第4章 交流电动机课件.ppt

电工电子技术;4.1三相异步电动机的构造 4.2三相异步电动机的基本原理 4.3异步电动机的电磁转矩与机械特性 4.4三相异步电动机的起动、调速和制动 4.5三相异步电动机的铭牌和选择 4.6其它用途的电动机 ;知识点和学习要求;第 4 章交 流 电 动 机;4.1 三相异步电动机的构造;图 4 - 1鼠笼式电动机的各部件; 1. 定子铁心 定子铁心是磁路的一部分,为了降低铁心损耗,采用0.5mm厚的硅钢片（图 4 - 2）叠压而成，硅钢片间彼此绝缘。铁心内圆周上分布有若干均匀的平行槽，用来嵌放定子绕组，如图 4 - 3所示。  2. 机壳 机壳包括端盖和机座，其作用是支承定子铁心和固定整个电机。中小型电机机座一般采用铸铁铸造,大型电机机座用钢板焊接而成。 端盖多用铸铁铸成，用螺栓固定在机座两端。 ;图 4- 2定子的硅钢片; 3. 定子绕组 定子绕组是电机定子的电路部分，应用绝缘铜线或铝线绕制而成。三相绕组对称地嵌放在定子槽内（见图 4 - 3）。 三相异步电动机定子绕组的三个首端U1、V1、W1和三个末U2、V2、W2，都从机座上的接线盒中引出，如图4 - 4 所示。 图（a）为定子绕组的星形接法； 图（b）为定子绕组的三角形接法。三相绕组具体应该采用何种接法，应视电力网的线电压和各相绕组的工作电压而定。目前我国生产的三相异步电动机，功率在4 kW以下者一般采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接法。 ;图 4 - 4三相定子绕组的接法 ; 二、转子 转子主要用来产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。转子由转轴、转子铁心、转子绕组构成。  1. 转轴 转轴用来固定转子铁心和传递功率， 一般用中碳钢制成。  2. 转子铁心 转子铁心也属于磁路的一部分， 也用0.5mm的硅钢片叠压而成（图4 - 5）。转子铁心固定在转轴上，其外圆均匀分布的槽是用来放置转子绕组的。 ;图 4- 5转子的硅钢片 ; 3. 转子绕组 三相异步电动机的转子绕组分为鼠笼式和绕线式两种。  1） 鼠笼式转子 鼠笼式转子是由安放在转子铁心槽内的裸导体和两端的短路环连接而成的。转子绕组就像一个鼠笼形状（图 4 - 6）故称其为鼠笼式转子。  目前，100kW以下的鼠笼式电动机，一般采用铸铝绕组。 这种转子是将融化了的铝液直接浇注在转子槽内，并连同两端的短路环和风扇浇注在一起，该鼠笼式转子也称为铸铝转子， 如图 4 - 7 所示。 ;图 4- 6鼠笼绕组 图 4 - 7铸铝转子; 2） 绕线式转子  绕线式转子绕组与定子绕组相似，也为三相对称绕组， 嵌放在转子槽内。三相转子绕组通常连接成星形，即三个末端连在一起，三个首端分别与转轴上的三个滑环（滑环与轴绝缘且滑环间相互绝缘）相连，通过滑环和电刷接到外部的变阻器上（如图 4 - 8），以便改善电机的起动和调速性能。  具有绕线式转子的电动机称为绕线式电动机。绕线式电动机起动时，为改善起动性能，使转子绕组与外部变阻器相连； 而在正常运转时，将外部变阻器调到零位或直接使三首端短接。绕线式电动机由于结构复杂、价格较贵，仅适用于要求有较大起动转矩及有调速要求的场合。 ; 而鼠笼式电动机由于结构简单、价格低廉、性能可靠及使用维护方便， 在生产实际中应用很广泛。 ;图 4 - 8绕线式转子绕组与外接变阻器的连接;4.2 三相异步电动机的基本原理; 若三相绕组连接成星形，末端U2、V2、W2相连，首端U1、V1、W1接到三相对称电源上， 则在定子绕组中通过三相对称的电流iU、iV、iW（习惯规定电流参考方向由首端指向末端）， 其波形如图4 - 10 所示。 ;图 4- 9三相定子绕组作星形连接;图 4 - 10三相电流的波形 ; 当三相电流流入定子绕组时，各相电流的磁场为交变、 脉动的磁场，而三相电流的合成磁场则是一旋转磁场。为了说明问题，在图 4 - 10 中选择几个不同瞬间，来分析旋转磁场的形成。  (1) t=0 瞬间（iU=0；iV为负值； iW为正值）: 此时，U相绕组（U1U2绕组）内没有电流；V相绕组（V1V2绕组）电流为负值，说明电流由V2流进，由V1流出；而W相绕组（W1W2绕组）电流为正， 说明电流由W1流进，由W2流出。运用右手螺旋定则， 可以确定这一