第五章-航空感应电机资料

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鼠笼型异步电动机主要部件拆分图。
The Three-phase Electromotor
Asynchronous
1、定子
• •
异步电机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三 部分组成。 定子铁心：是异步电机主磁通磁路的一部分。
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定子冲片——减少 旋转磁场的涡流损 耗和磁滞损耗
•
定子绕组：是异步电机定子部分的电路。
2、分类：
（1）按定子相数分类：二相、三相 （2）按转子结构分类：绕线式、鼠笼式 （3）绕线式按结构分类：有换向器、无换向器 另外：高压、低压、高起动转矩等。
按定子相数分：
单相异步电动机 两相异步电动机 三相异步电动机
按转子结构分：
鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机
5.1.1 感应电动机结构
绕线转子异步电机剖面图 1—转子绕组 2—端盖 3—轴承 4—定子绕组 5—转子铁心 6—定子铁心 7—集电环 8—出线盒



5.1 感应电机概述 5.2 三相感应电机的运行原理 5.3 感应电机的参数测定 5.4 感应电动机的功率、转矩和特性 5.5 单相感应电动机
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交流电机有异步电机和同步电机两大类
•
同步电机的转速与交流电源频率之间存在严格的 对应关系
异步电机则不然。异步电机定子接上电源以后， 形成旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子绕组 感生电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换。
转子的旋转速度称为电动机的转速，用n表示。
5.1.2 感应电动机的转差率和运行状态（鼠笼式电机为例）
n1
N
f
1、三相定子绕组接三相交流电，气隙中产生 旋转磁场。
60 f1 逆时针同步转速；n1 p
nM
2、相对转子，有旋转的磁极； 3、转子导体中将产生感应电势和感生电流； 4、导体中的电流受力，产生转矩，使转子按 旋转磁场的方向旋转；
铸铝笼 型转子 铜条笼 型转子
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鼠笼型转子
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2）绕线型绕组 • 与定子绕组一样，绕线型绕组也是一个对称三相绕组，这 个对称三相绕组接成星形，并接到转轴上的三个集电环上， 再通过电刷使转子绕组与外电路接通。 • 特点：绕线型转子通过集电环和电刷，可以在转子回路中 接入附加电阻或其他控制装置，从而改善电机的起动性能 或调速特性。
定子上：输出电功率。
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（3）制动状态： -<n<0；s
转子：Tem与n1转向相同，与n方向相反，为制Fra Baidu bibliotek转矩
转子上：吸收机械转矩 定子上：从电网吸收电功率 吸收能量全转变为热能消耗掉。
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三种工作状态的应用
现代感应电机主要作为电动机。 电磁制动往往只是感应电动机在完成某一生产
三相定子绕组：产生旋转磁场。
定子绕组 （三相）
A Y
定子
Z
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式 鼠笼式
异步电机三种运行状态 （1）电动机状态： 0<n<n1 ；0<s<1 转子：i2、e2同方向；Tem与转向n相同，为驱动转矩； 转子上：输出的机械转矩 定子上：从电网吸收电功率。
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（2）发电机状态：
>n>n1 ；- <s<0 转子： i2、e2与电动机状态相反；Tem与转子转向相反， 为制动转矩； 转子上：吸收机械转矩
过程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，往往使感应电 机运行于电磁制动状态；
感应发电机，有时用于农业小型水电站和风力
发电站。
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转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异 步电动机运行时有着重要的地位。 根据转差率可以区分异步电机运行状态
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三相异步机的结构
由许多线圈按一定规律连接而成，单层或双层形式
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• 机座：固定和支撑定子铁心。
2、转子
•
•
异步电机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组 成。 转子铁心：也是异步电机主磁通磁路的一部分。
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• 转子绕组：分为鼠笼型和绕线型两种结构。
1）鼠笼型绕组 • 由于异步电机不需外电源对转子绕组供电，故绕组可自行 闭合，绕组的相数亦不必限定为三相。鼠笼型转子绕组由 插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环构成，如果去 掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。 • 由于异步电机转差率在5%以下，故导条中的感应电动势 不大，无需对导条和铁心绝缘。因此，笼型绕组可由插入 每个转子槽中的导条和两端的环形端环组成。 • 特点：笼型转子既无集电环，又无绝缘。
•
•
异步电机一般都作电动机使用，应用最广泛
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直流电动机—— 静止磁场+导入电枢绕组的电源电流电磁 转矩
•
三相异步电动机—— 旋转磁场+感应出转子绕组的感生电流电 磁转矩
• •
三相异步电动机中实现机电能量转换的前 提是产生一种旋转磁场
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§5.1 感应电机概述
特点、分类
1、特点： 结构简单、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、 运行效率较高、具有较好的工作特性； 功率因数较差、调速性能相对直流机较差。
S
5、转子转速能否达到同步转速？
6、转差率： 同步转速
n n，转子转速 ， 1
n n1 n 转差率 s n / n 1
转差
7、转差率的含义：
s 一一对应。 n 当同步转速 n1 是确定的时候， 与
起动瞬间，n = 0，S = 1 理想空载运行时：n = n1，S = 0 作为电动机运行时，S的范围在0~1之间。 额定状态下，S在 0.05以下，故nN与n1很接近。
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绕线型转子
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3、气隙
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气隙大小与异步电动机的性能关系很大：
一方面：气隙大磁阻大励磁电流大电机的 功率因数变坏； 另一方面：气隙大磁阻大减少气隙磁场谐波 含量减少附加损耗，且改善起动性能。
•
应综合考虑，一般异步电动机的气隙以较小为宜
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感应电机工作原理
三相异步电动机的工作原 理是基于定子旋转磁场和转子 电流的相互作用。 假设定子只有一对磁极 ， 转子只有一匝绕组。 在旋转磁场的作用下，转子导体切割磁力线（其方向与旋转磁 场的旋转方向相反），因而在导体内产生感应电动势 e从而产生感 应电流 i 。根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产 生电磁力 F（其方向用左手定则决定），这力在转子的轴上形成电 磁转矩，且转矩作用方向与旋转磁场的旋转方向相同，转子受此转 矩的作用，按旋转磁场的旋转方向旋转起来。