电动机学(异步电机:笼型和绕组式)

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异步电动机基本知识

异步电动机基本知识

异步电动机基本知识异步电动机(asynchronous motor) 又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。

异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机。

作电动机运行的异步电机。

因其转子绕组电流是感应产生的,又称感应电动机。

异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。

在中国,异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。

基本特点转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。

以三相异步电动机为例,与同功率、同转速的直流电动机相比,前者重量只及后者的二分之一,成本仅为三分之一。

异步电动机还容易按不同环境条件的要求,派生出各种系列产品。

它还具有接近恒速的负载特性,能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。

其局限性是,它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率(见异步电机),因而调速性能较差,在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合(如传动轧机、卷扬机、大型机床等),不如直流电动机经济、方便。

此外,异步电动机运行时,从电力系统吸取无功功率以励磁,这会导致电力系统的功率因数变坏。

因此,在大功率、低转速场合(如拖动球磨机、压缩机等)不如用同步电动机合理。

应用由于异步电动机生产量大,使用面广,要求其必须有繁多的品种、规格与各种机械配套。

因此,异步电动机的设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。

在各类系列产品中,以产量最大、使用最广的三相异步电动机系列为基本系列;此外还有若干派生系列(在基本系列基础上作部分改变导出的系列)、专用系列(为特殊需要设计的具有特殊结构的系列)。

异步电动机的种类繁多,有防爆型三相异步电动机、ys系列三相异步电动机、y、y2系列三相异步电动机、YVP系列变频调速电动机等等. 新中国第一台异步电动机于50年代初在合肥工业大学诞生。

三相异步电动机的分类

三相异步电动机的分类

2、 按电动机外壳防护结构分类
3、 按电动机冷方式分类
电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93《旋转电机冷却方式》。
4、 按电动机的安装形式分类
IMB3:卧式,机座带底脚,端盖上无凸缘。
IMB5:卧式,机座不带底脚,端盖上有凸缘。
IMB35:卧式,机座带底脚,端盖上有凸缘。
5、 按电动机运行工作制分类
S1;连续工作制
S2:短时工作制
S3~S8:周期性工作制
6、 按转子结构形式分类
三相笼型异步电动机
三相绕线型异步电动机
三相异步电动机的型号及选用
我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84《电机产品型号编制方法》实施的,即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成,按下列顺序排列。
输出转矩:
IP21
2~200N·m
IP44 0.3~25 N·m
YLJ系列电动机的机械特性是通过增加转子电阻来实现的。其中IP44防护结构加装离心鼓风机进行强迫通风
用于造纸、电线电缆、印染、橡胶等部门作卷绕、开卷、堵转和调速等设备的动力
18
电梯用三相异步电动机
YTD
JTD
0.55~75KW
在Y基本系列上对结构及防护上加强措施
适用于有爆炸危险的场合
10
隔爆型三相异步电动机
YB
BJO2
H80~315
0.55~220KW
在Y基本系列上派生,按隔爆标准规定生产
用于煤矿及有可燃性气体的工厂
11
户外型三相异步电动机
Y-W

第6章 异步电动机

第6章  异步电动机
9. 温升
电动机在运行过程中,其损耗的功率都变成热能而使电动机发热,同时电动机也向 周围环境放热。电动机的温度与周围介质的温差越大,其散热也越快。当电动机在 单位时间内向周围散发出的热量与其损耗功率所产生的热量相等时,电动机的温度 就不会再升高。电动机的温升指标是指允许电动机绕组温度高出周围环境温度的最 大温差。例如,我国规定环境温度以40℃为标准,若电动机的温升为75℃,则允许 电动机绕组的最高温度为(40+75)℃=115℃。 注意:由于实际测得的温度并非电动机绕组真正的最高温度,所以规定的电动机最 高允许温度比其所用绝缘材料最高允许温度要低。正常运行中的电动机,温升不会 超出允许值,只有在故障运行(如电源电压过低或电动机缺相运行)或过载运行时, 会由于工作电流超过额定值而导致电动机严重发热,这将影响电动机的实际寿命。
第6章 异步电动机
6.1 三相异步电动机
第6章 异步电动机
6.1 三相异步电动机
2. 旋转磁场的转速与转向 根据上述分析,电流变化一周时,两极(p=1)的旋转磁场在空间旋转一周,用f1表示 电流的频率,用n1表示旋转磁场的转速,则
对于四极(p=2)旋转磁场,电流变化一周,合成磁场在空间只旋转了半周,故有
第6章 异步电动机
6.1 三相异步电动机
笼式转子绕组是用铜条和铜环焊接成的笼形闭合电路,如图6-4a所示,由于转子绕 组的形状像鼠笼,故称笼式转子。 对于中小型电动机,为了降低成本,常见在槽中浇铸铝液,铸成如图6-4b所示的转 子,此类转子不仅制造简单而且坚固耐用。
绕线式转子结构如图6-5所示。通常把转子三相绕组的三个末端接在一起,组成星 形联结,三个首端分别接到固定在转轴上的三个铜滑环上,滑环除相互绝缘外,还 与转轴绝缘。在各个环上,分别放置着固定不动的电刷,通过电刷与滑环的接触, 使转子绕组与外加变阻器接通,以便起动电动机。但在正常运转时,把外加变阻器 转到零位,以使转子绕组的三个首端短接在一起。

