《交流电机基础》课件.ppt

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课程导言交流电机的重要性交流电机是现代工业生产和生活中不可或缺的动力源，广泛应用于各个领域。学习目标掌握交流电机的基本结构、工作原理、性能参数、控制方法和维护保养等知识。课程内容本课程涵盖交流电机的基础知识，包括同步电机和异步电机，并重点介绍电机运行特性、控制方法和应用。

交流电机基本结构交流电机主要由定子、转子和气隙三部分组成。定子是静止部分，包括定子铁芯和定子绕组。转子是旋转部分，包括转子铁芯和转子绕组。气隙是定子和转子之间的空间，它对电机的磁场分布和性能有重要影响。

同步电机的工作原理磁场产生定子绕组通入交流电，产生旋转磁场。转子磁化转子绕组通入直流电，产生恒定磁场。磁场同步转子磁场与定子旋转磁场同步旋转，从而带动转子转动。

异步电机的工作原理1旋转磁场定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场。2感应电流旋转磁场切割转子导体，产生感应电流。3电磁力感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁力。4转动电磁力使转子转动，并跟随旋转磁场旋转。

绕组结构对电机性能的影响1绕组类型不同绕组类型，如星形或三角形，会影响电机电流、电压和功率等特性。2线圈匝数线圈匝数影响电机的电磁转矩，从而影响电机功率和效率。3绕组材料绕组材料的电阻和导电率，决定了电机的功率损耗和热特性。

电机励磁方式对性能的影响直流励磁直流励磁可提供恒定磁场，适用于对转速和转矩要求较高的场合。交流励磁交流励磁可根据负载变化自动调节磁场强度，适用于对效率和功率因数要求较高的场合。永磁励磁永磁励磁无需外部励磁电源，具有高效率、体积小、重量轻等优点。

电机启动方式的选择直接启动适用于小型电机或负载变化较小的场合。降压启动通过降低启动电压降低启动电流，适用于中大型电机。软启动利用电子控制系统逐渐增加电机电压，减小启动冲击，适用于高负载电机。

电机电磁转矩的计算公式T=(k*Φ*I)/(2*π)解释T是电磁转矩，k是电机常数，Φ是磁通量，I是电流，π是圆周率。应用该公式可用于计算电机在不同负载情况下的电磁转矩，并预测电机性能。

电机机械特性曲线的分析电机机械特性曲线描述了电机转速与负载转矩之间的关系。它反映了电机在不同负载下运行的性能。常见的机械特性曲线类型包括：恒转矩特性：在较低转速范围内，转矩基本保持不变。恒功率特性：在较高转速范围内，功率基本保持不变。

电机热特性及其影响因素热量来源电机运行中会产生热量，主要来源是铜损、铁损和机械损耗。影响因素负载电流、环境温度、通风条件、绝缘材料等因素都会影响电机热特性。过热危害电机过热会导致绝缘老化、机械强度降低、寿命缩短，甚至发生烧毁。

电机效率的计算

电机损耗的分类和计算铜损定子绕组和转子绕组中的电流产生的热量，与电流的平方成正比。铁损铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，与磁场的频率和强度有关。机械损耗轴承摩擦、风扇摩擦、空气阻力等产生的损耗，与转速和负载有关。附加损耗包括电刷损耗、励磁损耗等，通常占总损耗的较小比例。

电机定子和转子电流的计算1定子电流根据电机功率和电压计算2转子电流取决于定子电流和转差率3计算方法利用电磁场理论和电机等效电路

电机稳定性及其评价指标稳定性概念电机在各种工况下保持正常运行的能力。评价指标转速稳定性电流稳定性温度稳定性影响因素负载变化、电源电压波动、励磁电流变化等。

电机工作条件对性能的影响1电压和频率电压和频率的波动会影响电机的转速、转矩和效率。2温度高温会降低电机的绝缘性能，影响电机寿命。3负载负载过重会导致电机过载，影响电机寿命。4环境恶劣的环境，例如高温、高湿、粉尘等，会影响电机的性能。

电机噪声与振动的产生原因机械原因轴承磨损、轴承间隙过大、转子不平衡、定子铁芯松动、风机叶片损坏等因素都会导致电机产生噪声和振动。电磁原因定子或转子绕组短路、定子或转子铁芯磁路饱和、定子或转子磁场不均匀等因素会造成电磁噪声和振动。安装原因电机基础不牢固、电机安装位置不当、电机与负载连接不紧密等因素也会导致噪声和振动。

电机噪声与振动的评价和控制噪声评价使用声级计测量电机运行时的噪声水平，并与相关标准进行比较。振动评价使用振动传感器测量电机运行时的振动幅值和频率，并与相关标准进行比较。噪声控制优化电机结构设计采用低噪声轴承和齿轮安装隔音罩或吸声材料振动控制进行动平衡调整使用减振器优化电机安装方式

电机绝缘体的选择和检测选择电机绝缘体的选择需要考虑工作电压、温度、湿度、环境污染等因素。不同类型的绝缘材料具有不同的性能指标，需要根据实际情况进行选择。检测绝缘检测方法包括兆欧表测试、耐压测试、绝缘电阻测试等。定期进行绝缘检测可以有效预防电机绝缘老化、损坏，延长电机使用寿命。

电机轴承的选择和维护滚珠轴承用于高速、轻载荷的应用，摩擦系数低，适合于旋转运动。滚柱轴承适