相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.ppt

2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,1,第五章 異步電動(dòng)機(jī),電機(jī)及拖動(dòng)第二學(xué)習(xí)小組,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,2,三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu),2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,3,5.1定子：主要用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),它由定子鐵心、 定子繞組、 機(jī)殼等組成。,1、定子鐵心：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成導(dǎo)磁部分。,2、定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)導(dǎo)電部分。,3、機(jī)座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,4,5.1.1 定子鐵心,定子鐵心是磁路的一部分,為了降低鐵心損耗,采用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片間彼此絕緣。鐵心內(nèi)圓周上分布有若干均勻的平行槽，用來(lái)嵌放定子繞組,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,5,5.1.2機(jī)座,機(jī)殼包括端蓋和機(jī)座，其作用是支承定子鐵心和固定整個(gè)電機(jī)。中小型電機(jī)機(jī)座一般采用鑄鐵鑄造, 端蓋多用鑄鐵鑄成，用螺栓固定在機(jī)座兩端。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,6,5.1.3 定子繞組,定子繞組是電機(jī)定子的電路部分，應(yīng)用絕緣銅線或鋁線繞制而成。三相繞組對(duì)稱地嵌放在定子槽內(nèi)。 三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的三個(gè)首端U1、V1、W1和三個(gè)末U2、V2、W2，都從機(jī)座上的接線盒中引出。 圖（a）為定子繞組的星形接法； 圖（b）為定子繞組的三角形接法。三相繞組具體應(yīng)該采用何種接法，應(yīng)視電力網(wǎng)的線電壓和各相繞組的工作電壓而定。目前我國(guó)生產(chǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī)，功率在4 kW以下者一般采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接法。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,7,5.2 轉(zhuǎn)子：主要用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成。,1、轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。,2、轉(zhuǎn)子繞組： 1）籠型轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形成一個(gè)多相對(duì)稱短路繞組。2）繞線轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對(duì)稱繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,8,5.2.1轉(zhuǎn)子繞組: 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為鼠籠式和鑄鋁轉(zhuǎn)子式兩種。,鼠籠式轉(zhuǎn)子是由安放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的裸導(dǎo)體和兩端的短路環(huán)連接而成的。轉(zhuǎn)子繞組就像一個(gè)鼠籠形狀故稱其為鼠籠式轉(zhuǎn)子。,.鑄鋁轉(zhuǎn)子：指用鑄鋁的方法把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)、風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,5.2.2轉(zhuǎn)軸和氣隙,轉(zhuǎn)軸：由中碳鋼和合金鋼制成。 轉(zhuǎn)軸的作用：是支撐轉(zhuǎn)子和傳遞轉(zhuǎn)矩，所以它有一定的機(jī)械強(qiáng)度。 氣隙 氣隙的大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的性能影響很大。為了降低的電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和提高功率因數(shù)，氣隙應(yīng)盡可能的做得小些，但氣隙過(guò)小將使裝配困難和運(yùn)行不可靠，因此氣隙大小除了考慮電性能外，還要考慮便于安裝。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,10,5.3 三項(xiàng)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì),1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)的定子， 三相定子繞組對(duì)稱放置在定子槽中，即三相繞組首端U1、V1、W1（或末端U2、V2、W2）的空間位置互差120。,若三相繞組連接成星形，末端U2、V2、W2相連，首端U1、V1、W1接到三相對(duì)稱電源上， 則在定子繞組中通過(guò)三相對(duì)稱的電流iU、iV、iW（習(xí)慣規(guī)定電流參考方向由首端指向末端）,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,11,三相對(duì)稱電流波形：,旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)變化過(guò)程,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,12,(1) t=0 瞬間（iU=0；iV為負(fù)值； iW為正值）: 此時(shí)，U相繞組（U1U2繞組）內(nèi)沒(méi)有電流；V相繞組（V1V2繞組）電流為負(fù)值，說(shuō)明電流由V2流進(jìn)，由V1流出；而W相繞組（W1W2繞組）電流為正， 說(shuō)明電流由W1流進(jìn)，由W2流出。運(yùn)用右手螺旋定則， 可以確定合成磁場(chǎng)如圖 (a)所示， 為一對(duì)極(兩極)磁場(chǎng)。 (2) t=T/6瞬間（iU為正值；iV為負(fù)值；iW=0）: U相繞組電流為正，電流由U1流進(jìn)，由U2流出；V相繞組電流未變； W相繞組內(nèi)沒(méi)有電流。合成磁場(chǎng)如圖 （b）所示，同t=0瞬間相比，合成磁場(chǎng)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了 60。 (3) t=T/3瞬間（iU為正值；iV=0；iW為負(fù)值）: 合成磁場(chǎng)沿順時(shí)針?lè)较蛴中D(zhuǎn)了60，如圖（c）所示 (4) t=T/2瞬間（iU=0；iV為正值；iW為負(fù)值）:與t=0瞬間相比，合成磁場(chǎng)共旋轉(zhuǎn)了 180。,三相對(duì)稱電流波形：,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,13,5.3 三項(xiàng)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì),一、一根導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)頻率:,電動(dòng)勢(shì)大小:,二、整距繞組的電動(dòng)勢(shì),每個(gè)整距線匝的電動(dòng)勢(shì):,每個(gè)整距線圈的電動(dòng)勢(shì):,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,14,三、短距線圈的電動(dòng)勢(shì),每個(gè)短距線匝的電動(dòng)勢(shì):,基波短距系數(shù):,四、轉(zhuǎn)向：由電流相序決定，或者說(shuō)由載有超前電流相轉(zhuǎn)向載有滯后相。