电机控制技术(资源库课程) 三相异步电动机的结构 三相异步电动机结构、原理及起动.pptx

Xing tai polytechnic college三相异步交流电动机三相异步交流电动机主讲：曹芳菊 三相异步电动机结构1 图1 三相异步电动机结构示意图 (a) 外形图； (b) 内部结构图 三相异步电动机结构1★ 定子 定子由定子铁心、 定子绕组、 机座和端盖等组成。 机座的主要作用是用来支撑电机各部件， 因此应有足够的机械强度和刚度， 通常用铸铁制成。 为了减少涡流和磁滞损耗， 定子铁心用0.5 mm厚涂有绝缘漆的硅钢片叠成， 铁心内圆周上有许多均匀分布的槽， 槽内嵌放定子绕组， 如图2所示。 三相异步电动机结构1图2 三相异步电动机的定子 三相异步电动机结构1 定子绕组分布在定子铁心的槽内， 小型电动机的定子绕组通常用漆包线绕制， 三相绕组在定子内圆周空间彼此相隔120°， 共有六个出线端， 分别引至电动机接线盒的接线柱上。 三相定子绕组可以连接成星形或三角形， 如图3所示。 其接法根据电动机的额定电压和三相电源电压而定， 通常三个绕组的首端分别用U1、 V1、 W1表示， 末端分别用U2、 V2、 W2表示。 三相异步电动机结构1 图3 三相定子绕组的接法(a) 星形连接； (b) 三角形连接 三相异步电动机结构1 图3 三相定子绕组的接法(a) 星形连接； (b) 三角形连接 三相异步电动机结构1 ★ 转子 转子由转子铁心、 转子绕组、 转轴和风扇等组成。 转子铁心也用0.5 mm厚硅钢片冲成转子冲片叠成圆柱形， 压装在转轴上。 其外围表面冲有凹槽， 用以安放转子绕组。 异步电动机按转子绕组形式不同， 可分为绕线式和鼠笼式两种 三相异步电动机结构1 图4 绕线式转子 (a) 转子； (b) 等效电路 三相异步电动机结构1 绕线式异步电动机由于其结构复杂， 价位较高， 所以通常用于起动性能或调速要求高的场合。 鼠笼式转子绕组是在转子铁心槽内插入铜条， 两端再用两个铜环焊接而成的。 若把铁心拿出来， 整个转子绕组外形很像一个鼠笼， 故称鼠笼式转子。 对于中小功率的电机， 目前常用铸铝工艺把鼠笼式绕组及冷却用的风扇叶片铸在一起。 三相异步电动机结构1 图5 鼠笼式转子 (a) 铜条转子； (b) 铸铝转子 三相异步电动机工作原理2三相异步电动机通入三相交流电流之后， 在定子绕组中将产生旋转磁场， 此旋转磁场将在闭合的转子绕组中感应出电流， 从而使转子转动起来。 因此， 在研究三相异步电动机的原理之前，应首先介绍旋转磁场的产生及特点。 图6 三相定子绕组的分布 图7 一对磁极的旋转磁场及对应波形(a) ωt=0; (b) ωt=120°； (c) ωt=240°； (d) ωt=360° 综上所述， 当三相交流电变化一周时， 合成磁场在空间上正好转过一周。 若三相交流电不断变化， 则产生的合成磁场在空间不断转动， 形成旋转磁场。 前面讲的三相异步电动机定子绕组每相只有一个线圈， 定子铁心有6个槽。 则在定子铁心内相当于有一对N、 S磁极在旋转。 若把定子铁心的槽数增加为12个， 即每相绕组由两个串联的线圈构成， 相当于把图6中的空间360°分布6槽的三相绕组压缩在180°的空间中， 显然每个线圈在空间中相隔不再是120°， 而是60°， 如图8所示。 若在U1、 V1、 W1三端通三相交流电， 同理， 在定子铁心内可形成两对磁极的旋转磁场， 如图9所示。 图8四极电动机定子绕组的结构分布接线图 图9 四极电动机的旋转磁场(a) ωt=0; (b) ωt=120°; (c) ωt=240°; (d) ωt=360°旋转磁场的转速和转向 一对磁极的旋转磁场电流每交变一次， 磁场就旋转一周。 设电源的频率为f1， 即电流每秒钟变化f1次， 磁场每秒钟转f1圈， 则旋转磁场的转速n1=f1 (r/s)， 习惯上用每分钟的转数来表达转速， 即n1=60f1(r/min)。 两对磁极的旋转磁场， 电流每变化f1次， 旋转磁场转f1/2圈， 即旋转磁场的转速为n1=60f1/2 (r/min)。 以此类推， p对磁极的旋转磁场， 电流每交变一次， 磁场就在空间转过1/p周， 因此， 转速应为 (1) 旋转磁场的转速n1也称为同步转速， 由式（1）可知， 它取决于电源频率和旋转磁场的磁极对数。 我国的工频为50 Hz。 旋转磁场的转向是由通入定子绕组的三相电源的相序决定的。 由图6可知， 定子绕组中电流的相序按顺序U—V—W排列， 旋转磁场按顺时针方向旋转。 如果将三相电源中的任意两相对调， 例如V和W两相互换， 则定子绕组中的电流相序为U—W—V， 应用前面讲的分析方法， 旋转磁场的方向也相应地改变为逆时针方向。 转子的转动原理 图10为三相异步电动机工作原理示意图。 为简单起见，