第5章 三相异步电动机的基本原理(电机及拖动基础)

第5章 三相异步电动机的基本原理(电机及拖动基础)

第五章三相异步电动机的基本原理主要讲授内容:三相异步电动机的工作原理、结构、运行特性、等效电路、参数测量、转矩转差的关系等,是必须掌握的内容,使本课程的重点。

是在现代工业中正被大量应用的机电能量转换装置,是后续课程《电力拖动》课程的基础。

讨论:三相异步电动机What?三相异步电动机的用途、结构?How?三相异步电动机的工作原理?第一节三相异步电动机的结构及额定参数一、异步电动机的主要用途和分类用途:异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械。

异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。

采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。

已经取代直流电动机,成为应用广泛的调速系统。

异步电动机的缺点:功率体积比较小。

功率因数较差。

直接接电网运行时,必须从电网里吸收滞后的励磁电流,使它的功率因数总是小于1。

通过控制器可以使这一缺点得到改善。

异步电动机运行时,定子绕组接到交流电源上,转子绕组自身短路,由于电磁感应的关系,在转子绕组中产生电动势、电流,从而产生电磁转矩。

所以,异步电机又叫感应电机。

二、异步电动机的分类从不同角度看,有不同的分类法:(1)按定子相数分有①单相;②三相异步电动机。

(2)按转子结构分有①绕线式;②鼠笼式。

后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机。

此外,根据电机定子绕组上所加电压的大小,又有高压、低压异步电动机之分。

从其它角度看,还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等。

异步电机也可作为异步发电机使用。

单机使用时,常用于电网尚未到达的地区,又没有同步发电机的情况,或用于风力发电等特殊场合上。

在异步电动机的电力拖动中,异步电机回馈制动时,即运行在异步发电机状态。

风叶铁心绕组轴承滑环绕线电动机转子笼型绕组导条端环1、异步电动机的定子:异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。

(1)定子铁心:是电动机磁路的一部分,装在机座里。

三相笼型异步电动机

三相笼型异步电动机

输出机械功率P2
pCU2 = SPe 说明,从气隙传递到转子的电磁功率分为 两部分,一小部分变为转子铜损耗,绝大部分转变为 总机械功率。转差率越大,转子铜损耗就越多,电机 效率越低。 P2 = PMEC p0 的两边同时除以机械角速度 = 2n 得 60 PMEC p0 P2 =


五、电动机的功率和损耗
电动机是一种将电能转换成机械能的装臵。所 以在能量转换的过程中不可避免的会产生各种损 耗。 pFE p p p
FE CU1 CU2 1 2
电源Leabharlann 输入电功率P1定子,旋转磁场
电磁功率Pe
转子,电磁感应
机械功率 Pmec
转子旋转 P1 = 3 UN IN cosj Pe = P1-( pCU1+pFE1 ) p∆ pCU2 = SPe 称为转差功率 pm Pmec = Pe-PCU2 ( 转子铁耗 PFE2 很小,可忽略不计 ) = Pe (1-S) P2 = Pmec- p0 p0 = p∆ + pm 称为空载损耗,固定不变。 = P1η
60 f 60 50 p = 3 n 975 n0 n 1000 975 s= = = 0.025 n0 1000
四、电动机的运行特性
通过电动机工作原理的学习,我们可以发现电动 机有许多地方和变压器是相类似的: 变压器一次绕组接入电流,产生交变磁场; 电动机定子绕组接入电流,产生旋转磁场; 交变磁场在铁芯中环绕,在变压器二次绕组上产生 电磁感应,产生感应电势和电流; 旋转磁场交链转子绕组;在电动机转子上产生电磁 感应,产生感应电势和电流;
N
ωt =360°

Z
n0
B
归纳:只要三相异步机的对称三相定子绕组中通入对

三相笼型异步电动机基本知识

三相笼型异步电动机基本知识

案例1:单线遥控水位的水泵电动机的控制线 路
案例1:单线遥控水位的水泵电动机的控制 线路
电路可以远控和近控(就地)。
遥控时,转换开关S2置于“远控”位置,合上电源开关 QS接通电源,水泵处于预备起动状态。在控制端合上控制开 关S1,电源Ua经→熔断器FU3→开关S1→电流继电器线圈K→ 遥控线→开关S2→热继电器FR的常闭触头→接触器线圈 KM→熔断器FU2→电源S相构成闭合回路,使接触器的线圈 KM得电,所有常开触头闭合,水泵运行抽水。
iA
iB
iC

