知識資料感應(yīng)電動機(二)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁/共頁7例題：有一臺三相異步電動機，2p=2，n=3000轉(zhuǎn)/分，Q=60，每相串聯(lián)總匝數(shù)N=20，fN=50赫，每極氣隙基波磁通=1.505Wb，求：（1）基波電動勢頻率、整距時基波的繞組系數(shù)和相電動勢；（2）如要消除5次諧波，節(jié)距y應(yīng)選多大，此時的基波電動勢為多大？解：(1)基波電動勢頻率極距每極每相槽數(shù)槽距角整距繞組基波短距系數(shù)基波分布系數(shù)基波繞組系數(shù)基波相電動勢(2)取基波短距系數(shù)基波相電動勢2.一臺三相異步電動機，2p=6，Q=36，定子雙層迭繞組，，每相串聯(lián)匝數(shù)N=72，當(dāng)通入三相對稱電流，每相電流有效值為20A時，試求基波三相合成磁動勢的幅值和轉(zhuǎn)速？解：每極每相槽數(shù)槽距角基波短距系數(shù)基波分布系數(shù)基波繞組系數(shù)三相基波合成磁動勢幅值安匝/極旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速3.有一三相對稱交流繞組，通入下列三相交流電流：（1）（2）（3）定性分析其合成磁動勢的性質(zhì)（包括轉(zhuǎn)向）。答：（1）iA、iB、iC為三相對稱電流，則三相對稱繞組通入三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，轉(zhuǎn)向與相序一致（A-B-C）。（2）原三相電流正方向如圖（a）所設(shè)：因iC=0,C相相當(dāng)于開路，則A、B兩相繞組串聯(lián)，又iA=-iB，則A、B兩相電流方向如圖（b）所示。它相當(dāng)于一相繞組通入一相正弦交流電流，故其合成磁動勢為脈動磁動勢。(3)iA、iB、iC為三相不對稱電流，故合成磁動勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。轉(zhuǎn)向為A--C--BA。27.2.2感應(yīng)電動勢的基本結(jié)構(gòu)定子（靜止部分）1、定子鐵心作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。2、定子繞組作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。3、機座作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）1、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，囫圇繞組的形狀像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為：阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種，起動轉(zhuǎn)矩等特性各有不同。（2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，普通接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故繞線式電動機的應(yīng)用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起、制動性能及調(diào)速性能，故在要求一定范圍內(nèi)舉行平滑調(diào)速的設(shè)備，如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。27.2.3感應(yīng)電動機的基本原理（1）．極數(shù)（磁極對數(shù)p）三相異步電動機的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安頓有關(guān)。當(dāng)每相繞組惟獨一個線圈，繞組的始端之間相差1200空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對極，即p=1；當(dāng)每相繞組為兩個線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差600空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對極，即p=2；同理，倘若要產(chǎn)生三對極，即p=3的旋轉(zhuǎn)磁場，則每相繞組必須有勻稱安頓在空間的串聯(lián)的三個線圈，繞組的始端之間相差400（=1200/p）空間角。極數(shù)p與繞組的始端之間的空間角的關(guān)系為： （2）．轉(zhuǎn)速n 三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0與電動機磁極對數(shù)p有關(guān)，它們的關(guān)系是：由上式可知，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0決定于電流頻率f1和磁場的極數(shù)p。對某一異步電動機而言，f1和p通常是一定的，所以磁場轉(zhuǎn)速n0是個常數(shù)。（3）．轉(zhuǎn)差率s電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向相同，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0相等，否則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運動，因而磁力線就不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子電動勢、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)矩也就都不存在。也就是說旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)速差，因此我們把這種電動機稱為異步電動機，又因為這種電動機的轉(zhuǎn)動原理是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，故又稱為感應(yīng)電動機。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0常稱為同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率s——用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場轉(zhuǎn)速n0相差的程度的物理量。即： 轉(zhuǎn)差率是異步電動機的一個重要的物理量。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速n0開始旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子則因機械慣性尚未轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子的眨眼轉(zhuǎn)速n=0，這時轉(zhuǎn)差率S=1。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來之后，n>0，（n0-n）差值減小，電動機的轉(zhuǎn)差率S<1。倘若轉(zhuǎn)軸上的阻轉(zhuǎn)矩加大，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n降低，即異步程度加大，才干產(chǎn)生充足大的感觸電動勢和電流，產(chǎn)生充足大的電磁轉(zhuǎn)矩，這時的轉(zhuǎn)差率S增大。反之，S減小。異步電動機運行時，轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速普通很臨近，轉(zhuǎn)差率很小。在額定工作狀態(tài)下約為0.015~0.06之間。（4）．三相異步電動機的定子電路與轉(zhuǎn)子電路三相異步電動機中的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（普通是短接的）相當(dāng)于副繞組。給定子繞組接上三相電源電壓，則定子中就有三相電流通過，此三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其磁力線通過定子和轉(zhuǎn)子鐵心而閉合，這個磁場在轉(zhuǎn)子和定子的每相繞組中都要感應(yīng)出電動勢。27.2.4感應(yīng)電動勢的額定值額定功率：額定運行狀態(tài)下的軸上輸出功率，單位：kW。·額定電壓：額定運行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓，單位：V?！ゎ~定電流：額定運行狀態(tài)下電動機定子繞組的線電流，單位：A。·額定轉(zhuǎn)速：額定運行狀態(tài)下電動機的轉(zhuǎn)速，單位：r/min?！ゎ~定頻率：電動機電源電壓標(biāo)準(zhǔn)頻率。27.3感應(yīng)電動機的運行原理、基本方程與等值電路27.3.1磁動勢關(guān)系空載時，異步電機定子三相繞組流入三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為，?？蛰d時電動機轉(zhuǎn)速近似同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子中無電流很小，可近似認(rèn)為轉(zhuǎn)子電流為零，氣隙中僅此旋轉(zhuǎn)磁場。負(fù)載時，電動機轉(zhuǎn)速將下降，從降至，此時定子電流將增大，轉(zhuǎn)子繞組中也有電流流過，也將產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁動勢并建立轉(zhuǎn)子磁場，若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為，則定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組的相對速度為，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的頻率為轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢相對定子的轉(zhuǎn)速為由此可見，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)速與定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)速相同，都等于同步轉(zhuǎn)速，它們在空間一直保持相對靜止，與轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速大小無關(guān)。氣隙磁場由轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場合成。這樣，異步電機定、轉(zhuǎn)子磁場與變壓器初級、次級磁場一樣，都符合磁動勢平衡原則與變壓器相似，與的大小和相位是通過磁動勢平衡關(guān)系聯(lián)系的。轉(zhuǎn)子不動時，定、轉(zhuǎn)子繞組有相同的極數(shù)，因此定、轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁動勢有相同的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢對定子旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生去磁作用，二者共同作用產(chǎn)生主磁通，由此產(chǎn)生定子感