三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理12課件

1、2022-1-191異步電動(dòng)機(jī)2022年1月19日星期三2一一. 電動(dòng)機(jī)的分類電動(dòng)機(jī)的分類異步（感應(yīng)）電動(dòng)機(jī)：應(yīng)用廣泛。異步（感應(yīng)）電動(dòng)機(jī)：應(yīng)用廣泛。同步電動(dòng)機(jī)：用于功率較大，不需要同步電動(dòng)機(jī)：用于功率較大，不需要 調(diào)速，長(zhǎng)期工作的機(jī)械。調(diào)速，長(zhǎng)期工作的機(jī)械。交流交流直流：他勵(lì)，并勵(lì)，串勵(lì)，復(fù)勵(lì)。直流：他勵(lì)，并勵(lì)，串勵(lì)，復(fù)勵(lì)。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)1 1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)下面是它主要部件的拆分圖。下面是它主要部件的拆分圖。 右圖是一臺(tái)三相鼠籠型異右圖是一臺(tái)三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的外形圖。步電動(dòng)機(jī)的外形圖。4.1.1定子部分 定子是用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。三相電動(dòng)機(jī)的定子一般由外殼、定子鐵

2、心、定子繞組等部分組成。 （1）外殼：三相電動(dòng)機(jī)外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。 機(jī)座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是保護(hù)和固定三相電動(dòng)機(jī)的定子繞組。中、小型三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)座還有兩個(gè)端蓋支承著轉(zhuǎn)子，它是三相電動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通常，機(jī)座的外表要求散熱性能好，所以一般都鑄有散熱片。 端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。 軸承蓋：也是鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型的，它的作用是固定轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子不能軸向移動(dòng)，另外起存放潤(rùn)滑油和保護(hù)軸承的作用。 接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護(hù)和固定繞組的引出線端子。 吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造

3、，安裝在機(jī)座的上端，用來(lái)起吊、搬抬三相電動(dòng)機(jī)。 （2）定子鐵心 異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由0.35mm0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖3.2所示。由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過(guò)而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來(lái)嵌放定子繞圈。 （a）定子鐵心 （b）定子沖片 圖3.2 定子鐵心及沖片示意圖 （3）定子繞組 定子繞組是三相電動(dòng)機(jī)的電路部分，三相電動(dòng)機(jī)有三相繞組，通入三相對(duì)稱電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)繞組又由若干線圈連接而成。每個(gè)繞組即為一相，每個(gè)繞組在空間相差120電角度。

4、線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。中、小型三相電動(dòng)機(jī)多采用圓漆包線，大、中型三相電動(dòng)機(jī)的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。定子三相繞組的六個(gè)出線端都引至接線盒上，首端分別標(biāo)為U1, V1, W1 ，末端分別標(biāo)為U2, V2, W2 。這六個(gè)出線端在接線盒里的排列如圖4.3所示，可以接成星形或三角形。 （a）星形連接 （b）三角形連接 圖3.3 定子繞組的聯(lián)結(jié) 定子繞組:是電路重要的組成部分定子繞組用絕緣的銅（或鋁）導(dǎo)線繞成，嵌在定子槽內(nèi)。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成的 。1、轉(zhuǎn)子鐵心：是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅鋼片

5、疊壓而成。鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上，整個(gè)轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。2、轉(zhuǎn)子繞組：分為籠型和繞線型兩類。 4.2.1轉(zhuǎn)子部分 籠型轉(zhuǎn)子：籠型繞組是一個(gè)自己短路的繞組。在轉(zhuǎn)子的每個(gè)槽里放上一根導(dǎo)體，在鐵心的兩端用端環(huán)連接起來(lái)，形成一個(gè)短路的繞組。如果把轉(zhuǎn)子鐵心拿掉，則可看出，剩下來(lái)的繞組形狀像個(gè)松鼠籠子，因此又叫鼠籠轉(zhuǎn)子。導(dǎo)條的材料有用銅的，也有用鋁的。 籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、是一種經(jīng)濟(jì)、耐用的電機(jī)，所以應(yīng)用極廣。2022年1月19日星期三10一一. 轉(zhuǎn)動(dòng)原理：轉(zhuǎn)動(dòng)原理： 2 2 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 1.2 1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工

6、作原理U2U1W2V1W1V21nn一、轉(zhuǎn)動(dòng)原理1 1、電生磁、電生磁：三相對(duì)稱繞組通三相對(duì)稱繞組通往三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)往三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)。2 2、磁生電、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。3 3、電磁力、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場(chǎng)作用下受分量電流）體在磁場(chǎng)作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。為機(jī)械能。2022年1月19日星期三13 實(shí)際的異步電動(dòng)機(jī)中，實(shí)際的異步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子之所以轉(zhuǎn)動(dòng)，是由于轉(zhuǎn)子之所以轉(zhuǎn)動(dòng)

7、，是由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用。i iA Ai iB Bi iC CA AB BC CX XY YZ Zi iA A = I= Im msinsin t ti iB B = I= Im msin(sin( t t 120120 ) )i iC C = I= Im msin(sin( t + t + 120120 ) )i iA Ai iB Bi iC C相序相序 A-B-CA-B-C 對(duì)稱三相電流對(duì)稱三相電流流入流入對(duì)稱三相繞組。對(duì)稱三相繞組。 t ti iO Oi iA A t t = 0 = 0 t ti iA AZ ZB BX XC CY Yi iA A = = 0 0i iB

