异步电机的工作原理 ppt

U2
O
ωt
ωt = 0O 时
i1 = 0，i2＜ 0， i3 ＞0
-
4
U1
U1
V2
N
W2 V2
W2
W1
S
V1 W1
V1
U2 ωt = 0°时 i1 = 0，i2＜ 0， i3＞0
U2 ωt = 120o 时 i1＞0，i2 = 0，i3＜ 0
-
5
U1
U1
V2
W2 V2
N
W2
W1
V1 W1
S
V1
U2 ωt = 240o 时 i1＜ 0，i2＞0，i3 = 0
(2) 相数 m 三相电机: m = 3
U1
V2
N
W2
(3) 极对数 p
W1
S
V1
(4) 槽数 z
U2
(5) 槽距角α： 相邻两个槽中心线之间的距离。
p ·360°
α=
z
(6) 极距τ： 相邻两磁极中心线间的距离。
●用尺寸表示：
τ=
πD 2p
●槽数表示：
z τ= 2 p
●用电角度表示： τ=π
-
27
N
U (i1) →V(i2) →W(i3) 怎样改变 n0 的方向 ?
V(i1) → U(i2) →W(i3) ◆ 机械角度和电角度
电角度= 机械角度×极对数
W1
S
U2
V4
U1
×
W3 × N
W2
V1 W4
V1
U4 S V3
S U2
N
× × W1
-
W2 U3 V29
二、 工作原理
对称三相绕组 通入对称三相电流
●三相绕组：
U1
W2 U2
W1
V2
V1
-
2
U1
V2
W2
横截面
W1
流入
V1 U2
流出
-
U1 V1 W1
U2 V2 W2
3
U1
V2 ×
N
U ← i1 = Imsinωt W2 V ← i2 = Imsin(ωt－120O)
W← i3 = Imsin(ωt +120O)
×S
W1
V1 Im
i1 i2 i3
(7) 线圈节距 y
U1
线圈两线圈边的距离。
V2
其表示方法与极距的表示
N
W2
方法一样也有三种。
W1
S
V1
(8) 每极每相槽数 q
U2
z q=2pm
2. 交流绕组的种类
(1) 按相数分类:
单相绕组、三相绕组、两相绕组。
-
28
(2) 按线圈节距分类
U1
●整距绕组: y =τ
V2
N
● 短距绕组: y ＜τ
ωt = 0o 时 i1 = 0，i2＜ 0， i3 ＞0
● 当磁极对数 p = 3 时
n0 =
1000
=
60 f1 3
n0 =
60 f1 p
-
8
f = 50 Hz 时：
p
1 23 45 6
n0/(r/min) 3000 1500 1000 750 600 500
U1
3. 旋转磁场的转向 ( n0 的转向) V2
S
●长距绕组: y ＞τ W1
V4
U1 W4
V2
W2
W3
V1
W1
V1
U2 每相绕组由一个线圈组成
U4
U2
V3
W1
每相绕W组2由两U3个线V圈2 串联组成
-
7
V4 U1
W3
× ×
N
W4 V1
U4 S
V3
S U2
N
× × W1
● 磁极对数 p
p= 2 ● 电流变化一周
→旋转磁场转半圈
n0 =
1500
=
60 f1 2
W2 U3 V2
-
U2 ωt = 360o 时 i1= 0，i2＜ 0，i3＞0
6
2. 旋转磁场的转速 n0 —— 同步转速
i 变化一周
→旋转磁场转一圈
i 每秒钟变化 50 周
→旋转磁场转 50 圈
i 每分钟变化 (50×60) 周→旋转磁场转 3000 圈
n0 = 3000 = 60 f1 (r / min)
U1
-
21
鼠笼式异步电动机的转子
-
22
绕线式异步电动机的转子
-
23
-
24
-
25
二、三相绕组
1. 名词和符号 (1) 机械角度和电角度
U1
电角度ຫໍສະໝຸດ Baidu 机械角度×极对数 U1
N
N
U4 S
S
U2
S
N
U2
U3
转子转一圈，U 相绕组中
转子转一圈，U 相绕组中
的感应电动势变化一周。
的感应电动势变化两周。
-
26
定子铁心
转子铁心
-
18
定子绕组 对称三相绕组。
-
19
定子接线盒 U1 V1 W1
U1 V1 W1 W2 U2 V2
U2 V2 W2
U1 V1 W1 W2 U2 V 2 星形(Y)联结
-
U1 V1 W1 W2 U2 V2 三角形(△)联结
20
转子绕组
绕线式：对称三相绕组。 鼠笼式：对称多相绕组。
与旋转磁场的转向相同。怎样改变转子的转向?
3~
3~
正
Mn
转
3~
nM
反
3~
转
-
12
3. 转子转速 n
起动时：n = 0, △n = n0 —— 转子电磁感应最强
n↑→△n↓ →转子电磁感应减弱 →n↑→n = n0 →转子电磁感应消失 →电磁转矩 T = 0 → n↓
n ＜n0
异步！
转差率 : ● 起动时:
● 稳定运行时：△n = n0－n 很小。
f2 = s f1
-
14
5. 电磁转矩 T 的大小
T ∝ Φ，I2cos2
T = CTΦm I2cos2
6. 三相异步电机的四象限运行
发电机状态： n 电动机状态：
●n 与T 反方向 ●n 与T 同方向
● n＞n0 ● s＜0
● 0＜n＜n0 ● 1＞s＞0
第四章 异步电机的基本理论 一
4.1 三相异步电动机的工作原理 4.2 三相异步电动机的基本结构 4.3 三相绕组的电动势和磁通势 4.4 三相异步电动机的电动势和磁通势平衡方程
-
1
4.1 三相异步电动机的工作原理
一、旋转磁场
1. 旋转磁场的产生 ●三相 (多相) 电流
→ 三相 (多相) 绕组 → 旋转磁场。
s=
n0－n n0
×100%
n = 0，s = 1
● 理想空载时: n = n0，s = 0
● 正常运行时: 0＜n＜n0， 1＞s＞0
● 额定运行时:
sN
=
0.01 -
~
0.09
13
4. 转子电路电量的变化
● 起动时： n = 0，△n = n0 ， f2 = f1 。
● 起动过程中: n↑→ △n ↓ → f2 ↓
三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 受到电磁力的作用
转电 矩磁
转子绕组中
产生 e 和 i
转子旋转起来 输出机械能量
感应
磁场线切割 转子绕组
机械负载 旋转起来
-
10
1. 电磁转矩的产生
N
定子：U1→I1→Fm1 →Φ
n0
转子：E2 →I2
Fm2 T →n
n
S
-
11
2. 转子旋转的方向
O 制动状态：
T
反向电动机状态
● n 与T 反方向 ● n＜0
● s＞1
-
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4.2 三相异步电机的基本结构
一、主要部件
2. 转子 (1) 转子铁心 (2) 转子绕组 (3) 转轴 (4) 风扇
1. 定子
(1) 定子铁心
(2) 定子绕组
(3) 机座和端盖
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16
异步电动机内部结构图
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17
定子铁心、转子铁心： 由硅钢片叠成。