三相異步電動機(jī)工作原理課件

電機(jī)的概述電機(jī)的定義

電機(jī)是一種能實現(xiàn)電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電氣裝置，是電動機(jī)和發(fā)電機(jī)等的統(tǒng)稱。做為電源，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電機(jī)稱為發(fā)電機(jī)；將電能轉(zhuǎn)換為另一種形式電能的電機(jī)，包括變壓器、變流機(jī)變頻機(jī)、移相器等；在電氣機(jī)械系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)、放大和控制作用的稱為控制電機(jī)。電機(jī)的重要性拖動生產(chǎn)機(jī)械，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)稱為電動機(jī)；

電機(jī)是與電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用有著密切關(guān)系的電磁機(jī)械。應(yīng)用非常廣泛學(xué)習(xí)電機(jī)的相關(guān)基本理論和分析方法具有重要意義。電機(jī)的概述電機(jī)的定義1交流電動機(jī)感性認(rèn)識交流電動機(jī)感性認(rèn)識2下面是它主要部件的拆分圖。

一、三相異步電動機(jī)基本結(jié)構(gòu)

右圖是一臺三相籠型感應(yīng)電動機(jī)的外形圖。下面是它主要部件的拆分圖。一、三相異步電動機(jī)基本結(jié)構(gòu)3三相異步電動機(jī)工作原理ppt課件4圖6.1.7銅條籠型繞組圖6.1.8鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子圖6.1.7銅條籠型繞組圖6.1.8鑄5三相異步電動機(jī)工作原理ppt課件6第二章三相異步電動機(jī)第二節(jié)

三相異步電動機(jī)的原理一、旋轉(zhuǎn)磁場

1.演示實驗

旋轉(zhuǎn)磁場→感應(yīng)電動勢→電流→電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向與磁極旋轉(zhuǎn)方向是相同。

2.旋轉(zhuǎn)磁場一種極性和大小不變，且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。第二章三相異步電動機(jī)7二、三相異步電動機(jī)的工作原理

異步電動機(jī)原理模型ei磁鐵閉合線圈人為轉(zhuǎn)動感應(yīng)電流受力而旋轉(zhuǎn)感生電流二、三相異步電動機(jī)的工作原理

異步電動機(jī)原理模型ei磁鐵閉8旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件從理論分析和實踐證明，在對稱三相繞組中流過對稱三相交流電時會產(chǎn)生這種旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件從理論分析和實踐證明，在對稱三相繞9對稱三相繞組三相對稱繞組就是三個外形、尺寸、匝數(shù)都完全相同、首端彼此互隔120o、對稱地放置到定子槽內(nèi)的三個獨立的繞組，如圖所示。?AYCBZ(?)電流出(

)電流入?X?AXBYCZiAiBiC二、三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生對稱三相繞組三相對稱繞組就是三個外形、尺寸、匝數(shù)都完全相同、10

二、三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

1.對稱三相繞組

3個外型、尺寸、匝數(shù)都完全相同、首端彼此互隔120°、對稱地放置到定子槽內(nèi)的3個獨立的繞組。二、三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生11由電網(wǎng)提供的三相電壓是對稱三相電壓，由于對稱三相繞組組成的三相負(fù)載是對稱三相負(fù)載，每相負(fù)載的復(fù)阻抗都相等，所以，流過三相繞組的電流也必定是對稱三相電流。2。對稱三相電流由電網(wǎng)提供的三相電壓是對稱三相電壓，由于對稱三相繞組組成的三12旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

選定ωt=0o、120o、240o、360o四個特定瞬間考察三相電流產(chǎn)生的合成磁效應(yīng)，說明旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生并規(guī)定：電流為正值時，從每相線圈的首端入、末端出；電流為負(fù)值時，從末端入、首端出。用符號⊙表示電流流出，用×表示電流流入。旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生選定ωt=0o、120o、240o、313U←V←W←U1U2V1V2W2W1i1=Imsin

ti2=Imsin(

t－120O)i3=Imsin(

t＋120O)i1

i2

i3

t=0O

時i1=0，i2＜0，i3

＞0××NSIm

tOi1U←U1U2V1V2W2W1i1=Imsinti114

t=0O

時i1=0，i2＜0，i3＞0U1U2V1V2W2W1NS

t=120O

時i1＞0，i2=

0，i3＜

0

三相異步電動機(jī)的工作原理U1U2V1V2W2W1NSt=0O時U1U2V1V2W2W1Nt=12015U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NS

t=240O

時i1＜

0，i2＞0，i3=0

t=360O

時i1=0，i2＜0，i3＞0

三相異步電動機(jī)的工作原理NSU1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1Nt=162.旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向決定于通入定子繞組中的三相交流電源的相序，且與三相交流電源的相序Ｕ，Ｖ，Ｗ的方向一致．只要任意調(diào)換電動機(jī)兩相繞組所接交流電源的相序，旋轉(zhuǎn)磁場即反轉(zhuǎn)．因此要改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，只要改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向即可．

旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向U(i1)→V(i2)→W(i3)※由超前相轉(zhuǎn)向滯后相?！赏ㄈ肜@組中的電流的相序決定的。

怎樣改變n0的方向?V(i1)→U(i2)→W(i3)2.旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向決定于通入定子繞組中的17i

變化一周i每秒鐘變化50周i每分鐘變化(50×60)周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)50圈→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)3000圈３.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n1的大小怎樣改變？

三相異步電動機(jī)的工作原理n1=3000=60f1(r/min)旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度稱為同步轉(zhuǎn)速．i變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈３.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n18U1U2V1V2W2W1每相繞組由一個線圈組成U1V1W1U2V2

W2U3V3

W3U4V4

W4U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3每相繞組由兩個線圈串聯(lián)組成

三相異步電動機(jī)的工作原理當(dāng)三相對稱電流通入三相對稱繞組，必然會產(chǎn)生一個大小不變，且在空間以一定的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。繞組按一定規(guī)律繞制，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場可相應(yīng)達(dá)到1對、2對》、3對等多對磁極。U1U2V1V2W2W1每相繞組由U1V119U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××

t=0O

時

i1=0，i2＜0，i3

＞0NSNS

磁極對數(shù)p

p=2

電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈

n1

=1500

當(dāng)磁極對數(shù)p=3時

n1

=100060f12=60f13=

三相異步電動機(jī)的工作原理U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××t20

結(jié)論

旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1取決于電流頻率f和磁極對數(shù)p。p——磁極對數(shù)

f——電流頻率

f=50Hz時：

123456300015001000750600500pn0/(r/min)結(jié)論p——磁極對數(shù)f=50H21二、三相異步電動機(jī)的工作原理當(dāng)定子接通三相電源后，即在定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)建立了一同步速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場。磁場旋轉(zhuǎn)時將切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其方向可由右手定則確定。磁場逆時針方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)體相對磁極為順時針方向切斷磁力線。轉(zhuǎn)子上半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢的方向為流進(jìn)，用×表示；下半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢的方向為流出，用⊙表示。因轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，導(dǎo)體中有電流，電流方向與電勢相同。載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力，其方向由左手定則確定。這樣，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條上形成一個逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場逆時針方向轉(zhuǎn)動?！范?、三相異步電動機(jī)的工作原理當(dāng)定子接通三相電源后，即在定、轉(zhuǎn)225、轉(zhuǎn)差率（異步原理）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子（電動機(jī)）的轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即AYCBZXn1n旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速5、轉(zhuǎn)差率（異步原理）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子（電動機(jī)23

轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個基本物理量，它反映電機(jī)的各種運行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時，電機(jī)理想空載時，作為電動機(jī)，轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：額定運行時，轉(zhuǎn)差率一般在0.02～0.06之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的24轉(zhuǎn)差率:s=n1－nn1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速:n=(1－s)n1=(1-s)60f/p

起動時n=0，s=1

理想空載時n=n1，s=0

正常運行時0＜n＜n1，1＞s＞0

額定運行時sN=0.01~0.09

三相異步電動機(jī)的工作原理異步電機(jī)的各種運行狀態(tài)

狀態(tài)制動狀態(tài)堵轉(zhuǎn)狀態(tài)電動機(jī)狀態(tài)理想空載狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率n＜0s＞1n=0s=10＜n＜n1

1＞s＞0n=n1s=0n＞n1s＜0轉(zhuǎn)差率:s=n1－n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)25工作原理三相交流電源接通三相定子繞組定子繞組產(chǎn)生三相對稱電流三相對稱電流在電機(jī)內(nèi)部建立旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相對運動(切割)轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子繞組(感應(yīng)電流)在磁場中受到電磁力的作用在電磁力作用下，轉(zhuǎn)子逆時針方向開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n

