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1、2023/8/21,第二学习小组,1,第五章 异步电动机,电机及拖动第二学习小组,2023/8/21,第二学习小组,2,三相异步电动机的基本结构,2023/8/21,第二学习小组,3,5.1定子：主要用来产生旋转磁场,它由定子铁心、定子绕组、机壳等组成。,1、定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成导磁部分。,2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内导电部分。,3、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。,2023/8/21,第二学习小组,4,5.1.1 定子铁心,定子铁心是磁路的一部分,为了降低铁心损耗,采用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，硅钢片间彼此绝缘。铁心内圆周上分布有若干均匀的平行槽
2、，用来嵌放定子绕组,2023/8/21,第二学习小组,5,机座,机壳包括端盖和机座，其作用是支承定子铁心和固定整个电机。中小型电机机座一般采用铸铁铸造,端盖多用铸铁铸成，用螺栓固定在机座两端。,2023/8/21,第二学习小组,6,5.1.3 定子绕组,定子绕组是电机定子的电路部分，应用绝缘铜线或铝线绕制而成。三相绕组对称地嵌放在定子槽内。三相异步电动机定子绕组的三个首端U1、V1、W1和三个末U2、V2、W2，都从机座上的接线盒中引出。图（a）为定子绕组的星形接法；图（b）为定子绕组的三角形接法。三相绕组具体应该采用何种接法，应视电力网的线电压和各相绕组的工作电压而定。目前我国生产的三相异步
3、电动机，功率在4 kW以下者一般采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接法。,2023/8/21,第二学习小组,7,5.2 转子：主要用来产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。转子由转轴、转子铁心、转子绕组构成。,1、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。,2、转子绕组：1）笼型转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。,2023/8/21,第二学习小组,8,转子绕组:三相异步电动机的转子绕组分为鼠笼式和铸铝转子式两种。,鼠笼式转子是由安放在转子铁心槽内的裸导体和两端的短路环连接而成的。转子绕组就像一个鼠笼形状故称
4、其为鼠笼式转子。,.铸铝转子：指用铸铝的方法把转子导条和端环、风扇叶片用铝液一次浇铸而成。,2023/8/21,第二学习小组,9,转轴和气隙,转轴：由中碳钢和合金钢制成。转轴的作用：是支撑转子和传递转矩，所以它有一定的机械强度。气隙 气隙的大小对异步电动机的性能影响很大。为了降低的电动机的励磁电流和提高功率因数，气隙应尽可能的做得小些，但气隙过小将使装配困难和运行不可靠，因此气隙大小除了考虑电性能外，还要考虑便于安装。,2023/8/21,第二学习小组,10,5.3 三项旋转磁动势,1.旋转磁场的产生三相异步电动机的定子，三相定子绕组对称放置在定子槽中，即三相绕组首端U1、V1、W1（或末端U
5、2、V2、W2）的空间位置互差120。,若三相绕组连接成星形，末端U2、V2、W2相连，首端U1、V1、W1接到三相对称电源上，则在定子绕组中通过三相对称的电流iU、iV、iW（习惯规定电流参考方向由首端指向末端）,2023/8/21,第二学习小组,11,三相对称电流波形：,旋转磁动势变化过程,2023/8/21,第二学习小组,12,(1)t=0 瞬间（iU=0；iV为负值；iW为正值）:此时，U相绕组（U1U2绕组）内没有电流；V相绕组（V1V2绕组）电流为负值，说明电流由V2流进，由V1流出；而W相绕组（W1W2绕组）电流为正，说明电流由W1流进，由W2流出。运用右手螺旋定则，可以确定合成
6、磁场如图(a)所示，为一对极(两极)磁场。(2)t=T/6瞬间（iU为正值；iV为负值；iW=0）:U相绕组电流为正，电流由U1流进，由U2流出；V相绕组电流未变；W相绕组内没有电流。合成磁场如图（b）所示，同t=0瞬间相比，合成磁场沿顺时针方向旋转了 60。(3)t=T/3瞬间（iU为正值；iV=0；iW为负值）:合成磁场沿顺时针方向又旋转了60，如图（c）所示(4)t=T/2瞬间（iU=0；iV为正值；iW为负值）:与t=0瞬间相比，合成磁场共旋转了 180。,三相对称电流波形：,2023/8/21,第二学习小组,13,5.3 三项旋转磁动势,一、一根导体的电动势,电动势频率:,电动势大小
