三相电机.ppt
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《三相异步电动机》PPT课件优选全文
t
()电流入
2024年10月8日星期二
8
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
2024年10月8日星期二
wt 0
9
2024年10月8日星期二
10
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：
I m iA iB iC
t
A YN Z
CS
B
2024年10月8日星期二X
16
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
2024年10月8日星期二
17
转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
2024年10月8日星期二
18
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
2024年10月8日星期二
鼠笼转子
机座
3
三相定子绕组：产生旋转磁场。 组成：定子铁心、定子绕组和机座。
2024年10月8日星期二
4
转子：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。
组成：转子铁心、转子绕组和转轴。
u1
e1
e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
2024年10月8日星期二
三相发电机原理图
铁芯同样由硅钢片叠 压而成，以减小磁阻 并增加机械强度。
气隙
01
气隙是定子和转子之间的间隙， 通常很小，以确保磁场能量能够 有效地传递。
02
气隙的大小对发电机的性能有很 大影响，气隙过大可能导致磁场 能量损失增加，气隙过小则可能 引起机械摩擦和振动。
04
三相发电机的运行与控 制
运行方式与控制策略
感谢您的观看
功率调节
为了使发电机能够根据需求输出不同的功率，需要对发电机的输出功率进行调节 。这可以通过改变原动机的输入功率或调节励磁电流来实现。
保护与故障处理
保护措施
为了防止发电机在异常情况下损坏， 需要采取一系列的保护措施。这包括 过电流保护、过电压保护、欠电压保 护、过热保护等。
故障处理
当发电机出现故障时，需要采取适当 的措施进行处理。这包括对故障进行 诊断、隔离和修复，以及的部件 进行更换或修复。
常见故障与排除方法
电气故障
如线路短路、断路等，应检查线 路连接，更换损坏的部件。
机械故障
如轴承异响、齿轮打齿等，应更 换损坏的机械部件。
温度过高
发电机过热可能是由于散热不良 或负载过大，应检查散热系统，
调整负载。
THANKS FOR WATCHING
发展
随着可再生能源和智能电网技术的兴起，三相发电机在新能源发电和分布式发 电领域的应用越来越广泛。同时，新型的三相发电机也在不断涌现，如永磁同 步发电机和无刷直流发电机等。
02
三相发电机的工作原理 图
原理图概述
原理图定义
三相发电机原理图是一种用于描述三 相发电机工作原理的图形表示，通过 图形符号和布局展示发电机内部各元 件的连接关系和工作流程。
第3章三相同步电机
cos ϕ N
f N 单位为Hz n N单位为r/min θN
• 额定励磁电流和电压 IfN 、UfN
3-2 同步发电机的磁场
一、空载运行 n s If I=0
1、空载磁场——主磁场
I f → F f → B0 → φ 0
→ 电枢齿 路径：气隙 →电枢齿 → 电枢轭 → 磁极 主磁通 → 极身 → 转子轭 作用：在三相绕组中感应 对称电动势
k w1 N 1φ a k w1 N 1 Fa Λa (k w1 N 1 ) 2 kIΛa La = = = = = k (k w1 N 1 ) 2 Λa I I I I
ψa
二、考虑磁路饱和时 非线性，迭加原理不适用
Ff & & → F → B →Φ → E Fa
& U
& IRa
3、等效电路
& & & & & & & & E0 =U + I Ra + jIXσ + jIXa =U + I Ra + jIXs
4、同步电抗
X s = X a + Xσ
a) 反映了Φa和Φσ的作用 b) 磁路不饱和时为常数 c)
∝ f X a = ωLa ∝ (k w1 N 1 ) 2 ∝ Λ 主磁路的磁导 a
& 图示瞬间，A相绕组电动势 E0 A 达正的最大值，方向从X入，A 出。
•从导体切割磁力线分析。
(交轴)
• 从磁通的变化来分析。 A相磁通为零，电动势滞后磁 通90度。
& & B相绕组 E0 B、C相绕组电动势 E0 C 滞后A相电动势120度和240度。
电工学第三章三相交流电ppt课件
结论：电源 Y形联结时, 线电压Ul 3UP, 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
三相同步电机的结构与工作原理.pptx
当负载转矩太大 时，旋转磁场就 无法拖动转子一 起旋转，称为 “失步”，电动 机不能正常工作。
Thank You
三相交流电施于 三相定子绕组,产 生旋转磁场
以某种方法起动后,定转子 磁场间异性相吸,转子磁场 跟随定子磁场同步旋转T 越大
直流电施于转 子绕组,产生 转子磁场(极)
θ=0
改变同步电动机的转向：三相电 源进线中的任意两相对调，定子 旋转磁场方向改变，与三相异步 电动机反转的方法相同。
《电机与辅助控制系统》课程
知识点 三相同步电机的结构与工作原理
一、三相同步电机的结构
同步电动机
三相旋转磁极式同步电动机结构示意图
同 步 电 机
n=n1
同步调相机 同步发电机
一般用于2、4极
一般用于4极及以上
同步机的结构中，定子与三相异步电动机类似，接入三 相电源，但转子是不同的，是直流励磁。
二、三相同步电机的工作原理
三相绕组展开图.ppt
5.2.2 端面图、展开图和并联支路数
图5-9 A相绕组的端面图
Z 24
p2
，
图中是一台z=24， p=2的三相异步电动机 A相绕组的端面图。该 电机A相绕组共有4个 线圈，分别由放在对 应槽中的线圈边1和7， 2和8，13和19，以及 14和20构成。在图中， 线圈边1、2和13、14 的电流均是由纸面流 出经端部连线分别流 入线圈边7、8和19、 20.
