交流电机主要分为同步电机和感应电机两大类,它们的工作原.ppt

第五章 三相感应电动机的基本原理 交流电机主要分为同步电机和感应电机两大类，它们的工作原理和运行性能都有很大差别。同步电机主要用作发电机，目前交流发电机几乎都是采用同步发电机。感应电机则主要用作电动机。 本篇主要分析讨论三相感应电动机并结合讨论交流电机中的一般问题。关于同步电机将在第四篇中讨论。 机座：感应电动机的机座仅起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁铸造而成。根据电动机防护方式、冷却方式和安装方式的不同，机座的形式也不同。 转子绕组：感应电动机的转子绕组分为绕线型与笼型两种，根据转子绕组的不同，分为绕线转子感应电动机与笼型感应电动机。 1）绕线型转子绕组：它也是一个三相绕组，一般接成星形，三根引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相联。这就有可能在转子电路中串接电阻以改善电动机的运行性能。 包括端盖、风扇等。 端盖除了防护作用外，在端盖上还装有轴承，用以支撑转子轴。 风扇则用来通风冷却。 6）绝缘等级 绝缘等级决定了电动机的容许温升，有时也不标明绝缘等级而直接标明容许温升。 7）接法 用Y或△表示。表示在额定运行时，定子绕组应采用的联接方式 。 1）每相绕组的阻抗要求相等，即每相绕组的匝数、形状都是相同的。 2）在一定数目的导体下，能获得较大的电动势和磁动势。 3）电动势和磁动势的波形力求接近正弦波，为此要求电动势和磁动势中的谐波分量应尽可能小。 4）对基波而言，三相电动势和磁动势必须对称。 5）用铜少，绝缘性能可靠，制造、维修方便。 单层绕组与双层绕组相比，电气性能稍差，但槽利用率高，制造工时少，因此小容量的电动机中（PN≤10kW），一般都采用单层绕组。 1）电角度 电动机圆周在几何上分成360°，这称为机械角度。从电磁观点来看，若电动机的极对数为p，则经过一对磁极，磁场变化一周，相当于360°电角度。因此，电动机圆周按角度计算p×360°，即 电角度=p×机械角度 2）槽距角α 相邻两个槽之间的电角度称为槽距角α。因为定子槽在定子内圆上是均匀分布的，所以若定子槽数为Z1，电机极对数为p，则 3）每极每相槽数q 每一个极下每相所占有的槽数称为每极每相槽数q，若绕组相数为m1，则 若q为整数，称为整数槽绕组。若q为分数，称为分数槽绕组。 分数槽绕组一般用在大型、低速的同步电机中。 4）相带 每相绕组在一对极下所连续占有的宽度（用电角度表示）称为相带。在感应电动机中，一般将每相所占有的槽数均匀地分布在每个磁极下，因为每个磁极占有的电角度是180°，对三相绕组而言，每相占有60 °的电角度，称为60 从上图中可以看出，每个线圈的节距y1都等于极距τ，三个线圈的引出端u1-u2，v1-v2，w1-w2可以根据需要接成星形或三角形，如下： 三相双层叠绕组每相在不同的极下的极相组可以串联联接，也可以串-并联联接或并联联接。右图分别表示了U1-U2相绕组三种联接方式的示意图。 串 联 联 接 a=1 串-并联联接 a=2 并 联 联 接 a=4 双层叠绕组的并联支路数α与极数2p应满足 =整数，因此叠绕组的并联支路数最多等于极数2p 展开图中可以看出，三相双层叠绕组的每个线圈的形状是一样的，所以是一种等元件绕组。当线圈节距改变时，槽内上、下层导体的电流关系将发生变化。 采用适当的短距可以使绕组电动势和磁动势的波形接近于正弦波，因此PN＞10kW的电动机都采用双层绕组。 5.3 绕组的感应电动势 5.3.1 线圈的感应电动势 一、导体电动势 当磁场在空间作正弦分布，并以恒定的转速n1旋转时，导体感应的电动势亦为一正弦波，其最大值为 导体电动势的有效值为 因为磁通密度作正弦分布，所以每极磁通量 代入上式得 ， 式中 Bm1——作正弦分布的气隙磁通密度的幅值 二、整距线圈的电动势 对于整距线圈，如果一个有效边在N极的中心底下，则另一个有效边就刚好处在S极的中心底下，可见两有效边内的电动势瞬时值大小相等而方向相反。但就一个线匝来说，两个电动势正好相加。 在一个线圈内，每一匝电动势在大小和相位上都是相同的，所以整距线圈的电动势