三相异步电动机的结构与工作原理课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,1,*,课题三 交流电机的应用,课题三 交流电机的应用,异步电机,同步电机,异步发电机,异步电动机,三相异步电动机,三相异步电动机具有结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠等一系列优点；还具有较高的运行效率和较好的工作特性，能满足各行各业大多数生产机械的传动要求。异步电动机还便于派生成各种专用、特殊要求的形式，以适应不同生产条件的需要。,任务,1,认识三相异步电动机,交流旋转电机,转子转速与磁场转速相等,转子转速与磁场转速不相等,单相异步电动机,用于家用电器和医疗仪器中,用于风力发电机等特殊场合,在各种电动机中应用最广、需要量最大。工业生产、农业机械化、交通运输、国防工业等电力拖动装置中，有,90%,采用三相异步电动机。,一、三相异步电动机的特点和用途,异步电机同步电机异步发电机异步电动机三相异步电动机三相异步电,洗衣机电机,吸油烟机电机,Z3050,钻床,三相异,步电动,机,异步电动机的应用举例,单相异,步电动,机,洗衣机电机吸油烟机电机Z3050钻床三相异 异步电动机的应用,三相笼型异步电动机的部件图,三相笼型异步电动机的部件图,1,.,定子,定子铁心：由内周有槽,的硅钢片叠成。,U,1,-U,2,V,1,-V,2,W,1,-W,2,定子绕组,机座：铸钢或铸铁,首端,1,末端,2,三相异步电动机的结构的不同分为笼型和绕线型异步电动机两大类。,二、三相异步电动机的结构,绝缘铜线或铝线绕制；,嵌放在定子槽中,1.定子定子铁心：由内周有槽U1-U2定子绕组机座：,三相定子绕组可连接成星形或三角形,若各相绕组的额定电压是,220V,定子绕组必须接成,星形,各相绕组的额定电压是,380V,定子绕组必须接成,三角形,一般电源电压,380V,三相定子绕组可连接成星形或三角形若各相绕组的额定电压是220,三相异步电动机的结构与工作原理课件,转子,:,在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。,2.,转子,鼠笼转子,转子铁心：,由外周有槽的硅钢片叠成。,(1,),鼠笼式转子,铁芯槽内放铜条，端,部用短路环形成一体。,或铸铝形成转子绕组。,同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。,(2),绕线式转子,转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2,鼠笼式转子,鼠笼式转子,绕线型异步电动机的结构,绕线型异步电动机的结构,绕线式转子,(a),绕线式转子的结构,绕线式转子(a)绕线式转子的结构,绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷在转轴上的三个铜环上，通过一组电刷把转子绕组从三个接线端引出来并与外电路相连接。,三相异步电动机的结构与工作原理课件,鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较,：,鼠笼式：,结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。,绕线式：,结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子,外加电阻可人为改变电动机的机械特性。,鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：绕线式：,三相异步电动机的定子铁心中放入三相定子绕 组。,接入三相对称电源。,定子绕组,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,U,1,V,1,W,1,i,u,i,v,i,w,定子绕组,Y,接,t,0,2,i,u,i,w,i,v,i,(,),电流入,(),电流出,规定,i,:,“+”,首端流入，尾端流出。,i,:,“,”,尾端流入，首端流出。,1,.,旋转磁场的产生,五、三相异步电动机的工作原理,三相异步电动机的定子铁心中放入三相定子绕 组。接入,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,t,=120,t,=60,t,=0,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,N,N,N,S,S,S,+,U,1,V,1,W,1,i,u,i,v,i,w,U,1,V,1,W,1,i,u,i,v,i,w,U,1,V,1,W,1,i,u,i,v,i,w,U1V1V2W1W2U2+t=120t=60,t,=0,i,u,=0,i,v,为,负,值,i,w,为,正,值,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,t,=0,360,240,120,t,=120,t,=240,t,=360,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,N,N,N,S,S,S,t,0,2,i,u,i,w,i,v,i,N,S,N,S,N,S,N,S,分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场,即：,一个电流周期，旋转磁场在空间转过,360,t=0U1V1V2W1W2U2+U1V1V2W1W2,空间相差,120,角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场，,磁场的旋转方向,与绕组中电流的相序一致。,如果改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁场的旋转方向，三相异步电动机的旋转方向也就跟着改变。,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,如果电流的相序为,U-V-W-U,则旋转磁场为顺时针方向。