90°
210°
(b)
330°
定子绕组外接三相电源,流
经绕组的电流三相对称,相
序为A—B—C,如图( b ),
电流的参考方向是从绕组的
ωt
末端指向首端。定子绕组中
的三相对称电流会产生磁动
势,该磁动势在定子铁心、
转子铁心、气隙组成的磁路
中建立合成磁场,在产生磁
场的定子内部,磁力线由S
极指向N极,而定子外部的
性能:Tst=(1.0~2.0)TN ; Ist=(4~7)IN。 特点:设备简单,操作方便,Tst 较小,Ist很大。
二、三相笼型 异步电动机的起动
(一)全压起动
起动电流过大的影响:
影响同电网其他电动机的正常运行
灯变暗、数控机床失控 大的电流冲击,发热,不能频繁启动
直接起动的原则:
1、电机:应用电磁原理实现电能与机械能互 换的旋转机械,统称为电机。
2、把机械能转换为电能的电机,称为发电机; 把电能转换为机械能的电机,称为电动机。
一、认识三相交流异步电动机
3、
直流电机

同步电机
电机交流电机异步电机单三相相电电机机鼠绕笼线式式电电机机

电机学 异步电机

电机学 异步电机

5.2异步电机的基本工作原理
当异步电机定干绕组接到三相电源上时, 定子绕组中将流过三相对称电流,隙中将 建立基波旋转磁动势,从而产生基波旋转 磁场,其同步转速决定于电网频率和绕组 的极对数
这个基波旋转磁场在短路的转子绕组(若是 笼型绕组则其本身就是短路的,若绕线式转子则 通过电刷短路)中感应电动势并在转子绕组中产 生相应的电流,该电流与气隙中的旋转磁场相互 作用而产生电磁转矩。由于这种电磁转矩的性质 与转速大小相关,下面将分三个不同的转速范围 来进行讨论。
电机学
异步电机
第五章 异步电机
异步电机是一种交流电机,也叫感应电
机,主要作电动机使用。异步电动机广泛 用于工农业生产中,例如机床、水泵、冶 金、矿山设备与轻工机械等都用它作为原 动机,其容量从几千瓦到几千千瓦。日益 普及的家用电器,例如在洗衣机、风扇、 电冰箱、空调器中采用单相异步电动机, 其容量从几瓦到几千瓦。在航天、计算机 等高科技领域,控制电机得到广泛应用。 异步电机也可以作为发电机使用,例如小 水电站、风力发电机也可采用异步电机。
将式(5.13)、式(5.14)代人式 (5.1)中,得到
式(517)表明,在al。一0时,转子磁动势人的 大小、性质与a1。=0时相同,即转子自动势矢 量民与al。无关,只是转于绕组相电动势、相电 流相对于a。。一0的工况均滞后了a1。电角度 (见式(5.15》。;这对研究转子的电气性能
无任何影响。庐于转子是通过转子磁动势而影响 走子,因此可以认定a;。等于任何值时定子方各
放置两个瑞环,分别把所有的导体伸出粮
外部分与端环联接起来。如果去掉铁心, 则剩下来的绕组的形状就像一个松鼠笼子。 这种笼型绕组可以用钢条焊接而成,见图4, 也可以用铝浇铸而成,见图5。

笼型和绕线型异步发电机

笼型和绕线型异步发电机

笼型和绕线型异步发电机
笼型异步发电机和绕线型异步发电机都是常见的异步电动机类型,它们在工业和商业领域中都有广泛的应用。

下面我将从结构、
工作原理、特点和应用等多个角度来对这两种类型的异步发电机进
行比较。

首先,从结构上来看,笼型异步发电机的转子是由导体材料制
成的笼型骨架,通常是铝制成的。

而绕线型异步发电机的转子则是
由绕制的线圈构成。

这两种结构在制造工艺和材料选用上有所不同。

其次,从工作原理来看,笼型异步发电机和绕线型异步发电机
的工作原理基本相同,都是利用转子在旋转磁场中感应出感应电动势,从而产生转矩。

但由于结构上的差异,两者在启动特性、转矩
特性和稳态性能等方面可能会有所不同。

在特点方面,笼型异步发电机由于结构简单、成本低、维护方便,因此在工业领域中使用较为广泛。

而绕线型异步发电机由于其
高效率、高功率因数和较好的启动性能,常被用于需要高性能的场合。

最后,从应用角度来看,笼型异步发电机常被用于风力发电、泵类设备、压缩机以及一些传动设备中。

而绕线型异步发电机则常被用于需要高性能和精密控制的场合,比如电力工业中的大型风力发电机组、高速列车等领域。

总的来说,笼型异步发电机和绕线型异步发电机各有其特点,选择哪种类型的发电机取决于具体的应用场合和需求。

希望以上信息能对你有所帮助。

电机学 第九章异步电机的理论分析与运行特性

电机学 第九章异步电机的理论分析与运行特性
2 2 2 2
转子静止时的异步电机
1、电压平衡式
以下标l和2区别定子和转子电路的各物理量,各种 数量均取每相值。 从电路分析角度来看,转子不动时的异步电机的电 路方程与次级侧短路时的变压器的电路方程相似

