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交流电机的工作原理和特点，第4、1章，本章分：节，了解异步电机的基本结构和工作原理，掌握旋转磁场的机理；掌握异步电动机的机械特性；掌握异步电动机的起动、调速和制动方法；学会使用机械特性的四个象限来分析电机的运行状态；掌握单相异步电动机的起动方法和工作原理；了解同步电机的结构、工作原理和运行特点；掌握各种异步和同步电机的使用场所。第四章三相异步电动机的结构和工作原理。感应电动机，同步发电机，同步电动机，1。三相异步电动机的结构和工作原理。1.基本结构，转子，1。三相异步电动机的结构和工作原理。三相交流异步电动机的结构，1。三相异步电动机的结构和工作原理。1.基本结构、转子、第一台三相异步电动机的结构和工作原理、定子、6相交流异步电动机的结构、鼠笼绕组、铜排转子的铸铝转子、第一台三相异步电动机的结构和工作原理、7相交流异步电动机的结构、转子绕组、各相引出线均与滑环连接， 滑环套在旋转轴上并与旋转轴绝缘，通过电刷连接到外部电路，并且可以在转子电路中串联电阻器。 为了提高电动机的运行性能，第一台三相异步电动机的结构和工作原理，第八台三相交流异步电动机的结构为定子绕组，定子铁芯：定子绕组嵌在电动机的磁路中：三个独立的绕组间隔相差120电角度，第一台三相异步电动机的结构和工作原理，第九台三相异步电动机的结构和工作原理，10，转差率，所以这种电动机称为异步电动机，也称为感应电动机。定子线圈由三相交流电激励产生旋转磁场等效于转子切割磁力线在转子电路中产生感应电流(右手定则)带电导体在旋转磁场中受到电磁力(左手定则)产生电磁转矩旋转转子(与旋转磁场方向相同)旋转电机。二。工作原理。第一台三相异步电动机的结构和工作原理、转子的转速和旋转磁场是不同的。11.电流的正方向是：从每相绕组的首端到末端为正。一十；硼-钇；C-Z，第一相异步电动机的结构和工作原理，3，旋转磁场的形成，12，1，过程分析，3，旋转磁场的形成，第一相异步电动机的结构和工作原理，13，2，旋转磁场的旋转方向，结论：旋转磁场的方向与三相电流的相序一致。3。形成旋转磁场，任意两根导线可以切换来改变磁场的旋转方向，ABC，ACB，14，3。旋转磁场的极数和转速，3。形成旋转磁场，结论：如果有P对磁极，磁场的旋转速度为n0=60f/p，f=50Hz，对于P=1，2，3，4，n0=3000rpm，1500rpm，1000rpm，750 rpm，15，4。定子绕组线端的连接方式，当电机连接到电源上时，线电压等于电机的额定值，如果相电压为两倍，则应以星形连接。例如，当铭牌标有和380/220时，当电压为380伏时，电源线以星形连接，当电压为220伏时，电源线以三角形连接，16，4，定子绕组线端的连接方式，17，1)型号，如Y90S-4，y112m-4；在Y112M-4中，“Y”是指Y系列鼠笼式异步电动机(YR是指绕线式异步电动机)，“112”是指电动机的中心高度为112毫米，“M”是指中间框架(L是指长框架，S是指短框架)，“4”是指4极电动机，1相和3相异步电动机的额定值，第二节是3相异步电动机的额定值。异步电机、同步电机、同步发电机、DC电机、DC发电机、汽轮发电机、水轮发电机、测功机、潜水电泵、纺织电机、交流换向器电机产品代码YTTFZZFQFSFCQFH，18，2)额定功率PN:额定条件下电机轴上的机械功率输出；3)额定电压UN:额定条件下加到定子绕组上的线电压值；4)额定频率f:额定条件下定子施加电压的频率；5)额定电流IN:额定条件下定子的线电流值；6)额定转速nN:在额定条件下，电机的转速；7)温升(或绝缘等级)。根据以上数据，得出其他额定值：1)额定功率因数cosN:当获得额定频率、额定电压和电机轴上的额定功率输出时，定子相电流与相电压的相位差的余弦cosN。