S1
N1
S2
N2
A Z BXC Y A ZB X C Y
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
பைடு நூலகம்
A A相单层叠绕组X 展开图
二、三相单层绕组
同心式绕组由 个节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构 成，其优点是每组线圈端部彼此错开，没有交叉，端部厚度 薄，散热条件好，而且下线方便，故适用于跨距大、下线困 难的两极电机；其缺点是大线圈伸出部分较长，所以用线较 多，线圈大小不一，绕制和管理麻烦。
A
(a)
X
A相双层叠绕组展开图
双层绕组的优点： 可选择最有利的节距使磁势和电动势波形更接近于正弦波； 所有线圈具有同样的形状和尺寸，便于生产机械化； 可组成较多的并联支路（即a＞1）； 端部形状排列整齐，有利于散热和增加机械强度。
双层绕组的缺点: 在工艺上嵌线较困难; 双层叠绕组线圈间连接线较长，在多极电机中这种连线用铜量
展开图：假想沿某个齿的中心（例如槽1和槽24之间 的齿）把铁芯切开展平而得到的绕组连接图形。
◆
在图中，线圈边1、2和13、14的电流分别用向上的箭头来表 示，而线圈边7、8和19、20的电流方向用向下的箭头来表示。
显然左边两个线圈按照电流的方向串联构成一个极相组，右边 两个线圈构成另外一个极相组。每个极相组均有一个首末端。 这些极相组或线圈组可以串联或并联组成不同数目的并联支路
图5-9 A相绕组的端面图
Z 24
p2
，
图中是一台z=24， p=2的三相异步电动机 A相绕组的端面图。该 电机A相绕组共有4个 线圈，分别由放在对 应槽中的线圈边1和7， 2和8，13和19，以及 14和20构成。在图中， 线圈边1、2和13、14 的电流均是由纸面流 出经端部连线分别流 入线圈边7、8和19、 20.
S1
N1
S2
N2
A Z BXC Y A ZB X C Y
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
பைடு நூலகம்
A A相单层叠绕组X 展开图
二、三相单层绕组
同心式绕组由 个节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构 成，其优点是每组线圈端部彼此错开，没有交叉，端部厚度 薄，散热条件好，而且下线方便，故适用于跨距大、下线困 难的两极电机；其缺点是大线圈伸出部分较长，所以用线较 多，线圈大小不一，绕制和管理麻烦。
A
(a)
X
A相双层叠绕组展开图
双层绕组的优点： 可选择最有利的节距使磁势和电动势波形更接近于正弦波； 所有线圈具有同样的形状和尺寸，便于生产机械化； 可组成较多的并联支路（即a＞1）； 端部形状排列整齐，有利于散热和增加机械强度。
双层绕组的缺点: 在工艺上嵌线较困难; 双层叠绕组线圈间连接线较长，在多极电机中这种连线用铜量
展开图：假想沿某个齿的中心（例如槽1和槽24之间 的齿）把铁芯切开展平而得到的绕组连接图形。
◆
在图中，线圈边1、2和13、14的电流分别用向上的箭头来表 示，而线圈边7、8和19、20的电流方向用向下的箭头来表示。
显然左边两个线圈按照电流的方向串联构成一个极相组，右边 两个线圈构成另外一个极相组。每个极相组均有一个首末端。 这些极相组或线圈组可以串联或并联组成不同数目的并联支路
模块三：三相交流电路ppt
⑷再进一步确定三相功率。
三相电路的负载有两种联接方法— —星形(Y)联接和三角形()联接
A B C N
右图即是“电灯、 电动机负载的星
形联接”。
三相负载的联结
• 三相电路的分析方法与单相基本一致。
⑴根据实际电路画出电路模型图； ⑵选择电压或电流的参考方向； ⑶根据基本定律和分析方法求解电路i～u的关系； ⑷再进一步确定三相功率。
• 由于负载对称，可根据线 电流与相电流的关系作出
.
