电机(第十八讲)课件

电机与拖动基础1第七章第七章 异步电动机原理异步电动机原理7.1 7.1 异步电动机结构、额定数据与工作原理异步电动机结构、额定数据与工作原理7.1.1 7.1.1 异步电动机的主要用途与分类异步电动机的主要用途与分类1.1.异步电动机的主要用途异步电动机的主要用途 异步电机主要作为电动机，拖动各种生产机械。异步电机主要作为电动机，拖动各种生产机械。例如，在工业方面，用于拖动中小型轧钢设备、各种金例如，在工业方面，用于拖动中小型轧钢设备、各种金属切削机床、轻工机械、矿山机械等；在农业方面，用属切削机床、轻工机械、矿山机械等；在农业方面，用于拖动水泵、脱粒机、粉碎机以及其它农副产品的加工于拖动水泵、脱粒机、粉碎机以及其它农副产品的加工机械等；在民用电器方面的电扇、洗衣机、电冰箱、空机械等；在民用电器方面的电扇、洗衣机、电冰箱、空调机等很多也是用异步电动机拖动的。调机等很多也是用异步电动机拖动的。2.异步电动机的主要特点异步电动机的主要特点 优点优点异步电动机的特点是结构简单、容易制造、价格低异步电动机的特点是结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和对于环境的廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和对于环境的适应性强适应性强。缺点缺点是功率因数较差。由于电网的功率因数可以用别的是功率因数较差。由于电网的功率因数可以用别的办法进行补偿，这并不妨碍异步电动机的广泛使用。办法进行补偿，这并不妨碍异步电动机的广泛使用。异步电动机又叫感应电动机。异步电动机又叫感应电动机。3.异步电动机的分类异步电动机的分类）按）按定子相数定子相数分有：单相异步电动机；两相异步电分有：单相异步电动机；两相异步电动机；三相异步电动机；多相异步电动机。动机；三相异步电动机；多相异步电动机。）按）按转子结构转子结构分有：绕线式异步电动机；鼠笼式异分有：绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动机。后者又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机。后者又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机和深槽式异步电动机。步电动机和深槽式异步电动机。3 3）按）按有无换向器有无换向器分有分有:换向器异步电动机和无换向换向器异步电动机和无换向器异步电动机。器异步电动机。47.1.2 7.1.2 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构1.1.异步电动机的定子异步电动机的定子5U1V1W1U2V2W2U1V1W1U2V2W2U1U2V1 W1W2V2U1V1 W1V2U2W2定子绕组星接定子绕组星接定子绕组角接定子绕组角接就是指异步电动机的转子和定子之间的空间。就是指异步电动机的转子和定子之间的空间。2.2.异步电动机的气隙异步电动机的气隙63.3.异步电动机的转子异步电动机的转子7异步电动机绕线式转子端接示意图异步电动机绕线式转子端接示意图8 异步电动机的结构形式：异步电动机的结构形式：开启式、防护式、封开启式、防护式、封闭式和防暴式。闭式和防暴式。7.1.3 7.1.3 异步电动机的主要用途与分类异步电动机的主要用途与分类7.1.4 7.1.4 异步电动机的名牌数据异步电动机的名牌数据1.1.型号型号92.2.额定值额定值1 1）额定功率额定功率 指电动机在额定运行时轴上输出指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率，单位是的机械功率，单位是kwkw。