異步電動機工作原理 ppt課件

1、第五章第五章 交流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性 了解三相異步電動機的基本結構；了解三相異步電動機的基本結構； 掌握三相異步電動機的工作原理；掌握三相異步電動機的工作原理； 掌握三相異步電動機的轉矩特性和機械特性；掌握三相異步電動機的轉矩特性和機械特性； 掌握三相異步電動機的連接方法和額定參數(shù)；掌握三相異步電動機的連接方法和額定參數(shù)； 掌握三相異步電動機啟動、調速和制動等各種特性；掌握三相異步電動機啟動、調速和制動等各種特性； 以及以及實現(xiàn)的方法；實現(xiàn)的方法； 掌握單相異步電動機的工作原理和啟動方法；掌握單相異步電動機的工作原理和啟動方法； 了解同步電動機的結構、工作原理、運

2、行特性和啟動了解同步電動機的結構、工作原理、運行特性和啟動 方法。方法。51 三相異步電動機的基本結構和工作原理三相異步電動機的基本結構和工作原理 5.1.1 三相異步電動機的基本結構三相異步電動機的基本結構 三相異步電動機主要由定子和轉子兩個部分組成，定三相異步電動機主要由定子和轉子兩個部分組成，定子是不動的部分，轉子是旋轉部分，在定子和轉子之間有子是不動的部分，轉子是旋轉部分，在定子和轉子之間有一定的氣隙。一定的氣隙。1. .定子定子 定子由定子鐵心、繞組以及機座組成。定子由定子鐵心、繞組以及機座組成。 定子鐵心是磁路的一部分，它由定子鐵心是磁路的一部分，它由0.5mm的硅鋼片疊壓的硅鋼片

3、疊壓而成。定子鐵心的硅鋼片的內圓沖有定子槽，槽中安放線而成。定子鐵心的硅鋼片的內圓沖有定子槽，槽中安放線圈。硅鋼片在疊壓后成為一個整體，固定于機座內。圈。硅鋼片在疊壓后成為一個整體，固定于機座內。 定子繞組：定子繞組： 定子繞組用絕緣的銅或鋁導線定子繞組用絕緣的銅或鋁導線（電磁線）（電磁線）繞成，嵌在繞成，嵌在定子槽內。定子槽內。散嵌線圈散嵌線圈 三相對稱交流繞組模型三相對稱交流繞組模型機座：機座： 主要是為了固定與支撐定子鐵心。端蓋軸承還要支撐主要是為了固定與支撐定子鐵心。端蓋軸承還要支撐電機的轉子部分。因此，機座應有足夠的機械強度和剛度。電機的轉子部分。因此，機座應有足夠的機械強度和剛度。

4、對中、小型異步電動機，通常用鑄鐵或鑄鋁機座。對大型對中、小型異步電動機，通常用鑄鐵或鑄鋁機座。對大型電機，一般采用鋼板焊接的機座。電機，一般采用鋼板焊接的機座。2 2、轉子：、轉子： 轉子主要由轉子鐵心、轉子繞組和轉子軸組成。轉子主要由轉子鐵心、轉子繞組和轉子軸組成。轉子鐵心：轉子鐵心： 磁路的一部分，它用磁路的一部分，它用0.5mm0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，固厚的硅鋼片疊壓而成，固定在轉軸上，整個轉子的外表呈圓柱形。定在轉軸上，整個轉子的外表呈圓柱形。轉子繞組：轉子繞組： 分為籠型和繞線型兩類。分為籠型和繞線型兩類。 1 1）籠型轉子：）籠型轉子：在轉子的每個槽里放上一根導體，在鐵心在轉

5、子的每個槽里放上一根導體，在鐵心的兩端用端環(huán)連接起來，形成一個閉合的繞組。如果把的兩端用端環(huán)連接起來，形成一個閉合的繞組。如果把轉子鐵心拿掉，則可看出，剩下來的繞組形狀像個松鼠轉子鐵心拿掉，則可看出，剩下來的繞組形狀像個松鼠籠子。導條的材料有用銅的，也有用鑄鋁的?；\子。導條的材料有用銅的，也有用鑄鋁的?；\型轉子籠型轉子籠型轉子繞組模型籠型轉子繞組模型 2 2）繞線型轉子：）繞線型轉子：繞線型轉子的槽內嵌放有用絕緣導線組繞線型轉子的槽內嵌放有用絕緣導線組成的三相繞組，一般都聯(lián)接成成的三相繞組，一般都聯(lián)接成Y形。轉子繞組的三條引線形。轉子繞組的三條引線分別接到三個集電環(huán)（滑環(huán)）上，用一套電刷裝置引

