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1、交流电动机,电动机,直流电动机,鼠笼式,异步机,他励、异励、串励、复励,鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法,电动机的分类,7.1 三相异步电动机的结构及工作原理,同步机,绕线式,三相异步机的结构,转子,三相异步机的结构,转子：在旋转磁场作用下，产 生感应电动势或电流。,三相定子绕组：产生旋转磁场,7.1.1,异步电动机的工作原理-旋转磁场的产生,U,V,W,V,W,异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极,()电流出,()电流入,U,7.1.2,对应电流各时刻的合成磁场方向:,结论：电流变化一周，磁场旋转3600。,N,N,N,N,定子通入三相电流，定子内产生旋转
2、磁场,异步电动机的工作原理- 异步电动机的转动原理,1. 转子电动势和转子电流,2. 电磁转距和转子旋转方向,定子绕组通入电流后，产生旋转磁场 ，与转子绕组间产生相 对运动 ，由于转子电路是闭合的，产生转子电流。根据左手 定则可知在转子绕组上产生了电磁力。见P181,电磁力分布在转子两侧，对转轴形成一个电磁转距 T ，电磁 转距的作用方向与电磁力的方向相同，因此转子顺着旋转磁 场的旋转方向转动起来。,异步电动机的工作原理- 异步电动机的转动原理,3. 转子转速和转差率,转子转速 n 与旋转磁场的转速 n0 的方向一致，但不能相等 （应保持一定的转差）。 n0 又称为同步转速。,常用转差率 s
3、来表示n 与 n0 相差的程度，即,4. 异步电动机带负载运行,轴上加机械负载，轴阻力，转速，转子与旋转磁场相对 切割速度，转子感应电流，输入电流。,0 s ,sN = 0.015 0.06,此种接法下，合成磁场 只有一对磁极，则极对 数为 1 。又称两极机。,即：,当磁极对数P=1时，一个电流周期，旋转磁场在空间转过360,n0称为同步转速,当P = 1时,5. 电动机的极对数、极数和转速,异步电动机的工作原理- 异步电动机的转动原理,转差 为旋转磁场同步转 速与电动机转速之差。,转差率 S 的概念,7.1,转差率S 为：,由,转子感生电流的频率,转子感生 电流频率,极对数（P）的改变对转速
4、的影响,将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场 则是两对磁极。,极对数,3000r/min,1500r/min,1000r/min,750r/min,例1：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定 转速nN=960r/min。 求：转差率s，转子电动势的频率f2,同步转速：,转差率：,第四次作业成绩：,学号尾数为0、7的同学中，3个班全部同学成绩为优秀。希望同学们再接再厉。优秀加1分。请各班课代表作好记录。, 7.4 三相异步电动机的启动、调速和制动,原因：起动时 n=0 ，转子导条切割磁力线速度很大。,转子感应电势,转子电流,定子电流,一、三相异步机的起动,7.4,
5、（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。,（3）转子串电阻起动。,二、三相异步机的起动方法：,先减小定子电压-减小启动电流， 待启动完毕后再加上额定电压,降压起动,下面主要介绍Y 启动方法,7.4,Y 起动,设：电机每相阻抗为,主要目的：减小启动电流,启动电流只有原来的1/3,7.4,例5:三相异步电动机，电源电压 =380V，三相定子 绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动系数Ist/IN=7， 求： （1）接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y,（1）Ist =7 IN =720=140A,解：,（2）,Ist Y = Ist /3=14
6、0/3=47A,#,7.4,一、三相异步机铭牌与技术数据,1. 型号 Y 132M4,磁极数(极对数 p=2),转差率, 9.5 三相异步电动机的选择,2. 转速: 电机轴上的转速（n)。,如： n =1440 转/分,7.5,异步电动机,3. 联接方式 ： Y/ 接法,如何 Y 接？,如何 接？,4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.,一般规定: 运行电压不能高于或低于额定值的 5 。,例：380/220 Y/是指：线电压380V时Y接；线电压220V时接,5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。,6. 额定功率：指电机在额定运行时轴上输出的 功率（P2 ）,7. 功率因数
7、(cos1)：,额定负载时一般为0.7 0.9， 空载时约为0.2 0.3 额定负载时最大,注意：容量适当，防止“大马”拉“小车”,此外还有绝缘等级等参数，不一 一介绍。,三相异步电动机的选择,1. 电动机容量（功率）的选择,选择 原则,电动机的起动转矩应大于负载转矩。,电动机在运行时的温升不超过其容许值。,电动机应具有一定的过载能力。,选择 方法,调查统计类比法。,分析计算法。,2. 电动机类型的选择,结构简单，工作可靠，维护方便。但起动性能差，适用于空载或轻载起动的生产机械（风机、水泵、一般机床等）。,价格较贵，起动性能好，适用于起重机、轧钢机等。,3. 结构形式的选择,卧式（轴为水平）、
8、立式（轴为垂直）、开启式、封闭式、防护式。,绕线型电动机：,笼型电动机（可优先考虑）,4. 额定电压的选择,5. 转速的选择,电动机的转速越低则体积越大，价格也越高，功率因数和效率也就低，同步转速有3000 rmin；1500rmin； 1000 rmin；750 rmin 等。,一般情况下，可选用同步转速为1500 rmin的电动机。,4100kW的电动机的一般为380V，接。 3kW以下一般为380V，Y接。100kW以上可考虑额定电压为3、6或10kV的高压电动机。,方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。,三相异步电动机的正、反转,7.5,制动方法：,三、 三相异步电动机的制动,
9、4.发电反馈制动,2. 反接制动： 停车时，将电动机接电源的意两相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的目的；,7.5,1. 抱闸：加机械抱闸,四、三相异步电动机的调速,此种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源（常由整流器、逆变器等组成）。,单相异步电动机的功率一般为几瓦到几百瓦常用于功率不大的电动工具(如电钻、搅拌器等)以及众多的家用电器(如电风扇、电冰箱、洗衣机、抽油烟机等)。,单相异步电动机,单相异步电动机： 定子只有一相主绕组的异步电动机。,单相异步电动机均采用笼型转子，但定子有所不同。,C,B,电容分相式异步电动机,A,iA,iB,A 为工作绕组，B 为起动绕组， 在空间相隔 90 。,iA= IAmsint,iB= IBmsin(t + 90 ),iA= Imsint,iB= Imsin(t + 90 ),iA,t,i,iB,O,两相绕组形成的旋转磁场,形成旋转磁场。,电容分相式异步电动机,C,B,S,A,iA,iB,1,2,改变电容 C 的串联位置，可使异 步电动机反转。,将 S 合向 1，iB 超前 iA 正转,将 S 合向 2，iA 超前 iB 反转,