异步电动机的基本理论知识课件.ppt
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- 异步电动机 基本理论 知识 课件
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1、 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery第六章第六章 异步电动机的基本理论异步电动机的基本理论6-1 6-1 异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类6-2 6-2 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构6-3 6-3 异步电动机型号和额定值异步电动机型号和额定值6-4 6-4 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理6-5
2、6-5 异步电机的三种运行状态异步电机的三种运行状态6-6 6-6 异步电动机电势平衡方程式异步电动机电势平衡方程式6-7 6-7 异步电动机的磁势平衡方程式异步电动机的磁势平衡方程式6-8 6-8 异步电动机的等效电路及相量图异步电动机的等效电路及相量图6-9 6-9 异步电动机的功率平衡和转矩平衡异步电动机的功率平衡和转矩平衡6-10 6-10 异步电动机工作特性异步电动机工作特性 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU
3、电机学电机学 Electric machineryElectric machinery6-1 6-1 异步电机异步电机的用途和分类的用途和分类一、异步电机一、异步电机的用途的用途 异步电机主要用作电动机,拖动各种生异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械。例如:风机、泵、压缩机、机床、产机械。例如:风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。碎机、农副产品中的加工机械等等。在民用生活中,电扇、洗衣机、电冰箱在民用生活中,电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。和空调器等一般由单相异步电动机
4、来拖动。College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery 异步电动机能在生产和生活领域中异步电动机能在生产和生活领域中得到广泛的应用,具有众多得到广泛的应用,具有众多优点:优点:结构简单、制造容易、价格低廉、结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的工作特性。具有适用的工作特性。缺点:
5、缺点:功率因数较差,电机在运行过程中功率因数较差,电机在运行过程中需从从电网吸收感性无功功率,因此它需从从电网吸收感性无功功率,因此它的功率因数总小于的功率因数总小于1。College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机异步机异步机同步机同步机他励、并励、串励、复励他励、并励、串励、复励电动机的分类电
6、动机的分类 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery二、异步电动机二、异步电动机的分类的分类按按定子绕组供定子绕组供电电源相数电电源相数按按转子绕组的结构转子绕组的结构单相感应电动机单相感应电动机三相感应电动机三相感应电动机两相感应电动机两相感应电动机异步电机异步电机鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机结构简单,坚
7、固,结构简单,坚固,成本低,运行性能成本低,运行性能不如绕线式不如绕线式通过外串电阻改善电机通过外串电阻改善电机的起动,调速等性能的起动,调速等性能 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery定子部分定子部分1 1、定子铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成、定子铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成导磁部分。导磁部分。2 2、定子绕组:放在定子铁心内圆槽
8、内、定子绕组:放在定子铁心内圆槽内导电部分。导电部分。3 3、机座:固定定子铁心及端盖,具有较强的机械强度和刚度。、机座:固定定子铁心及端盖,具有较强的机械强度和刚度。转子部分转子部分1 1、转子铁心:、转子铁心:由硅钢片叠成,也是磁路的一部分。由硅钢片叠成,也是磁路的一部分。2 2、转子绕组转子绕组:1 1)鼠笼式转子:转子铁心的每个槽内插入一根裸导条,形成一个)鼠笼式转子:转子铁心的每个槽内插入一根裸导条,形成一个 多相对称短路绕组。多相对称短路绕组。2 2)绕线式转子:转子绕组为三相对称绕组,嵌放在转子铁心槽内。)绕线式转子:转子绕组为三相对称绕组,嵌放在转子铁心槽内。异步电动机的气隙是
9、均匀的。大小为机械条件所能允许达到异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到的最小值的最小值,一般为一般为0.21mm。6-2 6-2 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构气隙气隙 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery按转子结构分按转子结构分:绕线型异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机 College
10、of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery下面是它主要部件的拆分图。下面是它主要部件的拆分图。右图是一台三相鼠笼型异步电右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。动机的外形图。College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineeri
11、ng,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery 三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两种:种:鼠笼型鼠笼型和和绕线型绕线型。鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环构成,如果去掉转子铁心,剩余的两侧的短路端环构成,如果去掉转子铁心,剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。转子绕组就像一个松鼠笼子。鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图 College of Mechanical and Electrical College
12、of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery这种电机的这种电机的特点特点是:可以在转子绕组中串入附加电是:可以在转子绕组中串入附加电阻,来改善电机的起动性能或作转速调节用。阻,来改善电机的起动性能或作转速调节用。下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子接到固定在转轴上的三铜环上,通过电刷引出。接到固定在转轴上的三铜环上,通过电刷引出。College of Mechanical and E
