異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本原理學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1異步電機(jī)的基本異步電機(jī)的基本(jbn)結(jié)構(gòu)和基本結(jié)構(gòu)和基本(jbn)原理原理第一頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四2 接線盒接線盒 鑄鋁轉(zhuǎn)子鑄鋁轉(zhuǎn)子 鑄鐵鑄鐵端蓋和機(jī)座端蓋和機(jī)座 定子定子(dngz) 端部端部 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)造第1頁(yè)/共35頁(yè)第二頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四3三相三相(sn xin)異步電異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相三相(sn xin)繞線型異步電動(dòng)繞線型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)第2頁(yè)/共35頁(yè)第三頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四4交流交流(jioli)繞組繞組三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造造

2、第3頁(yè)/共35頁(yè)第四頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四5三相三相(sn xin)異步電動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造機(jī)的構(gòu)造第4頁(yè)/共35頁(yè)第五頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四6三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造造第5頁(yè)/共35頁(yè)第六頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四7三相三相(sn xin)異步電異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造動(dòng)機(jī)的構(gòu)造第6頁(yè)/共35頁(yè)第七頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四8定子定子(dngz)線線圈圈第7頁(yè)/共35頁(yè)第八頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四9轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)(gnyng)電動(dòng)勢(shì)或電流。電

3、動(dòng)勢(shì)或電流?；\型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子鐵心：鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。由外周有槽的硅鋼片疊成。 (1)籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子(2) 繞線型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形?；\型籠型繞線型繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體，或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體，或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。第8頁(yè)/共35頁(yè)第九頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四10三相三相(sn xin)異步電動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造機(jī)的構(gòu)造鑄鋁式籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁式籠型轉(zhuǎn)子第9頁(yè)/共35頁(yè)第十頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14

4、日星期四11繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子(zhun z)三相三相(sn xin)異步電動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造機(jī)的構(gòu)造第10頁(yè)/共35頁(yè)第十一頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四12三相三相(sn xin)繞線型異步電動(dòng)機(jī)示繞線型異步電動(dòng)機(jī)示意圖意圖三相三相(sn xin)異步電異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造動(dòng)機(jī)的構(gòu)造ABCabc定子定子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子集電環(huán)集電環(huán)第11頁(yè)/共35頁(yè)第十二頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四13繞線轉(zhuǎn)子(zhun z)照片三相三相(sn xin)異步電異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造動(dòng)機(jī)的構(gòu)造第12頁(yè)/共35頁(yè)第十三頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四14線圈鐵心三相三相(s

5、n xin)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造造第13頁(yè)/共35頁(yè)第十四頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四15籠型：籠型：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能通過轉(zhuǎn)子串電阻人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能通過轉(zhuǎn)子串電阻人為為(rnwi)改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。繞線型：繞線型：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。三、氣隙三、氣隙和其他電機(jī)一樣，異步電動(dòng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子之間必須有一個(gè)和其他電機(jī)一樣，異步電動(dòng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子之間必須有一個(gè)氣隙。異步電動(dòng)機(jī)的氣隙很小，一般為氣隙。

6、異步電動(dòng)機(jī)的氣隙很小，一般為0.2-2mm。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)造第14頁(yè)/共35頁(yè)第十五頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四16 三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)的外形外形三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的構(gòu)造第15頁(yè)/共35頁(yè)第十六頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四17 三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的外形異步電動(dòng)機(jī)的外形三相三相(sn xin)異步電異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造動(dòng)機(jī)的構(gòu)造第16頁(yè)/共35頁(yè)第十七頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四18UN 400 V 690 V fN 50 / 60 Hz PN 200 kW 2 3

7、00 kW 2p 2 8 交流交流(jioli)低壓籠型異步電低壓籠型異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的構(gòu)造第17頁(yè)/共35頁(yè)第十八頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四19AXYCBZ定子定子(dngz)三相三相繞組通入三相交繞組通入三相交流電流電1160 (/fnp轉(zhuǎn) 分）方向方向:順時(shí)針順時(shí)針 切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體Blv右手定則右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Bli左手定則左手定則電磁力電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩TnvFNSn18-2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本作用原理三相異步電動(dòng)機(jī)的基本作用原理1.

