501(第1節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理;第2節(jié)電磁轉(zhuǎn)矩)

第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

第五章電動(dòng)機(jī)第二節(jié)

三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性第三節(jié)

三相異步電動(dòng)機(jī)的使用電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱(chēng)為電機(jī)。機(jī)械能電能發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)概述三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、工作可靠、使用維護(hù)方便。應(yīng)用：金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、傳送帶、功率不大的水泵、通風(fēng)機(jī)。在全國(guó)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐杏?5％以上是三相異步電動(dòng)機(jī)。(1)調(diào)速不方便(2)起動(dòng)性能差(3)功率因數(shù)低三相異步電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)：第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理一、結(jié)構(gòu)籠型電機(jī)的各部件

三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、氣隙構(gòu)成。三相異步電動(dòng)機(jī)5去掉端蓋6定子、轉(zhuǎn)子7鼠籠轉(zhuǎn)子、定子鐵心、定子繞組8小型三相異步電動(dòng)機(jī)（實(shí)物照片）銘牌接線盒9定子鐵心及繞組（實(shí)物照片）定子繞組接線盒定子鐵心10鼠籠轉(zhuǎn)子（實(shí)物照片）軸軸承轉(zhuǎn)子鐵心導(dǎo)條11導(dǎo)條端環(huán)機(jī)座定子鐵心V1U1W1W2U2V2導(dǎo)條定子繞組轉(zhuǎn)子鐵心三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩（電磁轉(zhuǎn)矩），轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向旋轉(zhuǎn)。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子相當(dāng)于多個(gè)閉合線圈

(1)鐵心：由內(nèi)圓表面沖有槽口的0.5mm厚硅鋼片疊成。

A----XB----YC----Z(2)三相定子繞組(3)機(jī)座：鑄鐵或鋼板焊接,支撐鐵心和固定電機(jī)硅鋼片裝有三相繞組的定子1、定子定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常ZXYBCA定子繞組：接線盒：BZACXYXAZBYCY聯(lián)結(jié)：CABZXY

聯(lián)結(jié)：ABZCXY2.轉(zhuǎn)子籠型繞線式轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組0.5mm的硅鋼片疊壓(1)籠型轉(zhuǎn)子

鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體。鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。導(dǎo)條端環(huán)具有籠型轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)稱(chēng)為籠型電動(dòng)機(jī)(2)繞線式轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。三相轉(zhuǎn)子繞組通常連接成星形，即三個(gè)末端連在一起，三個(gè)首端分別與轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)滑環(huán)（滑環(huán)與軸絕緣且滑環(huán)間相互絕緣）相連，通過(guò)滑環(huán)和電刷接到外部的變阻器上，以便改善電機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速性能。繞線式轉(zhuǎn)子繞組與外接變阻器的連接

二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生規(guī)定:

i:

“+”

首端流入，尾端流出。

i:

“–”

尾端流入，首端流出。

(?)電流流出(

)電流流入V1U1W1W2U2V2三相定子繞組iAW2W1V1U2U1V2iCiBBCA三相電源iAImiBiC

t

tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁場(chǎng)

的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°600o結(jié)論：磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)角度與電流相位角一致2.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理AXYCBZ定子三相繞組通入對(duì)稱(chēng)三相電流方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E20旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnFAAXZBCYAAXZBCY轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序改為A-C-B3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。方法：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線如何實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)?

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P5.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)。

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速——同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0

與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?jiàn):6.轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體無(wú)轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s:

額定運(yùn)行時(shí)，6.轉(zhuǎn)差率

例1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速

n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,即額定轉(zhuǎn)差率為解：p=3第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性一、電磁轉(zhuǎn)矩

轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。由公式可知1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1

T

2.當(dāng)電源電壓U1一定時(shí)，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對(duì)

T有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外接電阻來(lái)改變轉(zhuǎn)子電阻R2

，從而改變轉(zhuǎn)矩。二、轉(zhuǎn)矩特性O(shè)TS1Scr——臨界轉(zhuǎn)差率0<s<Scr時(shí)，T隨s的增大而增大；Scr<s<1時(shí)，T隨s的增大而減小；三、機(jī)械特性O(shè)Tncr電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩：(N?m)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為2.最大轉(zhuǎn)矩Tmax轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車(chē))。電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。OTTmax電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱而燒壞。3.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)n=0時(shí)，s=1

Tst體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。

若

Tst

>T2電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)。OTTst4.電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱(chēng)為自適應(yīng)負(fù)載能力。

自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力