三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理教案

1、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliAXYCBZFF0nNSv1. 1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由三相電流通過(guò)三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由三相電流通過(guò)三相對(duì)稱對(duì)稱繞組產(chǎn)生。繞組產(chǎn)生。對(duì)稱：對(duì)稱：三相對(duì)稱繞組三相對(duì)稱繞組空間對(duì)稱分布空間對(duì)稱分布（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生180tU2V1W20nU1V2W1 60tU1U2V2W1V1W2SN0n60A120tU2V2W1V1W20nUiViWitmI三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流就形成三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流就形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 二極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)二極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)（p）的概

2、念：的概念：（2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n0 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速如何改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速？如何改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速？ 以以 Y 型接法為例，當(dāng)每相型接法為例，當(dāng)每相繞組只有一個(gè)線圈時(shí)，按右圖繞組只有一個(gè)線圈時(shí)，按右圖放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為 1。 即即 p = 1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2 以以 Y 型接法為例，將型接法為例，將每相繞組都改用兩個(gè)線圈每相繞組都改用兩個(gè)線圈串聯(lián)組成。串聯(lián)組成。 按下圖放入定子按下圖放入定子槽內(nèi)。槽內(nèi)。 形成的磁場(chǎng)則是形成的

3、磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。兩對(duì)磁極。 即即 p = 2 U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3 三相繞組三相繞組 四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 50 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 3000 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (5060) 周周p = 1 時(shí)：時(shí)：電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 25 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 1500 圈圈

4、電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (2560) 周周p = 2 時(shí)：時(shí)：三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速600pfn min）r/ ( p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f = 50 Hz 時(shí)，不同極對(duì)數(shù)時(shí)的同步轉(zhuǎn)速如下時(shí)，不同極對(duì)數(shù)時(shí)的同步轉(zhuǎn)速如下:同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速p 為任意值時(shí)：為任意值時(shí)：二、異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)特點(diǎn)及轉(zhuǎn)差率二、異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)特點(diǎn)及轉(zhuǎn)差率電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但但 異步異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)0nn無(wú)轉(zhuǎn)距無(wú)轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)

5、勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電流無(wú)轉(zhuǎn)子電流提示提示：如果如果0nn （1 1）轉(zhuǎn)差（率）轉(zhuǎn)差（率）S S 的概念：的概念：%10000nnns異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:%91s轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 差：差：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差與轉(zhuǎn)差與n0的比值。的比值。 即：即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）00nnns或或 例例1 1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率電源頻率 f1 1= =50 H

6、z。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。（2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向U1U2V1V2W2W1i1i2L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti3U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3任意對(duì)調(diào)兩根電源進(jìn)線，磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意對(duì)調(diào)兩根電

7、源進(jìn)線，磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。i1i2ImOti3旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序：取決于三相電流的相序0n0n改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相UiViWimItUiWiVimIt方法：方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)AB CM3電電 源源ABCM3電電 源源三、三相異步電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)及相互關(guān)系三、三相異步電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)及相互關(guān)系1、三相異步電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、三相異步電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)(1)電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩212202212)(UsXrfCsrTT-電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩，N.m2r-轉(zhuǎn)子的等效電阻轉(zhuǎn)子的等效

8、電阻S-轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 -每相轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)時(shí)的漏電抗每相轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)時(shí)的漏電抗02XC-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)，與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)，與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)22TcosICT常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)(2)額定功率額定功率NP(3)222222XREI2202220)(sXRsE 22022222222222)(cossXrrXrrZrI2cos2s1I2,2cos O)cos(2 sn 結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) 子子電路中的各量均與轉(zhuǎn)電路中的各量均與轉(zhuǎn) 差率差率 s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速 n有關(guān)。有關(guān)。轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流、功率因數(shù)的關(guān)系轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流、

9、功率因數(shù)的關(guān)系（5）效率）效率00110012100100PPPPP四、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型型 號(hào)號(hào) Y132S6 功功 率率 3 kW 頻頻 率率 50Hz電電 壓壓 380 V 電電 流流 7.2 A 聯(lián)聯(lián) 結(jié)結(jié) Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 960r/min 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.76 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí) B1.1.型號(hào)型號(hào) Y132S6Y系列異步機(jī)系列異步機(jī)機(jī)座中心高度機(jī)座中心高度機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào) 2p = 6n0 = 1 000 r/min2. 額定功率額定功率 PN PN = 3 kW轉(zhuǎn)子軸上輸出的轉(zhuǎn)子軸上輸出的機(jī)械功率機(jī)械功率

10、3. 額定電壓額定電壓 UN UN = 380 V定子三相繞組應(yīng)施加的定子三相繞組應(yīng)施加的線電壓線電壓磁極數(shù)磁極數(shù)4. 額定電流額定電流 IN IN = 7.2A 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型型 號(hào)號(hào) Y132S6功功 率率 3 kW 頻頻 率率 50Hz電電 壓壓 380 V 電電 流流 7.2 A 聯(lián)聯(lián) 結(jié)結(jié) Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 960r/min 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.76 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí) B定子三相繞組的額定定子三相繞組的額定線電流線電流6. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。5. 聯(lián)結(jié)方式聯(lián)結(jié)方式通常三相異步電動(dòng)機(jī)通常三相異步電動(dòng)機(jī)3kW以下者，聯(lián)結(jié)成星形，以下者，聯(lián)結(jié)成星形，4kW以上者，聯(lián)結(jié)成三角形。以上者，聯(lián)結(jié)成三角形。 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型型 號(hào)號(hào) Y132S6功功 率率 3 kW 頻頻 率率 50Hz電電 壓壓 380 V 電電 流流 7.2 A 聯(lián)聯(lián) 結(jié)結(jié) Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 960r/min 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.76 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí) B8. 8. 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為為A、E、B、F、H五級(jí)，五級(jí)，A級(jí)最低級(jí)最低(105(105C)C)，H級(jí)最高級(jí)最高(180(180C)