U1 E1 I1 r1 jx1 0 E I r jx
可嵌放成型线圈 大型低压电动机
绝缘放置可靠、 绕组下线方便 高压电动机
3.定子绕组

定子绕组通常应用双层短距绕组,小型电机可应 用单层绕组。
3、机座

作用:主要起固定和支撑定子铁心,要求有足够的 机械强度和刚度
二、转子

转子铁心——磁路,一般由硅钢片叠成。在转子铁心 上开有槽,以供放置或浇注转子绕组。 转子绕组——感应电势、流过电流和产生电磁转矩 转轴

一、异步电动机的定子

定子铁心——磁路部分,放置定子绕组。
一般采用导磁性能良好和比损耗小的电工硅钢片叠 成。
为了嵌放定子绕组,在定子铁心内圆冲出许多形状相 同的槽——定子槽。

定子绕组——电路部分——感应电势。

机座——固定和支撑定子铁心。
1. 定子铁心
散嵌绕组
2.定子槽形
成型绕组
效率和功率因数较高 绕组嵌线工艺复杂 小容量及中型低压电机

转子绕组有m2相,磁势振幅
N2kN 2 m2 F2 * 0.9 * I2 2 p N1k N 1 m1 励磁磁势 Fm * 0.9 * Im 2 p

静止时:f1=f2(磁势速度为同步速一致),磁 势平衡式
N1kN 1 N1k N 1 N2kN 2 m1 m1 m2 * 0.9 * I m * 0.9 * I1 * 0.9 * I2 2 p 2 p 2 p

鼠笼式三相异步电动机和绕线式三相异步电机区别和应用

鼠笼式三相异步电动机和绕线式三相异步电机区别和应用

鼠笼式三相异步电动机和绕线式三相异步电机区别和应用1、结构的区别:1)鼠笼绕组;2)绕线绕组,有滑环;2、机械性能的区别:1)结固;2)高速不结固;3、安全性的区别:1)安全;2)电刷有火花,有火灾、爆炸危险;4、机械特性的区别:1)机械应特性,即恒速;2)软特性,可小范围调速;5、启动性能:1)启动电流大,转矩小2)启动转矩大,可以达到最大转矩,启动电流小;6、应用:1)适用恒速要求硬特性的场合;2)使用调速软特性的场合,如起重机!7、起动原理:1)减压启动;2)改变转差率调速起动;绕线电机和鼠笼电机有什么区别?三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成定子是电动机的固定部分,用于产生旋转磁场,主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成转子是电动机的转动部分,由转子铁芯.转子绕组和转轴等部件组成.其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩.转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子1.鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成.若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组.中小型转子一般采用铸铝方式。

对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数,每相匝数等于1/2匝.转子绕组不用对地绝缘. 转子极对数是靠定子绕组磁动势异步而得的,因此它始终与定子绕组的极对数相等,与鼠笼转子的导条数无关.鼠笼型异步电动机常用启动方法直接启动、降压启动、变频启动、或软启动器启动2.绕线式转子:绕线式转子的绕组和定子绕组相似,中型电动机多采用双层绕组,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜(或钢)滑环上,通过电刷与外电路相连接,绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是跟定子相同,每相的匝数相对较多,感应电势较大,转子绕组对地绝缘需绝缘.绕线式异步电动机常用启动方法:绕线式异步电动机启动时通常采用直接启动、.转子串电阻启动、或者是采用频敏变阻器启动可不要多此一举用变频启动.或软启动器启动1:区别:鼠笼式和绕线式三相异步电动机是指三相异步时机的转子的形式是绕线式的,或是鼠笼式的,它们的启动方式稍有不同,首先是它们都可以直接起动,其次是鼠笼式的异步电动机因为它的转子的结构的原因,它必须要借助于外接设备(自藕变压器或接触器)才能实现降压起动,绕线式的异步电动机除了可以借助外接设备实现降压起动之外,还赖以通过调节转子电流来实现降压起动(在转子回程串联有调节电阻)。