2 2）额定电压额定电压 指额定运行状态下加在定子绕组指额定运行状态下加在定子绕组上的线电压，单位为上的线电压，单位为V V。3 3）额定电流额定电流 指电动机在定子绕组上加额定电指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时，定子绕组中的线电压、轴上输出额定功率时，定子绕组中的线电流，单位为流，单位为A A。104）额定频率额定频率指我国规定工业用电的频率是指我国规定工业用电的频率是50Hz50Hz。5）额定转速额定转速 指电动机定子加额定频率的额定电指电动机定子加额定频率的额定电压，且轴端输出额定功率时电机的转速，单位为压，且轴端输出额定功率时电机的转速，单位为r/min r/min。6）额定功率因数额定功率因数指电动机定子加额定负载指电动机定子加额定负载时，定子边的功率因数。时，定子边的功率因数。7）绝缘等级与温升绝缘等级与温升电机温度的基准为电机温度的基准为4040度。度。117.1.5 7.1.5 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理127.2 7.2 三相异步电动机转子绕组开路时的电磁关系三相异步电动机转子绕组开路时的电磁关系7.2.1 7.2.1 规定正方向规定正方向13励磁电流时间相矢量图励磁电流空间相矢量图更正：励磁电流和励磁磁通势是相关的，书上说的更正：励磁电流和励磁磁通势是相关的，书上说的没有物理意义，错误。（第没有物理意义，错误。（第216页中间部分）页中间部分）14时空相矢量图157.2.2 7.2.2 磁通与磁通势磁通与磁通势1.1.励磁磁通势励磁磁通势 三相异步电动机定子绕组里流过三相对称电流，三相异步电动机定子绕组里流过三相对称电流，产生的合成旋转基波磁通势的特点是：产生的合成旋转基波磁通势的特点是：1）幅值幅值为为 幅值不变幅值不变,为圆形旋转磁通。其中为圆形旋转磁通。其中 为定子一相绕为定子一相绕组串联匝数，组串联匝数，为一相绕组基波绕组系数。为一相绕组基波绕组系数。2)转向转向 磁通势的转向为电流的相序，从领先相到磁通势的转向为电流的相序，从领先相到滞后相旋转。逆时针方向旋转。滞后相旋转。逆时针方向旋转。163)转速转速 磁通势相对于定子绕组的旋转角频率为磁通势相对于定子绕组的旋转角频率为4)瞬间位置瞬间位置 当某相的电流值达到最大值时，合成当某相的电流值达到最大值时，合成磁通势正好位于该轴线处。磁通势正好位于该轴线处。转子不转的三相异步电动机，相当于一台二次绕转子不转的三相异步电动机，相当于一台二次绕组开路的三相变压器，其中定子绕组是一次绕组，转组开路的三相变压器，其中定子绕组是一次绕组，转子绕组是二次绕组，只是在磁路中，异步电机定、转子绕组是二次绕组，只是在磁路中，异步电机定、转子铁心中多了一个空气隙磁路而己。子铁心中多了一个空气隙磁路而己。172.2.主磁通势与定子漏磁通主磁通势与定子漏磁通主磁通为主磁通为其中其中为气隙平均磁密为气隙平均磁密定子槽漏磁通端接漏磁通187.2.3 7.2.3 感应电动势感应电动势 旋转着的气隙每极主磁通旋转着的气隙每极主磁通 在定、转子绕组在定、转子绕组中感应电动势的有效值分别为中感应电动势的有效值分别为 和和定、转子每相电动势之比叫定、转子每相电动势之比叫电压变比电压变比，用，用 表示表示19时间空间相矢量图更正：书上更正：书上217217页下面有关图页下面有关图6.56.5内容内容全部改为图全部改为图7.10(C).7.10(C).207.2.4 7.2.4 励磁电流励磁电流 提供铁损耗，是有功分量；提供铁损耗，是有功分量；建立磁通势，产建立磁通势，产生磁通生磁通 ，是无功分量。，是无功分量。217.2.5 7.2.5 电压方程式电压方程式 定子绕组漏磁通在定子绕组里的感应电动势，定子绕组漏磁通在定子绕组里的感应电动势，用用 表示，叫定子漏电动势。利用变压器的理论，表示，叫定子漏电动势。