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1、第二节 交流电机,第三章 航空电机,主要内容,一、同步发电机 1 基本结构及分类 2 技术指标 3 工作特性 二、三相异步电动机 1基本结构 2工作原理 3 功率方程和电磁转矩 4 调速和制动三、单相异步电动机 1 工作原理 2 起动方法四、交流伺服电动机/两相异步电动机 1 工作原理 2 控制方法,同步发电机基本结构及分类,一、基本结构 定子+气隙+转子：定子和转子中，一个是电枢；另一个是磁极。电枢：电枢铁心+电枢绕组（发出三相交流电）磁极：磁极铁心+励磁绕组（固定直流励磁，产生恒定磁场）二、分类 1 按磁极结构特点分 凸极式：明显的磁极外形，航空同步发电机多采用 隐极式：无明显的极形，用于
2、大型和高速汽轮发电机 2 按旋转部件不同 旋转电枢式：电枢绕组在转子上，磁极是定子，发出的交流电用三只滑环和电刷引出。旋转磁极式：电枢绕组在定子上，磁极是转子，转子励磁绕组中的直流电要用两个滑环和电刷引入。,航空三级无刷同步发电机,1永磁式交流副励磁机 给调压器和控制保护器供电2 交流励磁机3 旋转整流器装于轴内中空部分4 主发电机 凸极旋转磁极式,同步发电机的工作特性,一、外特性 1 定义 一定的n和If，U=f（I）2 曲线说明 U随I变化：电枢反应，绕组的电阻 3 负载性质电感性负载：电枢反应去磁电容性负载：电枢反应增磁 4 电压调整率/变化率 Ue Ie下，保持此时励磁电流，切除负载读
3、取空载电势E。，电压升高的相对百分数 U=（E。-Ue）/Ue100%二、调节特性 U和n不变，If=f（I）,三相异步电动机的基本结构,一、定子部分 1 定子铁心 2 机壳 3 定子绕组：Y形带中线二、气隙 三、转子部分 1 转子铁心 2 转子绕组 鼠笼式：转子绕组参数不可改变 绕线式：转子绕组参数可改变 3 转轴 4 风扇,三相异步电动机的工作原理,一、工作原理三相对称绕组（互差1200）通入对称三相交流电形成n。=60f/p 旋转磁场，开始转子静止，转子绕组与旋转磁场有相对运动，感应电势（右手定则），感应电流，电磁力和电磁转矩（左手定则），电磁转矩大于轴上的阻转矩，转子与旋转磁场同方向旋
4、转输出机械能，转速为n二、改变旋转方向转子与旋转磁场同方向旋转，改变旋转磁场的方向，改变定子电流相序，电源三相线中任意二相对调。三、nn。n=n。，转子与旋转磁场无相对运动,三相异步电动机的工作原理,四、根据转差率判断工作状态转差：n。-n转差率：S=（n。-n）/n0n。发电状态3）S1 n0 制动状态,三相异步电动机的功率方程和电磁转矩,一、功率平衡方程式三相异步电动机以转速n稳定运行从电源输入的电功率P1=3U1I1Cos1 去掉定子铜耗Pcu1与铁损PFe，剩下电磁感应通过气隙传递到转子 得到电磁功率：PM=P1-Pcu1-PFe=3E2I2Cos2去掉转子子铜耗Pcu2，得到传递给电
5、机轴的全机械功率Pj=PM-Pcu2再去掉机械损耗和附加损耗就得到轴上输出的机械功率P2=P1-P二、电磁转矩1 M=Pj/=PM/02 物理表达式：M=Cmj1I2Cos2 Cmj转矩常数,三相异步电动机的调速,一、调速公式 n=n。（1-S）=60f1（1-S）/P二、调速方法分类1 改变同步转速n。改变P（变极调速）改变f1（变频调速）：飞机交流电动机采用 f1 n f1 n 2 改变转差率S调速 降低电源电压 绕线式异步电动机转子回路串电阻3 利用转差离合器（很少应用）,三相异步电动机的制动,一、反接制动二、能耗制动三、发电回馈制动课本223页,单相异步电动机的工作原理,一、单相交流电
6、的脉振磁场 转子总的电磁转矩：M=M+M-当转子静止时，M+与M-大小相等，方向相反 即M=M+M-=0（没有起动转矩，不能自行起动）二、单相异步电动机的特点 1 起动转矩为0，不能自行起动 2 没有固定的转向，在两个方向都可以旋转，运行时的方向取决于起动时的转动方向。只要借助于外力或采取某一措施使转子沿某一方向转动起来，电机就会转动而不停止。,单相异步电动机的起动方法,在定子绕组上加一个起动绕组，起动绕组与工作绕组在空间相差一个角度并串联一个电容器。当接通电源时，两个绕组有一相位差，形成旋转磁场，电动机就旋转起来。,两相异步电动机的工作原理,一、基本结构1 定子：定子上有两相绕组，在空间相差900，一相为励磁绕组f，运行时接到电压为Uf的交流电源上；另一相为控制绕组K，输入控制电压Uk，电压Uk与Uf同频率。2 转子二、工作原理 励磁绕组f接通交流电压Uf，在气隙中产生脉振磁场。如果控制绕组K不接信号电压，即UK=0，电动机无起动转矩，转子不转。若加以控制信号电压UK，并使控制绕组中的电流Ik与励磁电流If不同相，就会形成圆形或椭圆形的旋转磁场，产生起动转矩，使电动机转动起来。,两相异步电动机的控制方法,改变控制电压的大小及控制电压与励磁电压的相位差可控制旋转磁场磁通的大小及转向。一、幅值控制二、相位控制三、幅相控制（课本216页）,