6、出來，分別接到三個集電環(huán)（滑環(huán)）上，用一套電刷裝置引出來，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯(lián)到轉子繞組回路里去，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯(lián)到轉子繞組回路里去，以改善電動機的啟動性能或調節(jié)電動機的轉速。以改善電動機的啟動性能或調節(jié)電動機的轉速。 與籠型轉子相與籠型轉子相比，繞線型轉子的比，繞線型轉子的結構較復雜，價格結構較復雜，價格稍貴，可靠性也較稍貴，可靠性也較低，因此只在要求低，因此只在要求起動電流小，起動起動電流小，起動轉矩大，或需平滑轉矩大，或需平滑調速的場合使用。調速的場合使用。3 3、氣隙：、氣隙： 異步電動機的氣隙比同容量直流電動機的氣隙小得異步電動機的氣隙比同容量直流電動機的

7、氣隙小得多，在中、小型異步電動機中，氣隙多，在中、小型異步電動機中，氣隙一般為一般為0.22.0mmmm左左右。右。5.1.2 5.1.2 三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理 三相異步電動機定子繞組接三相電源后，電機氣隙內三相異步電動機定子繞組接三相電源后，電機氣隙內便形成旋轉磁場，設旋轉磁場的方向為順時針轉動，如圖便形成旋轉磁場，設旋轉磁場的方向為順時針轉動，如圖所示。若轉子不轉，轉子繞組與旋轉磁場有相對運動，繞所示。若轉子不轉，轉子繞組與旋轉磁場有相對運動，繞組中有感應電動勢組中有感應電動勢e2，于是繞組中有電流，于是繞組中有電流 i2，這樣，轉子，這樣，轉子繞組就在磁場中受

8、力繞組就在磁場中受力F，該力在轉子軸上產(chǎn)生轉矩，使電，該力在轉子軸上產(chǎn)生轉矩，使電動機旋轉。動機旋轉。 轉子的轉向與旋轉磁場相同。轉子的轉向與旋轉磁場相同。 轉子的轉速通常用轉差率的轉子的轉速通常用轉差率的形式來表示。形式來表示。 00nnnS 通常通常S00.5%, , SN5%。工作原理：工作原理： 定子均布的三相繞組通入對稱的三相電流后，合成旋定子均布的三相繞組通入對稱的三相電流后，合成旋轉磁場，該磁場沿定子內圓周方向（氣隙）旋轉。轉子繞轉磁場，該磁場沿定子內圓周方向（氣隙）旋轉。轉子繞組被旋轉磁場切割，產(chǎn)生感應電動勢，繼而產(chǎn)生感應電流組被旋轉磁場切割，產(chǎn)生感應電動勢，繼而產(chǎn)生感應電流。

9、轉子電流在磁場下受力，從而產(chǎn)生電磁轉矩，使電動機。轉子電流在磁場下受力，從而產(chǎn)生電磁轉矩，使電動機旋轉。旋轉。 由工作原理可知：轉子的轉速由工作原理可知：轉子的轉速n（電動機的轉速）恒（電動機的轉速）恒比旋轉磁場的旋轉速度比旋轉磁場的旋轉速度n0（同步速度）要小。因為如果兩（同步速度）要小。因為如果兩種速度相等時，轉子和旋轉磁場沒有相對運動，轉子導體種速度相等時，轉子和旋轉磁場沒有相對運動，轉子導體不切割磁力線，因此，不能產(chǎn)生電磁轉矩，轉子將不能繼不切割磁力線，因此，不能產(chǎn)生電磁轉矩，轉子將不能繼續(xù)旋轉。因此，轉子與旋轉磁場之間的轉速差是保證轉子續(xù)旋轉。因此，轉子與旋轉磁場之間的轉速差是保證轉

10、子轉速的主要因素，也是異步電動機的由來。轉速的主要因素，也是異步電動機的由來。5.1.3三相異步電動機的旋轉磁場三相異步電動機的旋轉磁場 1旋轉磁場產(chǎn)生的旋轉磁場產(chǎn)生的 假設每相繞組只有一個線匝，分別嵌放在定子內圓周假設每相繞組只有一個線匝，分別嵌放在定子內圓周的的6個凹槽之中?，F(xiàn)將三相繞組的末端個凹槽之中?，F(xiàn)將三相繞組的末端X、Y、Z相連，首相連，首端端A、B、C接三相交流電源。且三相繞組分別叫做接三相交流電源。且三相繞組分別叫做A、B、C相繞組。相繞組。 規(guī)定：當某相電流為正值時，繞組首端電流流入。規(guī)定：當某相電流為正值時，繞組首端電流流入。 從分析可看出，電角從分析可看出，電角度變化度變