利用变压器的理论，可以把漏磁通在定子绕组里的感应漏电动势看成是可以把漏磁通在定子绕组里的感应漏电动势看成是定子电流定子电流 在漏电抗在漏电抗 上的压降。上的压降。为定子每相的漏电抗，它主要包括槽漏抗和端接为定子每相的漏电抗，它主要包括槽漏抗和端接漏抗。漏抗。虽然是定子一相的漏电抗，但是，它所对应虽然是定子一相的漏电抗，但是，它所对应的漏磁通却是由三相电流共同产生的。的漏磁通却是由三相电流共同产生的。22237.2.6 7.2.6 等效电路等效电路 如果用励磁电流如果用励磁电流 在参数在参数 上的压降表示上的压降表示 ，则则 转子回路方程为转子回路方程为为励磁阻抗为励磁阻抗定子回路方程为定子回路方程为2425定子定子7.3 7.3 三相异步电动机转子堵转时的电磁关系三相异步电动机转子堵转时的电磁关系7.3.1 7.3.1 磁通势与磁通磁通势与磁通1.1.磁通势磁通势转子转子 转子堵转的情况下，定子侧不能够加额定电压，原因转子侧为短路状态。书上有误书上有误26 在三相对称的转子绕组里流过三相对称电流在三相对称的转子绕组里流过三相对称电流 时，产生的转子空间旋转磁通势时，产生的转子空间旋转磁通势 的特点是：的特点是：1）幅值幅值为为 幅值不变幅值不变,为圆形旋转磁通。为圆形旋转磁通。2)转向转向 磁通势的转向为电流的相序，从领先相磁通势的转向为电流的相序，从领先相到滞后相旋转。逆时针方向旋转。到滞后相旋转。逆时针方向旋转。274)瞬间位置瞬间位置 当某相的电流值达到最大值时，合成当某相的电流值达到最大值时，合成磁通势正好位于该轴线处。磁通势正好位于该轴线处。与二次绕组短路的三相变压器一样，当异步电动与二次绕组短路的三相变压器一样，当异步电动机转子绕组短路时，定子边电流不再是机转子绕组短路时，定子边电流不再是 ，用，用 表表示。由定子电流示。由定子电流 产生的气隙空间旋转磁通势用产生的气隙空间旋转磁通势用 表示，叫旋转磁通势。表示，叫旋转磁通势。3)转速转速 磁通势相对于定子绕组的旋转角频率为磁通势相对于定子绕组的旋转角频率为284)瞬间位置瞬间位置 当某相的电流值达到最大值时，合成当某相的电流值达到最大值时，合成磁通势正好位于该轴线处。磁通势正好位于该轴线处。转子绕组短路的三相异步电动机，作用在磁路上转子绕组短路的三相异步电动机，作用在磁路上的磁通势有两个：一个为定子的旋转磁通势的磁通势有两个：一个为定子的旋转磁通势 ，一，一个为转子的旋转磁通势个为转子的旋转磁通势 。由于它们旋转方向相同，。由于它们旋转方向相同，转速又相等，只是一前一后地旋转着，称为同步旋转。转速又相等，只是一前一后地旋转着，称为同步旋转。合成磁通势为合成磁通势为292.2.漏磁通漏磁通 除了定子侧的漏磁通外除了定子侧的漏磁通外,转子侧有电流也要转子侧有电流也要产生漏磁通产生漏磁通,表现为电抗表现为电抗 。注意，变压器中的注意，变压器中的主磁通是脉振磁通，主磁通是脉振磁通，是它的最大振幅。在异步是它的最大振幅。在异步电动机中，气隙里主磁通的却是旋转磁通电动机中，气隙里主磁通的却是旋转磁通，它对，它对应的磁密波沿气隙圆周方向是正弦分布，以同步应的磁密波沿气隙圆周方向是正弦分布，以同步速相对于定子在旋转，速相对于定子在旋转，表示气隙里每极的磁通表示气隙里每极的磁通量。量。302)转向转向 磁通势的转向为电流的相序，从领先相到磁通势的转向为电流的相序，从领先相到滞后相旋转。逆时针方向旋转。滞后相旋转。逆时针方向旋转。3)转速转速 磁通势相对于定子绕组的旋转角频率为磁通势相对于定子绕组的旋转角频率为 定子空间旋转磁通势的特点是定子空间旋转磁通势的特点是：1）幅值幅值为为 幅值不变幅值不变,为圆形旋转磁通。为圆形旋转磁通。31请思考：请思考：（1）三相异步电动机的优缺点？）三相异步电动机的优缺点？（2）三相异步电动机是如何旋转起来的？）三相异步电动机是如何旋转起来的？32