热动第3篇异步电机(一).ppt

第三章　异步电机（一）基本原理 热动专业　2学分使用 主要内容 第一节　工作原理、分类、基本结构 第二节　铭牌数据、额定值 第三节　定子绕组简介 第四节　定子磁通势与磁场 (概念，掌握结论) 第五节　定子电动势(概念，掌握结论) (主要讲原理,结构等,定性介绍电势、磁势的概念和结论） 序 交流电机： 异步电机 同步电机 异步电机主要作电动机 单相、三相 特点： 优点：很多… … 缺点： 调速问题 吸取无功问题 第一节　工作原理、分类、结构 先讲结构 后讲原理 一、基本结构 定子与转子两大部分 1　定子 固定不动的部分 铁芯、绕组、机坐 (1) 定子铁芯 希望较强的磁场 导磁好、损耗小 硅钢片 内表面开槽：放绕组 (2) 定子绕组 线圈 按一定规律放 单层绕组、双层绕组 (3) 机坐 2.转子 铁芯 外表面开槽 绕组 (1)笼形转子（铸铝、铜条焊接） (2)绕线转子 3.气隙 尽量小　磁阻小　所需的励磁电流小 （图示为同步电机转子，但外表面全开槽即为异步电机转子） 转子冲片 异步电机的转子 绕组转子异步电机 二、旋转磁场 定义 产生：三相绕组通三相电流 三相绕组 三相电流 规定：电流为正：从绕组首端流出 　　　　　　负：从绕组末端流出 同步转速 同步转速与极对数有关 三、工作原理 1. 静止起动 三相电流=三相绕组=旋转磁场B1 =B1切割转子导条（因为转子静止） =感应电势E2 =感应电流I2（因为转子闭合） =B1与I2作用=电磁转矩T =当T＞T0＋TL时，转子从静止开始起动 其中：T0空载转矩 　　　TL负载转矩　 2. 平衡 转动：n增加=转差减小： “切割”速度下降=E2 ↓ =I2 ↓ =T ↓ = 当T＝T0＋TL时，转子匀速转动 3. 干扰： 若TL↑ = T0＋TL＞T时，失去平衡= 转速n ↓ =转差↑ = “切割”速度↑=E2 ↑ =I2 ↑ =T ↑ =直到T＝T0＋TL，自动重新平衡 四、转速与运行状态的关系 1.　转差、转差率 电动机：n总是接近n0但小于n0。 转差： 转差率： 2. 转速与运行状态的关系 电动机 0nn0 1s0 发电机 nn0 s0 电磁制动 n0 s1 2. 转速与运行状态的关系 第二节　铭牌数据 额定功率：PN (关键：是输出功率) 额定电压： UN (关键：是线电压) 额定电流：IN (关键：是线电流) 额定频率：fN 额定转速：nN 相数： 接法： 第三节　定子绕组 作用： 通入电流→磁场（电动机） 磁场与定子绕组切割→电势→电流（发电机） 分类（类型） 相数：单相、三相 层数： 单层：同心式、交叉式、链式 双层：叠绕组、波绕组 宽度：整距、短距 分布性：分布绕组、集中绕组 交流绕组的基本述语 电角度与机械角度 机械角度:电机圆周在几何上分成360° 电角度:电势变化一个周期(360电角度) 关系: 相带：每极面下每相绕组所占范围（60度） 每极每相槽数： 槽距角：相邻两槽之间的角度 极距：相邻两磁极对应位置两点之间圆周距离,定子内表面弧长（槽数）： 节距（跨距）：线圈宽度 y у =τ称为整距， у τ称为短距， у τ称为长距 交流绕组基本要求: 1 三相基波电动势和磁动势要对称. 2 力求获得较大的基波电动势和磁动势, 3 尽量减小或消除谐波分量. 绕组展开图 表示定子绕组的联结关系 主要两种：单层、双层 画法： 计算极距 每极每相槽数 计算相带数、分相带 相带数=总槽数/q 或 =极数*3 即：6p 构成线圈 构成线圈组（极相组） 构成相绕组： 并联支路数a 每相串联匝数N （不同极面下线圈组的电流方向相反） 三相单层绕组（了解） 每槽只有一个线圈边,结构和嵌线较简单,适用于10kv以下的小型交流电机. 分类： 链式绕组： 交叉式绕组： 同心式绕组： 例：Q1=24，2p=4 三相双层绕组 每绕组两有效边 每槽有上下两个线圈边（属于不同的线圈） 整距、短距绕组 例：Q1=24，2p=4，m=3,a=2,y= τ τ =24/4=6 q=24/(2mp)=24/(2*3*2)=2 12个相带 A-Z-B-X-C-Y-A-Z-B-X-C-Y 并联支路数 条件:不改变和极相组内的电流方向 第四节 磁动势、磁场 一、单相绕组的磁势-脉振磁势 1、整距绕组磁势 不计铁芯磁阻、气隙均匀 磁势为方波，当线圈中电流为交变时 一、单相绕组的磁势-脉振磁势 傅立叶分解： 一、单相绕组的磁势-脉振磁势 傅立叶分解：得式（3-11） 其中基波分量 幅值 2、线圈组的磁势 q个线圈，相位不同： 其中：分布系数 3、短距绕组 双