电工电子4电机及其控制-PPT文档资料
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车间常用的 电动葫芦
三相异步电动机
任务一 认识三相异步电动机的结构
由定子和转子构成，在定子和转子之间留有一定的气隙。 还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。
（a）电动机结构
（b）电动机外形
1-散热筋 2-吊环 3-转轴 4-转子 5-风扇 6-罩壳 7-轴承盖 8-端盖 9-接线盒 10-机座 11-轴承 12-铭牌
定子
固定部分，用来产生旋转磁场的
一般由定子铁芯、定子绕组和外壳等组成。
（a）定子铁心
（b）定子硅钢片
（c）转子硅钢片
定子绕组
由三个彼此独立的绕组组成（每个绕组即为一相），通入 三相对称电流时，就会产生旋转磁场。 在空间彼此相隔120°电角度，每相绕组的多个线圈均匀分 布嵌放在定子铁芯槽中。
（a）星形接法
定子绕组 旋转磁场 同步转速
定子绕组通电——旋转磁场 感应电动势（右手定则） 转子感应电流 ——受电磁力F作用
（左手定则）——对转轴产生电磁 转矩T（顺时针）——转子以转速 n顺着旋转磁场的方向旋转
转子感应电流 转子转速
感应电动机：电磁感应传递能量
同步转速n0
三相交流电产生的旋转磁场的转速 n0=60f1/p 转/分（ r/min ）
t =90°
t =180°
三相电流产生的旋转磁场
三相对称交流电流，产生一对磁极（磁极对数p=1）合成的随时间变化的 旋转磁场。 当电流经过一个周期的变化（t =0～360°）时，合成磁场也顺时针方 向旋转360°的空间角度。
2．旋转磁场的转向
相序 A-B-C
相序 A-C-B
Байду номын сангаас
改变旋转磁场的转向
（b）三角形接法
转子
作用：产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。 组成：转子铁芯、转子绕组、转轴等。 转子绕组：笼型转子和绕线型转子两种。
（a）笼型绕组
（b）转子外形
铸铝的笼型转子 1-铸铝条 2-风叶 3-转子铁心
绕线型转子
1-转子三相绕组 2-转子铁心 3-集电环 4-转子绕组接线头 5-电刷 7-电刷外接线 8-镀锌钢丝箍 9-转轴 10-定子绕组
想一想：
①异步电动机的定子旋转磁场与转子磁场是不是同步的？
②三相异步电动机的同步转速由哪些因素确定？ ③怎样改变三相异步电动机的转向? 与通入定子绕组的三
相交流电的相序有关吗？
任务三 了解三相异步电动机的电磁 转矩和机械特性
1. 电磁转矩 2．机械特性
1．电磁转矩
电磁转矩 T 的产生——转子电流I2在旋转 磁场中受到电磁阻力的作用： 转子电流的有功分量 T=kTΦ I2 cos2 T （N· m）——电动机的电磁转矩； Φ （Wb）——旋转磁场每极的磁通量； I2 （ A ） ——转子电流的有效值； kT ——与电动机结构相关的常数； cos2——转子电路的功率因数。
认识三相异步电动机的结构 学习三相异步电动机的工作原理 了解三相异步电动机的电磁转矩和机 学习三相异步电动机的铭牌及其选择
项目引入
你见过如图所示的搬运工具吗？ 你知道电动葫芦的动力源是什么吗？ 这个动力源的结构如何？ 它是怎样工作的？
任务目标
（1）了解三相异步电动机的结构，理 解其工作原理，并掌握其特性； （2）理解电动机铭牌上技术数据的意 义，能根据需要正确地选择和使用电 动机。
p ∶磁极对数（由三相定子绕组 的布置和连接决定）。
p=l为2极；p=2为4极；p=3为6极
f1 （Hz）：定子电流频率
电动机 p 固定，且f1也固定，则n0也是固定的
磁极对数P l 2 3 4 5 6
同步转速n0 3000 （r/min）
1500
1000
750
600
500
“异步
异步电动机的转速
异步电动机转子转速n不可能达到同步转 速n0——“异步” ——电动机工作的必要 条件（n＜ n0 ）
转差
转差——电动机的同步转速n0与转子的 转速n之差。 转差率s——转差与同步转速n0的比值 s=(n0 −n)/ n0 ×100% n=(1−s)60 f1/ p