8、B 為為負(fù)負(fù)值值i iC C 為為正正值值N NS S0 0電流的流入端用電流的流入端用 + + 表示表示 i iB Bi iC C電流的流出端用電流的流出端用 表示表示O O t t t t = 60 = 60i iA AZ ZB BX XC CY YN NS S6060i iC C = = 0 0 i iB B 為為負(fù)負(fù)值值 i iA A 為為正正值值i iA Ai iB Bi iC CO O t t = 90 = 90A AZ ZB BX XC CY YN NS S9090i iA A 為為正正值值 i iB B 為為負(fù)負(fù)值值 i iC C 為為負(fù)負(fù)值值 t ti ii iA Ai iB

9、 Bi iC CO O t t = 180 = 180A AZ ZB BX XC CY Yi iA A = 0 = 0 i iB B 為為正正值值 i iC C 為為負(fù)負(fù)值值180180N NS S t ti ii iA Ai iB Bi iC CO O t t = 0= 0A AZ ZB BX XC CY YN NS S0 0N N t t =180=180 A AZ ZB BX XC CY YS S180180 t t = 90= 90A AZ ZB BX XC CY YN NS S9090 t t =60=60 A AZ ZB BX XC CY YN NS S6060空間相差空間相差 1

10、20 角的三相繞組，通入對(duì)稱三相電流時(shí)，角的三相繞組，通入對(duì)稱三相電流時(shí)，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期變化時(shí)，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期變化時(shí)，磁場(chǎng)也沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了一周磁場(chǎng)也沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了一周( (在空間旋轉(zhuǎn)的角度為在空間旋轉(zhuǎn)的角度為360) )。綜上分析可以得出：綜上分析可以得出： t ti ii iA Ai iB Bi iC CO OA AB BC CX XY YZ Zi iA Ai iC C9090 60600 0 A AZ ZB BX XC CY YN NS S0 0A AZ ZB BX XC CY YN NS S6060相序相序 A-

11、C-B-AA-C-B-AA AZ ZB BX XC CY YN NS S9090i iB B 改變流入三相繞組的電流相序，就能改變旋轉(zhuǎn)磁改變流入三相繞組的電流相序，就能改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向；改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，也就改變了三相場(chǎng)的轉(zhuǎn)向；改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，也就改變了三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。綜上分析可以得出：綜上分析可以得出：2022年1月19日星期三23旋轉(zhuǎn)磁旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速大小場(chǎng)的轉(zhuǎn)速大小分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度）為：AXYCBZNSA

12、XYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt2022年1月19日星期三24極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即：即：AXYCBZNS2022年1月19日星期三25極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)（P）的改變）的改變CYABCXYZAXBZAiBiCi 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。X AAXBYBYCZCZ2022年1月19日星期三26極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBY

13、BYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt2022年1月19日星期三27XNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt2022年1月19日星期三28三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)50(Hzf 0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 00012022年1月19日星期三29電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同

14、步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:n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)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 2022年1月19日星期三30 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機(jī)運(yùn)行中異步電機(jī)運(yùn)行中:%91s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬

15、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） 要正確使用電動(dòng)機(jī)，必須要看懂銘牌。今以Y132M-4型電動(dòng)機(jī)為例，來(lái)說(shuō)明銘牌上各個(gè)數(shù)據(jù)的意義。6.16.1電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù) 為了適應(yīng)不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電動(dòng)機(jī)制成不同的系列，每種系列用各種型號(hào)表示。6.1.16.1.1電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)- -型號(hào)型號(hào)6.1.16.1.1電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)- -型號(hào)型號(hào)U U1 1U U2 2V V1 1V V2 2W W1 1W W2 2U U1 1U U2 2V V1 1V V2 2W W1 1W W2 2U U1 1V V1 1W W1 1W W2 2U U2 2V

16、 V2 2U U1 1V V1 1W W1 1W W2 2U U2 2V V2 26.1.26.1.2電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)- -接法接法3 3、電壓、電壓 銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓。4 4、電流、電流 銘牌上所標(biāo)的電流值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。5 5、功率與效率、功率與效率 銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率值。所謂效率就是輸出功率與輸入功率的比值。6.1.36.1.3電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)- -其他參數(shù)其他參數(shù)6 6、功率因數(shù)、功率因數(shù) 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子相電流比相電壓滯后一個(gè)角。cos 就是功率因

17、數(shù)。7 7、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速 由于生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速的要求不同，需要生產(chǎn)不同磁極數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)，因此有不同的轉(zhuǎn)速等級(jí)。最常用的是四磁極的（n0=1500r/min)。8 8、絕緣等級(jí)、絕緣等級(jí) 絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來(lái)分級(jí)的。所謂極限溫度，是指電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。YFHC90155180大于1806.1.36.1.3電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)- -其他參數(shù)其他參數(shù)9 9防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí) 防護(hù)等級(jí)表示三相電動(dòng)機(jī)外殼的防護(hù)等級(jí)，其中IP是防護(hù)等級(jí)標(biāo)志符號(hào)，其后面的兩位數(shù)字分別表示電機(jī)防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護(hù)能力越強(qiáng)，如IP44中第一位數(shù)字“4”表示電機(jī)能防止直徑或厚度大于1毫米的固體進(jìn)入電機(jī)內(nèi)殼。第二位數(shù)字