項(xiàng)目2 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》教學(xué)課件

《電機(jī)與電器控制技術(shù)》?精品課件合集第X章XXXX模塊2三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用任務(wù)2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與基本結(jié)構(gòu)模塊2

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用任務(wù)描述任務(wù)描述：按照步驟對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆卸，記錄操作中的工藝要求，對(duì)拆卸后的三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，并分析三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。任務(wù)實(shí)施鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)主要部件拆分圖轉(zhuǎn)子定子風(fēng)扇

冷空氣流

罩殼（非驅(qū)動(dòng)端）端蓋（驅(qū)動(dòng)端）（1）定子——主要用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它由定子鐵心、定子繞組、機(jī)殼組成。定子鐵心：是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，為了降低鐵心損耗，采用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片間彼此絕緣。鐵心內(nèi)圓周上分布有若干均勻的平行槽，用來(lái)嵌放定子繞組。2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)U1U2V1W1V2W2三相對(duì)稱(chēng)的定子繞組：是電動(dòng)機(jī)定子的電路部分，應(yīng)用絕緣銅線(xiàn)或鋁線(xiàn)繞制而成。三個(gè)外形、尺寸、匝數(shù)都完全相同、首端彼此互隔120o、對(duì)稱(chēng)地放置到定子槽內(nèi)的三個(gè)獨(dú)立的繞組2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子繞組接線(xiàn)：三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的三個(gè)首端U1、V1、W1和三個(gè)尾端U2、V2、W2(也可用A-X，B-Y，C-Z)，都從機(jī)座上的接線(xiàn)盒中引出。一般功率在3kW以下者采用星形接法（Y），在4kW以上者采用三角形接法（△）。

W1V1U1W2U2V2W1V1U1W2U2V2Y形接法△形接法首端接線(xiàn)柱尾端接線(xiàn)柱連接片連接片（尾端連接到一點(diǎn)）（首尾端相連）2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)機(jī)殼：作用是支承定子鐵心和固定整個(gè)電機(jī)。包括：機(jī)座、2個(gè)端蓋、接線(xiàn)盒、風(fēng)扇罩等。機(jī)座一般采用鑄鐵鑄造,端蓋固定在機(jī)座兩端。機(jī)座2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（2）轉(zhuǎn)子——主要用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)。它由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心也屬于磁路的一部分，也用0.5mm的硅鋼片疊壓而成。2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

鼠籠型轉(zhuǎn)子鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)子繞組：用來(lái)感應(yīng)出電勢(shì)、電流，推動(dòng)轉(zhuǎn)軸在電磁力矩作用下旋轉(zhuǎn)。2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相繞線(xiàn)型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是繞組的三個(gè)出線(xiàn)端子接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三銅環(huán)上，通過(guò)電刷引出。2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（3）氣隙異步電動(dòng)機(jī)的氣隙比同容量的直流電動(dòng)機(jī)的氣隙要小得多。中型異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為0.12～2mm。電動(dòng)機(jī)中的電磁定律1．安培環(huán)路定理（或稱(chēng)全電流定理）（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B。磁感應(yīng)強(qiáng)度B用來(lái)表示磁場(chǎng)的大小和方向。將磁力線(xiàn)上每點(diǎn)的切線(xiàn)方向規(guī)定為磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，用磁力線(xiàn)的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

（2）磁通量Φ。穿過(guò)磁場(chǎng)中某一截面S的磁力線(xiàn)數(shù)稱(chēng)為通過(guò)該截面的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通(Φ)。

若磁場(chǎng)均勻，且磁場(chǎng)與截面垂直，則Φ=BS

。

因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱(chēng)磁通密度。

（3）磁場(chǎng)強(qiáng)度H。

（4）全電流定律。磁場(chǎng)中沿任一閉合回路l對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度H的線(xiàn)積分等于該閉合回路所包圍的所有導(dǎo)體電流的代數(shù)和。

（3）磁場(chǎng)強(qiáng)度H。

（4）全電流定律。磁場(chǎng)中沿任一閉合回路l對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度H的線(xiàn)積分等于該閉合回路所包圍的所有導(dǎo)體電流的代數(shù)和。

若閉合回路沿線(xiàn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度H處處相等，且閉合回路所包圍的總電流由通過(guò)電流i的N匝線(xiàn)圈提供，則HL=Ni

。

2．磁路的歐姆定律

磁路的歐姆定律與電路的歐姆定律不同之處：

①電路中有電流就有功率損耗，而在磁路中的恒定磁通下沒(méi)有功率損耗；

②電流全部在導(dǎo)體中流動(dòng)，而在磁路中沒(méi)有絕對(duì)的磁絕緣體，除在鐵芯的磁通外，空氣中也有漏磁通；

③電阻為常數(shù)，磁阻為變量；

④對(duì)于線(xiàn)性電路可應(yīng)用疊加原理，而當(dāng)磁路飽和時(shí)為非線(xiàn)性電路，不能應(yīng)用疊加原理。

3．電磁感應(yīng)定律

磁場(chǎng)變化會(huì)在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線(xiàn)圈的匝數(shù)N和線(xiàn)圈所交鏈的磁通對(duì)時(shí)間的變比率成正比，這是電磁感應(yīng)定律。

