07第7章三相异步电动机的基本工作原理和结构讲稿.ppt

1 17 第7章 三相异步电动机的基本工作原理和结构 1 [内容] [要求] 7.3 三相异步电动机的铭牌和主要系列 7.1 三相异步电动机的基本结构 7.2 三相异步电动机的基本工作原理 掌握三相异步电动机的基本结构、笼型转子和绕线转子的结构特点。 掌握三相异步电动机的基本工作原理、转差率的概念及三种运行状态。 掌握三相异步电动机的额定值，了解三相异步电动机的主要系列。 7.1 三相异步电动机的基本结构 鼠笼型异步电动机 主要部件拆分图 1 一、定子部分 1. 定子铁心 是电机磁路的一部分； 用0.5 mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗； 叠片内圆冲有槽，以嵌放定子(电枢)绕组； 定子铁心压装在机座内。 是电机的电路部分。 定子绕组为按一定规律连接而成的三相对 称绕组，嵌放在定子铁心槽内。 2. 定子绕组 用来固定和支撑定子铁心及端盖。 中小电机用铸铁机座，大型电机用钢板焊接而成。 3. 机座 1 二、转子部分 1. 转子铁心 是电机磁路的一部分； 用0.5 mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗； 叠片外圆冲有槽，以嵌放转子绕组。 转子铁心固定在转轴上。 2. 转子绕组 有两种结构型式 鼠笼型转子——鼠笼型异步电动机 绕线型转子——绕线型异步电动机 （1）笼型转子 转子每个槽中有一根导条，在铁心两端用短路环短接，形成一个多相对称短路绕组（一个槽为一相）。如去掉转子铁心，整个绕组犹如一个“松鼠笼子”，由此得名。 大型电动机多用铜导条和铜端环组成； 中、小型电动机采用铸铝导条，连同端环、冷却用的风叶一次浇铸成型 。 是三相对称绕组，一般采用星形联结。 三相绕组的出线端分别接在三个滑环上，经电刷引出，再经串联电阻后短接起来。 转子回路串电阻，可以改善电动机的起动性能或实现电动机调速。 （2）绕线转子 三、气隙 定子和转子之间气隙大小，对电动机性能影响很大。 变压器主磁路全部是铁心，磁阻很小，产生主磁 通所需励磁电流很小（2~10%）。 异步电机主磁路由定、转子铁心和两段气隙构成，气隙虽然很小但磁阻却很大， 因此产生一定的主磁通所需要的励磁电流较大，一般为额定电流的20~50%。 励磁电流是无功电流，励磁电流较大是异步电动机功率因数较低的主要原因。 为提高功率因数，必须减小励磁电流，最有效的方法就是减小气隙长度。 异步电动机的气隙大小一般为0.2～1.5 mm左右。 7.2 三相异步电动机的基本工作原理 一、基本工作原理 定子磁场的转速称为同步转速，大小为： 同步转速与极对数之间对应关系 (f1=50HZ) 500 600 750 1000 1500 3000 同步转速 n1（r/min） 6 5 4 3 2 1 极对数 p 1．定子产生旋转磁场 定子三相对称绕组通入三相对称电流会产生一个旋转的磁场。 f1 —电网频率； P —磁极对数 定子磁场的转向由三相电流相序决定： 由超前相往滞后相旋转，即 沿着 U1→Ｖ1→Ｗ1 方向旋转。图示瞬间，磁场向下。 定子磁场顺时针旋转时，转子导体逆时针切割定子磁场， 转子导体中将感应电动势，并在闭合的转子绕组内产生感应电流， 在图示瞬间，转子上半周导体中的电流流出纸面，下半周流入纸面。 2．转子导体产生感应电流 载有电流的转子导体在定子磁场中将受到电磁力作用，并形成电磁转矩， 电磁转矩的方向与定子旋转磁场方向一致， 在电磁转矩作用下转子将顺着定子磁场方向旋转起来。 3．转子导体受到电磁转矩作用而使转子旋转 (1)定子三相对称绕组通入三相对称电流将产生旋转磁场； (2)转子导体切割定子旋转磁场感应电动势，并感应电流； (3)载流转子导体在定子磁场中受到电磁力及电磁转矩，使转子旋转。 基本工作原理可归纳以下三个关键点： 由于电动机转速n与旋转磁场转速n1不同步，故称为异步电动机。 因为电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的，所以又称为感应电动机。 n n1时，转子与定子磁场间有相对运动，转子才会受到电磁转矩作用。 n = n1时，转子与定子磁场间无相对运动，转子不感应电流不产生转矩。 由基本工作原理分析,可得出以下两个知识点： 相序 定子磁场转向 转子转向 决定 决定 (1) 改变电源相序，可改变电动机的转向 因此任意对调三相异步电动机的两根电源线，便可使电动机反转。 (2) 异步电动机的转速恒小于同步转速 二、转差率 定义： 即同步转速与转子转速之差（称为转差）与同步转速之比。 转差率s是异步电机的一个基本物理量，它能反映异步电机的各种运行状况。 额定运行: n 略低于n1 ，s = 0.01～0.06 空载运行：n≈n1，s≈0