三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理.ppt

1、課題三 交流電機的應(yīng)用,異步電機,同步電機,異步發(fā)電機,異步電動機,三相異步電動機,三相異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低廉、運行可靠等一系列優(yōu)點；還具有較高的運行效率和較好的工作特性，能滿足各行各業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)機械的傳動要求。異步電動機還便于派生成各種專用、特殊要求的形式，以適應(yīng)不同生產(chǎn)條件的需要。,任務(wù)1 認(rèn)識三相異步電動機,交流旋轉(zhuǎn)電機,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速相等,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速不相等,單相異步電動機,用于家用電器和醫(yī)療儀器中,用于風(fēng)力發(fā)電機等特殊場合,在各種電動機中應(yīng)用最廣、需要量最大。工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機械化、交通運輸、國防工業(yè)等電力拖動裝置中，有90%采用三相異步電動機。,一、三相

2、異步電動機的特點和用途,洗衣機電機,吸油煙機電機,Z3050鉆床,三相異 步電動 機,異步電動機的應(yīng)用舉例,單相異 步電動 機,三相籠型異步電動機的部件圖,1.定子,首端1,末端2,三相異步電動機的結(jié)構(gòu)的不同分為籠型和繞線型異步電動機兩大類。,二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu),絕緣銅線或鋁線繞制；嵌放在定子槽中,三相定子繞組可連接成星形或三角形,若各相繞組的額定電壓是220V 定子繞組必須接成星形,各相繞組的額定電壓是380V 定子繞組必須接成三角形,一般電源電壓380V,轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。,2.轉(zhuǎn)子,鼠籠轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。,同定子繞組一樣，也分為三

3、相，并且接成星形。,(2) 繞線式轉(zhuǎn)子,鼠籠式轉(zhuǎn)子,繞線型異步電動機的結(jié)構(gòu),繞線式轉(zhuǎn)子,(a) 繞線式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu),繞線式轉(zhuǎn)子的特點是可以通過滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)軸上的三個銅環(huán)上，通過一組電刷把轉(zhuǎn)子繞組從三個接線端引出來并與外電路相連接。,鼠籠式電動機與繞線式電動機的的比較：,鼠籠式： 結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。,繞線式： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子 外加電阻可人為改變電動機的機械特性。,三相異步電動機的定子鐵心中放入三相定子繞 組。接入三相對稱電源。,定子繞組,U1,U2,V1,V2,W1,W2,定子繞組Y接,()電流入,()電流出,規(guī)定,1.旋轉(zhuǎn)磁場的

4、產(chǎn)生,五、三相異步電動機的工作原理,t =0 iu= 0 iv為負(fù)值 iw為正值,t=0,360,240,120,t = 120,t = 240,t = 360,N,S,N,N,N,S,S,S,分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場 即：一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360,空間相差120 角的三相繞組，通入對稱三相電流時，產(chǎn)生的是一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，磁場的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序一致。,如果改變流入三相繞組的電流相序,就能改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向也就跟著改變。,如果電流的相序為U-V-W-U 則旋轉(zhuǎn)磁場為順時針方向。,n0,2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向,t=0,

5、360,240,120,U1,V1,W1,iu,iw,iv,t = 240,繞組中電流的相序為U- W - V -U，磁場逆時針旋轉(zhuǎn)。,把三相異步電動機的三根線任意調(diào)換兩根與電源相接，電動機旋轉(zhuǎn)方向反向。,t = 360,方法：將電源任意兩相互換相接 (改變相序)，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。,三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),M 3,電 源,U,V,W,M 3,電 源,U,U,V,V,W,W,2.接法,電動機三相定子繞組的接線方法。,接線盒,接線盒,接,Y接,3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P,當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時，產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，即：,若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián) ，繞組的始端 之間互差60，將形

6、成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。,極對數(shù),旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù) 與三相繞組的排列有關(guān),4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,工頻：,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù),p=1時,p=2時,旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù) p 的關(guān)系,電動機的轉(zhuǎn)動原理,1. 轉(zhuǎn)動原理,U,U,V,W,V,W,定子三相繞組通入三相交流電,感應(yīng)電動勢 E20,電磁力F,+,轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速n,旋轉(zhuǎn)的磁場可以帶動轉(zhuǎn)子同方向旋轉(zhuǎn),異步電動機原理圖,轉(zhuǎn)子,定子,磁場轉(zhuǎn)速n0,n,三相異步電動機轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下轉(zhuǎn)動起來，其轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同。,磁場轉(zhuǎn) 速n0,轉(zhuǎn)子,感應(yīng)電動勢(電流),5、三相異步電動機的工作原理,（1）“異步”轉(zhuǎn)動原理 異步電動機的定子和

7、轉(zhuǎn)子之間能量的傳遞是依靠電磁感應(yīng)實現(xiàn)的，故有稱感應(yīng)電動機。 （2）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2是否會與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1相同呢? 回答是不可能的。因為一旦轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同，二者便無相對運動，轉(zhuǎn)子也就不可能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩了。只有當(dāng)兩者轉(zhuǎn)速有差異時，才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩了。,轉(zhuǎn)差率,旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與 旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。,由前面分析可知，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場 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)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即,如果:,因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。,異步電動機運行中:,轉(zhuǎn)差率s,例1：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速 n=975 r/min，電源頻率 f1=50 Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。,解：,根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn) 速的關(guān)系可知：n1=1000 r/min , 即,p=3,額定轉(zhuǎn)差率為,n1旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，單位為rmin n2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位為rmin n為同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差，單位為r/min,例2 一臺額定轉(zhuǎn)速為1450r/min的三相異步電動機，求：額定轉(zhuǎn)差率。,解：,因為sN= 0.01 0.06，所以該電動機為4極電機，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為1500 r/min。,轉(zhuǎn)差率s 是分析異步電動機運行情況的一個重要參數(shù)。 在電動機起