.ULeabharlann AICA相量图。显然线电流也是
对称的，在相位上比相应 .
的相电流滞后30°
IB
根据相量图，线电流的大小为
.
IBC
.
UBC
I l = 2 I p cos30º= √¯¯3Ip
.
IC
.
UAB
.
I 30° AB
.
IA
作为常见负载的电动机，其三相绕组可以接成星 形，也可以接成三角形；而照明负载，一般都接 成有中线 的星形。
UAB = UBC = UCA = Ul = Up
各相负载相电流的有效值分别为
I AB
UAB ZAB
,
IBC
UBC ZBC
,
ICA
UCA ZCA
各相负载的电压与电流的相位差分别为
AB
arctg
XAB R AB
,
BC
arctg
XBC RBC
,
C A
arctg
XC A RCA
负载的线电流可由克希荷夫定律列式计算：
各相电流为
•
•
•
IA 28.8/10.9 A IB 24.9/139.1 A IC 14.4/130.9 A
三相电路的负载有两种联接方法— —星形(Y)联接和三角形()联接
A B C N
右图即是“电灯、 电动机负载的星
形联接”。
三相负载的联结
• 三相电路的分析方法与单相基本一致。
⑴根据实际电路画出电路模型图； ⑵选择电压或电流的参考方向； ⑶根据基本定律和分析方法求解电路i～u的关系； ⑷再进一步确定三相功率。
• 由于负载对称，可根据线 电流与相电流的关系作出
.
.ULeabharlann AICA相量图。显然线电流也是
对称的，在相位上比相应 .
的相电流滞后30°
IB
根据相量图，线电流的大小为
.
IBC
.
UBC
I l = 2 I p cos30º= √¯¯3Ip
.
IC
.
UAB
.
I 30° AB
.
IA
作为常见负载的电动机，其三相绕组可以接成星 形，也可以接成三角形；而照明负载，一般都接 成有中线 的星形。
UAB = UBC = UCA = Ul = Up
各相负载相电流的有效值分别为
I AB
UAB ZAB
,
IBC
UBC ZBC
,
ICA
UCA ZCA
各相负载的电压与电流的相位差分别为
AB
arctg
XAB R AB
,
BC
arctg
XBC RBC
,
C A
arctg
XC A RCA
负载的线电流可由克希荷夫定律列式计算：
各相电流为
•
•
•
IA 28.8/10.9 A IB 24.9/139.1 A IC 14.4/130.9 A
三相异步电动机正反转控制线路ppt课件
三相异步电机正反转控制线路
一、实验目的 1.熟悉试验台、接线面板 2.了解交流接触器的结构，并掌握其工作原理 3.掌握电动机实现正、反转控制的原理 4.掌握电动机正、反转控制线路正确的接线方法和操作
方法 二、仪器与设备
实验台、中间继电器、时间继电器、电动机、按钮、 螺丝刀、尖嘴钳、万用表、导线若干。
a
b
c
上排接线端子自左向右编号为1（U1）、2（V1）、3（W1） ，下排为6（W2）、4（U2）、5（V2）；如图所示。图（b ）为Y接接线端子的连接示意图；图（c）为△接接线端子 的连接示意图。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
2．故障分析
通电试车时，如发现电路不能正常工作或出现振 动、冒烟等异常现象，应立即切断电源，查找原因， 故障排除后再通电试车。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
SB1
正反转控制电路
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移堂小结 1.课堂小结 2.完成实验报告
四、电路检查及故障分析
1．电路检查与通电试车
接线完成后，对照电路图，自行检查电路中有无漏 接、错接和短接；接线端的连接是否牢固。断开控制电 路，对主电路用万用表的欧姆档（或校灯）对各连接点 作通断检查；断开主电路，对控制电路的各连接点作通 断检查。通断检查中，要注意是否有并联支路或其他回 路对被测部分的影响，防止产生误判断。检查完毕，再 经指导老师检查确认后，通电试车。
一、实验目的 1.熟悉试验台、接线面板 2.了解交流接触器的结构，并掌握其工作原理 3.掌握电动机实现正、反转控制的原理 4.掌握电动机正、反转控制线路正确的接线方法和操作
方法 二、仪器与设备
实验台、中间继电器、时间继电器、电动机、按钮、 螺丝刀、尖嘴钳、万用表、导线若干。
a
b
c
上排接线端子自左向右编号为1（U1）、2（V1）、3（W1） ，下排为6（W2）、4（U2）、5（V2）；如图所示。图（b ）为Y接接线端子的连接示意图；图（c）为△接接线端子 的连接示意图。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
2．故障分析
通电试车时，如发现电路不能正常工作或出现振 动、冒烟等异常现象，应立即切断电源，查找原因， 故障排除后再通电试车。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
SB1
正反转控制电路
