电工电子第07章讲解.ppt
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下一页总目录 章目录返回上一页 7.17.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造 第第7 7章章 交流电动机交流电动机 7.27.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 7.37.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析 7 7. .4 4 三相异步电动机转矩与机械特性三相异步电动机转矩与机械特性 7.57.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 7.67.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 7.77.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 7.87.8 三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据 7.97.9 三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择 7.117.11 单相异步电动机单相异步电动机 7.107.10 同步电动机同步电动机( (略略) ) 下一页总目录 章目录返回上一页 1. 1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理 本章要求：本章要求： 2. 2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法起动和反转的基本方法, , 了解调速和制动的了解调速和制动的 方法。
方法 3. 3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义 第第7 7章章 交流电动机交流电动机 下一页总目录 章目录返回上一页 电动机的分类：电动机的分类： 鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法机械特性、控制方法 电动机电动机 交流电动机交流电动机 直流电动机直流电动机 三相电动机三相电动机 单相电动机单相电动机 同步电动机同步电动机 异步电动机异步电动机 他励、并励电动机他励、并励电动机 串励、复励电动机串励、复励电动机 第第7 7章章 交流电动机交流电动机 下一页总目录 章目录返回上一页 1 1. .定子定子 7.17.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造 铁心：由内周有槽铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成的硅钢片叠成 A ----XA ----X B ----Y B ----Y C---- ZC---- Z 三相绕组三相绕组 机座：铸钢或铸铁 下一页总目录 章目录返回上一页 转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电 流 2 2. .转子转子 鼠笼转子 铁心：铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。
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 (2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形 鼠笼式鼠笼式 绕线式绕线式 下一页总目录 章目录返回上一页 下一页总目录 章目录返回上一页 鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：： 鼠笼式：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：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 下一页总目录 章目录返回上一页 7.27.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 下一页总目录 章目录返回上一页 7. 2. 1 7. 2. 1 旋转磁场旋转磁场 定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三 相交流电相交流电( (星形联接星形联接) ) A X B Y C Z 1 1. .旋转磁场的产生旋转磁场的产生 o 下一页总目录 章目录返回上一页 o 规定 i : “+” 首端流入，尾端流出 。
i : “–” 尾端流入，首端流出 A Y C B Z X (•)电流出 ()电流入 下一页总目录 章目录返回上一页 t A X Y C B Z A X Y C B Z A X Y C B Z 三相电流合成磁三相电流合成磁 场场 的分布情况的分布情况 合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场旋转合成磁场旋转6060 合成磁场旋转合成磁场旋转9090 600 动画 o 下一页总目录 章目录返回上一页 A A X Z B C Y A A X Z B C Y 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一个电流周期，旋转磁场在空间转过360360 取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向 结论：结论： 任意调换两根任意调换两根 电源进线，则旋转电源进线，则旋转 磁场反转磁场反转 动画 任意调换两根电源进线 (电路如图) A X C Z B Y 0 t o 下一页总目录 章目录返回上一页 3 3. .旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P P 当三相定子绕组按当三相定子绕组按 图示排列时，产生一对图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，磁极的旋转磁场，即： o t A X B Y C Z A X Y C B Z 下一页总目录 章目录返回上一页 若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端，绕组的始端 之间互差之间互差6060 ，将形成，将形成两对磁极的旋转磁场。