通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数

通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数

通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数与电机的工作原理和设计要求有关。

首先,我们来了解一下三相笼型异步电动机的工作原理。

三相笼型异步电动机是一种常用的电动机,它由定子和转子组成。

定子绕组是三相绕组,也就是电机的供电绕组。

定子绕组的相数通常为3相,即A相、B相、C相。

每个相上有一组绕组,每组绕组上都会有N个线圈。

三相绕组的布置是根据三相交流电的供电方式而确定的。

在三相供电下,每个相互之间的相位差为120度,这种三相供电方式可以提供更高的功率输出和更平稳的转速。

转子绕组是电机的转动部分,通常采用笼型结构,这也是为什么叫做“笼型异步电动机”的原因。

转子绕组是由许多导体组成的,这些导体是通过一些隔板隔开的。

因为转子是通过感应起动的,所以转子绕组的相数通常与定子绕组的相数相同,也是3相。

定子绕组和转子绕组之间的相数相同是为了实现电磁感应和能量传输的匹配。

当外部电源通电时,定子绕组产生在空间中旋转的磁场,转子绕组感受到这个磁场并产生感应电流。

根据法拉第电磁感应定律,感应电流在转子上产生一个对磁场的反作用力,使转子开始旋转。

在三相电源供电下,每相的电流和磁场变化由电源控制。

当电动机需要启动时,电流和磁场的变化导致转子绕组感应出电流,从而产生反作用力使转子转动。

一旦电机转动起来,其运动学特性会导致定子和转子之间的电磁感应和相位差保持稳定。

定子绕组和转子绕组的相数一般为3相,这是为了保证电机的正常运行和稳定性。

一个更高的相数可以提供更平稳的电流和磁场变化,同时也减少了电机中的振动和噪音。

此外,三相供电方式也可以提供更高的功率输出,满足电机的工作需求,如驱动大功率设备和实现高扭矩输出等。

总结来说,三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数通常为3相。

这种安排既能够满足电机的工作需求,又能够保证电机的正常运行和稳定性。

三相供电方式可以提供更高的功率输出和更平稳的转速,为电机的工作提供了可靠的电源。

三相异步电动机的结构与其作用

三相异步电动机的结构与其作用

三相异步电动机结构的各部件起什么作用?异步电动机的结构主要由两个基本部分组成,即定子(静止部分)和转子(旋转部分)。

一.定子它由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。

(1)定子铁心。

它是电动机磁路的一部分,由0.35~0.5mm厚表面涂有绝缘漆或氧化膜的薄硅钢片叠压而成,固定在机座内。

定子铁心的内圆冲有均匀分布的槽口,用来嵌放三相定子绕组。

绕组与铁心之间是互相绝缘的。

(2)定子绕组。

由于它是能量转换的“枢纽”,又称电枢绕组。

它是异步电动机的电路部分,通入三相电源后,就会产生三相旋转磁场。

三相定子绕组是 3个彼此独立、按一定方式连接的对称绕组,它们按一定的空间角度依次嵌在定子槽内。

为了便于变换接法,绕组6个端头都引到接线盒内。

(3)机座。

它一般由铸铁或铸钢制成。

其作用是固定定子铁心和定子绕组。

机座两端的两个端盖,以支承转子轴。

二.转子它是异步电动机的旋转部分,电动机的工作转矩就是从转子轴上输出的。

它由转子铁心、转子绕组和转轴3部分组成。

(1)转子铁心。

它是电动机磁路的一部分,是由圆形薄硅钢片叠装而成。

在硅钢片外圆上冲有均匀分布的槽口,用来嵌放转子绕组。

转子铁心压装在轴上。

(2)转子绕组。

它又分为笼型和线绕式两种。

目前中小型异步电动机的笼型转子,一般都用熔化的铝浇入转子铁心槽内,并将两个端环(短路环)与冷却用风扇浇铸在一起而成。

由于转子绕组形状像鼠笼,故称为笼型异步电动机。

线绕式转子绕组和定子绕组相似,也是三相对称绕组,一般都接成星形。

3个出线端通过转轴内孔分别接到与转轴固定的3个铜制互相绝缘的滑环上(集电环),滑环靠电刷与外接变阻器电路相连接,接入变阻器主要是为了改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。

(3)转轴。

它主要是支承转子及传递转矩,并保证定、转子之间各处均匀的空气隙。

空气隙也是电机磁路的一部分,空气隙越小,功率因数越高,空载电流越小。

一般中小型电动机的气隙0.2~1.5mm。

2/2二、三相异步电动机的结构(一)定子(静止部分)1、定子铁心作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。

电工学概论习题答案第四章

电工学概论习题答案第四章

电工学概论习题答案_第四章4-1. 怎样从三相异步电动机的结构特征来区别笼型和绕线型?答:转子绕组的作用是产生感应电动势、流过电流和产生电磁转矩,其结构型式有笼型和绕线型两种,笼型转子的每个转子槽中插入一根铜导条,在伸出铁心两端的槽口处,用两个短路铜环分别把所有导条的两端都焊接起来。

如果去掉铁心,整个绕组的外形就像一个笼子,所以称为笼型转子。

绕线型转子的绕组和定子相似,是用绝缘导线嵌放在转子槽内,联结成星形的三相对称绕组,绕组的三个出线端分别接到转子轴上的三个滑环(环与环,环与转轴都互相绝缘),在通过碳质电刷把电流引出来。

