第05次课(2学时).ppt

* * 第五章 交流电动机的工作原理及特性 第05次课 复习上次课内容： 1、掌握直流电动机制动特性，包括反馈制动和反接制动，各制动方法的优缺点和应用场所； 2、学会用机械特性的四个象限来分析直流电动机的运行状态； 3、难点：电流、电势的换向过程和电动机的制动过程；电动机在各种状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电枢电流Ia和电势E等符号的确定。 4、 直流电动机能耗制动特性及优缺点及应用场所； 5、异步电动机的基本结构和工作原理，转差率。 1. 旋转磁场的产生：图5.7 5.1.3 三相异步电动机的旋转磁场 图中A、B、C和X、Y、Z分别代表定子三相绕组的首端与末端。 流过电流的正方向规定如图iA、iB、iC。 图5.8以iA为参考正弦量，即iA的初相位为零。则各相电流的相序为A-B-C 图中假设每相绕组都是集中绕组，每相绕组的两个边分别放在定子的两个槽中。 在t=0时，iA=0；iB为负，iC为正，三相电流产生的合成磁场如图5.9(a)。 在t=T/6时，ωt=ωT/6=π/3， iA为正，iB为负，iC=0，三相电流产生的合成磁场如图5.9(b)。 在t=T/3时，ωt=ωT/3=2π/3， iA为正，iB=0，iC为负，三相电流产生的合成磁场如图5.9(c)。 在t=T/2时，ωt=ωT/2=π， iA=0，iB为正，iC为负，三相电流产生的合成磁场如图5.9(d)。 由图可知，电流变化了π时间电角度，而旋转磁场转了π空间角度。 如图5.8、5.9总是从电流的超前相向电流的落后相方向旋转。 2. 旋转磁场旋转方向： 如图5.10，将定子绕组的任意两相对调后再接到三相电源，这时电源的相序仍然是A-B-C，但从定子绕组来看，其通电的相序为A-C-B，所以旋转磁场是逆时针方向。 3. 旋转磁场的极数与旋转速度： 图5.9只有一对磁极，即p=1，电流变化经过一个周期（360°电角度），磁场在空间转动一转。电流频率若为f，则磁场每分钟将旋转n0=60f转。 图5.12槽数为12，增加了一倍，每相绕组由两部分串联而成。 图5.8在t=0时，三相电流产生的合成磁场为图5.13(a) 由此看出，旋转磁场具有两对磁极(p=2)。 图5.8在t=T/2时，三相电流产生的合成磁场为图5.13(d) 由此看出，电流变化的时间电角度为π时，磁场只转了π/2空间角度，即转速变慢，仅为一对磁极时的1/2，即每分钟60f/2转。当有p对磁极时，其转速为n0=60f/p。 图5.14为定子绕组在电动机接线盒内接线柱上的连接方法。 5.1.4 定子绕组线端连接方式 如果要把定子绕组接成Y(星形)，怎样接？ 如果要把定子绕组接成Δ(三角形)，怎样接？ 如果电源线电压等于电动机额定相电压，则应接成三角形；如果电源线电压是电动机额定相电压的 倍，则应接成星形。 铬牌上标的Y / Δ和数字380/220，是指：当电源线电压是380V时，应接为Y形，当电源线电压为220V时，应接为Δ形。 5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路 5.2.1 定子电路的分析 定子绕组：相当于变压器的原绕组，匝数N1 转子绕组：相当于变压器的副绕组，一般是短路的，匝数N2 (图5.19)定子绕组接三相电源，相电压u1，相电流i1。 (图5.18)定子三相电流产生旋转磁场，磁力线通过定子和转子铁心而闭合，旋转磁场在转子每相绕组中感应e2和i2，i2和i1共同产生旋转磁场，在定子每相绕组中产生e1。 旋转磁场的磁感应强度沿定子与转子间空气隙的分布，近于正弦规律，当其旋转时，通过定子每相绕组的磁通也是随时间按正弦规律变化，即φ=Φmsinωt，其中Φm是通过每相绕组的磁通最大值，等于旋转磁场的每极磁通Φ，即为空气隙中磁感应强度的平均值与每极面积的乘积。 定子每相绕组中产生的感应电动势： 有效值： 有效值：E1=4.44Kf1N1Φ绕组系数K≈1，常略去，故E1=4.44f1N1Φ f1──e1的频率。 f ──电流频率 n0──旋转磁场和定子间的相对转速 P──旋转磁场极对数 实际每相绕组是分布开的，而不是集中的；还有，绕组一般是短距的，而不是整距的，所以电动势的有效值还必须乘以短矩分布系数K，故 定子电流还要产生漏磁通φL1(只环链定子绕组)，→漏电动势eL1： 定子绕组电压平衡方程式： 用复数表示： 式中，R1和X1(X1 = 2πf1LL1) ──定子每相绕组的电阻和漏磁感抗。 ∵R1和X1较小，∴ ，U1?E1 小结： 1、旋转磁