三相电机.ppt

C´ Y´ A X´ 转子
Z´ B
B´
P=2
X
B
Z
C A´ Y
磁场位置(t=0)
二、三相异步电动机的转速
• 电动机的转速是与旋转磁场有关的。而磁场极 数不同则磁场的转速就不同，在一对磁极的情
况下，交流电经历一个周期磁场恰好在空间转 过一圈，若定子电流的频率为f1，旋转磁场在 每分钟将转过60f1 周。 当磁极对数为 p时，磁场的转速为
例 某三相异步电动机的额定转速n=570r/min。 求电动机的极数和额定时的转差率(f1=50Hz)。
解：由于电动机的额定转速应接近且略小于同步
转速 n0，而 n0 对应于磁极对数p有一系列固 定值。显然，与570r/min最接近的是
p5
n0 600r / min
因此，额定时的转差率为
s n0 n 600 570 5%
三相异步电动机
1. 转动原理 2. 极数与转速 3. 电动机的构造 4. 定子与转子电路 5. 转矩与机械特性 6. 电动机的起动 7. 电动机的调速 8. 电动机的制动 9. 铭牌数据 10. 电动机的选择
电动机是将电能转换成机械能的装置。广泛
应用于现代各种机械中作为驱动。
• 由电动机驱动的优点：减轻繁重的体力劳动； 提高生产率；可实现自动控制和远距离操纵。
n0
60 f1（转每分） p
在我国(f1=50Hz)，磁极对数为 p的磁场转速n0为
p
1 2 3 4 56
n（0 r / min ） 3000 1500 1000 750 600 500
1. 转子转速 n 电动机运行时的实际转速也就是转子转速 n。
2. 同步转速 n0 电动机旋转磁场的转速也称为同步转速 n0。
E1 4.44 f1N1
f1 是 e1 的频率，由同步转速
可得
ห้องสมุดไป่ตู้
f1
pn0 60
i1
i2
u1
e1 e1
e2 e2
f1 f2
每相绕组的电路图
定子电路分析
定子电流不仅产生主磁通φ，还将产生漏磁通 主磁通要通过转子绕组，而漏磁通将不通过转子 绕组。这样在原绕组的电压约束方程为
u1 i1R1 (e1) (e1)
每相绕组的电路图
二、转子电路
根据电动机的转动原理，异步电动机之所以能够转 动，是因为转子绕组在旋转磁场中要产生感应电动 势e2，进而产生转子电流i2，而与旋转磁场作用产生 电磁转矩T 。下面讨论转子电路中的各物理量：
1. 转子绕组中的感应电动势
旋转磁场的主磁通φ在每相转子
i1
i2
绕组产生感应电动势
• 电动机的分类： 直流电动机
电
同步电动机 异步电动机
他励电动机 并励电动机 串励电动机 复励电动机
动
同步电动机
机 交流电动机
单相电动机
异步电动机 两相电动机 三相电动机
工业生产中广泛应用着交流电动机，特别是三相 异步电动机。它具有结构简单、易于控制、效率 高和功率大等许多优点。 本章讨论的问题 ：
如用相量表示，则可认为
i1R1
L1
di1 dt
(e1)
••
•
•
U1 I1 R1 j I1 X1 ( E1)
i1
i2
式中R1和X1=2f1L1分别为定 子每相绕组的电阻和漏磁感抗。u1 它们都很小，对于主磁通产生
e1 e1
e2 e2
的感应电动势可忽略，则
•
•
U1 E1
或
U1 E1
f1 f2
3. 转子绕组中的电流
n0
600
3. 三相异步电动机的构造
• 参见教材
4. 三相异步电动机的定子与转子电路
三相异步电动机的电磁关系同变压器类似，定子 绕组相当于变压器的原绕组；转子绕组相当于变 压器的副绕组(而电动机的转子绕组一般是短路 的)。定子电流产生的旋转磁场将通过定子和转子 铁心而构成的闭合磁路，该磁场不仅在转子的每 相绕组中产生感应电动势 e2，也要在定子的每相 绕组中产生感应电动势 e1。而实际上，旋转磁场 是由定子电流和转子电流共同作用产生的。
转速n 有关。
在 s=1 即(n =0)时，转子电流频率最大 f2= f1。 对额定转速时， s为1~9%，则f2= 0.5 ~ 4.5 Hz。
由此，进而可得转子感应电动势的有效值为
E2 4.44s f1N2 sE20
E20为 s = 1 (或n=0)时转子所产生的感应电动势的
有效值，E20 4.44 f1N2
(1)三相异步电动机的结构；
(2)三相异步电动机的工作原理；
(3)三相异步电动机的转速与转差率； (4)转矩和机械特性及其与转差率的关系；
(5)电动机的起动、反转、调速及制动的基 本原理和方法；
1. 三相电动机的转动原理
• 参见教材
2. 三相异步电动机的极数与转速
一、三相异步电动机的极数
三相异步电动机定子产生旋转磁场的磁极个数，称为极数。
对于每相只有一个线圈的电动机，绕组始端之间相差120° 的空间角，则产生的旋转磁场只有一对磁极。磁极对数用p 表示，则p=1。 若每相定子绕组由两个线圈串联组成(如图所示)，则绕组始 端之间相差60°空间角，因而旋转磁场具有两对磁极，p=2.
Y´ A C´
Z´ B
X´
X
B´
C
Z A´ Y
C
A
X A ´ XY ´Z ´ ´
根据电动机的转动原理，转子转速将小于磁场的转 速，即n＜ n0。若二者相等，转子就没有切割磁力 线作用，转矩也就消失了，因此转子不可能以n0的 转速正常运行。
3. 转差率 s 转差率 s 是表示转子转速n与磁场转速n0 之间差别 程度的，即 s n0 n
n0 它是异步电动机的重要参量之一，额定时约为1~9%
设定子和转子的每相绕组匝数分别N1为N2和， 下面将对动机的电路进行分析。
一、定子电路
电动机内旋转磁场的磁感应强度在沿定子与转子
间气隙应是接近于正弦规律变化分布。因此，通
过每想定子绕组的磁通也应是随时间作正弦规律
变化的，即φ=Φmsinωt
因此，每相定子绕组中由旋转磁场产生的感应电
动也势是为正弦e量1 ，其N1有ddt效值为
e2
其有效值为
N
2
d dt
u1
e1 e1
e2 e2
E2 4.44 f2N2
f2为转子绕组中电流的频率。
f1 f2
每相绕组的电路图
2. 转子绕组中电流的频率 f2
因为旋转磁场和转子之间的相对转速为 (n0– n)，
所以
f2
p(n0 n) 60
n0 n • n0
pn0 60
s
f1
可见，转子电流频率与转差率 s 有关，也就是与