,n,0,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,2,.,旋转磁场的旋转方向,空间相差120 角的三相绕组，通入对称三相电流时，,t,0,i,u,i,w,i,v,i,t,=0,360,240,120,U,1,V,1,W,1,i,u,i,w,i,v,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,t,=120,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,U,1,V,1,V,2,W,1,W,2,U,2,+,+,N,S,t,=0,t,=240,绕组中电流的相序为,U-W-V-U,，,磁场逆时针旋转。,把三相异步电动机的三根线任意调换两根与电源相接，电动机旋转方向反向。,t,=360,t0iuiwivit=0360240120U1,方法：,将电源,任意两相互换,相接,(,改变相序,),，就可实现反转。,三相异步电动机的正、反转,正转,反转,U,V,W,M,3,电 源,U,V,W,M,3,电 源,U,U,V,V,W,W,N,S,N,S,N,S,N,S,N,S,N,S,N,S,N,S,N,S,方法：将电源任意两相互换相接(改变相序)，就可实现,2.,接法,电动机三相定子绕组的接线方法。,接线盒,接线盒,接,Y,接,2.接法 电动机三相定子绕组的接线方法。接线盒接线盒接,3,.,旋转磁场的极对数,P,当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，,即：,o,t,U,U,V,V,W,W,U,U,V,W,V,W,3.旋转磁场的极对数P 当三相定子绕组按图示排,若定子每相绕组由两个线圈串联,，绕组的始端,之间互差,60,，将形成,两对磁极的旋转磁场。,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,W,1,V,2,U,1,V,1,W,1,U,2,V,2,W,2,U,1,U,2,V,1,W,2,极对数,旋转磁场的磁极对数,与三相绕组的排列有关,0,若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端U1U2V,4,.,旋转磁场的转速,工频：,旋转磁场的转速取决于磁场的极对数,p,=1,时,0,t,o,U,U,V,W,V,W,U,U,V,W,V,W,U,U,V,W,V,W,4.旋转磁场的转速工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p,p,=,2,时,0,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,p=2时0U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2,旋转磁场转速,n,0,与极对数,p,的关系,极对数,每个电流周期,磁场转过的空间角度,同步转速,旋转磁场转速,n,0,与频率,f,1,和极对数,p,有关。,可见,:,旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系极对数每个电流周期同步转,电动机的转动原理,1.,转动原理,U,U,V,W,V,W,定子三相绕组通入三相交流电,方向,:,顺时针,切割转子导体,右手定则,感应电动势,E,20,旋转磁场,感应电流,I,2,旋转磁场,左手定则,电磁力,F,F,电磁转矩,T,n,F,电动机的转动原理1.转动原理UUVWVW定子三相绕,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,+,+,S,N,+,f,f,转子,转速,n,旋转的磁场可以带动转子同方向旋转,异步电动机原理图,+,+,+,转子,定子,磁场转速,n,0,n,三相异步电动机转子在旋转磁场的作用下转动起来，其转向与旋转磁场的转向相同。,磁场转,速,n,0,转子,感应电动势,(,电流,),U1U2V1V2W1W2+SN+ff转子旋转的磁场可以带,5,、三相异步电动机的工作原理,（,1,）“,异步,”转动原理,异步电动机的定子和转子之间能量的传递是依靠电磁感应实现的，故有称感应电动机。,（,2,）转子的转速和转差率转子的转速,5、三相异步电动机的工作原理（1）“异步”转动原理,转子转速,n,2,是否会与旋转磁场的转速,n,1,相同呢,?,回答是不可能的。因为一旦转子转速和旋转磁场的转速相同，二者便无相对运动，转子也就不可能产生感应电动势和电流，也就没有电磁转矩了。只有当两者转速有差异时，才能产生电磁转矩了。,转子转速n2是否会与旋转磁场的转速n1相同呢?,转差率,旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与,旋转磁场的同步转速之比称为,转差率。,由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场,旋转的方向一致，但转子转速,n,不可能达到与旋转磁场的转速相等，即,异步电动机,如果,:,无转子电动势和转子电流,转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切,割转子导条,无转矩,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转,异步电动机运行中,:,转差率,s,例,1,：,一台三相异步电动机，其额定转速,n,=,975 r/min,，电源频率,f,1,=,50 Hz,。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。,解：,根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转,速的关系可知：,n,1,=1000 r/min,即,p,=3,额定转差率为,n1,旋转磁场转速，单位为,r,min,n2,转子转速，单位为,r,min,n,为同步转速与转子转速之差，单位为,r/min,异步电动机运行中:转差率s 例1：一台三相异步电动机，,例,2,一台额定转速为,1450r/min,的三相异步电动机，,求：,额定转差率。,解：,因为,s,N,=0.01 0.06,，所以该电动机为,4,极电机，旋转磁场转速为,1500 r/min,。,例2 一台额定转速为1450r/min的三相异步电动机，求,转差率,s,是分析异步电动机运行情况的一个重要,参数。,在电动机起动时，转子转速,n2,0,，,s=1,，转差率最大。随着,n2,的逐步上升，,s,将不断下降。,在额定情况下，,S,0.02,0.06,，,n2=,（,0.94,0.98,）,n1,，与同步转速,n1,十分接近。,若,n2=n1,，,s,0,为理想空载情况，所对应的转速称为理想空载转速。（但并不存在）,转差率s,