電動(dòng)機(jī)(交流)工作原理

1、缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，換向器與電刷處缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，換向器與電刷處有火花放電，需定期維護(hù)有火花放電，需定期維護(hù) （無(wú)刷直流電（無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)不必）。動(dòng)機(jī)不必）。 三相電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)4.1 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組 240tsinIi120tsinIitsinIimCmBmABiAXBYCZAiCiAYCBZXAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0 t 60t 0n60 90t SNSN 240tsinIi120tsinIitsinIimCmBmACiBiA

2、i t600mIo 360AAXZBCYAAXZBCY可見(jiàn)：可見(jiàn)：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)2. .0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(xiàn)就使磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。線(xiàn)就使磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。0mICiBiAi tiomINSNSCiAXBYCZAiBiCYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB Y A C SNBiCiAiimIt 0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( f60n10 時(shí)時(shí)頻頻率率Hz50f1 分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 30000 np=1時(shí)，時(shí)，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速X NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時(shí)時(shí)BiC

3、iAiit mI0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 所以所以%100nnns00 %65 . 1S 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 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)。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。數(shù)和額定負(fù)載下的轉(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%100097510

4、00%10000 nnns定子三相繞組的六個(gè)出線(xiàn)頭可根據(jù)需要靈活地接定子三相繞組的六個(gè)出線(xiàn)頭可根據(jù)需要靈活地接成星形（成星形（Y形）或三角形（形）或三角形（形）。形）。聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)4.24.2定子定子和轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子1) 異步電動(dòng)機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于異步電動(dòng)機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的變壓器的原、副繞組。原、副繞組。2）變壓器：）變壓器： 變化變化 e U1 E1=4.44 f N1 異步電動(dòng)機(jī)：異步電動(dòng)機(jī)： 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) e U1 E1=4.44 f N1 3）變壓器：）變壓器：I2 增大增大 I1增大，增大，以保持以保持 基本不變，基本不變，以達(dá)到傳遞能量的目的。以達(dá)到傳遞能量的目的

5、。 異步電動(dòng)機(jī)：當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流異步電動(dòng)機(jī)：當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流I2 增大增大 I1增大，增大，以保持以保持 基本不變，以達(dá)到傳遞能量的目的?；静蛔儯赃_(dá)到傳遞能量的目的。副繞組副繞組異步異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的副繞組副繞組是旋轉(zhuǎn)的且短路。是旋轉(zhuǎn)的且短路。異步異步電動(dòng)電動(dòng)機(jī)中的定機(jī)中的定子和轉(zhuǎn)子之間是有不大的氣隙。子和轉(zhuǎn)子之間是有不大的氣隙。異步電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變的。速改變的。i1u1e1eL1i2R1e2eL2R211L111eeRiu 為漏磁電感為漏磁電感1L11L1LLdtdiLe 為為定定子子一一相相繞繞組組的的

6、匝匝數(shù)數(shù)1111NdtdNe 2L222eRie 其其有有效效值值記記為為為為磁磁通通，tsin1m1 111111Nf44. 4NKf44. 4Ee 有有效效值值為為R1為為111L1111L111edtdiLRieeRiu 1L11Lf2X 漏磁感抗漏磁感抗60pnfpf60n,ef011011 可可寫(xiě)寫(xiě)出出由由磁磁場(chǎng)場(chǎng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速即即交交流流電電源源頻頻率率的的頻頻率率為為 11111Nf44. 4NKf44. 4E1111111L111EXIjRIEERIU 表表示示為為有有效效值值可可用用復(fù)復(fù)數(shù)數(shù))(i1e1eL1i2R1e2eL2R2u1因因R1、X1小小,可近似認(rèn)為可近似認(rèn)為U1=E

7、1因因轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn),故轉(zhuǎn)故轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率子感應(yīng)電勢(shì)頻率 f 2 定定子感應(yīng)電勢(shì)頻率子感應(yīng)電勢(shì)頻率 f 110000201Sf60pnnnnp60nnf60npf 可可得得類(lèi)類(lèi)比比i1e1eL1i2R1e2eL2R22L222eRie E20= 4.44 f 1N2 故故E2= S E20 有有錯(cuò)錯(cuò)書(shū)書(shū)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子定定子子58P,dtdNe,dtdNe222111 X20= 2 f1LL2故故X2= SX20 為為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子漏漏磁磁電電感感2L22L2LLdtdiLe dtdiLRieRie22L222L222 22222L222XIjRIERIE 2L12L22LSf2Lf2X 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子漏

