异步电动机的运行原理.ppt

第5章 异步电动机的运行原理 5.1 异步电动机结构、额定数据与工作原理 5.2 三相异步电动机转子不转、转子绕组开路时 的电磁关系 5.3 三相异步电动机转子堵转时的电磁关系 5.4 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系 5.5 三相异步电动机的功率与转矩 5.6 三相异步电动机的机械特性 5.7 三相异步电动机的工作特性及其测试方法 5.8 三相异步电动机的参数测定 5.1 异步电动机的结构、额定数据与工作原理 ★用途：异步电机主要用作电动机，是应用最广泛的一种电动机，拖动各种生产机械。 ★异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征。 ★异步电动机的缺点：功率因数较差。异步电动机运行时，必须从电网里吸收落后性的无功功率，它的功率因数总是小于１。 5.1.1 异步电动机基本类型和主要结构 1. 异步电动机的基本类型： ① 单相异步电动机；② 两相异步电动机；③ 三相异步电动机 ①鼠笼式异步电动机；②绕线式异步电动机  2.异步电动机的主要结构： 1）异步电动机的定子： ①定子铁心： 是电动机磁路的一部分，装在机座里，如图5-2所示。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心用用0.5mm厚的硅钢片（见后面照片）叠压而成的，在硅钢片的两面还应途上绝缘漆。图5-3所示为定子槽。 ②定子绕组： 高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用Y接，只有三根引出线，如图插图5-1(a)所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可接成Y形或△形，如图插图5-1(b)所示。定子绕组用绝缘的铜（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。定子绕组如下面照片所示。 Y形和△形接法时电压、电流的关系如插图5-2所示。 绕组联结方式：△接法或者Y接法。 ③其他部件：机座，端盖，风罩，铭牌等。 机座主要是为了固定与支撑定子铁心。还要支撑电机的转子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度；对中、小型异步电动机，通常用铸铁机座（见下面照片）；对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。 2）气隙： 异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，气隙一般为0.2-1.5mm左右。如下图： 3）异步电动机的转子： ① 转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成（见下图）。铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。 ② 转子绕组：分为笼型和绕线型两类。 A 笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，如图下所示，因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。 B 绕线式转子：其绕组为三相对称绕组，通过滑环与外串电阻连接，如图5-4所示。 笼型转子和绕线式转子的结构如下面照片所示。 鼠笼式异步电动机：结构简单、坚固、成本低，但运行性能不如绕线式。 绕线式异步电动机：通过外串电阻可改善电机的起动、调速等性能。 转差率（为什么叫异步电动机？） 切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条 件。转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能 切割磁力线。可见，异步电动机转子转速总是小于同步转速的。（所以叫异步电动机） 旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实 际转速用n表示，转差：Δn=n1-n 转差率：s=Δn/ n1 异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩。所以，异步电机又叫感应电机。 5.2 三相异步电动机转子不转、转子绕组开路  时的电磁关系 5.2.1 正方向的规定 各量的正方向如图5-7所示。 定、转子空间坐标轴的纵轴都选在A相绕组的轴线处，如图5-7（a）中的+A1和+A2。为了简单起见，假设+A1、+A2两个轴重叠在一起。 5.2.2 磁通及磁动势 三相电流的有效值分别用I0A、IOB、IOC 表示。 由于对称，只考虑A相的电流即可。为了简单起见， A相电流下标中的A也不标出，用I0表示，并画在插图 5-3(a)的时间参考轴上。 从对交流绕组产生磁动势的分析中知道，三相对称电 流流过三相对称绕组能产生合成旋转磁动势。 1. 励磁磁动势 定子合成旋转磁通势用F0表示。其特点如下： （1）幅值为 （2）转向 由于定子