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移堂小结 1.课堂小结 2.完成实验报告
四、电路检查及故障分析
1．电路检查与通电试车
接线完成后，对照电路图，自行检查电路中有无漏 接、错接和短接；接线端的连接是否牢固。断开控制电 路，对主电路用万用表的欧姆档（或校灯）对各连接点 作通断检查；断开主电路，对控制电路的各连接点作通 断检查。通断检查中，要注意是否有并联支路或其他回 路对被测部分的影响，防止产生误判断。检查完毕，再 经指导老师检查确认后，通电试车。
三相异步电动机的正反转控制原理分析ppt课件
联锁或互锁。
联锁 触头
联锁 触头
接触器连锁正反转控制线路
QF
L1
U11
U
FU2
L2
1 V11
1
L3
W11
FU1 U12
V12 W1
2
重
KM1
▽
U13 V13 W1
3
FR
UV W
FR
SB
3
KM1
KM2 SB1
SB2 KM
2
KM2
KM1
KM1
KM2
点
PE
M 3～
自锁 触头
互锁 触头
实操步骤
❖ 1、准备工具和元件，并检查是否损坏。 ❖ 2、根据原理图画出安装接线图，作为安装接
电动机的正反转控制
❖ 主电路
改变三相电源的任意两相相序，可以改变电动机的转向
L1----U L2----V L3----W
L1---W L2---V L3----U
❖ 电机正反转控制电路
• 电机正反转控制电路
如何保证Kห้องสมุดไป่ตู้1和KM2不同时得电？
当一个接触器得电 动作，通过其辅助常 闭触头使另一个接触 器不能得电动作，接 触器之间这种互相制 约的作用叫做接触器
❖ C、电机和按钮等金属外壳必须可靠接地
线的依据。 ❖ 3、安装固定元件，按图接线。 ❖ 4、自检。 ❖ 5、通电试车。
难
安装工艺要求
1、元件安装工艺
点
❖ 安装牢固、排列整齐、位置应整齐、匀称。
❖ 2、布线工艺
❖ 走线集中、减少架空和交叉，做到横平、竖直、
❖ 转弯成直角。
❖ 3、接线工艺
❖ A、每个接头最多只能接两根线
联锁 触头
联锁 触头
接触器连锁正反转控制线路
QF
L1
U11
U
FU2
L2
1 V11
1
L3
W11
FU1 U12
V12 W1
2
重
KM1
▽
U13 V13 W1
3
FR
UV W
FR
SB
3
KM1
KM2 SB1
SB2 KM
2
KM2
KM1
KM1
KM2
点
PE
M 3～
自锁 触头
互锁 触头
实操步骤
❖ 1、准备工具和元件，并检查是否损坏。 ❖ 2、根据原理图画出安装接线图，作为安装接
电动机的正反转控制
❖ 主电路
改变三相电源的任意两相相序，可以改变电动机的转向
L1----U L2----V L3----W
L1---W L2---V L3----U
❖ 电机正反转控制电路
• 电机正反转控制电路
如何保证Kห้องสมุดไป่ตู้1和KM2不同时得电？
当一个接触器得电 动作，通过其辅助常 闭触头使另一个接触 器不能得电动作，接 触器之间这种互相制 约的作用叫做接触器
❖ C、电机和按钮等金属外壳必须可靠接地
线的依据。 ❖ 3、安装固定元件，按图接线。 ❖ 4、自检。 ❖ 5、通电试车。
难
安装工艺要求
1、元件安装工艺
点
❖ 安装牢固、排列整齐、位置应整齐、匀称。
❖ 2、布线工艺
❖ 走线集中、减少架空和交叉，做到横平、竖直、
❖ 转弯成直角。
❖ 3、接线工艺
❖ A、每个接头最多只能接两根线
三相交流电PPT
任务1 三相电源与三相负载
三相交流电动势的产生
1.三相交流发电机主要组成部分：
电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面
有槽，放入三相电枢绕组。 磁极 （是转动的，亦称转子）
A
A BC
Y
S
Z
–
n
A X X YZ
单相绕组 三相绕组
+
+
C
N
三相绕组的三相电动势
+ B
幅值相等, 频率相同, 彼
铁
+
X
22173 62.5 97
中线的作用:
U·C
·IC 53.1°
U·A
36.9°
97.1° I·A
·IB I·N U·B
I·B
I·C
(b)相量图
中线在三相电路中的作用是既能为用户提供两种
不同的电压, 同时又为星形联接的不对称负载提供对
称的 220 V相电压。
因此, 为了保证负载的相电压对称, 在中线的干线
U• A
•
若负载对称，即
IZNA
IZAB
IZBCIZC
0
U• B
IA 对称负载相量图
对称负载可以去掉中线。
如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线 除去, 而成为三相三线制系统。
但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN 通过, 此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上 三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。
1. Y 形联结 A
iA
U A U0
U A N
U B
iN
ZA
U B U 120
ZC
N UC U120
iB
三相交流电路(课件)
