《电机与电气控制应用技术》课件项目三 交流电机的应用与维护.pptx

项目三交流电机的应用与维护课题一三相异步电动机的基本知识实训三相异步电动机三相绕组头尾的判断课题二交流绕组的基本知识课题三三相异步电动机的运行课题四三相异步电动机的起动、调速和制动实训交流电机的简单操作课题五三相异步电动机的使用、维护与检修课题六单相异步电动机的应用

课题一三相异步电动机的基本知识学习目标?了解三相异步电动机的特点、用途和分类;?了解三相异步电动机的结构、铭牌和转差率等概念;?掌握定子绕组的接法。项目三交流电机的应用与维护

由于现代电网普遍采用三相交流电,而三相异步电动机又比直流电动机有更好的性价比,因此三相电动机比直流电动机使用得更为广泛。在工矿企业的电气传动生产设备中,三相异步电动机是所有电动机中应用最广泛的一种。据有关资料统计,现在电网中的电能2/3以上是由三相异步电动机消耗的,而且工业越发达,现代化程度越高,其比例也越大。三相异步电动机与其他电动机相比较,具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等一系列优点;还具有较高的运行效率和较好的工作特性,能满足各行各业大多数生产机械的传动要求。三相异步电动机还便于派生成各种特殊要求的形式,以适应不同生产条件的需要。

一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的种类很多,但各类三相异步电动机的基本结构是相同的,它们都由定子和转子这两大基本部分组成,在定子和转子之间具有一定的气隙。1.定子三相异步电动机的定子部分包括定子铁心和定子绕组。1)定子铁心图3-1定子铁心及冲片示意图

定子铁心是电机主磁路的一部分,由两边都涂有绝缘漆、厚度为0.5mm或0.35mm的硅钢片冲槽叠装而成。冲了槽的硅钢片称为定子冲片。冲片叠到设计的厚度后,将它压紧固定成形以构成定子铁心,如图3-1所示。定子槽的形状多种多样,如图3-2(a)所示的半闭口槽常用于小型电机,线圈由圆形截面的导体绕成,逐匝地嵌入槽中;如图3-2(b)所示的半开口槽常用于中型电机;如图3-2(c)所示的开口槽多用于大型电机,线圈为预制好的成形元件,整体地嵌入槽中。

图3-2定子槽形

?

2.转子三相异步电动机的转子也是由转子铁心和转子绕组构成。与定子铁心相同,转子铁心也是主磁路的一部分,同样是由两边都涂有绝缘漆、厚度为0.5mm或0.35mm的硅钢片叠装而成。转子冲片外圆冲有许多均匀分布的槽,槽中嵌有转子绕组。三相异步电动机的转子绕组分为鼠笼式转子和绕线式转子两种,由此分为鼠笼型三相异步电动机和绕线转子三相异步电动机。

图3-3定子绕组的连接

鼠笼式转子在转子铁心的每个槽中放置一根导条,导条的长度比铁心略长,使导条能在铁心的两端都伸出一小段。然后用两个被称为端环的导电环将所有导条伸出铁心两端的部分都焊接在一起,形成如图3-4所示的笼状,故称为鼠笼式转子。在中小型异步电动机中转子绕组大多采用铸铝转子,如图3-5所示。图3-4铜排构成的鼠笼式转子图3-5铸铝构成的鼠笼式转子

2)绕线式转子图3-6绕线转子异步电动机转子绕组接线示意图

绕线转子异步电动机的转子绕组是与定子绕组具有相同极数的三相对称绕组。将三相绕组接成Y形后,将其3个引出线分别接到装在同一轴上的3个滑环上,并由三相电刷分别与3个滑环相接触,如图3-6所示。通过电刷可以接通外部的变阻器,以改变转子的阻抗来调节电动机的运行状态和特性。在电动机不需要接外部的阻抗时,可用提刷装置将电刷提起,以减少摩擦损耗以及电刷的磨损。与此同时,将导电杆插入3个滑环之中使三个滑环短接起来。其结构图如图3-7所示。

图3-7绕线转子异步电动机转子绕组结构示意图

3.气隙三相异步电动机定子和转子之间的气隙很小,一般只有0.2~2mm。气隙的大小,对三相异步电动机的运行性能影响很大。气隙大,由电网供给的励磁电流大,则功率因数低,为了提高电动机的功率因数,气隙应尽可能小。如果把三相异步电动机看成变压器,显然,气隙愈小则定子和转子之间的相互感应(即耦合)作用就愈好。因此应尽量让气隙小些。但也不能太小,否则会使加工和装配困难,运转时定子、转子之间易发生摩擦或碰撞。

二、三相异步电动机的工作原理1.旋转磁场三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换,是因为转子气隙内有一个旋转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。图3-8两极旋转磁场示意图?

?图3-9三相交流电流波形图

?

?

?

?

图3-10三相异步电动机的转动原理转子的转速n也不可能达到