三相异步电动机的结构和工作原理教案课件.ppt

1、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 一、电动机的转动原理一、电动机的转动原理 定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电 Y v A n0F Z N旋转磁场旋转磁场 方向方向:顺时针顺时针 60 f1n0?(转转/分）分）pC F B SX 切割转子导体切割转子导体 Blv右手定则右手定则 感应电动势感应电动势 E20 电磁力电磁力F 感应电流感应电流 I2 Bli旋转磁场旋转磁场 左手定则左手定则 电磁转矩电磁转矩T n 1.1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生 （1）旋转磁场的产生）旋转磁场的产生 旋转磁场由三相电流通过三相旋转磁场由三相电流通过三相 对称对称绕组产生。

2、绕组产生。对称：对称：三三 相对称绕组相对称绕组 空间对称分布空间对称分布 三相对称绕组通入三相对称电流就形成三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场旋转磁场 iUiViWIm?tn0V2 W1 A W2 n0U1 V2 60?W2 n0V2 W1 U1 W2 V1 U2 NV1 U2 W1 SV1 U2?t?60?t?120?t?180?二极旋转磁场二极旋转磁场 （2）旋转磁场的转速）旋转磁场的转速 旋转磁场转速旋转磁场转速 n0 同步转速同步转速 如何改变旋转磁场的转速？如何改变旋转磁场的转速？极对数极对数（p）的概念：的概念：以以 Y 型接法为例，当每相型接法为例，当每相 绕组只有一个

3、线圈时，按右图绕组只有一个线圈时，按右图放入定子槽内，合成的旋转磁放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为场只有一对磁极，则极对数为 1。即即 p=1 iU1 1 W 2 U2 iV2 3 W1 V1 i2 U1 V2 W2 W1 V1 U2 以以 Y 型接法为例，将型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈每相绕组都改用两个线圈串联组成。串联组成。i1 U1 U3 U2 U4 V4 W2 W4 WV3 i3 3 WV1 2 V1 i2 三相绕组三相绕组 按下图放入定子按下图放入定子 槽内。槽内。形成的磁场则是形成的磁场则是两对磁极。两对磁极。即即 p=2 VU1 4 W4 WV1 3

4、U4 U2 V3 W1 W2 U3 V2 四极旋转磁场四极旋转磁场 p=1 时：时：电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转一圈旋转磁场转一圈 电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 电流每分钟变化电流每分钟变化(5060)周周 p=2 时：时：电流变化一周电流变化一周 电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 电流每分钟变化电流每分钟变化(2560)周周 旋转磁场转旋转磁场转 50 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 3000 圈圈 旋转磁场转半圈旋转磁场转半圈 旋转磁场转旋转磁场转 25 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 1500 圈圈 p 为任意值时：为任意值时：三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的

5、同步转速?n 0 p 60 f (r/min）f=50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下时，不同极对数时的同步转速如下:同步转速同步转速 p 1 2 3 4 750 5 600 6 500 n0/(r/min)3000 1500 1000 二、异步电动机转动特点及转差率二、异步电动机转动特点及转差率 电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步电动机电动机 0提示：提示：如果如果 n?nn?n0转子与旋转磁场间没有相对运动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）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流

6、无转距无转距 （1 1）转差（率）转差（率）S S 的概念：的概念：转转 差：差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。转差率：转差率：转差与转差与n0的比值。的比值。即：即：n0?ns?n0?n0?n?或或 s?100%?n?0?异步电动机运行中异步电动机运行中:电动机起动瞬间电动机起动瞬间:s?19%（转差率最大）（转差率最大）n?0,s?1 例例1 1：一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率电源频率 f1 1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。转差

7、率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：速的关系可知：n0=1000 r/min,即即 额定转差率为额定转差率为 n0?n1000?975s?100%?100%?2.5%1000n0（2）旋转磁场的转向）旋转磁场的转向 Im O 旋转方向：取决于三相电流的相序。旋转方向：取决于三相电流的相序。L 1ii1 i2 3 i1 U1 W2 U2 V2 t L2 L3 W2 i3 i2 W1 V1 U1 V2 W1 U2 V1 Im O i1 i2 i3 t U1 L1 i1 i2 i3 U1 V2 W2 W2 U2 V2 L2 L3 W

8、1 V1 W1 V1 U2 任意对调两根电源进线，磁场反转。任意对调两根电源进线，磁场反转。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 iUiViWtiUiWiVImImtn0n0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 方法：方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转和电源相接的任意两相互换，就可实现反转 正转正转电电 源源 A B C M 3 电电 源源 A B C M 3 反转反转三、三相异步电动机主要参数及相互关系三、三相异步电动机主要参数及相互关系 1、三相异步电动机的主要参数、三相异步电动机的主要参数(1)电磁转矩电磁转矩 Csr22T?

9、U122f1r2?(sX20)T-电磁转矩，电磁转矩，N.m -转子的等效电阻转子的等效电阻 r2S-转差率转差率 -每相转子未转时的漏电抗每相转子未转时的漏电抗 X02C-电动机转矩常数，与电动机结构有关电动机转矩常数，与电动机结构有关 T?CTI2cos?2常数，与电 机结构有关 旋转磁场 每极磁通 转子电流 转子电路的 功率因数(2)额定功率额定功率 PN(3)转子电流转子电流 I2 I2?E2R?X2222?sE20R?(sX20)22222(4)转子电路的功率因数转子电路的功率因数 cos 2 r2cos?2?Z2I2,cos?2r2r?XI2 22?r2r?(sX20)222(n?

10、s?cos?2?)结论：结论：转子转动时，转转子转动时，转 子子电路中的各量均与转电路中的各量均与转 cos?2 差率差率 s有关，即与转速有关，即与转速 n有关。有关。O s 1 转矩与转子电流、功率因数的关系转矩与转子电流、功率因数的关系（5）效率）效率?P2P?P1?10000?10000PP11四、三相异步电动机的铭牌数据四、三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机三相异步电动机 型型 号号 Y132S6 功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz 电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y 转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级

11、 B 1.1.型号型号 Y132S6 2 p=6 n0=1 000 r/min 2.额定功率额定功率 PN PN=3 kW 转子轴上输出的转子轴上输出的机械功率机械功率 3.额定电压额定电压 UN UN=380 V 定子三相绕组应施加的定子三相绕组应施加的 线电压线电压 Y系列异步机系列异步机 机座长度代号机座长度代号 机座中心高度机座中心高度 磁极数磁极数 三相异步电动机三相异步电动机 型型 号号 Y132S6 功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz 电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y 转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级

12、 B 4.额定电流额定电流 IN IN=7.2A 定子三相绕组的额定定子三相绕组的额定 线电流线电流 5.联结方式联结方式 通常三相异步电动机通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，以下者，联结成星形，4kW以上者，联结成三角形。以上者，联结成三角形。6.额定转速额定转速nN 电机在额定电压、额定负载下运行时的电机在额定电压、额定负载下运行时的 转子转速转子转速。三相异步电动机三相异步电动机 型型 号号 Y132S6 功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz 电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y 转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B 7.额定功率因数额定功率因数cos?N 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7-0.90.7-0.9，空载时功率因数很，空载时功率因数很低约为低约为0.2-0.30.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。实用中应选择合适容量的电机，实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。8.8.绝缘等级绝缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105(105oC)C)，H级最高级最高(180(180oC)C)。