电工电子技术完整课件第七章交流电动机

通入三相交流电
iB I m sin t 120
iA
A
Z X Y
iC I m sin t 240
iA
iB
iC
t
Im
B
iC
iB
C
这是由于空间排列相差 120 的定子绕组，当通以时间上也
相差120的交流电流时，其产生的磁场必定在空间与时间上
相差120 ，当各绕组的电流 i 、i 、
s
0
n0
§7.2 三相异步电动机的定子与转子电路 R1 i2
u1
i1
e 1
e1
e2
e 2
R2
定子电路 (1)定子电路
转子电路
u1 i1 R1 e1 e 1
设： Φ msin1t
E1 U1 U1
d e1 N1 dt
设： U1m N1Φm N1Φm 2f1
E 20 4.44 f1 N 2F
●
转子绕组中的电流
转子电流也要产生漏磁通2，每相绕组中的感应电动势 di2 为 e L
2 2
dtBiblioteka i1i2对转子电路应用KVL，有
di 2 e 2 i 2 R2 + ( e 2 ) i 2 R2 + L 2 dt 若用相量表示，则为
★ 旋转磁场的极数 旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关
iA
A
Y
A
N
Z
iC C
iB
Z X Y B
C
B
S
X
此种接法下，绕组的始端之间相差120度空间角， 合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。
即：P=1
A
iA
C'
A
X A' Z' Y X B
A
Z B
B
X'
Y' B' Y
iC
iB
C
C
Z
C
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内，绕组的始端 之间相差60度空间角，形成的磁场则是两对磁极。
演示实验
N S
磁极间放一个由铜条构成的 鼠笼式转子，当摇动磁极时 转子跟着转动。异步电机转 子转动原理与之相似.
实验结论: 1. 线圈跟着磁铁转→两 者转动方向一致 2. 线圈比磁场转得慢
★ 旋转磁场的产生在鼠笼式异步电动机中，旋转磁 场是由三相交流电通过相应的定子绕组时产生的。
i A I m sin t
n0
60
1
可见，转子电流频率与转差率 s 有关，也就是与转速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
E 2 4.44 s f1 N 2F sE 20
E20为 s = 1 (或n=0)时转子所产生的感应电动势的有效 值
转子（旋转部分）
★ 定子(作用： 产生旋转磁场)
由定子铁心，定子绕组和机座三部分组成 (1)定子铁心：由0.35毫米~0.5毫米厚硅钢片叠压 而成。槽口用以嵌放定子绕组,是电动机磁路部分 (2)定子绕组：由三相对称绕组组成，这三相绕组 按一定的空间角度依次嵌放在定子槽中，定子饶 组可作星形连接或作做三角形连接，在电机铭牌上 均有说明.
★ 转子(作用：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。) 由转轴，转子铁心，转子绕组三部分组成。 （1）转子铁心。由硅钢片叠成压装在转子轴上，硅钢片 冲有沟槽,供嵌转子绕组（称导线槽）。 （2）转子绕组。由许多铜条或铝条构成。嵌在导线槽 内，两端再用金属环（也叫短路环）焊成鼠笼形式。
§7.2 三相异步电动机的转动原理
在我国(f1=50Hz)，磁极对数为 p的磁场转速n0为
p
1
2
3
4 750
5 600
6 500
n （ 0 r / min ） 3000 1500 1000
(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。 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 n n
第七章 交流电动机
主要内容：
◆ ◆ ◆ ◆
◆
◆ ◆ ◆
三相异步电动机的构造 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的电路分析 三相异步电动机的转矩与机械特 性 三相异步电动机的起动 三相异步电动机的调速 三相异步电动机的制动 三相异步电动机的铭牌数据
§7.1 三相异步电动机的构造
定子（固定部分） 组成： 鼠笼式 绕线式
A
B
ic 、相继达到最大值
n0
Y C X A Z
时，其相应的绕组磁场也先后到达最大值，其效果必定是 磁极的旋转。
Y CS X
n0
A
60
Z
N
B B
t 60
t 120
可见三相交流电在时间上变化一周，磁场方向在空 间上也转了一周。这就是旋转磁场。
三相异步电动机由三相交流电产生的旋转磁场切割 转子导体（铜或铝），便在其中感应出电动势和电 流，转子电流同旋转磁场相互作用产生电磁转矩， 使电动机转动起来。转子转动方向和磁场旋转的方 向是一致的. ★ 电动机反转，必须改变磁场的旋转方向,只要将 连接三相电源的三根导线中任意两根对调一下即可
即：P=2
★ 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
60 f1 n0 （转每分） p
2 4.44 f1 N1Φm
u1 N1Φ 1t m1cos
(2) 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 。 转子绕组中的感应电动势 旋转磁场的主磁通φ在每相转子绕组 F 1. 转子绕组中的感应电动势 产生感应电动势 e2 N 2 d
●
dt 其有效值为 E 2 4.44 f 2 N 2 F
i1 e1
e1
i2 e2
e 2
f2为转子绕组中电流的频率。
u1
f1
f2
●
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 f p(n0 n) n0 n pn0 s f
2
60