三相异步电动机的结构和工作原理教案.
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
旋转磁场转速 n0 — 同步转速 如何改变旋转磁场的转速？
▲ 极对数（p）的概念：
i1 i3
U1 W2 U 2 V2 W1 V1
i2 以 Y 型接法为例，当每相 绕组只有一个线圈时，按右图 放入定子槽内，合成的旋转磁 场只有一对磁极，则极对数为 1。 即 p=1
U1 V2 W2
W1 U2
V1
以 Y 型接法为例，将 每相绕组都改用两个线圈 串联组成。 i1
异步电动机的外部接线
三相笼式异步电动机的部件图
二、三相异步电动机的基本工作原理 转动原理：
（1）电磁转矩的产生
▲ 用右手定则判断转 子绕组中感应电流的 方向 ▲ 用左手定则判断转 子绕组受到的电磁力 的方向
电磁力→电磁转矩 T
N
S
工作原理示意图
T 与 n0 同方向。
（2）电动机转速n和旋转磁场同步转速n0的关系
2 三相异步电动机 及其控制
一、三相异步电动机的结构
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。 下面是它主要部件的拆分图。
绕线型异步电动机
鼠笼型异步电动机
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能 人为改变电动机的机械特性。 绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量；转 子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
t
L2 L3
W2
i3 i2
W1
V1
U1 V2
W1 U2
V1
Im
O
i1
i2 i3
t
L1
i1 i2 i3
U1 W2 U2 V2 W1 V1
V2
U1 W2
L2 L3
W1
V1
U2
任意对调两根电源进线，磁场反转。
旋转方向：取决于三相电流的相序
iU
iV
iW
t
iU
iW
iV
t
Im
Im
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
旋转磁场转 50 圈
旋转磁场转 3000 圈
电流每分钟变化 (50×60) 周 → p = 2 时： 电流变化一周
→
旋转磁场转半圈
电流每秒钟变化 50 周
→
旋转磁场转 25 圈
旋转磁场转 1500 圈
电流每分钟变化 (25×60) 周 →
p 为任意值时： 三相异步电动机的同步转速
n0 p
60 f
( r / min）
f = 50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下: 同步转速
p 1 2 1500 3 1000 4 750 5 600 6 500 n0/(r/min) 3000
（3）旋转磁场的转向
Im
O
旋转方向：取决于三相电流的相序。 L1 i 1 i2 i 3 i
1
U1 W2 U 2 V2
V2
W1
iU
Im
iV
iW
t
U2
()电流入
三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场
iU
iV
iW
Im
n0
U1 V2 W2
t
n0
V2 W1 A W2
60
N
V1
U2
n0
V2 W1
U1 W2 V1 U2
W1
S
V1 U2
t 60
t 120
t 180
二极旋转磁场
（2）旋转磁场的转速
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
4. 额定电流 IN IN = 7.2A 5. 联结方式
→定子三相绕组的额定线电流
通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形， 4kW以上者，联结成三角形。
6. 额定转速nN
电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。
型 号 电 压 转 速
三相异步电动机 Y132S－6 功 率 3 kW 380 V 电 流 7.2 A 960r/min 功率因数 0.76
U3
U4 W2 W4 W3 U1 U2 V4 V3 V2 V1
按下图放入定子 槽内。 形成的磁场则是 两对磁极。 即 p=2
V4 W
3
U1
W4 V1 U2 W1
i3 i2
W1
U4 V3 W2 U3 V2
三相绕组
四极旋转磁场
p = 1 时： 电流变化一周 电流每秒钟变化 50 周
→
旋转磁场转一圈
→
定子绕组 （三相）
ห้องสมุดไป่ตู้U1
定子
W2
转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电 动势或电流。
V2
W1
V1
三相定子绕组： 产生旋转磁场
转子
U2
机座
异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
U1
n0
W2 V1
iU1 I m sin t iV1 I m sin t 120 iW1 I m sin t 240
1.型号
Y132S－6
2p = 6 →n0 = 1 000 r/min
2. 额定功率 PN PN = 3 kW →转子轴上输出的机械功率 3. 额定电压 UN UN = 380 V →定子三相绕组应施加的线电压
Y系列异步机 机座长度代号 机座中心高度 磁极数
型 号 电 压 转 速
三相异步电动机 Y132S－6 功 率 3 kW 380 V 电 流 7.2 A 960r/min 功率因数 0.76
方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转
电源
电源
A B C
A
B
C
正转
反转
M 3~
M 3~
三、三相异步电动机的铭牌数据
型 号 电 压 转 速 Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
7. 额定功率因数cosN 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。 实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉 “小车”的现象。 8. 绝缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为A、E、B、F、H五级，A级最低(105º C)，H 级最高(180º C)。
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但
n n0
异步电动机
提示：如果
n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
（3）转差（率）S 的概念：
转 差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。 转差率：转差与n0的比值。 即：
n0 n s n0
或
n0 n s 100 % n 0
异步电动机运行中: 电动机起动瞬间:
s 1 ~ 9%
（转差率最大） n 0, s 1
二、三相异步电动机的基本工作原理 1. 旋转磁场
（1）旋转磁场的产生
旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。
对称：三相对称负载 空间对称分布
▲ 极对数（p）的概念：
i1 i3
U1 W2 U 2 V2 W1 V1
i2 以 Y 型接法为例，当每相 绕组只有一个线圈时，按右图 放入定子槽内，合成的旋转磁 场只有一对磁极，则极对数为 1。 即 p=1
U1 V2 W2
W1 U2
V1
以 Y 型接法为例，将 每相绕组都改用两个线圈 串联组成。 i1
异步电动机的外部接线
三相笼式异步电动机的部件图
二、三相异步电动机的基本工作原理 转动原理：
（1）电磁转矩的产生
▲ 用右手定则判断转 子绕组中感应电流的 方向 ▲ 用左手定则判断转 子绕组受到的电磁力 的方向
电磁力→电磁转矩 T
N
S
工作原理示意图
T 与 n0 同方向。
（2）电动机转速n和旋转磁场同步转速n0的关系
2 三相异步电动机 及其控制
一、三相异步电动机的结构
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。 下面是它主要部件的拆分图。
绕线型异步电动机
鼠笼型异步电动机
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能 人为改变电动机的机械特性。 绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量；转 子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
t
L2 L3
W2
i3 i2
W1
V1
U1 V2
W1 U2
V1
Im
O
i1
i2 i3
t
L1
i1 i2 i3
U1 W2 U2 V2 W1 V1
V2
U1 W2
L2 L3
W1
V1
U2
任意对调两根电源进线，磁场反转。
旋转方向：取决于三相电流的相序
iU
iV
iW
t
iU
iW
iV
t
Im
Im
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
旋转磁场转 50 圈
旋转磁场转 3000 圈
电流每分钟变化 (50×60) 周 → p = 2 时： 电流变化一周
→
旋转磁场转半圈
电流每秒钟变化 50 周
→
旋转磁场转 25 圈
旋转磁场转 1500 圈
电流每分钟变化 (25×60) 周 →
p 为任意值时： 三相异步电动机的同步转速
n0 p
60 f
( r / min）
f = 50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下: 同步转速
p 1 2 1500 3 1000 4 750 5 600 6 500 n0/(r/min) 3000
（3）旋转磁场的转向
Im
O
旋转方向：取决于三相电流的相序。 L1 i 1 i2 i 3 i
1
U1 W2 U 2 V2
V2
W1
iU
Im
iV
iW
t
U2
()电流入
三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场
iU
iV
iW
Im
n0
U1 V2 W2
t
n0
V2 W1 A W2
60
N
V1
U2
n0
V2 W1
U1 W2 V1 U2
W1
S
V1 U2
t 60
t 120
t 180
二极旋转磁场
（2）旋转磁场的转速
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
4. 额定电流 IN IN = 7.2A 5. 联结方式
→定子三相绕组的额定线电流
通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形， 4kW以上者，联结成三角形。
6. 额定转速nN
电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。
型 号 电 压 转 速
三相异步电动机 Y132S－6 功 率 3 kW 380 V 电 流 7.2 A 960r/min 功率因数 0.76
U3
U4 W2 W4 W3 U1 U2 V4 V3 V2 V1
按下图放入定子 槽内。 形成的磁场则是 两对磁极。 即 p=2
V4 W
3
U1
W4 V1 U2 W1
i3 i2
W1
U4 V3 W2 U3 V2
三相绕组
四极旋转磁场
p = 1 时： 电流变化一周 电流每秒钟变化 50 周
→
旋转磁场转一圈
→
定子绕组 （三相）
ห้องสมุดไป่ตู้U1
定子
W2
转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电 动势或电流。
V2
W1
V1
三相定子绕组： 产生旋转磁场
转子
U2
机座
异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
U1
n0
W2 V1
iU1 I m sin t iV1 I m sin t 120 iW1 I m sin t 240
1.型号
Y132S－6
2p = 6 →n0 = 1 000 r/min
2. 额定功率 PN PN = 3 kW →转子轴上输出的机械功率 3. 额定电压 UN UN = 380 V →定子三相绕组应施加的线电压
Y系列异步机 机座长度代号 机座中心高度 磁极数
型 号 电 压 转 速
三相异步电动机 Y132S－6 功 率 3 kW 380 V 电 流 7.2 A 960r/min 功率因数 0.76
方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转
电源
电源
A B C
A
B
C
正转
反转
M 3~
M 3~
三、三相异步电动机的铭牌数据
型 号 电 压 转 速 Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
7. 额定功率因数cosN 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。 实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉 “小车”的现象。 8. 绝缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为A、E、B、F、H五级，A级最低(105º C)，H 级最高(180º C)。
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但
n n0
异步电动机
提示：如果
n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
（3）转差（率）S 的概念：
转 差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。 转差率：转差与n0的比值。 即：
n0 n s n0
或
n0 n s 100 % n 0
异步电动机运行中: 电动机起动瞬间:
s 1 ~ 9%
（转差率最大） n 0, s 1
二、三相异步电动机的基本工作原理 1. 旋转磁场
（1）旋转磁场的产生
旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。
对称：三相对称负载 空间对称分布