汽车电工电子课件 模块4 交流电动机及其控制.pptxVIP

模块4交流电动机及其控制;项目4.1分析三相异步电动机

的运行;一、三相异步电动机的结构

二、三相异步电动机的铭牌

三、三相异步电动机的工作原理;它们的工作原理都是建立在电与磁的相互转化与相互作用的基础上，所依据的电磁定律都是电磁力定律和电磁感应定律。;图4-1三相异步电动机的构造

1—接线盒2—定子铁芯3—定子绕组4—转轴5—转子6—风扇

7—罩壳8—轴承9—机座10—端盖11—轴承盖;（1）外壳

外壳包括机座、端盖、轴承盖及接线盒等部件。

（2）定子铁芯

定子铁芯是电动机磁路的一部分。

（3）定子绕组

定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。;图4-2定子铁芯及冲片示意图;图4-3定子绕组的连接;（1）笼型转子

;图4-5笼型转子示意图

1—转子铁芯2—风叶3—铸铝条;（2）绕线式转子;其他部分包括端盖、风扇等。

端盖除了起防护作用外，在端盖上还装有轴承，用来支撑转轴。

风扇则用来通风冷却电动机;二、三相异步电动机的铭牌;（2）额定电压;（3）额定电流;（4）额定功率;（5）额定频率;（7）绝缘等级;三、三相异步电动机的工作原理;图4-8三相绕组的星形联结;电流变化一个周期，合成磁场在空间也旋转了一周。;图4-10旋转磁场的分布情况;从上述分析可知如下几点。

①三相电流通过定子绕组所产生的合成磁场，是随电流的交变而在空间旋转的磁场，即为旋转磁场。

②旋转磁场的转速—同步转速。

旋转磁场的转速（n1）为

（4-2）

式中，n1单位为转/分（r/min）。;表4-1 同步转速与极对数对应表（f1?=?50Hz）;①当三相异步电动机定子的三相绕组通入三相对称电流后，产生了旋转磁场。

②设旋转磁场在气隙中以同步转速（n1）沿顺时针方向旋转，这时静止的转子与旋转的磁场之间有了相对运动，根据电磁感应定律，转子导体受到旋转磁场的磁力线切割，就会在导体中产生感应电动势，根据右手螺旋定则，可判断出转子导体感应电动势的方向。;③由于转子绕组是闭合回路，因此在感应电动势的作用下，??成感应电流。

④感应电流又在旋转磁场的作用下而产生电磁力（F）。

根据左手定则，可以确定电磁力（F）的方向，如图4-11转子转动原理图所示。;图4-11转子转动原理图; （4-3）

根据式（4-3）可以得到电动机的转速常用公式为

（4-4）;【例4-1】一台三相异步电动机，额定功率PN?=?11kW，额定频率fN?=?50Hz，额定电压UN?=?380V，额定效率ηN?=?0.89，额定功率因数?=?0.77，额定转速nN?=?975r/min。试求：（1）同步转速（n1）；（2）极对数（p）；（3）额定电流（IN）；（4）额定转差率（sN）。;4.1.2三相异步电动机的机械特性分析;电磁转矩（T）表达式为

（4-5）

式中，KT?—?与电动机本身结构有关的常数。

式（4-5）是分析异步电动机转矩特性的重要依据。;电磁转矩与转差率之间的关系T=f(s)，称为电动机的转矩特性。

通过分析可以推得

或写成

（4-6）;当电源电压（U1）和转子电路参数为定值时，转速（n）和电磁转矩（T）的关系n=f（T）称为三相异步电动机的机械特性。;图4-12三相异步电动机的机械特性;1．额定工作点（C）;最大转矩时的临界转差率（sm）为

（4-8）

将sm值代入式（4-6），即可求得最大转矩为

（4-9）;图4-13改变定子电压的人为机械特性曲线;图4-14转子回路外串电阻的人为机械特性曲线;电动机刚接通电源的瞬间，转速n?=?0（s?=?1），这时的电磁转矩称为启动转矩（Tst），对应启动工作点（A）。;4.1.3三相异步电动机的运行;一、三相异步电动机的启动;启动开始时，旋转磁场与静止的转子之间有很大的相对转速，转子电路的感应电动势很大。

因此转子电流也很大，为额定情况时的5～8倍。

转子电流很大时，定子电流也相应增大，即启动电流（Ist）也很大，一般约为额定电流（IN）的4～7倍。;一般规定，三相异步电动机的功率低于7.5kW时允许直接启动。

如果功率大于7.5kW，而供电变压器容量较大，能符合下列经验公式要求的异步电动机也可采用直接启动法：

（4-12）;在启动时将电源电压适当降低加到电动机定子绕组上，以限制电动机的启动电流，等