三相异步电动机原理ppt课件.ppt
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1、第四章 三相异步电动机原理 4.1 三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.2交流电机绕组 4.3交流电机的感应电动势 4.4交流电机绕组的磁动势 4.5三相异步电动机的空载运行 4.6三相异步电动机的负载运行 4.7三相异步电动机的等效电路和向量图 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 一、三相异步电动机结构 鼠笼式异步电动 机外形 绕线 式异步电动 机外形 异步电动 机定子 1 异步电动 机定子 鼠笼式转子 绕线式转子 绕线式定子与转子 异步电动机定子上有 三相对称的交流绕组 鼠笼绕组 绕线转 子异步电动机剖面 图 三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时,将 在电机气隙空间产生旋转磁场
2、 (swf) 二、三相异步电动机的工作原理 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组 转子导体切割磁力线,并产生感应电势 转子导体通过端环自成闭路,并通过感应电流 感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力 电磁力作用在转子上将产生电磁转矩,并驱动转子旋转 (swf) 三相异步电动机定子绕组加 对称电压后,产生一个旋转 气隙磁场,转子绕组导体切 割该磁场产生感应电势。由 于转子绕组处于短路状态会 产生一个转子电流。转子电 流与气隙磁场相互作用就产 生电磁转矩,从而驱动转子 旋转。电动机的转速一定低 于磁场同步转速,因为只有 这样转子导体才可以感应电 势从而产生转子电流和电磁 转矩。所以该电机被称为异 步
3、机,也叫感应电机。 三、三相异步电动机的名牌数据 五、异步电动机的工作原理 定子对称三相绕组 有三相对称电流 定子和转子间有旋转磁场( n0) 切割转子均匀分布的闭 环导体 转子导体产生感应电动势 N S n0 转子闭合导体有电流 如不考虑相位差,电势 方向同电流方向 由左手定则知转子导体受力,其 方向同磁场反向,这时转子转动 ,即电动机工作,转速为n。 六、三相异步电动机的转速与运行状态 转子转速n能否超过同步转速n0 ?答在无外力作用时,电动 状态转子转速n不能超过同步转速n0。即n n0 ,S1,此 时转子导体中的电动势和 电流反向仍和电动机一样 ,电磁转矩方向仍与旋转 磁场一致, n0
4、n 但与外转矩方向(n)相反。电磁转矩是制动转矩,此时 电网对电动机输送电功率,从转子吸收机械功率。 T N 4.2 交流电机的绕组 l l 绕组:绕组:按一定规律排列和连接的线圈的总称按一定规律排列和连接的线圈的总称 交流绕组的基本概念交流绕组的基本概念 元件元件( (线圈线圈) ) (a)单匝线圈 (b) 多匝线圈 (c) 多匝线圈简易画法 y1 n n 定子绕组定子绕组stator windingstator winding电路部分电路部分感感 应电势。应电势。 n n 定子铁心定子铁心corecore磁路部分,放置定子绕组。磁路部分,放置定子绕组。 一般采用导磁性能良好和比损耗小的电工
5、硅钢一般采用导磁性能良好和比损耗小的电工硅钢 片叠成。片叠成。 为了嵌放定子绕组,在定子铁心内圆冲出许多为了嵌放定子绕组,在定子铁心内圆冲出许多 形状相同的槽形状相同的槽定子槽定子槽slotslot。 铁心铁心 7-1 基本要求和绕组分类 电机绕组:电机绕组: 产生感应电势、产生磁势产生感应电势、产生磁势 绕组要求:绕组要求: 1. 1. 在一定导体数下,获得比较大的基波电势及在一定导体数下,获得比较大的基波电势及 磁势磁势 2. 2. 在三相时产生的三相电势、磁势必须对称在三相时产生的三相电势、磁势必须对称 3. 3. 电势波形尽量接近于正弦电势波形尽量接近于正弦 4. 4. 用铜量少,散热
6、性好用铜量少,散热性好 5. 5. 工艺简单,维修方便工艺简单,维修方便 绕组分类:绕组分类: 相数:单相相数:单相 ,三相,双相,三相,双相 层数:单层,层数:单层, 双层双层 每极每相槽数:整数槽及分数槽每极每相槽数:整数槽及分数槽 三相单层集中整距绕组 三相:三相:A A、B B、C C 单层:每槽中只放一个线圈边单层:每槽中只放一个线圈边 集中:每一相只有一个线圈集中:每一相只有一个线圈 整距:线圈的节距等于一个极距整距:线圈的节距等于一个极距 三相绕组结构特点三相绕组结构特点 三相绕组展开图三相绕组展开图 三相绕组的轴线三相绕组的轴线 三相绕组的三相绕组的Y Y连接连接 单层分布绕组
7、的展开图单层分布绕组的展开图 7-2 7-2 分析绕组时常用的几个量分析绕组时常用的几个量 n n 极距极距 l相邻两磁极对应位置两 点之间的圆周距离 几何尺寸几何尺寸每极所对每极所对 应的定子内圆弧长应的定子内圆弧长 l l 槽数表示极距:即槽数表示极距:即用用 每磁极下所占槽数来表每磁极下所占槽数来表 示,示,Z Z为总数,为总数,P P极为对极为对 数数 节距 y (跨距) 表示元件的宽度。元件放在槽内,其宽表示元件的宽度。元件放在槽内,其宽 度度可可用元件两边所跨越的槽数表示用元件两边所跨越的槽数表示。 y y 电角度 磁密在空间为正弦分布,一对磁极磁密在空间为正弦分布,一对磁极 便对
8、应于一个完整正弦波,相当于便对应于一个完整正弦波,相当于 360360。如果磁极极对数是。如果磁极极对数是p p,整个整个 圆周有圆周有p p个完整正弦波,相当于个完整正弦波,相当于p p 360360。从几何的观点来看,整个圆从几何的观点来看,整个圆 周只有周只有360360。 圆周的空间几何角度称为机械角度圆周的空间几何角度称为机械角度 ,而圆周上对应于磁场分布的角度,而圆周上对应于磁场分布的角度 称为电角度。称为电角度。 电角度电角度p p 机械角度机械角度 极 距: 定子内表面用长度表示的每极所占空 间距离,可以用所跨槽数表示,也可 以用所占空间电角度表示。 空间电角度 :把一对主磁极
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