。iAACBXZYiBiC三相異步電動機(jī)原理簡圖三相對稱電流旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流由此可知，異步電動機(jī)是通過載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受力而使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的，而轉(zhuǎn)子繞組中的電流由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，并非外部輸入，故異步電動機(jī)又稱感應(yīng)電動機(jī)。工作原理三相交流電源接通三相定子繞組定子繞組產(chǎn)生三相對稱電流26例題：某三相異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為720r/min，試求該電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率及磁極對數(shù)。解：因為n1=60f1/p，所以：當(dāng)p=1時，n1=3000r/min；當(dāng)p=2時，n1=1500r/min；當(dāng)p=3時，n1=1000r/min；當(dāng)p=4時，n1=750r/min；當(dāng)p=5時，n1=600r/min。

又因為nN略低于n1，所以n1=750r/min。所以p=60f1/n1=60╳50/750=4SN=（n1—nN）/n1=（750—720）/750=0.04例題：某三相異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為720r/min，試求該電27【例題】異步電動機(jī)滿載時，s＜0.06故異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速略小于磁場同步轉(zhuǎn)速，由此可知同步轉(zhuǎn)速n1=750r/min,p=4，2p=8?？蛰d轉(zhuǎn)速

n0=(1－s0)n1=(1－0.267%)×750=748r/minr/min額定轉(zhuǎn)差率某三相異步電動機(jī)，電源頻率為50Hz，空載轉(zhuǎn)差率s0=0.00267，額定轉(zhuǎn)速nN=730r/min。試求：電機(jī)的極數(shù)2p、同步轉(zhuǎn)速n1、空載轉(zhuǎn)速n0

、額定轉(zhuǎn)差率sN?！窘狻啃D(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速為【例題】異步電動機(jī)滿載時，s＜0.06故異步電動28例：已知三相異步電動機(jī)極對數(shù)P=2，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min,電源頻率f=50Hz,求額定轉(zhuǎn)差率s。該電動機(jī)在進(jìn)行變頻調(diào)速時，頻率突然降為f′=45Hz,求此時對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s′,并問此時電機(jī)在何種狀態(tài)下運行？例：已知三相異步電動機(jī)極對數(shù)P=2，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r29U2U1W2V1W1V2n總結(jié)1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、動磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。U2U1W2V1W1V2n總結(jié)1、電生磁：三相對稱繞組通往三30第三節(jié)三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、主要部件1.定子定子鐵心、定子繞組、機(jī)座和端蓋等。定子鐵心的硅鋼片異步電機(jī)的基本理論第三節(jié)三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、主要部件定子鐵心的硅31

定子鐵心

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子鐵心三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)32

定子繞組對稱三相繞組。

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子繞組對稱三相繞組。三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)33

定子接線盒U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1U2V2

W2星形(Y)聯(lián)結(jié)U1V1

W1W2

U2V23~三角形(

)聯(lián)結(jié)U1V1

W1W2

U2V23~

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子接線盒U1V1W134轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等。轉(zhuǎn)子鐵心的硅鋼片2.轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子繞組繞線型：對稱三相繞組?；\型：對稱多相繞組。

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等。轉(zhuǎn)子鐵心的硅鋼片2.轉(zhuǎn)子35

籠型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)籠型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)36

籠型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)籠型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)37

籠型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)籠型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)38

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

繞線型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)繞線型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子39

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

繞線型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)繞線型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子40

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相籠型異步電動機(jī)的部件圖三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相籠型異步電動機(jī)的部件圖41

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相籠型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子定子風(fēng)扇

冷空氣流

罩殼（非驅(qū)動端）端蓋（驅(qū)動端）三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相籠型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)42

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相繞線型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相繞線型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)43三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相繞線型異步電動機(jī)示意圖三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相繞線型異步電動機(jī)示意圖44

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相異步電動機(jī)的外形

更多的圖片三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的外形45

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相異步電動機(jī)的外形

更多的圖片三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的外形更多46

三相異步電動機(jī)的外形

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

更多的圖片三相異步電動機(jī)的外形三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)更多的47UN400~690VfN50/60HzPN200~2300kW2p2~8

交流低壓籠型異步電動機(jī)

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

更多的圖片UN400~690V48UN690V，2~11kVfN50/60HzPN200~3000kW2p2~12

交流高壓籠型異步電動機(jī)