3．電磁感應(yīng)定律

磁場(chǎng)變化會(huì)在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線(xiàn)圈的匝數(shù)N和線(xiàn)圈所交鏈的磁通對(duì)時(shí)間的變比率成正比，這是電磁感應(yīng)定律。

通常，電動(dòng)機(jī)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)根據(jù)其產(chǎn)生原因的不同，可以分為三種——自感電動(dòng)勢(shì)、互感電動(dòng)勢(shì)、切割電動(dòng)勢(shì)。

（1）自感電動(dòng)勢(shì)eL

當(dāng)線(xiàn)圈中流過(guò)交變電流i時(shí)，由i產(chǎn)生的與線(xiàn)圈自身交鏈的磁鏈隨時(shí)間發(fā)生變化，由此在線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為自感電動(dòng)勢(shì)，用eL表示。

（2）互感電動(dòng)勢(shì)eM

在相鄰的兩個(gè)線(xiàn)圈中，當(dāng)線(xiàn)圈1中的電流i1交變時(shí)，它產(chǎn)生的與線(xiàn)圈2相交鏈的磁通Φ

21也產(chǎn)生變化，由此在線(xiàn)圈2中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為互感電動(dòng)勢(shì)，用eM2表示。

（3）切割電動(dòng)勢(shì)e

如果磁場(chǎng)恒定不變，導(dǎo)體或線(xiàn)圈與磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)之間有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)時(shí)，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為切割電動(dòng)勢(shì)，又稱(chēng)速度電動(dòng)勢(shì)。若磁力線(xiàn)、導(dǎo)體與切割運(yùn)動(dòng)三者方向相互垂直，則由電磁感應(yīng)定律可知切割電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為：

e=Blv

4．電磁力定律

載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力的作用。當(dāng)磁場(chǎng)力和導(dǎo)體方向相互垂直時(shí)，載流導(dǎo)體所受的電磁力的計(jì)算公式為：

F=BlI

電動(dòng)機(jī)中的電磁功率損耗

銅損：銅損是由線(xiàn)圈的電阻所引起的，其損耗值的大小與流過(guò)線(xiàn)圈的電流的平方成正比，與電阻值的大小成正比，與時(shí)間長(zhǎng)短成正比。

電動(dòng)機(jī)中的電磁功率損耗

銅損：銅損是由線(xiàn)圈的電阻所引起的，其損耗值的大小與流過(guò)線(xiàn)圈的電流的平方成正比，與電阻值的大小成正比，與時(shí)間長(zhǎng)短成正比。

渦流損耗：電動(dòng)機(jī)中的鐵芯材料含有金屬成分，當(dāng)鐵芯通過(guò)交變磁通時(shí)，與磁力線(xiàn)正交的平面中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而形成感應(yīng)電流，這種電流在鐵芯內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流，簡(jiǎn)稱(chēng)渦流。因渦流而導(dǎo)致能量損耗稱(chēng)為渦流損耗，此損耗是純粹的熱損耗。渦流損耗的大小與磁場(chǎng)的變化頻率、渦流電阻的大小等因素有關(guān)。

電動(dòng)機(jī)中的電磁功率損耗

銅損：銅損是由線(xiàn)圈的電阻所引起的，其損耗值的大小與流過(guò)線(xiàn)圈的電流的平方成正比，與電阻值的大小成正比，與時(shí)間長(zhǎng)短成正比。

渦流損耗：電動(dòng)機(jī)中的鐵芯材料含有金屬成分，當(dāng)鐵芯通過(guò)交變磁通時(shí)，與磁力線(xiàn)正交的平面中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而形成感應(yīng)電流，這種電流在鐵芯內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流，簡(jiǎn)稱(chēng)渦流。因渦流而導(dǎo)致能量損耗稱(chēng)為渦流損耗，此損耗是純粹的熱損耗。渦流損耗的大小與磁場(chǎng)的變化頻率、渦流電阻的大小等因素有關(guān)。

磁滯損耗：由磁滯引起的損耗。

3.問(wèn)題研討——三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?1)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生3.問(wèn)題研討——三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2NSNS

wt=00wt=600wt=1200wt=1800U1U2V1W1V2W2SU1U2V1W1V2W2NS3.問(wèn)題研討——三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2U1U2V1W1V2W2wt=00wt=600wt=1200wt=1800NSNSNSNSS四極電動(dòng)機(jī)定子繞組結(jié)構(gòu)和接線(xiàn)圖四極電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的條件一是空間對(duì)稱(chēng)的三相定子繞組;