7、:,二、整距绕组的电动势,每个整距线匝的电动势:,每个整距线圈的电动势:,2023/8/21,第二学习小组,14,三、短距线圈的电动势,每个短距线匝的电动势:,基波短距系数:,四、转向：由电流相序决定，或者说由载有超前电流相转向载有滞后相。,如果电流出现最大值是：AB C，则旋转磁场的方向也是AB C,产生圆形旋转磁动势的条件：一是三相或多相对称绕组；二是三相或多相对称电流。两个条件有一个不满足，即产生椭圆形旋转磁动势。,五、转速：三相对称定子绕组中通入三相对称交流电产生旋转磁场，这个旋转磁场的转速称为同步转速，它与电源频率和定子绕组磁极对数有关。,2023/8/21,第二学习小组,15,异步
8、电动机转速和极对数的对应关系,由上式可得，旋转磁场的转速 n1 取决于电源频率f 和磁极对数 p。我国工频50Hz,可得不同磁极对数旋转磁场的转速如下,旋转磁场转向与通入定子绕组的电流相序一致。若使旋转磁场反向，只需把三根电源线的任意两根对调（如U、W对调）,转速为同步速：,2023/8/21,第二学习小组,16,5.4 三相异步电动机的工作原理及运行状态,当电动机的定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生旋转磁场。设旋转磁场以n1的速度顺时针旋转，相当于磁场不动，转子导体逆时针方向切割磁力线，产生感应电动势、感应电流，其方向可根据右手定则判断（假定磁场不动，导体以相反的方向切割磁力线）。由于
9、转子电路为闭合电路，在感应电动势的作用下，产生了感应电流由于载流导体在磁场中要受到力的作用，因此，可以用左手定则确定转子导体所受电磁力的方向如图 所示。这些电磁力对转轴形成一电磁转矩，其作用方向同旋转磁场的旋转方向一致。这样，转子便以一定的速度沿旋转磁场的旋转方向转动起来。,2023/8/21,第二学习小组,17,转差率 异步电动机的转子转速n低于同步转速n1，两者的差值(n1-n)称为转差。转差就是转子与旋转磁场之间的相对转速。,转差率就是相对转速（即转差）与同步转速之比，用s表示，即 转差率是分析异步电动机运转特性的一个重要参数。在电动机起动瞬间，n=0，s=1；当电动机转速达到同步转速（
10、为理想空载转速，电动机实际运行中不可能达到）时，n=n1，s=0。由此可见，异步电动机在运行状态下，转差率的范围为0s1；在额定状态下运行时，s=0.020.06。,或n=(1-s),2023/8/21,第二学习小组,18,【例5-3】一台三相异步电动机PN=10kW，UN=380V,nN=1455r/min，求:电机的极数2p与额定转差率sN;转差率s为0.1时的转速。解 因同步转速 当极对数p=1时 n1=3000r/min 当极对数p=2时 n2=1500r/min 当极对数p=3时 n3=1000r/min 而nN=1455r/min,最接近n1=1500r/min，所以电机的极对数为
11、 即电机的极数2p=4。额定转差率为 转差率为0.1时的转速,2023/8/21,第二学习小组,19,三、异步电机的三种运行状态,根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态,2023/8/21,第二学习小组,20,5.5 三相异步电动机的型号、分类和额定值,1.型号,2023/8/21,第二学习小组,21,2.额定值,额定值关系有：,2023/8/21,第二学习小组,22,3.防护方式（IP44）。表示电动机外壳防护的方式为封闭式。,4.绝缘等级。绝缘等级是电动机定子绕组所用的绝缘材料的等级。,5.工作方式。工作方式即电动机的运行方式。按负载持续时间的不同，国家标准把电动机分成三种工作方式：连续工作制、短时工作制和断续周期工作制,2023/8/21,第二学习小组,23,结论：异步电动机可以在电动机、发电机和电磁制动三种状态下运行。现代异步电机主要作为电动机运行；电磁制动往往只是异步电机在完成某一生产过程中而出现的短时运行状态，例如交流起重机下放重物时，为限制下放速度，使异步电动机运行于电磁制动状态；至于异步发电机则有时用于农村小型水电站和风力发电站中。,2023/8/21,第二学习小组,24,第二学习小组成员：,谢谢观看,制作：钟陈、陈其睿、熊志霜、陈寿江资料收集：谢万双、刘雁冰、雷青松、王飞编辑：蒙子杰、周杨,