,如果電流出現(xiàn)最大值是：AB C，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向也是AB C,產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的條件：一是三相或多相對(duì)稱繞組；二是三相或多相對(duì)稱電流。兩個(gè)條件有一個(gè)不滿足，即產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。,五、轉(zhuǎn)速：三相對(duì)稱定子繞組中通入三相對(duì)稱交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，它與電源頻率和定子繞組磁極對(duì)數(shù)有關(guān)。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,15,異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,由上式可得，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n1 取決于電源頻率f 和磁極對(duì)數(shù) p。我國(guó)工頻50Hz,可得不同磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速如下,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向與通入定子繞組的電流相序一致。若使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向，只需把三根電源線的任意兩根對(duì)調(diào)（如U、W對(duì)調(diào)）,轉(zhuǎn)速為同步速：,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,16,5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組通以三相交流電時(shí)，便在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n1的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體逆時(shí)針?lè)较蚯懈畲帕€，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流 ，其方向可根據(jù)右手定則判斷（假定磁場(chǎng)不動(dòng)， 導(dǎo)體以相反的方向切割磁力線）。由于轉(zhuǎn)子電路為閉合電路， 在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下， 產(chǎn)生了感應(yīng)電流由于載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到力的作用， 因此， 可以用左手定則確定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體所受電磁力的方向如圖 所示。 這些電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一電磁轉(zhuǎn)矩， 其作用方向同旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向一致。這樣，轉(zhuǎn)子便以一定的速度沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,17,轉(zhuǎn)差率 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n低于同步轉(zhuǎn)速n1，兩者的差值(n1-n)稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差就是轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速。,轉(zhuǎn)差率就是相對(duì)轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)差）與同步轉(zhuǎn)速之比， 用s表示， 即 轉(zhuǎn)差率是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性的一個(gè)重要參數(shù)。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，n=0，s=1；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速（為理想空載轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中不可能達(dá)到）時(shí)， n=n1，s=0。由此可見(jiàn)，異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)差率的范圍為0s1；在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，s=0.020.06。,或n=(1-s),2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,18,【例5-3】一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)PN=10kW， UN=380V,nN=1455r/min， ， 求:電機(jī)的極數(shù)2p與額定轉(zhuǎn)差率sN; 轉(zhuǎn)差率s為0.1時(shí)的轉(zhuǎn)速。 解 因同步轉(zhuǎn)速 當(dāng)極對(duì)數(shù)p=1時(shí) n1=3000r/min 當(dāng)極對(duì)數(shù)p=2時(shí) n2=1500r/min 當(dāng)極對(duì)數(shù)p=3時(shí) n3=1000r/min 而nN=1455r/min,最接近n1=1500r/min，所以電機(jī)的極對(duì)數(shù)為 即電機(jī)的極數(shù)2p=4。 額定轉(zhuǎn)差率為 轉(zhuǎn)差率為0.1時(shí)的轉(zhuǎn)速,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,19,三、異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài),根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù),異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài),2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,20,5.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、分類和額定值,1.型號(hào),2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,21,2.額定值,額定值關(guān)系有：,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,22,3.防護(hù)方式（IP44）。表示電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)的方式為 封閉式。,4. 絕緣等級(jí)。絕緣等級(jí)是電動(dòng)機(jī)定子繞組所用的絕緣材料的等級(jí)。,5. 工作方式。工作方式即電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式。按負(fù)載持續(xù)時(shí)間的不同，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)把電動(dòng)機(jī)分成三種工作方式： 連續(xù)工作制、 短時(shí)工作制和斷續(xù)周期工作制,2019/7/11,第二學(xué)習(xí)小組,23,結(jié)論：異步電動(dòng)機(jī)可以在電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電磁制動(dòng)三種狀態(tài)下運(yùn)行?，F(xiàn)代異步電機(jī)主要作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；