電工電子技術(shù)課件：第十三講 交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

1、第十三講主要內(nèi)容：1.交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理2.三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值9.3 異步電動(dòng)機(jī)概述9.3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理9.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值9.3.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用9.3 異步電動(dòng)機(jī)概述電 動(dòng) 機(jī) 直 流 電動(dòng)機(jī)異步交流 電動(dòng)機(jī)繞線式鼠籠式并勵(lì)他勵(lì) 交 流 電動(dòng) 機(jī)同步交流電動(dòng)機(jī)串勵(lì)復(fù)勵(lì)翻頁(yè)9.3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 三相異步電動(dòng)機(jī)接上電源，就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 這是什么道理呢？翻頁(yè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理翻頁(yè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理翻頁(yè)NSIFF右手定則左手定則磁場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于線圈逆時(shí)針切割磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

2、說(shuō)明旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的原理 在實(shí)際的異步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子之所以會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)也是由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用。但在異步電動(dòng)機(jī)中，并沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵，那么旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的呢？翻頁(yè) 定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生oo規(guī)定 i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出()電流入 tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ 三相電流合成磁場(chǎng)的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90600動(dòng)畫(huà)oAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng) 即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360取決于三相

3、電流的相序2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論： 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)AXCZBY0 to3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P 當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：o tAXBYCZAXYCBZ 若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián) ，繞組的始端之間互差60（如A與B），將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。CYABCXYZAXBZAXBYC極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZ0U2n1t = 0U1U1U2W1W1W2W2V1V1V2V2n1t = 60U1U1U2U2W1W1W2W2V1V1V2V2翻頁(yè)n1= r/min 60 f

4、pW1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1V1iAiBiC0iAiBiC6000t30同步轉(zhuǎn)速 n1同步轉(zhuǎn)速n1極對(duì)數(shù)p2341300015001000750(r/min)翻頁(yè)n1= r/min 60 f p 4、 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 與同步轉(zhuǎn)速 n1 之差是保證電動(dòng)機(jī)工作的必要條件，故稱為異步電動(dòng)機(jī)。n1 同步轉(zhuǎn)速n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 起動(dòng)瞬間： n = 0 ，s = 1理想情況： n = n1 ，s = 0一般情況： s =（15%）轉(zhuǎn)差率公式：s = n1 - nn1翻頁(yè) 記住 s 是很重要的公式9.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值 1.異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 ：T=GmI

5、2cos 2T=Gs R2U12R22+(sX20)2定子通入三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E翻頁(yè)閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i2載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力 fU1 定子繞組相電壓X20 轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的感抗 s 轉(zhuǎn)差率R2 轉(zhuǎn)子繞組電阻cos 2轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)I2轉(zhuǎn)子電流m磁場(chǎng)磁通2. 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性翻頁(yè)T=Gs R2U12R22+(sX20)20sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn1額定轉(zhuǎn)矩 TNTN = T2 + T0TN T2P2 = T2P2T2 =P22n/60P2n= 9550TN = 9550P2NnN翻頁(yè)0sTTmaxTNSNSmTmaxTst0

6、TnnNTNn1P2 : kwnN : r/minT : Nm：角速度 最大轉(zhuǎn)矩TmaxSm=R2X20 Tmax = GU122X20翻頁(yè)TmaxTst0TnnNTNn1smS=0S=1T=Gs R2U12R22+(sX20)20TnSmTmaxUUUU U USmTmaxR2R2R2 R2 R2 R20Tn翻頁(yè)當(dāng) R2 = 常數(shù) 時(shí)，改變電源電壓 u1， Sm 不變，Tmax 改變當(dāng) u1= 常數(shù) 時(shí)，改變轉(zhuǎn)子電阻R2 ， Tmax不變， Sm 改變Sm=R2X20 Tmax = GU22X20,Ts=G R2U12 R22+X202 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ts翻頁(yè)T=Gs R2U12R22+(sX20

7、)2TmaxTs0TnnNTNn1smS=0S=13、異步電動(dòng)機(jī)的工作特性翻頁(yè)nI1T2PN2Ioocos1n1P2 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指當(dāng)外加電源電壓U1和頻率f1一定時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n、輸出轉(zhuǎn)矩T2、定子電流定子I1、電路功率因數(shù)cos1和效率對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P2的關(guān)系。4.異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)工作方式連續(xù)功率3千瓦接法電壓絕緣等級(jí)電流溫升轉(zhuǎn)速1440轉(zhuǎn)/分重量45公斤頻率50赫茲JO2-32-4/YE65oC220/380伏11.2/6.48安電機(jī)廠年 月 銘牌:標(biāo)明電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)額定運(yùn)行條件與數(shù)據(jù)。翻頁(yè) 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào) JO2 - 32 - 4

8、磁極數(shù)(極對(duì)數(shù) p =2 )同步轉(zhuǎn)速 1500 轉(zhuǎn)/分n1= （轉(zhuǎn)/分） 60 f1p轉(zhuǎn)差率0.04 150014401500=-=s轉(zhuǎn)速如：1440 轉(zhuǎn)/分翻頁(yè) 接法：指三相定子繞組的聯(lián)接方式 Y/ 接法：Y 接法 U1V1W1W2U2V2U1W1U2V2W2V1U1V1W1W2U2V2 接法U1V1W1W2U2V2W1U2V2W2U1V1U1V1W1W2U2V2翻頁(yè)220V/380V/Y 額定電壓：額定運(yùn)行時(shí)定子繞組應(yīng)加的線電壓。線電壓U1V1W1W2U2V2線電壓U1V1W1W2U2V2意味著定子繞組承受的額定電壓為220V。翻頁(yè) 一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的電壓不能高于或低于額定值的5。 額定電流： 電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線