4-2. 怎样使三相异步电动机改变转向?答:将同三相电源相联接的三个导线中的任意两根的对调一下,三相异步电动机改变转向。

4-3. 已知一台三相笼型异步电动机的额定功率=3kW,额定转速=2880r/min。

试求(1)磁极对数;(2)额定时的转差率;(3)额定转矩。

解:(1) 同步转速,因此电动机磁极对数p为1;(2)(3) =9.954-4. 已知Y112M-4型异步电动机的技术数据为=4kW,△接法,额定电压=380V,=1440r/min,额定电流=8.8A,功率因数=0.82,效率=84.5%。

试求(1)磁极对数; (2)额定运行时的输入功率; (3)额定时的转差率; (4)额定转矩。

解:(1) 同步转速,因此电动机磁极对数p为2;(2)(3)(4) =26.54-5. 已知Y132M-4型异步电动机的额定功率为7.5kW,额定电流=15.4A,额定转速=1440r/min,额定电压=380V,额定时的功率因数=0.85,额定时的效率=0.87,起动转矩/额定转矩=2.2,起动电流/额定电流=7.0,最大转矩/额定转矩=2.2。

试求(1)额定输入功率;(2)额定转矩;(3)额定时的转差率;(4)起动电流;(5) 起动转矩; (6) 最大转矩。

解:(1) 额定输入功率(2) =49.74(3)(4) =7=107.8A(5) =2.2=109.43(6) =2.2=109.434-6. 在三相异步电动机起动瞬间(s=1),为什么转子电流大,而转子电路的功率因数小?答:电动机在接通电源瞬间,转子电路的感应电动势和感应电流为最大,这称为起动电流或堵转电流。

三相笼型电动机与三相异步电动机

三相笼型电动机与三相异步电动机

三相笼型电动机与三相异步电动机?
答:三相笼型电动机和三相异步电动机是电动机的两种类型,它们之间既有联系也有区别。

三相笼型电动机实际上是三相异步电动机的一种。

三相异步电动机的转子分为笼型转子和绕线转子两种。

笼型转子异步电动机的转子绕组像一个鼠笼,它的每个槽内有一根或两根导体,导体比铁芯长,在铁芯两端用两个端环将导体短接,形成短路绕组。

若将转子抽出后,翻过来观察端环,会发现这个端环像一个鼠笼,因此叫做笼型转子。

三相异步电动机则是一种交流电动机,它的工作原理是:当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

综上所述,三相笼型电动机是三相异步电动机的一种类型,它们的工作原理都是基于旋转磁场和电磁感应的原理。

但是,三相笼型电动机的转子结构是特定的笼型结构,而三相异步电动机则是一个更广泛的概念,包括笼型转子和绕线转子等多种类型。

电机学复习题

电机学复习题

直流电机(旋转电枢式);异步机(鼠笼式,绕线式);同步机(旋转磁极式)1直流电机的转子绕组的导体里流过的是直流电流还是交流电流?如果是直流,为什么?如果是交流,频率是多少(写出计算式)?转子绕组的电流需要引出吗(与外部电源或用电负载相联)?如果需要,引出后电流是直流还是交流?如果不需要,为什么?60pn f 2 三相异步电机转子绕组的导体里流过的是直流电流还是交流电流?如果是直流,为什么?如果是交流,频率是多少(写出计算式)?转子绕组的电流需要引出吗(与外部电源或用电负载相联)?如果需要,引出后电流是直流还是交流?如果不需要,为什么?3三相同步电机转子绕组的导体里流过的是直流电流还是交流电流?如果是直流,为什么?如果是交流,频率是多少(写出计算式)?转子绕组的电流需要引出吗(与外部电源或用电负载相联)?如果需要,引出后电流是直流还是交流?如果不需要,为什么?1,一台并励直流发电机,正转能自励,反转也能自励( × )2. 若把一台直流发电机电枢固定,而电刷与磁极同时旋转则在电刷两端仍能得到直流电压。

(√)3. 一台并励直流电电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。

( × )4. 直流电动机的电磁转矩是驱动性质的,因此稳定运行时,大的电磁转矩对应的转速就高。

( × )5. 一台接到直流电源上运行的直流电动机,换向情况是良好的。

如果改变电枢两端的极性来改变转向,换向极线圈不改接,则换向情况变坏。

( × )1. 直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于( ① )中。

① 电枢绕组; ② 励磁绕组; ③ 电枢绕组和励磁绕组。

2. 直流发电机电刷在几何中性线上,如果磁路不饱和,这时电枢反应是( ③ )。

① 去磁; ② 助磁; ③ 不去磁也不助磁。

3. 如果并励直流发电机的转速上升20 % ,则空载时发电机的端电压U0升高( ② )。

① 20%; ② 大于20%; ③ 小于20%。

绕线式与鼠笼式电机的区别(转载)

绕线式与鼠笼式电机的区别(转载)

绕线式与鼠笼式电机的区别(转载)鼠笼式转子用铜条安装在转子铁芯槽内,两端用端环焊接,形状像鼠笼。

中小型转子一般采用铸铝方式。

绕线式转子的绕组和定子绕组相似,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上,通过一组电刷与外电路相连接。

