第四章三相异步电动机的基本原理.ppt

第四章 异步电机——三相异步电动机的基本原理 异步电机分类 第一节 三相异步电动机的工作原理及结构 分解图 整体效果图 整体切面效果图 1、定子 2、转子 三、三相异步电机的基本工作原理 2、旋转磁场的产生 3、三相异步电动机的转速与运行状态 第三节 三相异步电动机的定子绕组 对交流绕组的要求 绕组的分类 叠绕组 二、三相单层叠绕组 3、划分相带 4、连接线圈组 5、连相绕组 连三相绕组 三、三相双层叠绕组 分级分相 4、连接线圈组 5、连接相绕组 第三节 基波磁场下绕组的电动势 一、相绕组电动势 1、导体中的电动势 感应电动势的频率 感应电动势的大小 2、线圈中的感应电动势 短距线圈感应电势 3、线圈组感应电势 4、相绕组相电势 双层绕组相电势 定子绕组电势总结 二、相绕组中高次谐波电动势 1、主极磁场产生V次谐波的性质 2、相电动势和线电动势的大小 3、谐波的危害 （2）采用分布绕组 第四节 交流绕组建立的磁动势 矩形脉振磁动势 脉振磁动势的分解 2、（1）整距分布绕组磁势 （2）整距分布绕组磁势 3、相绕组的磁动势 单相绕组磁势的统一表达式 单相绕组磁动势总结 二、三相绕组磁动势 m相对称绕组产生的磁动势 三、三相异步电动机的定子磁场 三相绕组合成的v次谐波磁势 取A相绕组的轴线处作为空间坐标的原点，并且以正相序方向作为x的正方向，同时选择A相电流达到最大值的瞬间为时间的起始点，则三相的基波磁动势为： 利用三角公式 将三相基波磁势相加，得出三相绕组的基波合成磁动势 其中幅值 1、计算极距 2、选择节距 选择整节距 3、计算每极每相槽数 并且计算槽距角 双层绕组的每个槽内都有上下两个线圈边，每个线圈的一个边放在某一个槽的上层，另一边放在相隔节距y1的另一个槽的下层。整个绕组的线圈数等于槽数。 以下用3相4极24槽的双层叠绕组为例，说明3相双层绕组的排列和联接。 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布）并标记感应电势方向。 将每个极域的槽数按三相均匀分开，三相在空间错开120度电角度。 导体感应电动势总结： [例4-3]一台四极三相异步电动机的定子绕组为双层叠绕，定子槽数Q1=36，线圈节距y1=8槽，支路数为a=2，已知电动机的定子绕组为星形接法，线电压380V，工作时每相绕组的感应电动势为相电压的87.7%，气隙基波密度为0.738T，定子内径D=10.4cm，定子铁心长度L=9.5cm，试求该绕组的每相串联匝数。 解 极距 基波磁通量 相电动势 基波分布因数、节距因数和绕组因数分别为 每相串联匝数为 4、消除谐波的办法 （3）采用Y接法 短距线圈节距缩短的角度 式中 称为基波磁动势的短距因数 * 交流电机有两大类：异步电机和同步电机。同步电机的转速与交流电源频率之间存在严格的对应关系。异步电机则不然。异步电动机定子接上交流电源后，形成旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子绕组感生电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换。因其转子电流是由电磁感应作用而产生的，因而也称为感应电机。 异步电机一般都作电动机用，因为异步发电机的性能较差。异步电动机在工农业、交通运输、国防工业以及其它各行各业中应用非常广泛。原因就在于它和其他各种电动机比较，具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，特别是和直流电动机相比。但是异步电机不能经济地实现平滑调速；必须从电网吸取滞后的励磁电流，使电网功率因数变坏。 结构简单，坚固，成本低，但是运行性能不如绕线式 可以通过外串电阻改善电机的启动和调速性能 绕线转子异步电机剖面图 1—转子绕组 2—段盖 3—轴承 4—定子绕组 5—转子 6—定子 7—集电环 8—出线盒 一、结构 异步电动机动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。 定子冲片 定子线圈 铁心和机座 异步动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。 1）笼型绕组 铜条笼型转子 铸铝笼型转子 笼型转子 2）绕线型绕组 3、气隙 三相异步电动机的定子铁心上嵌有三相对称绕组，接通三相对称电源后，在定子、转子之间的气隙内产生了以同步转速旋转的旋转磁场。 三相异步电动机圆柱形的转子铁心上，嵌有均匀分布的导条，导条两端分别用铜环将它们连接成一个整体。 转子导条被这种旋转磁场切割，在导条内产生感生电流，磁场又对导条产生电磁力。于是转子就跟着旋转磁场旋转。 可以看出在这个过程中，要实现三相异步电动机的机电能量转换的前提是要有旋转磁场。 比较直流电动机的工作原理！ 1、基本工作原理 旋转磁场—— 一种极性和大小不变，并且以一定转速旋转的磁场。 实践证明，在对称绕组中流过对称电流时会产生旋转磁场。我们以每相只有一个绕组为例来分析。 对称三