三相异步电机的结构与特性.pptVIP

第五章 异步电动机及其控制线路 5.1 三相异步电动机的结构与特性 5.1.1 三相异步电动机的结构与工作原理 鼠笼式 三相异步电动机 绕线式 定子 转子 定子铁芯 机座 定子绕组 转子铁芯 转轴 转子绕组 鼠笼型 绕线型 电动机的基本结构及其外形 （3）异步电动机的转动原理 （a）转子的转动原理 再用左手定则判断出转子导体的受力方向为上右下左，因此转子顺着同步磁场 n 的方向转动。 n0 N S n 所受力的方向 切割方向 所受力的方向 切割方向 用右手定则判断出转子导体中感应电流的方向如图示； U1 i3 i1 i2 V2 W2 W1 V1 U2 i1 i2 i3 ? t O i (a)定子绕组的星形联结 (b)三相对称电流波形 假设：电流参考方向从绕组的首端流入，从末端流出；流入纸面用 符号表示，流出纸面用 ⊙ 符号表示；电流在正半轴时值为正，其实际方向与参考方向一致，电流在负半轴时值为负，其实际方向与参考方向相反。 U1 U2 V1 V2 W2 W1 N S × × n0 U1 W1 V1 如图，当 时，可知， ，电流实际方向与参考方向相反，即V2 → V1； ，其实际方向与参考方向相同，即W1 → W2.根据右手螺旋定则，将每相电流所产生的磁场叠加，便得出三相电流的合成磁场，显然合成磁场轴线的方向是自上而下。 当 时，可知， 将每相电流所产生的磁场叠加，便得出三相电流的合成磁场，显然合成磁场轴线的方向也同时转了 60 。同理可得，在 ，时，合成磁场的方向也分别比前一位置转过了 。 （4） 异步电动机的转速 （a） 极对数 三相异步电动机的极对数就是旋转磁场的极对数。由上图分析可知：每相绕组只有一个线圈，三相绕组的首端之间相差 ，所产生的旋转磁场只有一对极数（二极），即极对数p=1。 U1 V1 W1 U2 V2 W2 U1 U2 V1 V2 W2 W1 同理，若每相绕组用两个线圈串联，并使每相绕组的首端之间相差 ，使 6 个线圈在 内分布均匀，则产生的旋转磁场具有两对磁极（四极），即极对数 p=2。 U1 V1 W1 U2 V2 W2 U3 V3 W3 U4 V4 W4 V1 V4 V2 V3 U1 U2 U3 U4 W4 W1 W2 W3 （b） 转速 在p=1时，旋转磁场的转速为 转/分。 若p=2时，旋转磁场的转速为 转/分。 因此，具有 p 对磁极的旋转磁场的转速 表示为 （c） 转差率 转差率就是转子的转速与旋转磁场的转速相差的程度，表示为： 若旋转磁场是以（ ）的速度相对于转子旋转。如果旋转磁场的极对数为p，则转子感应电动势的频率 为： 5.1.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 （1） 电磁转矩 电动机的结构常数 每极下工作主磁通 转子电流 转子电路功率因数 异步电动机的电磁转矩等于转子中各载流导体在旋转磁场作用下，受到电磁力所形成的转矩之总和。 将公式中各量的计算式代入电磁转矩公式，即可得到电磁转矩的另一种表达形式： 电磁转矩T正比电源电压U12 的平方，反映了电动机的电磁转矩在负载不变的情况下，其大小取决于电源电压的高低。 上式说明，只要电机参数不发生变化，电磁转矩 上式中各参数： 每极下工作主磁通 遵循主磁通原理。 转子电路的功率因数 和转子电流均随转差 率的变化而变化。 （2） 机械特性曲线 如下图所示：转矩与转差率的关系曲线 ，转速与转矩之间的关系曲线 ,统称为电动机的机械特性曲线。 T TM O s sM 1 n nN n0 Tst TN O sN a b c d （a）三相异步电动机的 曲线 （b）三相异步电动机的 曲线 n T O TM TN c d nN n0 b a Tst （a） 理想空载与硬特性 当 时，即 s=0 时，T=0，这种运行情况称为电动机的理想空载。由上图（a）可以看出，电动机转速 n 随着转矩的增加而稍微下降，我们称这种特性，为硬特性（d-b段）， （b） 额定转矩 额定转矩 表示电动机在额定工作状态时的转矩。 在上图（a）中，对应的 c 点就是额定工作状态，如果忽略电动机本身的空载损耗，有： 所以，额定时： 5.1.3 三相异步电动机技术数据及选择 （1