8、 異步電動(dòng)機(jī)的工作原理異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第18頁(yè)/共35頁(yè)第十九頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四202. 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(xun zhun c chn)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(xun zhun c chn)的同步轉(zhuǎn)速之的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 不可能達(dá)到不可能達(dá)到(d do)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)如果如果: n=n1

9、無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切 割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩?zé)o轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本作用原理三相異步電動(dòng)機(jī)的基本作用原理nn1，使，使s變?yōu)樨?fù)值。變?yōu)樨?fù)值。此時(shí)感應(yīng)電勢(shì)此時(shí)感應(yīng)電勢(shì)e2則因磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相反而改變了方向，轉(zhuǎn)子電流則因磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相反而改變了方向，轉(zhuǎn)子電流i2也改變了方向，隨之電磁轉(zhuǎn)矩也改變了方向，隨之電磁轉(zhuǎn)矩TM也改變，對(duì)原動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用，也改變，對(duì)原動(dòng)機(jī)起制

10、動(dòng)作用，轉(zhuǎn)子從原動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械功率，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。轉(zhuǎn)子從原動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械功率，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。如果用原動(dòng)機(jī)將異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子加速，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可高于同步轉(zhuǎn)速如果用原動(dòng)機(jī)將異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子加速，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可高于同步轉(zhuǎn)速n1。在理論上可使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到無窮大，因此異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行區(qū)域在在理論上可使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到無窮大，因此異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行區(qū)域在s3kW采用連接采用連接電機(jī)容量電機(jī)容量3kW采用采用Y連接連接三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值第28頁(yè)/共35頁(yè)第二十九頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四303. 電壓電壓(diny)例如例如(lr)：380/220V、Y

11、/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時(shí)采用時(shí)采用 Y聯(lián)結(jié)；線電壓為聯(lián)結(jié)；線電壓為 220V 時(shí)采用時(shí)采用 聯(lián)結(jié)。聯(lián)結(jié)。說明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或說明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額低于額定值的定值的 5% 。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過高因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過高 或或過低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值過低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值, 從而使電動(dòng)機(jī)過熱從而使電動(dòng)機(jī)過熱。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值第29頁(yè)/共35頁(yè)第三十

12、頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四31例如：例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示表示(biosh)星形聯(lián)結(jié)下星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為電機(jī)的線電流為 6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為 11.64A。兩種接法下相電流均為。兩種接法下相電流均為 6.73A。5. 功率與效率功率與效率 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。線電流值。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1。P1N = 3 UNIN cos N P

13、N = NP1N = 3 UNIN cos N N6. 功率因數(shù)功率因數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為 0.7 0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值第30頁(yè)/共35頁(yè)第三十一頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四321NN1 nnsn如：如： n N =1440 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分 sN = 0.048. 絕緣絕緣(juyun)等級(jí)等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠指電機(jī)絕緣材料能夠(nnggu)承受的極限溫度承受

14、的極限溫度等級(jí)，分等級(jí)，分為為A、E、B、F、H五級(jí)，五級(jí)，A級(jí)最低級(jí)最低(105C)，H級(jí)最高級(jí)最高(180C)。7. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值第31頁(yè)/共35頁(yè)第三十二頁(yè)，共35頁(yè)。2022年4月14日星期四33 例例: Y180M2 型三相異步電動(dòng)機(jī)，型三相異步電動(dòng)機(jī)，PN =22kW，UN = 380 V，IN = 42.2 A， 接法，接法， cosN = 0.89，fN = 50 Hz，nN = 2940 r/min。求額定運(yùn)行時(shí)的：。求額定運(yùn)行時(shí)的：(1) 轉(zhuǎn)差率；轉(zhuǎn)差率；(2) 定子繞組定子繞組(roz)的相電流；的相電流； (3) 輸入有功功率；輸入有功功率； (4) 效率。效率。解：解：(1) 由型號(hào)由型號(hào)(xngho)知知 2p = 2，即，即 p = 1，因此因此 n1 = 3000 r/min，故，故sN = n1nN n1= 30002940 3000= 0.02 (2) 由于由于定子三相繞組為三角形聯(lián)結(jié)，故相電流為定子三相繞組為三角形聯(lián)結(jié)，故相電流為 I1p =IN 3三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值42.2 3= A = 24.4 A第32頁(yè)/共35頁(yè)第三十三頁(yè)，共35頁(yè)。2022