二是通入三相對(duì)稱(chēng)電流。3.問(wèn)題研討——三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?結(jié)論：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于繞組中三相電流的相序。2)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向如果將定子繞組的三相電源線(xiàn)中的任意兩相交換，則繞組中三相電流的相序即由順時(shí)針變?yōu)槟鏁r(shí)針，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也相應(yīng)地逆時(shí)針?lè)聪蛐D(zhuǎn)。3.問(wèn)題研討——三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速

f1——為電源頻率，我國(guó)的電網(wǎng)頻率為50HZ;

p——為電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù);

p123456n1/(r/min)300015001000750600500同步轉(zhuǎn)速4）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(duì)稱(chēng)電流三相對(duì)稱(chēng)電流在電機(jī)內(nèi)部建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)(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(chǎng)中受到電磁力的作用在電磁力作用下，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蜷_(kāi)始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n

。iAACBXZYiBiC三相異步電動(dòng)機(jī)原理簡(jiǎn)圖三相對(duì)稱(chēng)電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流3.問(wèn)題研討——三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?（1）拆卸定子繞組并找尋每組線(xiàn)圈的連接規(guī)律。

（2）為什么交流電動(dòng)機(jī)會(huì)采用不同的轉(zhuǎn)子形式？

（3）現(xiàn)代交流電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上有何發(fā)展趨勢(shì)？

（4）交流電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)生活中有哪些典型的應(yīng)用？4.任務(wù)拓展任務(wù)2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模塊2

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用任務(wù)描述任務(wù)描述：對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行通電前檢查和試車(chē)檢查，記錄相關(guān)檢查數(shù)據(jù)，理解三相異步電動(dòng)機(jī)空載和短路試驗(yàn)的目的和方法，掌握定子繞組首尾端的判別方法。任務(wù)實(shí)施（1）三相異步電動(dòng)機(jī)通電前的檢查1）檢查機(jī)械部分的裝配質(zhì)量。2）測(cè)量繞組的絕緣電阻。3）檢查繞組的三相直流電阻。

（2）電動(dòng)機(jī)的空載試車(chē)1）運(yùn)行時(shí)檢查電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)冷卻和潤(rùn)滑情況。2）判斷電動(dòng)機(jī)運(yùn)行音量是否正常。3）測(cè)量空載電流。4）檢查電動(dòng)機(jī)溫升是否正常2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的空載實(shí)驗(yàn)、短路實(shí)驗(yàn)1）空載試驗(yàn)

測(cè)得U1=UN時(shí)的I0和P1值，可得勵(lì)磁參數(shù)如下：其目的是測(cè)定異步電動(dòng)機(jī)的空載電流I0和空載功率p0，進(jìn)而求得異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁阻抗rm和xm，并分離出鐵耗pFe和機(jī)械損耗pmec。2.知識(shí)學(xué)習(xí)——三相異步電動(dòng)機(jī)的空載實(shí)驗(yàn)、短路實(shí)驗(yàn)又稱(chēng)為堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，測(cè)取異步電動(dòng)機(jī)的短路阻抗，即定、轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗及短路特性。試驗(yàn)時(shí)，為了使短路電流不致太大，應(yīng)降低電壓進(jìn)行試驗(yàn)，一般約為0.4UN以下。2、短路試驗(yàn)

短路參數(shù)：3.問(wèn)題研討——如何判別三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端（1)用36V交流電源和燈泡判別首尾端3.問(wèn)題研討——如何判別三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端（2)用萬(wàn)用表或微安表判別首尾端（1）對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)和短路實(shí)驗(yàn)。（2）三相異步電動(dòng)機(jī)如何進(jìn)行選配。（3）觀看三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障動(dòng)畫(huà),分析其造成此故障的可能原因4.任務(wù)拓展任務(wù)2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的特性模塊2

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用任務(wù)描述任務(wù)描述：完成一臺(tái)小容量三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配任務(wù)，并整理裝配步驟和工藝要求，理解電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)和“異步”的含義。任務(wù)實(shí)施第一步：定子部分。這主要是定子繞組的繞制、連接、嵌放、封槽口、端部整形和接線(xiàn)、繞組的絕緣浸漆與烘干處理等程序。第二步：安放轉(zhuǎn)子。第三步：加裝端蓋。第四步：裝風(fēng)扇和風(fēng)罩。第五步：接好引線(xiàn)，裝好接線(xiàn)盒及銘牌。2.知識(shí)學(xué)習(xí)——異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)含義501.型號(hào)：Y2-801-4

2.額定功率：0.55kW

3.額定電壓：380V4.額定電流：1.5A

5.接線(xiàn)方法：Y接法

6.額定頻率：50Hz

7.額定轉(zhuǎn)速：1390rpm8.工作方式：連續(xù)工作制S19.絕緣等級(jí)：F級(jí)10.防護(hù)等級(jí)：IP5411.標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：JB/T8680.1-1998

12.重量：13kg13.生產(chǎn)日期：05年5月14.產(chǎn)品編號(hào)：233815.生產(chǎn)企業(yè)：淮安市匯利達(dá)工貿(mào)有限公司大禹電機(jī)廠(chǎng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n11.方向相同2.大小不同n1>nn1=n相對(duì)靜止無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)無(wú)