由于鼠笼式电机结构简单、价格低,控制电机运行也相对简单,所以得到广泛采用.而绕线式电动机结构复杂,价格高,控制电机运行也相对复杂一些,其应用相对要少一些.但绕线式电动机因为其启动,运行的力矩较大,一般用在重载负荷中.问题补充:鼠笼式电机的三相绕组一般来说功率大于3KW都接成角形,而电机功率小于3KW的一般都接成星形.三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。

定子是电动机的固定部分,用于产生旋转磁场,主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成。

转子是电动机的转动部分,由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成,其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。

转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子。

鼠笼式转子用铜条安装在转子铁芯槽内,两端用端环焊接,形状像鼠笼。

中小型转子一般采用铸铝方式。

绕线式转子的绕组和定子绕组相似,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上,通过一组电刷与外电路相连接。

鼠笼式电机结构简单、价格低。

绕线式电动机结构复杂,价格高。

转子绕组不是由绝缘导线绕制而成,而是铝条或铜条与短路环焊接而成或铸造而成的三相异步电动机称为鼠笼式电机。

三相异步电动机分为做鼠笼型电动机和绕线式电动机。

结构:电动机转子的结构:转子是三相异步电动机的旋转部分,由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等部分组成。

转子的铁心也是电动机磁路的一部分,由外圆周上冲有均匀线槽的硅钢片叠压而成,并固定在转轴上。

转子铁心的线槽中放置转子绕组。

按转子绕组结构的不同,三相异步电动机又可分为鼠笼式和绕线式两种。

三相异步电动机鼠笼式异步电动机的转子绕组因其形状象鼠笼而得名,它的结构是嵌入线槽中铜条为导体,铜条的两端用短路环焊接起来。

三相异步电动机工作原理与结构

三相异步电动机工作原理与结构
( P2),不等于从电源吸收的功率(P1)。两者的
关系为:
P2 P1
其中 P1 3UN I NCOS
三相异步电动机原理概述
功率因数(cos1):
额定负载时一般为0.7 ~ 0.9 , 空载时功率因数很 低约为0.2 ~ 0.3。额定负载时,功率因数最大。
cos1
P2 PN 注意:实用中应选择合适容量的电机,防止“大马” 拉“小车”的现象。
三相异步电动机原理
定子
定子部件
机座部件
=
+
端盖(前、后)
铭牌
+
++
三相异步电动机原理
转子铁心:由硅钢片叠成,也是磁路的一部分。 转子铁心
三相异步电动机原理
转子绕组: 1)鼠笼式转子: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)绕线式转子:转子绕 组为三相对称绕组,嵌放在转子铁心槽内。
异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到 的最小值。
三相异步电动机原理
定子铁心 由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。
=
+
定子冲片
三相异步电动机原理
三相异步电动机原理
定子绕组 放在定子铁心内圆槽内——导电部分。
三相异步电动机原理
槽楔
定子部件
三相异步电动机原理
定子铁心
定子绕组
=
三相异步电动机原理概述
三相异步电动机原理概述
联接方式 : Y/ 接法
这是指定子三相绕组的接法。一般鼠笼式电动机的接线盒中有 六根引出线,标有A、B 、C、x、y、z。其中:A 、x是第一相绕组 的两端;B、y是第二相绕组的两端;C、 z是第三相绕组的两端。
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转差率 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
n1 − 1 s = n1
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(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0<s<1;在额定状态下运行时,s=0.02~0.06。
(5)防护方式(IP44)。表示电动机外壳防护的方式为 封闭式。 (6) 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。
绝缘等级 极限工作温 度(。C)
Y 90
A 105
E 120
B 130
F 155
H 180
C >180
(7) 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
(3)若伏在的阻力矩超过了最大转矩 Tm ,负载 力矩则一直大于电磁转矩,再也不存在新的平衡点 使T= TL ,电动机转速很快下降直到停止,处于堵转 状态。定子电流加大可达4~7倍,时间长损害电机。 (4)机械特性曲线AC段为电动机的稳定运行区。从 空载到满载转速下降很少,只要负载力矩介于A~C 区间,均可找到稳定点运行。 AC段称电动机的硬机 械特性,适合大多数生产机械对拖动的要求。 (5)过载能力 电动机的最大电磁转矩Tm 与转矩 T TN 之比称过载能力,一般为1.9~2.2。电动机的 启动转矩 Tst 与TN 之比称启动能力,一般为 1.7~2.2。
A
B
C
A
B
C
U1 Y W2 U2
V1 V2
W1 Y W2
U1 U2
V1 V2
W1
(a)
(b)
三相定子绕组的接法