三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

更多的圖片UN690V，2~11kV交流高壓籠型異步電49第四節(jié)三相異步電動機(jī)的定子繞組三相異步電動機(jī)的定子繞組和繞線型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組都是三相對稱繞（統(tǒng)稱為三相交流繞組）定子繞組：通入電流建立旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子繞組：與磁場有相對運對時將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢它們均是電動機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。第四節(jié)三相異步電動機(jī)的定子繞組三相異步電動機(jī)的定子繞組和繞50交流繞組的基本知識1線圈、線圈組、繞組組成交流繞組的基本單元叫線圈，它有兩個引出線，一個叫首端，一個叫末端。有效邊端部線線圈可由一匝或多匝組成圈邊首端尾端兩匝線圈交流繞組的基本知識1線圈、線圈組、繞組圈邊首端51三相異步電動機(jī)定子2.電角度和機(jī)械角度機(jī)械角度:電動機(jī)圓周在幾何上分成3600,稱機(jī)械角度.電角度:從電磁觀點來看,經(jīng)過N、S一對磁極恰好相當(dāng)于一個周期，即經(jīng)過3600電角度，若電動機(jī)有P對磁極，電動機(jī)圓周按電角度計算電角度=P╳機(jī)械角度3.極距定子繞組一個磁極所占有定子圓周的距離。（一般用定子槽數(shù)來表示）τ=Z/2P

Z—定子鐵心總槽數(shù)4.節(jié)距Y一個線圈的有兩個有效邊所跨定子圓周的距離,一般也用定子槽數(shù)來表示.5.每極每相槽數(shù)第一個磁極下每相繞組所占有的槽數(shù)Ｑ＝Z/2Pm三相異步電動機(jī)定子2.電角度和機(jī)械角度4.節(jié)距Y5.每極每相52極相組一個磁極下屬于同一相的線圈按一定方式串聯(lián)成的線圈組稱為極相組.按節(jié)距Y與極距τ

的關(guān)系：整距繞組Y=τ短距繞組Y<τ長距繞組Y>τ按相數(shù)：單相、兩相、三相繞組按槽內(nèi)層數(shù)：單層繞組雙層繞組單雙層混和繞組按每極每相所占槽數(shù)：整數(shù)槽繞組分?jǐn)?shù)槽繞組繞組的分類：按繞組端接部分的形狀：單層繞組分為：同芯式繞組鏈?zhǔn)嚼@組交叉式繞組雙層繞組分為：疊繞組波繞組極相組按節(jié)距Y與極距τ的關(guān)系：繞組的分類：按繞組端接部分的53二、三相繞組圈邊首端尾端1.三相單層繞組例如：z=12，p=1，m=3，y=

。兩匝線圈

每極每相槽數(shù)q

z2pmq==122×1×3=2123456789101112定子槽SNU1U2一相繞組接線圖（單層）3.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、三相繞組圈邊首端尾端1.三相單層繞組兩54SN123456789101112U1簡化的一相繞組接線圖（單層）U2

槽距角α

相鄰兩槽中心線間的電角度。

=p·360oz=1×

360o12=30°

極距

相鄰兩磁極中心線間的距離（槽數(shù)）。

z2p

==122×1=6

3.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)SN123456789101112U1簡化的一相U2槽55

線圈節(jié)距y

線圈兩圈邊之間的距離（槽數(shù)）。當(dāng)y=

時，稱為整距繞組；當(dāng)y＜

時，稱為短距繞組。

z2py=

==122×1=6SN123456789101112U1U2yV1V23.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)線圈節(jié)距yzy===122×1=656當(dāng)q＞1——分布繞組。當(dāng)q=1——集中繞組。SN123456789101112U1U2V1V2W1W2三相單層整距分布繞組接線圖3.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)當(dāng)q＞1——分布繞組。SN1234567891011157例如：z=12，p

=1，m

=3，y

=5。

由計算得：

q=2，α=30°，y＜

。2.三相雙層繞組NS123456789101112串聯(lián)U1U2※實線為外層線圈邊，虛線為內(nèi)層線圈邊。3.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)例如：z=12，p=1，m=3，y=5。58

