第五章第三版.ppt
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1、第5章 电 动 机 51 三相异步电动机 *52 单相异步电动机 *53 直流电动机 *54 交直流通用电动机 *55 步进电动机 51 三相异步电动机 机械能电能 机械能电能电动机 发电机 利用电磁感应原理实现电能与机械能互相转换的电气设备称为电机。 直流电动机 交流电动机 同步 异步 一、三相异步电动机的结构 V2 V1 W2 U2 U1 W1 转子 定子 定子绕组 (三相) 机 座 电动机 定子 转子 铁心 定子绕组 机座 转子铁心 转子绕组 风扇 转轴 绕线式 鼠笼式 二、异步电动机的转动原理 三相异步电动机是依靠定子旋转磁场和转子电流之间的相互作用 而工作的。而且在正常工作时,转子的
2、转速与定子旋转磁场的转 速必须保持固定的差异,故称为异步电动机。 1.旋转磁场 U1 V2 W1V1 W2 U2 旋转磁场的产生 W1 W2 V2 V1 U1 U2 合成磁场方向: 向下 U1 U2 V2 W1V1 W2 A U1 V2 W1V1 W2 U2 X B Z A Y C 旋转磁场的转速 同步转速 电源频率 一对磁极 磁极对数 电源频率 同步转速 P对磁极 旋转磁场的方向 旋转磁场的方向取决于通入定子绕组的三相电流的相序 换接定子绕组的两相会改变磁场的旋转方向 顺相序 逆相序 2.转子电流 V2 V1 W2 U2 U1 W1 N S 用右手定则判断感应电流方向 3.转子转动原理和转差
3、率 用左手定则判断导线受力方向 N S F F n 电动机 转速 电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致, 但 无转矩 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 如果 异步电动机 转子不会旋转 改变三相电流在定子绕组中的相序 改变转子转动方向的方法: 转差率 : 电动机起动瞬间:(转差率最大) 式中: n0 同步转速n 转子转速 S的额定值一般在1%6%之间 0S1 空载运行时:转子转速很高,转差率s很小 额定负载运行时,转子转速比空载时低,转差率比空载时高 例题 一台4对极的三相异步电动机,电源频率f150Hz,额定转速nN735r/min,试 求电动机带
4、额定负载时的转差率sN 解: 三、三相异步电动机的特性 1、转子电路分析 i2 三相异步电动机的每相转、定子电路 i1 u1 e1 e2 e 1 Z1 e 2 Z2 转子电动势 定义:E20是转子静止时转子中的感应电动势 E2s是转子转速为n时转子中的感应电动势 转子电动势的频率 转子阻抗和转子电流 转子漏感抗 0 I2, cos2 s1 I2 cos2 转子电路的功率因数 结论:转差率s增加(转速n减小)时,转子切割磁力线加剧,于 是E2S增加,I2也增加。 由分析可知转子电路中的各个物理量都与s有关,也就是与转子转速n有关 转子电流 结论:转差率s增加(转速n减小)时,I2增加,转子绕组漏
5、磁通 增加,转子绕组漏感抗也增加,导致 减小。 2、电磁转矩特性和T-s曲线 异步电动机的转矩是由旋转磁场每磁极的磁通 与转子电流 i2 相互作用产生的。 sm Tmax T s 0 当s较小时, T与s成正比 当s较大时,T与 s 成反比 并且有最大转矩Tmax存在 1 转矩特性曲线 3、机械特性和nT曲线 定义:电动机的转速n和电磁转矩T之间的关系 称为电动机的机械特性。 Tmax T 0 n n0 电动机的机械特性曲线 稳定工 作区 不稳定 工作区 在稳定工作区电动机具有自适应负载能力。 TN nN Ts 额定转矩TN 最大转矩Tmax(临界转矩) 最大转矩体现了电机带动最大负载的能力。
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