二、转子 转子 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). 转轴 转轴用来固定转子铁心和传递功率, 一般 ) 用中碳钢制成。 (2). 转子铁心 转子铁心也 ) 属于磁路的一部分, 也用 0.5mm的硅钢片叠压而成。转子 铁心固定在转轴上,其外圆均 匀分布的槽是用来放置转子绕 组的。
一、三相异步电动机的基本结构
1.定子:主要用来产生旋转磁场,它由定子铁心、 定子 定子:主要用来产生旋转磁场 它由定子铁心 它由定子铁心、 定子 绕组、 机壳等组成。 绕组、 机壳等组成。
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, 用来嵌放定子绕组。
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。
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。
第四章 电动机
第一节 三相异步电动机的结构及铭牌 第二节 三相异步电动机的的旋转磁场 第三节 三相异步电动机的转动原理 第四节 三相异步电动机的运行 第五节 三相异步电动机的启动 第六节 三相异步电动机的调速 第七节 单相异步电动机 第八节 同步电动机 第九节 直流电动机
第一节 三相异步电动机的结构及铭牌
N U2 W1 V2 U1 S U1 iW V1 W1 iV V1
W2
U1 iU iV V1 W1 iW
(a)
(b)
(c)
(d)
(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°。
5 600
6 500
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)
第三节
三相异步电动机的转动原理及转差率
一、三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理 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。
第二节 三相异步电动机的的旋转磁场
1. 旋转磁场的产生 三相异步电动机的定子, 三相定子绕组 旋转磁场的产生 对称放置在定子槽中,即三相绕组首端U1、V1、W1(或末 端U2、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)
三相异步电动机的机械特性曲线
根据机械特性曲线分析如下
(1)当电动机的启动转矩 Tst 大于负载阻力矩TL时, 电机旋转,并在电磁转矩的作用下加速,此时电磁转 矩随额定转矩n2 增加而逐渐增大(沿曲线DC段上 升),直到最大转矩 Tm。而后,随着转速的继续增 。 加电磁转矩反而下降 (沿曲线CA段下降),最终当 电磁转矩等于负载转矩T= TL 时电机以某一转速匀速 稳定旋转。 (2)异步电动机一经启动很快进入曲线的AC段, 并在某一点稳定运行。在AC段如果负载加重,负 载力矩大于电磁转矩,转速下降,同时电磁转矩 随转速的下降而增大,与负载力矩达到新的平衡, 使电机以比原来稍低的转速运行。
(1) 额定功率PN。 额定功率为电动机在额定状态下运行时, 转子轴上输出的机械功率kW。 (2) 额定电压和接法 额定电压和接法。额定电压指定子绕组按铭牌上规定的 接法连接时应加的线电压值。 Y系列电动机功率在 4 kW以上均采用三角形连接, 以便采 用Y-△接法。3kW 以下有380v和220v两种,写成380/220v, 对应接法两种,即Y/ △. 电源线电压380v时,定子绕组接 成星形;电源线电压220v时,定子绕组接成三角形。 (3) 额定电流 额定电流指电动机在额定运行情况下, 定 额定电流。 子绕组取用的线电流值。 (4) 额定转速。 额定转速为电动机在额定运行状态时的转 额定转速。 速, 单位为 r/min。
60 f1 n1 = p
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 异步电动机转速和极对数的对应关系 异步电动机转速和极对数的对应关系
磁极对数p 转速n1/r(min)1
1 3000
2 1500
3 1000
4 750
n2
U1 U2 U3
T ∝U
2
0
T
当电动机负载的阻力矩TL一定时,又有电压降低,电 T 磁转矩T下降,将使电机可能带不动原有负载,于是 T 转速下降,电流加大。电压下降过低,以致最大转矩 也低于负载转矩时,电机停转。
第五节 三相异步电动机的启动
鼠笼式电动机的起动方法有直接起动和降压起动两种。 1) 直接起动 直接起动就是利用闸刀开关 将电动机直接接入电网使其在额 定电压下起动,如图 所示。这种 方法最简单,设备少,投资小, 起动时间短,但起动电流大,起 动转矩小, 一般只适用于小容量 电动机(10 kW以下)的起动。
M 3~
U V W QS1 FU
转子的硅钢片
3. 转子绕组 三相异步电动机的转子绕组分为鼠笼式和绕 转子绕组: 线式两种。
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 状故称其为鼠笼式转子。
铸铝转子:中小型电机,一般 采用铸铝绕组。这种转子是将 融化了的铝液直接浇注在转子 槽内,并连同两端的短路环和 风扇浇注在一起。
二、转矩与功率的关系 电动机载运行中若带动负载转动的转矩为T2,轴 T 上输出的机械功率为P2 ,转子转速为n2 P
பைடு நூலகம்
P2 T2 = 9550 n2
电动机载额定状态下运行
TN
PN = 9550 nN
TN 为输出的额定转矩 PN 为输出的额定功率
nN 为输出的额定转矩
三、电磁转矩与电源电压的关系 电磁转矩与电动 机定子绕组上所 加电压U的平方成 正比
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