式绕组。 一、单层链式绕组 单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而成, 整个外形如长链。 链式绕组的每个线圈 节距相等并且制造方便; 线圈端部连线较短并且省 铜。主要用于q=2的4、6、 8极小型三相异步电动机。 第4章 三相异步电动机 4.2交流电机的绕组 4.2.2 三相单层绕组 二、单层交叉式绕组 单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组


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