8、漏磁磁感感抗抗 222222XREI 2202220)SX(RSE 0I)nn( 020 s2202220max2XREI) 0n( 1s 220222222222)SX(RRXRRcos 202SXR)(s 高高速速很很小小時(shí)時(shí)1cos2 2ISn2cos 202XRSf11f12f11f12f1減小，減小，Tmax基本不變，基本不變，Tst增大增大2. 在額定頻率以上變頻在額定頻率以上變頻交流電頻率增大時(shí)，轉(zhuǎn)速將增交流電頻率增大時(shí)，轉(zhuǎn)速將增大，但因大，但因電壓不能超過(guò)額定電電壓不能超過(guò)額定電壓，故只能保持壓，故只能保持U不變，不變，變小，所以轉(zhuǎn)矩變小，所以轉(zhuǎn)矩T也變小，屬也變小，屬恒功率調(diào)

9、速。恒功率調(diào)速。特點(diǎn)：機(jī)械特性特點(diǎn)：機(jī)械特性硬硬，效率高，拖動(dòng)能力下降，效率高，拖動(dòng)能力下降，屬恒功率調(diào)速。屬恒功率調(diào)速。OnTfNf4.44.4啟動(dòng)特性啟動(dòng)特性一般啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst=0.8 1.5TN，而啟動(dòng)電流而啟動(dòng)電流Ist=5 7IN常用于常用于10kw以下的電動(dòng)機(jī)，也可按教材以下的電動(dòng)機(jī)，也可按教材P67處理處理3131線(xiàn)繞式異步電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)繞式異步電動(dòng)機(jī)的逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻maxTstTOnT0nS1R2 R2 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)頻敏變阻器實(shí)質(zhì)上是鐵芯損頻敏變阻器實(shí)質(zhì)上是鐵芯損耗很大的電抗器，轉(zhuǎn)子感應(yīng)耗很大的電抗器，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流頻率低時(shí)阻

10、抗小，適合電流頻率低時(shí)阻抗小，適合正常轉(zhuǎn)速；感應(yīng)電流頻率高正常轉(zhuǎn)速；感應(yīng)電流頻率高時(shí)阻抗大，適合啟動(dòng)；時(shí)阻抗大，適合啟動(dòng)；高轉(zhuǎn)差率高轉(zhuǎn)差率電阻大，啟動(dòng)性能好，稱(chēng)為啟動(dòng)籠。電阻大，啟動(dòng)性能好，稱(chēng)為啟動(dòng)籠。4.54.5制動(dòng)特性制動(dòng)特性O(shè)nTMT0nMT OnTMT0nMT OnT0n 斷開(kāi)三相電源，向定子繞組通入直流電，形成固定斷開(kāi)三相電源，向定子繞組通入直流電，形成固定磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子電磁感應(yīng)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)距，與直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子電磁感應(yīng)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)距，與直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)原理相同。能耗制動(dòng)原理相同。OnTMT0nMT 教材教材P87圖圖5.53b不正確不正確4.64.6脈動(dòng)磁場(chǎng)脈動(dòng)磁場(chǎng)可用可用正、反兩個(gè)

11、方向的正、反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)等效，故旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)等效，故正、反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（正、反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（P89）B1B2BB2B1BB B2B1BB1B2B2B1B1B2BBB1B2BB2B1iAABYXiBiBiAmIit OABYiAiBX12 將開(kāi)關(guān)將開(kāi)關(guān)S合在位置合在位置1，電容，電容C與與B繞組串聯(lián)，電流繞組串聯(lián)，電流 iB較較iA超前近超前近90 ；當(dāng)；當(dāng)將將S切換到位置切換到位置2，電容，電容C與與A繞組串聯(lián)，電流繞組串聯(lián)，電流iA 較較iB 超超前近前近90 。這樣就改變了旋轉(zhuǎn)磁。這樣就改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)。i 1 2定子繞組定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)短路環(huán)極掌極掌(極靴極靴)當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，產(chǎn)生了一部分磁通當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，產(chǎn)生了一部分磁通 1 ，同，同時(shí)產(chǎn)生的另一部分磁通與短路環(huán)作用生成了磁通時(shí)產(chǎn)生的另一部分磁通與短路環(huán)作用生成了磁通 2 。由于短路環(huán)中感應(yīng)電流的阻礙作用，使得由于短路環(huán)中感應(yīng)電流的阻礙作用，使得 2在相位在相位上滯后上滯后 1 ，從而使合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。，從而使合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。 罩極式單相