11、化600時，合成磁場時，合成磁場的位置也旋轉了的位置也旋轉了600。當。當電角度變化電角度變化3600時，合成時，合成磁場的位置也旋轉磁場的位置也旋轉3600。 即：即：n0=f （r/s) ) 由此可知，當旋轉磁場具由此可知，當旋轉磁場具有兩對磁極（有兩對磁極（p=2）時，其旋）時，其旋轉速度僅為一對磁極時的一半。轉速度僅為一對磁極時的一半。依次類推，當有依次類推，當有p對磁極時，對磁極時，其轉速為：其轉速為： min)(r/60s)(r/00pfnpfn 按以上分析可以證明：當三相電流隨時間不斷變化按以上分析可以證明：當三相電流隨時間不斷變化時，合成磁場也在不斷旋轉，故稱時，合成磁場也在不

12、斷旋轉，故稱旋轉磁場。旋轉磁場。 旋轉磁場的轉速旋轉磁場的轉速為：為： n0=60f / /p， n0也叫也叫同步轉速同步轉速。旋轉磁場的方向：旋轉磁場的方向： 通過前面分析可得出旋轉磁場的方向是從通過前面分析可得出旋轉磁場的方向是從A相繞組轉相繞組轉向向B相繞組，也就是說旋轉磁場的方向是從定子電流的超相繞組，也就是說旋轉磁場的方向是從定子電流的超前相轉向定子電流的滯后相。前相轉向定子電流的滯后相。 如果將定子繞組接至電源的三根導線中的如果將定子繞組接至電源的三根導線中的任意兩根線任意兩根線對調對調，例如，將，例如，將B，C兩根線對調，使兩根線對調，使B相與相與C相繞組中電相繞組中電流的相位對

13、調。流的相位對調。 此時此時A相繞組內的電流超前相繞組內的電流超前C相繞組內的電流相繞組內的電流2 /3，而而C相繞組內的電流又超前相繞組內的電流又超前B相繞組內的電流相繞組內的電流2 /3，用上，用上述同樣的分析方法可知，此時旋轉磁場的旋轉方向將變?yōu)槭鐾瑯拥姆治龇椒芍?，此時旋轉磁場的旋轉方向將變?yōu)锳CB，即向逆時針方向旋轉，如圖所示，即與未對，即向逆時針方向旋轉，如圖所示，即與未對調前的旋轉方向相反。調前的旋轉方向相反。 由此可見，要改變旋轉磁場的旋轉方向，只要把定子由此可見，要改變旋轉磁場的旋轉方向，只要把定子繞組接到電源的三根導線中的任意兩根對調即可。繞組接到電源的三根導線中的任意兩根

14、對調即可。 5.1.4定子繞組連接方式定子繞組連接方式 星形連接（星形連接（Y） 三角形連接（三角形連接（）相相UU31 相相UU 1定子繞組連線方法的選用：定子繞組連線方法的選用： 定子三相繞組的連接方式（定子三相繞組的連接方式（Y形或形或 形）的選擇，須視形）的選擇，須視電源的線電壓而定。電源的線電壓而定。 如果電源的線電壓等于電動機的額定相電壓，那么，如果電源的線電壓等于電動機的額定相電壓，那么，電動機的繞組應該接成三角形；電動機的繞組應該接成三角形； 如果電源的線電壓是電動機額定相電壓的如果電源的線電壓是電動機額定相電壓的 倍，那倍，那么，電動機的繞組就應該接成星形。么，電動機的繞組就應該接成星形。 通常電動機的銘牌上標有符號通常電動機的銘牌上標有符號 / /Y和數(shù)字和數(shù)字220 / /380 。3 例：電源線電壓為例：電源線電壓為380V，現(xiàn)有兩臺電動機，其銘牌數(shù)，現(xiàn)有兩臺電動機，其銘牌數(shù)據(jù)如下，試選擇定子繞組的連接方式。據(jù)如下，試選擇定子繞組的連接方式。 1. J32-4，功率，功率1.0kW，連接方法，連接方法 /Y，電壓，電壓220/380