三相异步电动机

三相异步电动机制作者：何锡佳电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机电动机的分类：控制用电动机：伺服电动机、步进电动机定子定子铁芯定子绕组机座转子转子铁芯转子绕组转轴一异步电动机的结构定子铁芯及定子绕组定子端盖及轴承端盖及轴承转子转子铁芯及转子绕组接线盒机壳及底座定子铁芯与定子绕组XACZYB定子铁芯BYAXCZ定子铁芯：定子三相绕组：匝数相同空间排列互差1200由内周有槽的硅钢片叠成。（用来固定定子绕组）定子绕组AXBYCZ首端末端定子绕组接法接线盒定子三相绕组的联接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y联结W1U1V1W2U2V2联结联结电机容量Y3kW联结电机容量kW42.转子转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。转子绕组：鼠笼式绕线式根据转子的不同，交流异步电动机分为：鼠笼式转子鼠笼式和绕线式比较：鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。f一对磁极NSn0ei闭合线圈Φ三相异步电动机的转动原理转动原理：●一对磁极在空间旋转，形成旋转磁场。●放入闭合线圈，由轴承架起。●线圈导体切割磁力线，感应电动势e(右手定则）。●感应电动势e在线圈中驱动电流i●电流i在磁场中受力f产生转距，使线圈转动（左手定则）。120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi定子三相对称绕组，(星形联接)加三相电压，通入三相交流电流。BiAXBYCZAiCi1.旋转磁场的产生（磁极对数P=1，Y型联接)CiAiBiitmIo旋转磁场i0:首端流入，尾端流出。AYCBZX规定i0:尾端流入，首端流出。iCiAiBiomIt(•)电流出()电流入××t=0时刻：iC为正，从C端流入，从Z端流出iB为负，从Y端流入，从B端流出iA0,iB0,iC0iA0,iB0,iC=0iA=0,iB0,iC0AXYCBZAXYCBZAXYCBZNS三相电流产生旋转磁场0t60t合成磁场方向向下合成磁场旋转60°6090t合成磁场旋转90°SNSN结论：分析可知，三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场，即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°AXYCBZAXYCBZAXYCBZNSSNSN旋转磁场的旋转方向从上图可以看出，从通入iA的绕组转向通入iB的绕组再转向通入iC的绕组所以任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。若定子每相绕组由两个线圈串联（P=2时）C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiBiCiXAAXBYBYCCZZ形成两对磁极的旋转磁场。绕组的分布如图：iA=0,iB0,iC00t×●×●×●×●NSSN同理：若定子每相绕组由n个线圈串联则:形成n对磁极的旋转磁场。P=2P=n电动机的转动原理AXYCBZ定子的三相绕组通入三相交流电分）转/(6010pfn方向:顺时针磁场切割转子导体Blv右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场Bli左手定则电磁力FF电磁转矩T转子转动，转速为nvF0nNS异步电动机运行中:%~s)91(转子转速亦可由转差率求得0)(1nns%10000nnns转差率s转差率转差率S是衡量异步电动机性能的一个重要参数。三相异步电动机转矩与机械特性1电磁转矩定义：使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。电机输出的转矩是由电磁能量转换而来的，所以称之为电磁转矩。2电磁转矩公式：21220222)(UsXRsRKT注：R2——转子绕组一相的电阻；X20——转子不动时一相的感抗；K——比列常数；U1——定子绕组相电压有效值。maxT202/mXRSNSOTS曲线)(sfT曲线)(Tfn根据转矩公式22022212)(sXRUsRKT得特性曲线：NnmaxTstTOnTNT0nstT1NT机械特性曲线:异步电动机的转矩特性曲线异步电动机的机械特性曲线电动机在额定负载时的转矩。1、额定转矩TN与额定功率PN)/()(9550NNN分转千瓦nPT额定转矩,起始转矩，最大转矩额定转矩(N•m)WPTn2电动机的额定功率PN为电机轴输出的额定机械功率。电动机的机械转距与机械功率的关系。nPnPWPTnnn955060π22转动角速度电动机的电磁转距T与输出机械转距T2的关系。202TTTT（T0为空载损耗转距）2.最大转矩Tmax注意：转子轴上机械负载转矩T2不能大于Tmax，否则将造成堵转(停车)。电机带动最大负载的能力。21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT0ddST令：得:202mXRss临界转差率代入转矩公式，可得:maxTmSOTS过载系数(能力)NmaxTT2.2~8.112II电机严重过热而烧坏。一般三相异步电动机的过载系数为3.起动转矩Tst22022212)(sXRUsRKT22022212stXRURKT电动机起动时(n=0或s=1)的转矩。Tst体现了电动机有载起动的能力。0nOnTTst起动时s=1若TstT2电机能起动，否则不能起动。:21maxUTU1和R2变化对机械特性的影响：:21stUTOTS1(1)U1对机械特性的影响22022212stXRURKT2021m2XUKT202mXRsmax1TUstTU1mSmaxTmaxTstTstT当U1变化时：Tm变化，Tst变化,Sm不变T2当U1↓时：若负载T2不变，则：S↑→n↓(2)R2变化对机械特性的影响22022212stXRURKT2021m2XUKT202mXRsOTS1maxTmSmSR2↑若R2变化：Sm变化,Tm不变当R2↑时：Sm↑，Tst↑负载T2一定时：若R2↑→S↑→n↓T2●绕线式电机改变转子附加电阻R´2可实现调速。●对绕线式电机改变转子附加电阻R´2,可增大Tst，最大可使Tst=Tmax。三相异步电动机的铭牌数据1.型号磁极数(极对数p=2)例如：Y112M－4用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座中心高（mm）三相异步电动机指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低(105ºC)，H级最高(180ºC)。绝缘等级：防护等级：指防止人体接触电机转动部分、电机内带电体和防止固体异物进入电机内的防护等级。防护标志IP44含义：IP——特征字母，为“国际防护”的缩写；44——4级防固体（防止大于1mm固体进入电机）；4级防水（任何方向溅水应无害影响）。