异步电动机较全剖析.ppt

第7章 异步电动机 7.1 三相异步电动机的结构和工作原理 7.2 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 7.3 三相异步电动机的铭牌 7.4 三相异步电动机的起动 7.5 三相异步电动机的调速 7.6 三相异步电动机的制动 7.7 三相异步电动机的选择 7.8 单相异步电动机 思考题与习题 7.1 三相异步电动机的结构和工作原理 7.1.1 三相异步电动机的结构 三相异步电动机由静止的定子和旋转的转子两个重要部分组成， 定子和转子之间由气隙分开。 图7-1为三相异步电动机结构示意图。 1. 定子 定子由定子铁心、 定子绕组、 机座和端盖等组成。 机座的主要作用是用来支撑电机各部件， 因此应有足够的机械强度和刚度， 通常用铸铁制成。 为了减少涡流和磁滞损耗， 定子铁心用0.5 mm厚涂有绝缘漆的硅钢片叠成， 铁心内圆周上有许多均匀分布的槽， 槽内嵌放定子绕组， 如图7-2所示。 定子绕组分布在定子铁心的槽内， 小型电动机的定子绕组通常用漆包线绕制， 三相绕组在定子内圆周空间彼此相隔120°， 共有六个出线端， 分别引至电动机接线盒的接线柱上。 三相定子绕组可以连接成星形或三角形， 如图7-3所示。 其接法根据电动机的额定电压和三相电源电压而定， 通常三个绕组的首端分别用U1、 V1、 W1表示， 末端分别用U2、 V2、 W2表示。 2. 转子 转子由转子铁心、 转子绕组、 转轴和风扇等组成。 转子铁心也用0.5 mm厚硅钢片冲成转子冲片叠成圆柱形， 压装在转轴上。 其外围表面冲有凹槽， 用以安放转子绕组。 异步电动机按转子绕组形式不同， 可分为绕线式和鼠笼式两种。 绕线式转子的绕组和定子绕组一样， 也是三相绕组， 绕组的三个末端接在一起（Y型）， 三个首端分别接在转轴上三个彼此绝缘的铜制滑环上， 再通过滑环上的电刷与外电路的变阻器相接， 以便调节转速或改变电动机的起动性能， 如图7-4所示。 绕线式异步电动机由于其结构复杂， 价位较高， 所以通常用于起动性能或调速要求高的场合。 鼠笼式转子绕组是在转子铁心槽内插入铜条， 两端再用两个铜环焊接而成的。 若把铁心拿出来， 整个转子绕组外形很像一个鼠笼， 故称鼠笼式转子。 对于中小功率的电机， 目前常用铸铝工艺把鼠笼式绕组及冷却用的风扇叶片铸在一起， 如图7-5所示。 虽然绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机的结构不同， 但它们的工作原理是相同的。 7.1.2 工作原理 三相异步电动机通入三相交流电流之后， 在定子绕组中将产生旋转磁场， 此旋转磁场将在闭合的转子绕组中感应出电流， 从而使转子转动起来。 因此， 在研究三相异步电动机的原理之前，应首先介绍旋转磁场的产生及特点。 1. 旋转磁场的产生 三相异步电动机定子绕组是空间对称的三相绕组， 即U1-U2、 V1-V2和W1-W2， 空间位置相隔120°。 若将它们作星形连接， 如图7-6所示， 将U2、 V2、 W2连在一起， U1、 V1、 W1分别接三相对称电源的U、 V、 W三个端子， 就有三相对称电流流入对应的定子绕组， 即 iU=Im sinωt iV=Im sin(ωt - 120°) iW=Im sin(ωt + 120°) ?其波形如图7-7所示。 由波形图可看出， 在ωt=0时刻， iU=0; iV为负值， 说明iV的实际电流方向与参考方向相反， 即从V2流入(用表示）， 从V1流出（用⊙表示）； iW为正值， 说明实际电流方向与iW的参考方向相同， 即从W1流入(用表示)， 从W2流出（用⊙表示）。 根据右手螺旋法则， 可判断出转子铁心中磁力线的方向是自上而下， 相当于定子内部是N极在上， S极在下的一对磁极在工作， 如图7-7（a）所示。 当ωt=120°时， iU为正值， 电流从U1流入(用表示)， 从U2流出（用⊙表示）；iV=0； iW为负值， 电流从W2流入(用表示)， 从W1流出（用⊙表示）。 合成磁场如图7-7（b)所示， 从图可以看出， 合成磁场在空间上沿顺时针方向转过了120°