电机学 第04章 异步电动机

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，空载时功率因数
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船舶电气设备与系统
2019/4/6
8.绝缘等级与温升:
与所用绝缘材料有关。 9.工作方式(或工作制): 有连续运行、短时运行和重复短时运行三种。 10.额定转差率
与额定转速相对应的转差率称为额定转差率
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第二节 异步电动机的旋转磁场与工作原理
复习
电动势或电流方向
右手定则
判定感应电动势 及感应电流的方向
磁场方向 切 割 方 向
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复习
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旋 转
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旋转磁场（图示法）
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输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。
结论：三相对称交流绕组通入 三相对称交流电，在气隙将产 生圆形旋转磁场，转向从超前 相转至滞后相(A→B →C →A)， 转速n 0= 60 f / p，n 0 叫同步 转速。
iA
A X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
iC
iB
C
Y' C' X' B'
B
A
Z'
Z A' Y
B X C
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iA
A
iC
iB
Im
X A' Z' X' C' Y Y' Z B' B C
船舶电气设备与系统 Y'
C'
X'
A
2019/4/6 Z'
n0 n s n0
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机械特性曲线上有三点反映了它的基本性能和特点： （1）最大转矩Tmax，反映过载能力； （2）起动转矩Tst ，反映起动性能； （3）额定转矩TN ，反映稳定运行的负载能力
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下面从最简单的情况（ P=1）入手： 船舶电气设备与系统
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iA
A Z X Y
i A I m sin t
iB I m sin t 120
B
iC
iB
C
iC I m sin t 240
iA
iB
iC
t
Im
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3. 联接方式：Y/ 接法：
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完 成
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旋转磁场（图示法）
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输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。
结论：三相对称交流绕组通入 三相对称交流电，在气隙将产 生圆形旋转磁场，转向从超前 相转至滞后相(A→B →C →A)， 转速n 0= 60 f / p，n 0 叫同步 转速。
Im
n0
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n0
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反转方法：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~
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M 3~
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2. 额定功率Pn：
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额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率 （P ），不等于从电源吸收的功率（ P ）。两者的 1 2
关系为：
P2 P 1
其中
P 1
3U N I N COS
鼠笼电机 =72－93％
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5. 额定电流In： 定子绕组在指定接法下的线电流。如标有两种电流 值（例如10.35/5.9A），则对应于定子绕组为△ /Y连接的线电流值。 6. 额定转速nn: 在额定状态下电动机转子的转速。
7.额定功率因数:
指额定负载时定子边的功率因数。 额定负载时一般为0.7 ~ 0.9 很低约为0.2 ~ 0.3。
同步转速
( f 50Hz)
n0
p 1
p2 p3
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360 180 120
3000(转/分） 1500(转/分） 1000(转/分）
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2019/4/6 船舶电气设备与系统 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系 课 件
电动机转速:
n
异步电动机
4. 额定电压Un： 定子绕组在指定接法下应加的线电压.
A
线 电 压
Z X Y C
B
线 电 压
Z C Y
A
B
X
例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。 说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额 定值的 5 ％
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极对数（P）的概念
iA
A
Y
A
N
Z
iC C
iB
即：
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Z X Y B
C
B
S
X
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。
p 1
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极对数（P）的改变：改变定子绕组的接法。 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形 成的磁场则是两对磁极。
n0 n s n 100% 0
异步电机运行中:
s 1 ~ 9%
电动机起动瞬间:
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（转差率最大） n 0, s 1
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例：若已知n=1440 r /min，则可以判定： n0=1500r/min、p=2
3.旋转磁场的转速 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：
Im
i A iB
iC
t
n0 60 f1 (转/分）
60
n0
Y
C
N
A
Z
B
Y CS
A
N
Z B
Y
N
A
Z
S
X
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C
S
B
X
X
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N

B
S

S
N
A'
Y
X
i A i B iC
wt 0
B'
Z
C
t
极对数
p2
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极对数和转速的关系 船舶电气设备与系统
A Y'
Z

A
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30
B
C'
X'
N
C S'
NZ
n0
X

S

S
N
A'
Y
X'
X

B'
C
ZN '
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问题1：铭牌为：功率1.0kW，电压220/380V，连接方 法△ /Y，电流4.25/2.45A，转速1420 r/min，功率 因数0.79的异步电动机，如三相电源是380V，则电机 应接成（ Y ）？ 问题2：铭牌为：功率1.1 kW，电压380V，连接方法 △ ，电流6.27A，转速1410 r/min，功率因数0.79的 异步电动机，如三相电源是380V，则电机应接成 （ △ ）？
C
B
向下
S
X
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同理分析，可得船舶电气设备与系统 i A iB 课 件 其它电流角度下 I m 的磁场方向：
iC
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t
n0
A
60
Z
n0
Y
A Z
n0
Y
C B
A
Y
CS
Z
B X
N
B X
C
X
t 60
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t 120
t 180
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旋转磁场（图示法）
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输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。
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结论：三相对称交流绕组通入 三相对称交流电，在气隙将产 生圆形旋转磁场，转向从超前 相转至滞后相(A→B →C →A)， 转速n 0= 60 f / p，n 0 叫同步 转速。
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第四章 异步电动机
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第一节 三相异步电动机结构与铭牌数据
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电流方向
左手定则 判定电磁作用力的方向
力 的 方 向
磁场方向
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感应电动势、闭合线圈旋转
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磁铁
n0
N
F
n
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(•)电流出
A
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Y
Z
C
B
X
()电流入
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iA
A 船舶电气设备与系统 i
A
iB
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iC
正 方 向
iC
iB
Z X Y C B
Im
t
A Y
N
Z
合成磁场方向：
t 0
C S
Z'
t 0
A'
t 60
n0
60 f 2
(转/分）
Im
i A i B iC
60 f n0 (转/分） p
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t
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船舶电气设备与系统60 f 课 件 三相异步电动机的同步转速 n0
p
(转/分）
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极对数
每个电流周期 磁场转过的空间角度
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返 回
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视频（第04章
异步电动机工作原理）
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2、旋转磁场的转动方向 取决于三相电流的相序。
iA
iB
iC
t
iA
iC
iB
t
Im
异步电动机转动的两个基本条件
转子绕组自成闭合回路
定子三相绕组通入三相电流产生旋转磁场
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一、三相异步电动机的旋转磁场 1、旋转磁场的产生 至少要有两相定子绕组
基本条件
绕组之间要有空间相位差
电流之间要有时间相位差
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电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但
n n0
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
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无转距
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转差率 S的概念 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速的相差程度
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第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性
一、电磁转矩
T KT I 2 cos 2
I2
将其中参数代入
sE20
2 R2 (sX 20 )2
cos 2
R2
2 R2 (sX 20 )2
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视频（第04章 视频（第04章 异步电动机结构） 异步电动机装配图）
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二、三相异步电动机的铭牌数据 1.型号 Y 90L－4 磁极数(极对数 p=2) 同步转速1500转/分
U1 4.44 f1 N1 m
得到转矩的另 一个表达式
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sR2U12 T KT 2 R2 (sX 20 )2
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二、三相异步电动机的机械特性
sR2U12 T KT 2 R2 (sX 20 )2
e i
S
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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
n n0
异步
n0 f
N
n
e i
S
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上述实验中线圈转动的条件： • 具备旋转的磁场； • 处于旋转磁场中的线圈必须闭合。 异步电动机的转动原理与上述实验相似 旋转磁极 旋转磁场