《電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)》課件第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行2.5三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性2.6三相異步電動(dòng)機(jī)的使用本章實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)

第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理交流異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)按定子繞組的相數(shù)劃分優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單運(yùn)行可靠維護(hù)方便效率較高價(jià)格低廉廣泛用于驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)、水泵及紡織機(jī)械等。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理2.1

三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造圖2.1

三相異步電動(dòng)機(jī)外形圖圖2.2

三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵芯由表面沖槽的硅鋼片疊制而成一圓柱形。轉(zhuǎn)子鐵芯裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載。轉(zhuǎn)子有兩種形式：鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。圖2.3鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理圖2.4

繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖每相繞組的始端連接在三個(gè)銅制的滑環(huán)上，滑環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上。環(huán)與環(huán)、環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間都是互相絕緣的，通過與滑環(huán)滑動(dòng)接觸的電刷和轉(zhuǎn)子繞組的三個(gè)始端與外電路的可變電阻相連接，用于啟動(dòng)和調(diào)速。價(jià)格較高，一般用于要求具有較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及有一定調(diào)速范圍的場合，如大型立式車床和起重設(shè)備等。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理圖2.5三相定子繞組的布置

第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理圖2.6三相對稱電流的波形圖

第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理圖2.7三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

2.旋轉(zhuǎn)磁場的方向從圖2.7可見，旋轉(zhuǎn)磁場是按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的，而三相電流的相序也按順時(shí)針方向布置，由此可知，旋轉(zhuǎn)磁場的方向與三相電流的相序一致。如改變?nèi)嚯娏鞯南嘈颍▽⑦B接三相電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根互換），則仍按圖2.7分析可知，旋轉(zhuǎn)磁場將按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

圖2.8三相四極異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組示意圖第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

圖2.9

三相四極異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場示意圖第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理2.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中受到電磁力的作用，方向可用左手定則判斷。這些電磁力對轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩T，其方向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向一致。于是轉(zhuǎn)子是在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，沿著旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，轉(zhuǎn)速為n。

圖2.10三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

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第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理如果電機(jī)的定子三相繞組仍然接在三相電源上，同時(shí)又因某種原因（例如利用外力）使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相反，從而使電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子方向相反，成為阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，則這時(shí)異步電機(jī)所處的狀態(tài)稱為制動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)，n＜0，s＞0。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

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第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理2.4

三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行2.4.1磁動(dòng)勢平衡方程式三相異步電動(dòng)機(jī)在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子將拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械功率。這時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將低于空載轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組中的電動(dòng)勢和電流將增加，定子繞組的電流也相應(yīng)增加。這一點(diǎn)與變壓器相似。定子繞組相當(dāng)于一次繞組，從電源取用電功率，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于二次繞組，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢和電流，只不過變壓器將感應(yīng)電流作輸出電流，從而輸出電功率，而三相異步電動(dòng)機(jī)利用感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而輸出機(jī)械功率。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

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圖2.11三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理轉(zhuǎn)子每相繞組功率因數(shù)

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第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理空載損耗電磁轉(zhuǎn)矩第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

圖2.12三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

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2.6三相異步電動(dòng)機(jī)的使用

以Ｙ180—4型電動(dòng)機(jī)銘牌為例，來說明銘牌上各個(gè)數(shù)據(jù)的意義。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理1.型號(hào)為了適應(yīng)不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電動(dòng)機(jī)制成不同的系列和種類，每種電動(dòng)機(jī)用不同的型號(hào)表示。型號(hào)說明如下：第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

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第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理接法接法表示電動(dòng)機(jī)在額定電壓下定子三相繞組的連接方法。一般電動(dòng)機(jī)定子三相繞組的首、尾端均引至接線板上，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用符號(hào)Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１分別表示電動(dòng)機(jī)三相繞組線圈的首端，用符號(hào)Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２分別表示電動(dòng)機(jī)三相繞組線圈的尾端。電動(dòng)機(jī)的六個(gè)線頭可以接成星形和三角形，如下圖所示。但必須按銘牌所規(guī)定的接法連接，才能正常運(yùn)行。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理圖2.13三相異步電動(dòng)機(jī)的接線圖第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理9.定額工作制定額工作制是指三相電動(dòng)機(jī)按銘牌值工作時(shí)，可以允許連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間和順序。分為連續(xù)定額（Ｓ１）、短時(shí)定額（Ｓ２）和周期斷續(xù)定額（Ｓ３）三種。10.絕緣等級及溫升絕緣等級是指電動(dòng)機(jī)定子繞組所用的絕緣材料允許的最高溫度的等級。中小型電動(dòng)機(jī)常用的絕緣分為Ａ、Ｅ、Ｂ、Ｆ、Ｈ、Ｃ六級。目前一般電動(dòng)機(jī)采用較多的是Ｅ級絕緣和Ｂ級絕緣。溫升是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)定子鐵芯和繞組溫度高于環(huán)境溫度的允許溫差。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理11.防護(hù)等級防護(hù)等級指防止人體接觸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分、電機(jī)內(nèi)帶電體和防止固體異物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)的防護(hù)級別，共分為四級。（１）IP00———無專門防護(hù)。（２）IP23———能防止直徑大于12mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)，并能防淋水。（３）IP44———能防止直徑大于1mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)，并能防濺水。（４）IP54———防塵防濺水。12.LW值指電動(dòng)機(jī)總噪聲等級，LW

值小表示電動(dòng)機(jī)的噪聲低。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理

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第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理本章實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)一三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǎ保┱莆杖喈惒诫妱?dòng)機(jī)的連接方法。（２）掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)方法。（３）掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)方法。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（１）熟悉電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)和接線盒繞組首尾端的布置方式。（２）根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌上給出的額定電壓和連接方式以及實(shí)驗(yàn)室的電源電壓，確定電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式，并接好電路。（３）合上電源開關(guān)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，注意觀察啟動(dòng)瞬間電流表指針擺動(dòng)的幅度和變化。將最后的空載電流值記錄下來。（４）斷開電源開關(guān)，注意電動(dòng)勢的變化。（５）將電源線的任意兩相對調(diào)改接好電路，重新啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是否改變，然后斷開電源開關(guān)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理實(shí)驗(yàn)二三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行

第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理圖2.14

三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)電路第2章三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理（２）將調(diào)壓器Ｔ置于起始位置（輸出電壓為零位置），轉(zhuǎn)矩儀電源開