S
3 灯座
4 灯泡
D
5 开关
S
6 三相异步电动机
数量
备注
电工基础(第4版）
画一画
实践操作
（1）实验板如图6.12所示，①你应如何连接才能将灯泡负载接入 线电压为380V的三相电源上（每相2盏灯）？②你应如何连接才 能将灯泡负载接入线电压为220V的三相电源上（每相2盏灯）？
电工基础(第4版）
实践操作
电工基础(第4版）
三相四线制供电系统可输送两种电压，即相电压和线电压。 相电压是相线与中线之间的电压，分别用符号“UU、UV、UW”表 示U、V、W 各相电压的有效值，通用符号用“UP”表示。 线电压是指相线与相线之间的电压，分别用符号“UUV、UVW、 UWV”表示UV、VW、WV 之间的电压有效值，通用符号用“UL”表示。 线电压与相电压之间的关系为
UYL=
UYP，IYL=
IYP。
将三相负载分别接到
，这种连
接方式称为三相负载的三角形连接法。三角形连接时，
U△L=
U△P，I△L=
I△P。
电工基础(第4版）
基础知识
知识链接2 三相异步电动机定子绕组接线图
电工基础(第4版）
实践操作
列一列 元器件清单
序号
名称
符号
规格
1 三相调压器
T
2 三相闸刀开关
电工基础(第4版）
线电压UUV 与相电压UU 之间的数量关系为
线电压与相电压的相位关系为线电压超前相应的相电压30°。
电工基础(第4版）
6.2 三相负载的连接
◎知道三相对称负载星形、三角形接法的 特点，说出线电压与相电压、线电流与相 电流的关系。 ◎会计算三相对称交流电路。
第四节 三相交流电 PPT
3、三相负荷三角形连接
三相负荷采用三角形连接时，三个负载ZU、 ZV、ZW分别接在两个端线之间，如下图所示。
这就是负荷的三角形连接。
负荷三角形连接时，线电流不等于相电流， 线电流等于两个相邻相量差，如下图所示。
IU
U
U
•
IUV
IWU 通过电路可见，线电
V
IV IW
V•
ZVW
IVW
W
压等于相电压，即
11当对称负载作星形连接时的三相功率??cos3cos3up线线相相iui3?????cos3cos3cos3uplliuiui???线线相相相线ii?相线uu3?22当对称负载作三角形连接时的三相功率相线ii3?相线uu???cos3cos3up线线相相iui3?????cos3cos3cos3uplliuiui???线线相相无论负载接成星形还是三角形它们所消耗功率的计算方法是一样的
cos R 5 0.5
Z 10
绕组接成Y形：
U线
I相Y
U相 Z相
3 Z相
22022A 10
或：
I线YI相Y22A
P Y 3相 U I相 c o 3 s 2 2 2 0 0 2 .5 7 .26kW
P Y3U 线 I线 co s338 20 2 0.57.26kW
绕组接成Δ形：
I相UZ相 相
的接线图，图中三个负载ZU、ZV、ZW分别接在 端线与中线之间，这就是负载的星形连接。
U
V
W
N
UW
UV
UU
ZW
ZV
ZU
在负荷星形连接的电路中，每条端线中的电
流称为线电流，中线中的电流称中线电流，电流
的方向如图中iU、iV、iW和iN所示。
第7章三相永磁同步伺服电动机的控制ppt课件
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
第7章
第二节 三相永磁同步伺服电动机的
控制策略
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
以保持相电流幅值的不变。
在上面介绍的两种控制方式中，id=0的控制方式是最
常用的方式，下面主要介绍这种控制方式。
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
第二节
第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
2．用软件实现空间电压矢量脉冲宽度调制（SVPWM） 用软件实现空间电压矢量脉宽调制的方法也是一种通
常使用的方法，这种方法的优越性在于其控制精度比 较高。 首先确定要求输出的电压空间矢量的幅值和方向角， 才能进行SVPWM运算。在三相永磁交流伺服电动机控 制系统中，可以通过闭环的实时计算来获得电压空间
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
1.控制id=0以实现最大转矩输出：
目前大多数的交流伺服电动机用于进给驱动，电动机 工作于其额定转速以下，属于恒转矩调速方式。在 这类应用场合，追求的是在一定的定子电流幅值下能 够输出最大的转矩，因此最佳的控制方式是使定子电
第六章 三相同步电机
可见，在同步电动机中，励磁磁势F0、 电枢磁势Fa和合成磁势F在空间的相对位置 如图（a）所示。 F0的方向是由S极指向N极的。Fa超前 于F0，使得F也超前于F0θ角。 它们在以同步转速旋转时，励磁磁势 F0和合成磁势F将分别在定子每相绕组中产 生励磁电动势E0和合成电动势E1。 当F转到U相绕组时，U相绕组中的合 成电动势达到最大值，转子再转过θ角时， 励磁电动势E0达到最大值。