雙層繞組3.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)雙層繞組3.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)59Ｙ100L-2型三相異步電動機(jī),定子繞組為單層同心式繞組，定子槽數(shù)為Ｚ=24,極數(shù)2P=2,相數(shù)M=3,大線圈節(jié)距為11(1-12)槽,小線圈節(jié)距為9(2-11)槽,試?yán)L出其繞組展開圖.Ｙ100L-2型三相異步電動機(jī),定子繞組為單層同心式繞組，定603.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.三相繞組的種類(1)單層繞組和雙層繞組(2)整距繞組和短距繞組整距繞組y=

短距繞組y<

(3)集中繞組和分布繞組集中繞組q=1分布繞組q>13.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.三相繞組的種類61

【例3.2.1】

Y180M－2型三相異步電動機(jī)，PN=22kW，UN=380V，三角形聯(lián)結(jié)，IN=42.2A，

N=0.89，fN=50Hz，nN=2940r/min。求額定運行時的：(1)轉(zhuǎn)差率；(2)定子繞組的相電流；(3)輸入有功功率；(4)效率。

解：(1)

由型號知2p=2，即

p=1，因此

n0=3000r/min，故sN=n0－nNn0=3000－29403000=0.02(2)由于定子三相繞組為三角形聯(lián)結(jié)，故相電流為I1P

=IN33.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)42.23=A=24.4A【例3.2.1】Y180M－2型三相62氣隙基波磁通勢的幅值2kwN

I2p=4

Fpm

=0.9kwN

Ip三、旋轉(zhuǎn)磁通勢三相電流通過三相繞組時，三相繞組的三個基波脈振磁通勢為FpU=Fpmsin

tFpV=Fpmsin(

t－120o)FpW=Fpmsin(

t＋120o)3.4三相異步電動機(jī)的磁通勢平衡方程式氣隙基波磁通勢的幅值2kwNI=4Fpm=0.963大連理工大學(xué)電氣工程系

【例3.4.1】

有一三相雙層繞組，z

=36，p

=2，y

=8

/9，N

=96。(1)分析該繞組的類型；(2)若旋轉(zhuǎn)磁場磁通最大值

m=0.011Wb，轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，則每相繞組中產(chǎn)生的電動勢的有效值是多少？(3)若通過每相繞組的電流有效值為I

=2.04A，該三相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通勢的幅值是多少？

解：(1)

由于y

=8

/9＜

，故為短距繞組。由于q

=z2pm=362×2×3=3＞1(2)電動勢——分布繞組kp=sin90°y

=sin(×90°)89=0.9853.4三相異步電動機(jī)的磁通勢平衡方程式大連理工大學(xué)電氣工程系【例3.4.1】64大連理工大學(xué)電氣工程系

=

p·360°zks=2q

sin2

qsin=2×360°36=20°=20°2sin(3×)3sin20°2=0.96f=pn060=50Hz=Hz2×150060E=

4.44fkw

NΦm

=

4.44×50×0.985×0.96×96×0.011V=220V3.4三相異步電動機(jī)的磁通勢平衡方程式大連理工大學(xué)電氣工程系=p·360°ks=65大連理工大學(xué)電氣工程系R2's=m1I2'24.電磁功率PePe=P1－PCu1－PFePe=m2E2I2cos

2=m1E2'

I2'cos

25.轉(zhuǎn)子銅損耗PCu2

PCu2=m2R2I22=m1R2'

I2'

2=s

Pe3.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩=m1R2'I2'

2+m1R2'I2'

21－ss大連理工大學(xué)電氣工程系R2'=m1I2'2466大連理工大學(xué)電氣工程系8.輸出功率P2P2=Pm－P0=Pe－PCu2－P0=P1－PCu1－PFe－PCu2－P06.機(jī)械功率PmPm=Pe－PCu21－ss

Pm=m1R2'I2'2=(1－s

)Pe7.空載損耗P0

P0=Pme＋Pad機(jī)械損耗附加損耗3.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩大連理工大學(xué)電氣工程系8.輸出功率P26.機(jī)械功率P67大連理工大學(xué)電氣工程系P1PCu1+PFePePCu2P0P2Pm

總損耗Pal

Pal=PFe＋PCu＋Pme＋Pad=PFe＋(PCu1＋PCu2)＋Pme＋Pad

功率平衡方程式

P2=P1－Pal

效率

=×100%P2P13.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩大連理工大學(xué)電氣工程系P1PCu1+PFePePCu2P0P68大連理工大學(xué)電氣工程系