13、lectrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery1.型号型号 Y 132M4 磁极数磁极数(极对数极对数 p
14、=2)同步转速同步转速1500r/min160=(r/min)fnp额定转差率额定转差率1500 14400 041500N.s 2.额定转速额定转速nN:电机轴上的转速。电机轴上的转速。如:如:nN=1440 转转/分分6-3 异步电动机的型号和额定值异步电动机的型号和额定值 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery3.联接方式:联接方式:
15、Y/接法接法 Y接法:接法:接法:接法:AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒:接线盒:College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery4.额定电压:额定电压:定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下应加的下应加的线电压线电压.说明说明:一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定一般规定电动机的运行电压不能高于或低
16、于额定 值的值的5。线线电电压压AZBYXC线线电电压压ABCXYZ例例:380/220 Y/是指:线电压为是指:线电压为380V时采用时采用Y接法;接法;当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery5.额定电流:额定电流:定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下的下的线电流。线电流。如:如:/
17、11.2A/6.48A表示三角接法下,电机的线电流为表示三角接法下,电机的线电流为11.2A,相电流相电流为为6.48A;星形接法时线、相电流均为星形接法时线、相电流均为6.48A。6.额定功率:额定功率:额定功率指电机在额定运行时轴上输出的机械额定功率指电机在额定运行时轴上输出的机械功功率率(),不等于从电源吸收的功率(),不等于从电源吸收的功率()。两者)。两者的关系为:的关系为:NP1PNN1=PP1NNN=3COSPU I其中其中鼠笼电机鼠笼电机=7293 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and El
18、ectrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 ,空载时功率因数很空载时功率因数很低约为低约为0.2 0.3。额定负载时,功率因数最大。额定负载时,功率因数最大。注意:实际应用中应选择合适容量的电机,注意:实际应用中应选择合适容量的电机,防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。7.功率因数功率因数(cos 1):P2PN此外还有此外还有绝缘等级绝缘等级等参数,不一等参数,不一 一介绍。一介绍。cos 1 Colleg
19、e of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machineryn1neiNSf磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈e e方向用方向用右手定则右手定则确定确定f 方向用方向用左手定则左手定则确定确定磁场旋转磁场旋转6-4 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical a
20、nd Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动势=eB l v导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度(右手定则右手定则)闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i(左手定则)左手定则)通电导线在磁场中受通电导线在磁场中受力力 =fB l in1neiNSf College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electr
21、ical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery1.线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论:结论:2.线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢1nnn1neiNSf异步异步 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery
22、三相异步机的结构三相异步机的结构YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组(三相)(三相)机座机座转子:在旋转磁场作用下,产转子:在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流。生感应电动势或电流。三相定子绕组:产生旋转磁场。三相定子绕组:产生旋转磁场。线绕式线绕式鼠笼鼠笼式式鼠笼转子鼠笼转子 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery旋转磁场的产生
23、旋转磁场的产生AYCBZ异步电动机中,旋转磁场代替了旋转磁极。异步电动机中,旋转磁场代替了旋转磁极。AiBiCimIt1n()电流电流出出()电流电流入入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向:合成磁场方
24、向:向下向下 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery180tXBZ1nAYC 60tAXYCBZSN1n60A120tXYCBZ1n同理分析,可得同理分析,可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向:的磁场方向:AiBiCitmI College of Mechanical and Electrical College of Mechani
25、cal and Electrical EngineeringEngineering,HLJUHLJU电机学电机学 Electric machineryElectric machinery旋转方向旋转方向:取决于三相电流的相序。:取决于三相电流的相序。1n1n改变电机的旋转方向:换接其中两相。改变电机的旋转方向:换接其中两相。AiBiCimItAiCiBimIt旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向 College of Mechanical and Electrical College of Mechanical and Electrical EngineeringEngineering,HLJ
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