電工電子第七章

1、第七章第七章 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的設(shè)備實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的設(shè)備-電機(jī)電機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 機(jī)械能機(jī)械能電能電能電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電能電能機(jī)械能機(jī)械能發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)電機(jī)電機(jī) 7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造 1 1、定子：鐵心、對(duì)稱三相繞組、定子：鐵心、對(duì)稱三相繞組 2 2、轉(zhuǎn)子：鐵心、繞組、轉(zhuǎn)子：鐵心、繞組 上上三三個(gè)個(gè)始始端端接接到到三三個(gè)個(gè)滑滑環(huán)環(huán)形形對(duì)對(duì)稱稱三三相相繞繞組組，聯(lián)聯(lián)成成星星繞繞線線式式：鼠鼠籠籠式式7.2.1電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩電

2、磁力電磁力感應(yīng)電流感應(yīng)電流閉合閉合感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢切割磁力線切割磁力線轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同 條件：條件： （1）有旋轉(zhuǎn)的磁場）有旋轉(zhuǎn)的磁場 （2）轉(zhuǎn)子構(gòu)成閉合回路）轉(zhuǎn)子構(gòu)成閉合回路7.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)異異步步 0nnNS FFnn07.2.2旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 1 1、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 iAAYXBCiBiCZAiBiCimItAXYCBZNSt=0t=60iAAYXBCiBiCZAiBiCimItAXYCBZNSAXYCBZSN1、三相對(duì)稱電流通入三相對(duì)稱繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場

3、、三相對(duì)稱電流通入三相對(duì)稱繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場2、為為電電流流的的頻頻率率）（同同步步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)秒秒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1110in)/(/60/sec)(/fmrfrfn 對(duì)調(diào)任意兩根電源線對(duì)調(diào)任意兩根電源線, ,旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。iAAYXBCiCiBZAiBiCimItt=0AXYCBZNSt=60AXYCBZSN2 2、旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)（三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)）、旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)（三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)） 如果每相繞組只有一個(gè)線圈，磁場為一對(duì)極如果每相繞組只有一個(gè)線圈，磁場為一對(duì)極 （P=1磁極對(duì)數(shù)）磁極對(duì)數(shù)） 如果每相繞組有兩個(gè)線圈串聯(lián)，磁場為兩對(duì)極（如果每相繞組有兩個(gè)線圈串聯(lián)，磁場為兩對(duì)極（

4、P=2） CYABCXYZAXBZAiBiCiX AAXBYBYCZCZAXX ANSSNZCZCBYBYAiBiCimItCYABCXYZAXBZAiBiCi 30,60磁磁場場旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)t 3 3、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 源源頻頻率率和和磁磁場場的的極極數(shù)數(shù)同同步步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速，取取決決于于電電分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)對(duì)對(duì)極極：分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)二二對(duì)對(duì)極極：分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一一對(duì)對(duì)極極：0101010n/60/260/60PfnPfnfn 7.2.3轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 000)1( nSnnnnS 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nn01、型號(hào)型號(hào) （Y 132 L-4） Y三相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)，132mm機(jī)座中

5、心高機(jī)座中心高 L機(jī)座長度代號(hào)機(jī)座長度代號(hào)( L , M , S )， 4 磁極數(shù)磁極數(shù)7-8 銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)2、接法、接法3、電壓：、電壓：UN額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組上應(yīng)加的線電壓額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組上應(yīng)加的線電壓目前目前銘牌銘牌上給出的數(shù)據(jù)有兩種情況：上給出的數(shù)據(jù)有兩種情況：a、額定電壓、額定電壓 380/220V 接法接法 Y/若電源線電壓若電源線電壓380V，定子繞組應(yīng)接成，定子繞組應(yīng)接成Y若電源線電壓若電源線電壓220V，定子繞組應(yīng)接成，定子繞組應(yīng)接成表明定子每相繞組的額定電壓是表明定子每相繞組的額定電壓是220Vb、額定電壓、額定電壓 380V 接法接法 表明定子每相繞組的額定電壓