【例3.6.1】

某三相異步電動機(jī)，UN=380V，

形聯(lián)結(jié),f1=50Hz,R1=1.5Ω,R2'=1.2Ω。在拖動某負(fù)載運行時，相電流I1=11.5A，I2'=10A,

=0.86,

=82%,

n

=1446r/min。求：該電機(jī)的

P1、Pe、Pm和P2

。解：同步轉(zhuǎn)速T2=TL=140N·m3.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩n0

=60f1p

=60×502r/min=1500r/min轉(zhuǎn)差率s

=n0－nn0=1500－14461500=0.036大連理工大學(xué)電氣工程系【例3.6.1】69大連理工大學(xué)電氣工程系輸入功率P1=3U1I1

=3×380×11.5×0.86W=11.27kW

P2

=

P1=0.82×11.27kW=9.24kW

Pm

=(1－s)Pe=(1－0.036

)×10kW=9.64kW3.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩輸出功率電磁功率機(jī)械功率Pe

=m1I2'2R2'

s=3××10

2

W=10kW

1.20.036大連理工大學(xué)電氣工程系輸入功率P1=3U1I170大連理工大學(xué)電氣工程系二、三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩Pm=P2＋P0T

=T2＋T0÷Ω1.電磁轉(zhuǎn)矩TT

=Pm

Pmn

=9.55

=60Pm2nT

=Pe

0

=60Pe2n0Pen0

=9.552.空載轉(zhuǎn)矩T0T0

=P0

=60P02nP0n

=9.553.輸出轉(zhuǎn)矩T2T2

=P2

=60P22nP2n

=9.553.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩大連理工大學(xué)電氣工程系二、三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩Pm=P271大連理工大學(xué)電氣工程系

電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為TL，穩(wěn)定運行時T2=TL若TL

→T2＞TL→n

→s

→E2s

→I2s

(I1)

T

→T2=TL→重新穩(wěn)定運行(n較高,I1較小)。

一般T0很小，在滿載或接近滿載時，3.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩T0

T因此T

=T2=TL大連理工大學(xué)電氣工程系電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為TL，穩(wěn)定運行時72大連理工大學(xué)電氣工程系

【例3.6.2】求例3.6.1中的電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩T2、

T0

和T

。解:輸出轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩T2

=60P22n×609.24×103

2×3.141446=N·m=61.05N·mT0

=60P02n600.4×103

2×3.141446=N·m=2.64N·m×

P0=Pm－P2=(9.64－9.24)kW=0.4kW

空載損耗T

=T0+

T2=(2.64+61.05)N·m=63.69N·m

3.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩大連理工大學(xué)電氣工程系【例3.6.2】求例373大連理工大學(xué)電氣工程系T

=60Pe2n06010×103

2×3.141500=N·m=63.69N·m×

T

=60Pm2n609.64×103

2×3.141446=N·m=63.69N·m×

或者3.6三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩大連理工大學(xué)電氣工程系T=60Pe743.7三相異步電動機(jī)的運行特性

當(dāng)U1=U1N，f1=f1N時，

n=

f(P2)I1

=

f(P2)T=

f(P2)

=

f(P2)

=

f(P2)運行特性nI1T

P2

→

n

→

I1(I2)

→

T(P1)

在額定功率附近，

和

最高。第3章異步電機(jī)的基本理論OP2n,

,

,

I1,

T3.7三相異步電動機(jī)的運行特性當(dāng)U1=U1N，753.8單相異步電動機(jī)Oft一、脈振磁場定子：單相繞組；轉(zhuǎn)子：籠型。定子單相繞組產(chǎn)生的脈振磁場第3章異步電機(jī)的基本理論U1U2SNNS3.8單相異步電動機(jī)Oft一、脈振磁場第3章異步76大連理工大學(xué)電氣工程系

脈振磁通勢的分解FtfOFF=FR

=F

/2FFFR3.8單相異步電動機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系脈振磁通勢的分解FtfOFF=F77大連理工大學(xué)電氣工程系ftOt1t2t3t4t5t6t7t8t=0FFFRt1FFFRF

FFFRt2F

t3FFRFFt4FR

FFt5FRFFt6F

FR

FFt7FRFFt8FFFR3.8單相異步電動機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系ftOt1t2t3t4t5t6t7t878大連理工大學(xué)電氣工程系二、工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同時，轉(zhuǎn)差率

s=<1n0－nn0當(dāng)轉(zhuǎn)子與