转差率
电动机启动时n=0，s=1； 当n=n0时（理想空载运行），s=0；稳定运 行时，n接近n0，s很小，一般在2%~7%。 例：一台四极异步电动机，三相电源频率 为50Hz，额定转差率为0.04，则其在额定运 行时转速为 n =(1−s)×60f /p =(1−0.04)×60×50/2=1 440r/min
电工电子技术基础
清华大学出版社
第4章 电机及其控制
项目一 项目二
项目三
项目四
项目五
三相异步电动机的认识 三相异步电动机的启动控制 三相异步电动机的正反转控制 三相异步电动机的变速控制 三相异步电动机的制动
项目一 三相异步电动机的认识
任务一 任务二 任务三 械特性 任务四
2.机械特性曲线
t =0°
t =60°
旋转磁场的转速为
n0＝60f1/p （r/min）
n0——电动机同步转速（即旋转磁场的转速），单位为 r/min； f1 ——定子电流频率，单位为Hz； P ——磁极对数（由三相定子绕组的布置和连接决定）， p＝l为二极，p＝2为四极，p＝3为六极，依次类推。
2.三相异步电动机的转动原理
6-刷架
接线示意图
提刷装置
其他附件
其他附件有端盖、轴承、轴承盖、风叶、风罩和接线盒 等。
想一想：定子和转子的铁心为什么用硅钢片叠成？笼型 转子上有绕组吗？
任务二 学习三相异步电动机的工作原理
定律——电磁感应、全电流、电路、电磁力等。 旋转磁场——电动机旋转的动力。 基本原理——在定子绕组中，通入三相交流电所产 生的旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产 生的电磁力形成电磁转矩，驱动转子转动，从而使 电动机工作。 （1）三相交流电可产生旋转磁场 （2）转子转动原理
1．旋转磁场
定子三相电流产生的旋转磁场
三相电流互成120°，相序A-B-C
iA=Imsint 参考方向 iB=Imsin（t−120°） iC=Imsin（t+120°）
星形连接 三相对称电流波形
三相定子绕组及其波形
磁场
顺时针转60o
顺时针转90o
顺时针转180o
t =0°
t =60°
三相异步电动机
任务一 认识三相异步电动机的结构
由定子和转子构成，在定子和转子之间留有一定的气隙。 还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。
（a）电动机结构
（b）电动机外形
1-散热筋 2-吊环 3-转轴 4-转子 5-风扇 6-罩壳 7-轴承盖 8-端盖 9-接线盒 10-机座 11-轴承 12-铭牌
定子
固定部分，用来产生旋转磁场的
一般由定子铁芯、定子绕组和外壳等组成。
（a）定子铁心
（b）定子硅钢片
（c）转子硅钢片
定子绕组
由三个彼此独立的绕组组成（每个绕组即为一相），通入 三相对称电流时，就会产生旋转磁场。 在空间彼此相隔120°电角度，每相绕组的多个线圈均匀分 布嵌放在定子铁芯槽中。
（a）星形接法
定子绕组 旋转磁场 同步转速
定子绕组通电——旋转磁场 感应电动势（右手定则） 转子感应电流 ——受电磁力F作用
（左手定则）——对转轴产生电磁 转矩T（顺时针）——转子以转速 n顺着旋转磁场的方向旋转
转子感应电流 转子转速
感应电动机：电磁感应传递能量
同步转速n0
三相交流电产生的旋转磁场的转速 n0=60f1/p 转/分（ r/min ）
t =90°
t =180°
三相电流产生的旋转磁场
三相对称交流电流，产生一对磁极（磁极对数p=1）合成的随时间变化的 旋转磁场。 当电流经过一个周期的变化（t =0～360°）时，合成磁场也顺时针方 向旋转360°的空间角度。
2．旋转磁场的转向
相序 A-B-C
相序 A-C-B
Байду номын сангаас
改变旋转磁场的转向
（b）三角形接法
转子
作用：产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。 组成：转子铁芯、转子绕组、转轴等。 转子绕组：笼型转子和绕线型转子两种。
（a）笼型绕组
（b）转子外形
铸铝的笼型转子 1-铸铝条 2-风叶 3-转子铁心