6、是表明定子每相繞組的額定電壓是380V使用時(shí)不能接錯(cuò)使用時(shí)不能接錯(cuò)討論：討論：380/220V Y/a、使用時(shí)，將定子繞組接成、使用時(shí)，將定子繞組接成，接于，接于380V的的 三相電源上三相電源上允允許許帶帶載載運(yùn)運(yùn)行行不不允允許許空空載載運(yùn)運(yùn)行行，更更不不繞組發(fā)熱、甚至燒壞繞組發(fā)熱、甚至燒壞鐵心發(fā)熱鐵心發(fā)熱鐵損鐵損倍倍 11 )3(IU 允許空載運(yùn)行允許空載運(yùn)行倍倍 11)3(IUb、使用時(shí)，將定子繞組接成、使用時(shí)，將定子繞組接成Y，接于，接于220V的的 三相電源上三相電源上討論：討論：380/220V Y/ 12 IIT不不變變cT不不允允許許帶帶載載運(yùn)運(yùn)行行額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。

7、額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。4、電流：、電流： IN cos3cos31NNllIUIUP 輸輸入入功功率率5、功率與效率、功率與效率 功率功率額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率P2N（不是輸入的電功率）（不是輸入的電功率）12PP 效率效率cos 為電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)6、轉(zhuǎn)速：、轉(zhuǎn)速： nN額定電壓、頻率，軸上輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速額定電壓、頻率，軸上輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNTTIIrnVUWP 例例：NNIT 、求求 )1( ststTI ，

8、采采用用直直接接起起動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí) )2(時(shí)時(shí)，能能否否直直接接起起動(dòng)動(dòng)和和負(fù)負(fù)載載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩NNCUUUUmNT9 .0 ,2 .510)3( mNnPTNNN 4 .29014804595509550 )1(2AUPINNNN2.84cos32 mNTTAIINstNst 8 .5519 . 1 4 .5897)2(能能起起動(dòng)動(dòng), )3(CstNTTUU CststNTmNTTUU 447)9 .0(,9 .02時(shí)時(shí)不不能能起起動(dòng)動(dòng)ststTI ，采采用用直直接接起起動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí) )2(9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNT

9、TIIrnVUWP 例例：時(shí)時(shí)，能能否否直直接接起起動(dòng)動(dòng)和和負(fù)負(fù)載載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩NNCUUUUmNT9 .0 ,2 .510)3( 9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNTTIIrnVUWP 例例：ststITY,)4(起起動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)采采用用 mNTTststY 9 .1838 .5513131AIIststY5.1964.5893131 9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNTTIIrnVUWP 例例：能能否否起起動(dòng)動(dòng)？采采用用的的為為負(fù)負(fù)載載 %

10、,50%,80)5( YTTNC，不不能能mNTTNC 3 .2328 .04 .290%80能能,2 .1455 . 04 .290%50mNTTNC mNTstY 9.183例例 :當(dāng)采用自耦降壓起動(dòng)當(dāng)采用自耦降壓起動(dòng),設(shè)起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓設(shè)起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓降到電源電壓的降到電源電壓的64%，求線路起動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的，求線路起動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。解：解： 直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流AIINst4.5892.8477 mNTkTstst 2268 .55164. 022AIkIIststst2 .3774 .58964.064.0 電動(dòng)機(jī)（即變壓器副邊）的

11、起動(dòng)電流電動(dòng)機(jī)（即變壓器副邊）的起動(dòng)電流stI AIIkIststst4 .24164. 022 線路（即變壓器原邊）的起動(dòng)電流為線路（即變壓器原邊）的起動(dòng)電流為stI 7-11 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)-接單相電源接單相電源小容量小容量 （幾十（幾十W上百上百W）一相定子繞組一相定子繞組 不是旋轉(zhuǎn)磁場不是旋轉(zhuǎn)磁場 交變磁場交變磁場一、電容分相式一、電容分相式)90sin(sin tIitIiBmBmAA ABiAiBCSAB起動(dòng)繞組起動(dòng)繞組工作繞組工作繞組VUU 0 設(shè)設(shè)UAIBIAiBiu+C起動(dòng)繞組起動(dòng)繞組工作繞組工作繞組StiiAiB4590O)90sin(sin tIitIiBmBmAA tiiAiB4590O反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)超前超前正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)超前超前 90 2 90 1 BAABiiSiiS實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)電路實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)電路ABiAiBCS12二、罩極式二、罩極式1 2 i短短路路環(huán)環(huán)產(chǎn)產(chǎn)生生感感應(yīng)應(yīng)電電流流21 動(dòng)動(dòng)的的磁磁場場。形形成成一一個(gè)個(gè)向向被被罩罩部部分分移移滯滯后后于于12 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相故障三、三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相故障三相三