两对磁极的旋转磁场 C Y A B C X Y Z A X B Z A X B Y C 下一页总目录 章目录返回上一页 极对数 动画 旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关 C Y A B C X Y Z A X B Z 0 下一页总目录 章目录返回上一页 4 4. .旋转磁场的转速旋转磁场的转速 工频： 旋转磁场的转速取决于磁场的极对数旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 p=1时 0 t o A X Y C B Z A X Y C B Z A X Y C B Z 下一页总目录 章目录返回上一页 p=2时 0 下一页总目录 章目录返回上一页 旋转磁场转速旋转磁场转速n n 0 0 与极对数与极对数 p p 的关系的关系 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n0与频率f1和极对数p有关 可见可见: : 下一页总目录 章目录返回上一页 7. 2. 2 7. 2. 2 电动机的转动原理电动机的转动原理 1. 1. 转动原理转动原理 A X Y C B Z 定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电 方向方向: :顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体 右手定则右手定则 感应电动势感应电动势 E E20 20 旋转磁场旋转磁场 感应电流感应电流 I I 2 2 旋转磁场旋转磁场 左手定则左手定则 电磁力电磁力F F F 电磁转矩电磁转矩T T n n F 下一页总目录 章目录返回上一页 7. 2. 3 7. 2. 3 转差率转差率 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和电动机转子转速之差与 旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
转差率 由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场 旋转的方向一致，但转子转速旋转的方向一致，但转子转速 n n 不可能达到与旋转不可能达到与旋转 磁场的转速相等，即磁场的转速相等，即 异步电动机异步电动机 如果: 无转子电动势和转子电流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，磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切 割转子导条割转子导条 无转矩无转矩 因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别 下一页总目录 章目录返回上一页 异步电动机运行中异步电动机运行中: : 转子转速亦可由转差率求得 转差率转差率 s 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 f1=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：n0=1000 r/min , 即即 p p=3=3 额定转差率为额定转差率为 下一页总目录 章目录返回上一页 7.37.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析 三相异步电动机的电三相异步电动机的电 磁关系与变压器类似。
磁关系与变压器类似 变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 E E1 1 、、E E 2 2 频率相同，都等频率相同，都等 于电源频率于电源频率 异步电动机每相电路异步电动机每相电路 i1 u1 e1 e 1 e2 e 2 i2 + － + + + + － － － － f1f2 下一页总目录 章目录返回上一页 7. 3. 1 7. 3. 1 定子电路定子电路 1 1. .旋转磁场的磁通旋转磁场的磁通 异步电动机：旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通 旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以 2 2. .定子感应电势的频率定子感应电势的频率 f f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关 f 1= 电源频率 f 下一页总目录 章目录返回上一页 7. 3. 2 7. 3. 2 转子电路转子电路 1. 1. 转子感应电势频率转子感应电势频率 f f 2 2 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化 定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率转子感应电势频率 f f 2 2 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 下一页总目录 章目录返回上一页 2. 2. 转子感应电动势转子感应电动势E E 2 2 E E2 2 = 4.44= 4.44 f f 2 2N N2 2 = 4.44 = 4.44s f s f 1 1N N2 2 当转速当转速 n n = 0(= 0(s s=1)=1)时，时， f f 2 2 最高，且最高，且 E E 2 2 最大，有最大，有 E20= 4.44 f 1N2 转子静止时转子静止时 的感应电势的感应电势 即E2= s E20 转子转动时转子转动时 的感应电势的感应电势 3. 3. 转子感抗转子感抗X X 2 2 当转速当转速 n n = 0(= 0(s s =1)=1)时，时， f f 2 2 最高，且最高，且 X X 2 2 最大，有最大，有 X20= 2 f1L2 即X2= sX20 下一页总目录 章目录返回上一页 4. 4. 转子电流转子电流 I I 2 2 5. 5. 转子电路的功率因数转子电路的功率因数 coscos 2 2 转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流 下一页总目录 章目录返回上一页 转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流 转子电路的功率因数转子电路的功率因数 结论：转子转动时，转 子电路中的各量均与转 差率 s有关，即与转速 n有关。
I2 cos2 s 1 I2, O 下一页总目录 章目录返回上一页 7 7. .4 4 三相异步电动机转矩与机械特性三相异步电动机转矩与机械特性 7. 4. 1 7. 4. 1 转矩公式转矩公式 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下, ,受到电受到电 磁力所形成的转矩之总和磁力所形成的转矩之总和 常数，与电 机结构有关 旋转磁场 每极磁通 转子电流 转子电路的 功率因数 下一页总目录 章目录返回上一页 由。