若图（a）中，用外面的一对N极和S极 代表旋转磁场，只要旋转磁场的极对数与 转子磁极的极对数相同，按照磁极间同性 相斥，异性相吸的原理，会产生电磁转矩， 旋转磁场会牵引着转子磁极以相同的转速 旋转。所以，同步电动机的转子转速与旋 转磁场的转速相同，即 n=n0=60f1/p 这就是“同步”名称的来历。
如大型同步发电机的励磁电流可达数 千安，通过电刷和滑环引入转子励磁绕组 有困难，所以可以采用这种励磁方式。 3．主要种类 同步电机按相数的不同，可分为单相 同步电机和三相同步电机。 按能量转换的不同，可分为同步电动 机和同步发电机。 按转子结构的不同，可分为隐极式和 凸极式。
隐极式转子如图（a）所示。铁心成圆 柱形，其上开槽，槽内嵌放励磁绕组。它 与定子铁心之间的气隙较均匀。 凸极式转子如图（b）所示。励磁绕组 集中绕在两磁极之间的铁心柱上，它与定 子铁心之间的气隙是不均匀的。 转子磁极的中心轴线称为纵轴或直轴， 相邻两磁极之间的轴线称为横轴或交轴。
（2）静止整流器励磁 这种励磁方式是将同轴的交流励磁机 （小型同步发电机）发出的交流电经静止 的整流器整流成直流电后，再供给同步发 电机作励磁电流。 （3）旋转整流器励磁 这种励磁方式是将整流器装在同步电 机的转轴上，随同步电机一起旋转，将同 轴旋转的交流励磁发电机电枢输出的交流 电整流后，直接供给励磁绕组，这样可以 省去滑环和电刷等装置。
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(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。
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
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
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´
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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。
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%
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。
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
E1 4.44 f1N1
f1 是 e1 的频率，由同步转速
可得
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)
• 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 ：
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
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。
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
(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。
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
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
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´
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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。
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%
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。
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
E1 4.44 f1N1
f1 是 e1 的频率，由同步转速
可得
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)
• 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 ：
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
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。
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