三相异步电动机的工作原理及特性.ppt

* 第一章 机电传动断续控制 学习任务 ? 了解三相异步电动机的基本结构及工作原理； ? 掌握三相异步电动机的转矩特性和机械特性； ? 掌握三相异步电动机的连接方法和额定参数； ? 掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性； ? 掌握实现三相异步电动机启动、调速和制动的各种方法及 它们的使用场所。 1.1 三相异步电机 1.1.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 一、三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。如图所示。 1.定子 定子由定子铁心、绕组以及机座组成。 定子铁心是磁路的一部分，它由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈（绕组），如图所示。硅钢片铁心在叠压后成为一个整体，固定于机座上。 定子绕组是电动机的电路部分。三相电动机的定子绕组分为三个部分对称(互成120度)地分布在定子铁心上，称为三相绕组，分别用AX、BY、CZ表示，其中，A、B、C称为首端，而X、Y、Z称为末端。 机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座型式。 三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流在定子铁心中产生旋转磁场。 2.转子 转子铁心也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成。转子铁心装在转轴上。硅钢片冲片如图所示。 转子由铁心与绕组组成。 线绕式和鼠笼式两种电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。转子的作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。 鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成，如图所示。 线绕式异步电动机转子绕组是由线圈绕组放入转子铁心槽内，并分为三相对称绕组，与定子产生的磁极数相同。线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速， 鼠笼式 绕线式 二、三相异步电动机的工作原理 1．定子旋转磁场 假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如图所示。 假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相绕组的电流作为参考正弦量，即 iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的电流（相序为A—B—C）的瞬时值为： 如图所示是这些电流随时间变化的曲线。 iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端； iC为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从C端流到Z端。 按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场，如图（a）箭头所示。 iA=0 iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端； iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。 此时的合成磁场如图（b）所示，合成磁场已从t=0 瞬间所在位置顺时针方向旋转了 ? /3。 iC=0 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端； iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。 此时的合成磁场如图（c）所示，合成磁场已从t=0 瞬间所在位置顺时针方向旋转了2 ? /3。 iB=0 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端； iB为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从B端流到Y端。 此时的合成磁场如图（d）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方向旋转了? 。 按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。 2．旋转磁场的旋转方向 A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2 ? /3，而B相绕组内的电流又超前C相绕组内的电流2 ? /3，当三相交流电的A→B→C ，旋转磁场的旋转方向为从A→B→C，即向顺时针方向旋转。 如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如图所示。 此时A相绕组内的电流超