三相异步电动机工作原理与图解

2020年2月18日星期二1第七章异步电动机2020年2月18日星期二2§7.1三相异步电动机的构造一.电动机的分类异步（感应）电动机：应用广泛。同步电动机：用于功率较大，不需要调速，长期工作的机械。交流直流：他励，并励，串励，复励。电动机2020年2月18日星期二3三相异步机的结构YBZXAC转子定子定子绕组（三相）机座转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。三相定子绕组：产生旋转磁场。线绕式鼠笼式鼠笼转子2020年2月18日星期二4三相定子绕组：产生旋转磁场。组成：定子铁心、定子绕组和机座。2020年2月18日星期二5转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。组成：转子铁心、转子绕组和转轴。2020年2月18日星期二6一.转动原理：§7.2三相异步电动机的工作原理2020年2月18日星期二7实际的异步电动机中，转子之所以转动，是由于旋转磁场的作用。2020年2月18日星期二8二、旋转磁场的产生AYCBZ异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极AiBiCimIt0n(•)电流出()电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA2020年2月18日星期二9三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场。0wt2020年2月18日星期二10060wt090wt2020年2月18日星期二11旋转磁场的转速大小分）转/(600fn一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt2020年2月18日星期二12极对数（P）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZNS2020年2月18日星期二13极对数（P）的改变C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiBiCi将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。'X'AAXBY'B'YCZ'C'Z2020年2月18日星期二14极对数2pA'XX'ANSSNZC'Z'CBY'B'YC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiCiBiAiBiCimIt2020年2月18日星期二15XNSASNZB'X'AYC'Z'B'C'Y0t分）转/(600pfn60t'A0nAZ'XXC'Z'CSNSN30极对数和转速的关系AiBiCimIt2020年2月18日星期二16三相异步电动机的同步转速分）转/(600pfn2p180分）转/(50011p360分）转/(0003极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速)50(Hzf0n3p120分）转/(00012020年2月18日星期二17电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但异步电动机0nn无转距转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流提示：如果0nn2020年2月18日星期二18转差率的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中:%9~1s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间:1,0sn（转差率最大）2020年2月18日星期二19旋转方向：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相AiBiCimItAiCiBimIt旋转磁场的旋转方向2020年2月18日星期二20方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源2020年2月18日星期二21一、三相异步电动机的“电－磁”关系i2转、定子电路R1R2i1u1e1e1e2e2：漏磁通产生的感应电动势。：主磁通产生的感应电动势。e1e2、e1e2、dtdNeeeRiu1111111设：tsin1mΦ则：tΦNum1111cos定子边：§7.3三相异步电动机的机械特性2020年2月18日星期二22三个重要转矩n0TnNT额定转矩：电机在额定电压下，以额定转速运行，输出额定功率时，电机转轴上输出的转矩。NPNn(1))/()(9550602分转千瓦NNNNNnPnPT（牛顿•米）NTnN（电动机在额定负载时的转矩。）2020年2月18日星期二23如果电机将会因带不动负载而停转。maxTTL最大转矩：(2)maxT电机带动最大负载的能力。n0TnmaxT求解0ST21220222)(UsXRsRKT2021max21XKUT2020年2月18日星期二24过载系数：NTTmax三相异步机2.2~8.1工作时，一定令负载转矩，否则电机将停转。致使注意：（1）三相异步机的和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。maxTmaxTTL（2）电机严重过热0n121)(sII2021max21XKUT2020年2月18日星期二25stT起动转矩：(3)电机起动时的转矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s其中则21220222)(UXRRKTstLstTTstT体现了电动机带载起动的能力。若电机能起动，否则将起动不了。2020年2月18日星期二26§2.4三相异步电动机的使用三相异步电动机的起动三相异步电动机的调速三相异步电动机的制动2020年2月18日星期二27一、三相异步机的起动stI起动电流：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍。0n定子电流原因：起动时，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子电流大电流使电网电压降低影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累电机过热影响：2020年2月18日星期二28三相异步机的起动方法：（1）直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。（2）降压起动。Y－起动自耦降压起动（3）转子串电阻起动。以下介绍Y－起动和转子串电阻起动。2020年2月18日星期二29§2.5三相异步电动机的铭牌数据•Y132M-4型电动机三相异步电动机型号Y132M-4功率7.5KW频率50Hz电压380V电流15.4A接法转速1440r/min绝缘等级B工作方式：连续功率因数0.85效率(%)87年月编号XX电机厂2020年2月18日星期二301.型号：表明不同用途，不同环境。三相异步电动机机座中心高机座长度代号磁极数Y132M--4磁极数(极对数p=2)同步转速1500转/分分）转/(600pfn2020年2月18日星期二31转差率0.04150014401500s2.转速:电机轴上的转速（n)。如：n=1440转/分2020年2月18日星期二323.联接方式：Y/接法：Y接法：接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：2020年2月18日星期二33图1图22020年2月18日星期二344.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5％。线电压AZBYXC相电压ABCXYZ例：380/220Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。2020年2月18日星期二3511IUΦNfU11144.4电压波动对电动机的影响1UΦ1I11IUsnnns02E202sEE2I1I1Un小1U大1UTnIΦ2020年2月18日星期二365.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。如：A48.6/A2.11/表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。6.额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的关系为：2P1P12PPCOSIUPNN31其中鼠笼电机=72－93％2020年2月18日星期二37额定负载时一般为0.7~0.9，空载时功率因数很低约为0.2~0.3。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。7.功率因数(cos1)：P2PN此外还有绝缘等级等参数，不一一介绍。cos12020年2月18日星期二38第七章••THEEND