绕线型转子
1-转子三相绕组 2-转子铁心 3-集电环 4-转子绕组接线头 5-电刷 7-电刷外接线 8-镀锌钢丝箍 9-转轴 10-定子绕组
想一想：
①异步电动机的定子旋转磁场与转子磁场是不是同步的？
②三相异步电动机的同步转速由哪些因素确定？ ③怎样改变三相异步电动机的转向? 与通入定子绕组的三
相交流电的相序有关吗？
任务三 了解三相异步电动机的电磁 转矩和机械特性
1. 电磁转矩 2．机械特性
1．电磁转矩
电磁转矩 T 的产生——转子电流I2在旋转 磁场中受到电磁阻力的作用： 转子电流的有功分量 T=kTΦ I2 cos2 T （N· m）——电动机的电磁转矩； Φ （Wb）——旋转磁场每极的磁通量； I2 （ A ） ——转子电流的有效值； kT ——与电动机结构相关的常数； cos2——转子电路的功率因数。
认识三相异步电动机的结构 学习三相异步电动机的工作原理 了解三相异步电动机的电磁转矩和机 学习三相异步电动机的铭牌及其选择
项目引入
你见过如图所示的搬运工具吗？ 你知道电动葫芦的动力源是什么吗？ 这个动力源的结构如何？ 它是怎样工作的？
任务目标
（1）了解三相异步电动机的结构，理 解其工作原理，并掌握其特性； （2）理解电动机铭牌上技术数据的意 义，能根据需要正确地选择和使用电 动机。
p ∶磁极对数（由三相定子绕组 的布置和连接决定）。
p=l为2极；p=2为4极；p=3为6极
f1 （Hz）：定子电流频率
电动机 p 固定，且f1也固定，则n0也是固定的
磁极对数P l 2 3 4 5 6
同步转速n0 3000 （r/min）
1500
1000
750
600
500
“异步
异步电动机的转速
异步电动机转子转速n不可能达到同步转 速n0——“异步” ——电动机工作的必要 条件（n＜ n0 ）
转差
转差——电动机的同步转速n0与转子的 转速n之差。 转差率s——转差与同步转速n0的比值 s=(n0 −n)/ n0 ×100% n=(1−s)60 f1/ p
转差率
电动机启动时n=0，s=1； 当n=n0时（理想空载运行），s=0；稳定运 行时，n接近n0，s很小，一般在2%~7%。 例：一台四极异步电动机，三相电源频率 为50Hz，额定转差率为0.04，则其在额定运 行时转速为 n =(1−s)×60f /p =(1−0.04)×60×50/2=1 440r/min
电工电子技术基础
清华大学出版社
第4章 电机及其控制
项目一 项目二
项目三
项目四
项目五
三相异步电动机的认识 三相异步电动机的启动控制 三相异步电动机的正反转控制 三相异步电动机的变速控制 三相异步电动机的制动
项目一 三相异步电动机的认识
任务一 任务二 任务三 械特性 任务四
2.机械特性曲线
t =0°
t =60°
旋转磁场的转速为
n0＝60f1/p （r/min）
n0——电动机同步转速（即旋转磁场的转速），单位为 r/min； f1 ——定子电流频率，单位为Hz； P ——磁极对数（由三相定子绕组的布置和连接决定）， p＝l为二极，p＝2为四极，p＝3为六极，依次类推。
2.三相异步电动机的转动原理
6-刷架
接线示意图
提刷装置
其他附件
其他附件有端盖、轴承、轴承盖、风叶、风罩和接线盒 等。
想一想：定子和转子的铁心为什么用硅钢片叠成？笼型 转子上有绕组吗？
任务二 学习三相异步电动机的工作原理
定律——电磁感应、全电流、电路、电磁力等。 旋转磁场——电动机旋转的动力。 基本原理——在定子绕组中，通入三相交流电所产 生的旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产 生的电磁力形成电磁转矩，驱动转子转动，从而使 电动机工作。 （1）三相交流电可产生旋转磁场 （2）转子转动原理
1．旋转磁场
定子三相电流产生的旋转磁场
三相电流互成120°，相序A-B-C
iA=Imsint 参考方向 iB=Imsin（t−120°） iC=Imsin（t+120°）
星形连接 三相对称电流波形
三相定子绕组及其波形
磁场
顺时针转60o
顺时针转90o
顺时针转180o
t =0°
t =60°