三相交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和原理

第十一章異步電機(jī)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)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理3三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析4三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性5三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)6三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速7三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)8三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)9三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇（自學(xué)）10單相異步電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)鼠籠式繞線式異步機(jī)同步機(jī)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性、控制方法電動(dòng)機(jī)的分類：YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī)座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。繞線式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子

第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子

定子由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組組成：1、機(jī)座：起固定和支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制造。2、定子鐵心：由厚0.5mm的硅鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開有均勻的槽，嵌放定子繞組。3、定子繞組：由完全相同的三個(gè)繞組組成，空間互差120度，可接成Y或Δ。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成：1、轉(zhuǎn)子鐵心：和定子鐵心一樣，既是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，又能安放轉(zhuǎn)子繞組。2、轉(zhuǎn)子繞組：有籠型和繞線型兩種。（1）籠型繞組：導(dǎo)體用銅條或鋁條，兩頭用端環(huán)聯(lián)接。結(jié)構(gòu)可靠簡(jiǎn)單，但是轉(zhuǎn)子電阻固定。（2）繞線型轉(zhuǎn)子：接成星型的三相繞組通過滑環(huán)與外電路聯(lián)接，便于串入電阻改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理

G:\iTudou\下載\電動(dòng)機(jī)工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)教學(xué)儀器神宏橋.f4viTudou\下載\電動(dòng)機(jī)工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)教學(xué)儀器神宏橋.f4v三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理磁鐵閉合線圈磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線長(zhǎng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度切割速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致

結(jié)論：異步2.線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生AYCBZ在異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出()電流入XAXBYCZ合成磁場(chǎng)方向：向下AXYCBZAXYCBZXBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場(chǎng)方向：AXYCBZAXYCBZ三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理（圖解）nNSTfn1fU1V1W1U2V2W2WVUit分析規(guī)定：

電流I為正時(shí)，從首端流入、末端流出；電流I為負(fù)時(shí)，從首端流出、末端流入。1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定性分析圖解NS1232NS3NS44NS55NS6NS6U1V1W1U2V2W2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的連續(xù)觀察NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變相序（換接其中兩相）2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向

方法：將與電源相接的任意兩相互換(改變相序)，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源3、極對(duì)數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法（每相繞組只有一組線圈）下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即：AXYCBZC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'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。AXBYCZ極對(duì)數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速大小

一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過360°。則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度）為：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：三相異步電動(dòng)機(jī)的同步（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）轉(zhuǎn)速：極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速電動(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:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果

5、轉(zhuǎn)差率的概念：異步電機(jī)運(yùn)行中: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)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）R1R2i1u1e1e

1e2e

2同理得轉(zhuǎn)子邊：i2：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度電磁轉(zhuǎn)矩T：轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。常數(shù)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的1轉(zhuǎn)矩公式第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性R1R2i1u1e1e

1e2e

2其中轉(zhuǎn)子功率因數(shù)：i2COSψ2I2I2,COSψ21S0結(jié)論：轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)、電流、頻率、感抗、功率因數(shù)等都與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)，與轉(zhuǎn)差率S的關(guān)系如右圖所示。I2、COSψ2將其中參數(shù)代入：得到轉(zhuǎn)矩公式2三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式10n0Tn得特性曲線：電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力：

電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段n0nT自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載。）直至新的平衡。此過程中，時(shí)，電源提供的功率自動(dòng)增加。三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩：n0Tn額定轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，輸出額定功率

時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。(1)（牛頓?米）nN如果電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩：(2)電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。n0Tn求解過載系數(shù)：三相異步機(jī)工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使注意：（1）三相異步機(jī)的和電壓的平方成正比，所以對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。（2）電機(jī)嚴(yán)重過熱起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：(3)電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中則體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若電機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。機(jī)械特性和電路參數(shù)的關(guān)系和電壓的關(guān)系結(jié)論：和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系R2的

改變

：鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機(jī)外接電阻不同。

令：得：結(jié)論：機(jī)械特性的軟硬硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。

硬特性（R2小）軟特性（R2大）不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。

第五節(jié)三相異步機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過熱影響：三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：（1）直接起動(dòng)。二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。（2）降壓起動(dòng)。Y－起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介紹Y－起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。AZBYXC正常運(yùn)行UPABCXYZ起動(dòng)UP'（2）Y－起動(dòng)應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機(jī)。