2)额定效率：当在电机轴上输出额定频率、额定电压和额定功率时，输出机械功率与电机输入电功率之比表示为：3)额定负载转矩TN:电机以额定速度输出额定功率时电机轴上的负载转矩。TN=9550PN/nN(PNkw)，20，第三节三相异步电动机的转矩和机械特性，单相和三相异步电动机的转矩，DC电动机：讨论：1)当cos2=1时，纯阻性负载，I2和E2方向相同；2)cos2TL时，起动转矩越大越好。起始电流IST越小越好。一般IST 4-7)英寸；开始平滑以减少对机器的影响；启动设备安全可靠，结构简单，操作方便。启动功耗越小越好。其中，前两项是衡量电机起动性能的主要技术指标。第四部分，三相异步电动机的起动特性如下：1。电机启动的主要要求；起动电流大，起动转矩小，异步电动机的起动特性如下：第四节三相异步电动机的起动特性，特性：直接起动电流大，由于功率因数低，起动转矩小。鼠笼式异步电动机的起动方式：(1)全电压直接起动(2)降压起动，三相异步电动机第四段的起动特性，(1)直接起动(全电压起动)电动机的定子绕组通过闸刀开关直接与电源相连，在额定电压下起动。38，特点：控制电路简单；维护工作量小；大启动电流；用途：用于启动中小型异步电动机。第4节三相异步电动机的起动特性，39，直接起动的条件：当独立变压器供电时：电动机频繁起动，电动机功率小于变压器容量的20%，电动机不频繁起动，电动机功率小于变压器功率的30%。电源没有独立的变压器(即普通照明电源):电机启动频繁，满足以下关系可直接启动。第6节三相异步电动机的起动特性，40，2。开始降压启动时降低电压，当转速接近额定值时返回额定电压。适用于启动时的小负载转矩，如轻负载或空载。常见降压起动方法：1)定子串联电阻或电抗器降压起动2) y-降压起动3)自耦变压器起动，三相异步电动机第四段起动特性，41，特性：1)定子回路串联电阻或电抗器降压起动，三相异步电动机第四段起动特性，1)起动转矩小，适用于轻载或空载场合。(2)电阻能耗大，不适合频繁启动场合，电抗器成本太高。42，起动时，当转速接近th时，定子绕组连接成Y形，适用场合：空载或轻载启动，正常运行时，定子绕组为三角形连接的异步电机。第四节三相异步电动机的起动特性，43,星形三角起动电流与起动转矩的关系：第四节三相异步电动机的起动特性, ul-电源电压z-单相绕组阻抗，8756；isty=ist /3，44，第四节三相异步电动机的起动特性，8756；isty=ist /3，tsty=tst /3，8756；tsty=tst /3，45，3)自耦变压器启动，启动原理：U1/U2=N1/N2=1/K，I1/I2=K，K1，第四节三相异步电动机的启动特性，46，特性：相对于Y-自耦变压器启动：1)K是可调的，因此启动电压和启动转矩可以通过不同的抽头进行调节，具有调节灵活的优点。2)启动设备笨重、昂贵且难以维护。应用：通常只用于启动大型和特殊用途的电机。第4节三相异步电动机的起动特性，第47节，第4节绕线异步电动机的起动方法，第4节三相异步电动机、鼠笼异步电动机的起动特性：起动转矩小，起动电流大，不能满足某些生产机械高起动转矩、低起动电流的要求。线绕异步电动机：可以在转子电路中串电阻，具有较大的起动转矩和较小的起动电流，具有较好的起动特性。应用：启动大功率电机。48、采用逐步切断起动电阻的方法，主要是为了使电机在整个起动过程中保持较大的加速转矩。1。转子电路系列多级电阻启动，第4节三相异步电动机的启动特性，49，2。串联频率敏感变阻器启动，工作原理：涡流损耗相当于电阻R，电阻Rf22，电感Xf2，频率敏感变阻器相当于电阻R和电抗X的并联电路。第四节三相异步电动机的启动特性是高阻抗、低启动电流和高启动转矩。Nf2抵抗扭矩；当达到额定速度时，f2的较小阻抗约为0，电机正常运行。50，功能：自动平滑调节启动电流和启动扭矩；结构简单，运行可靠，无需频繁维护；低功率因数限制了起动扭矩的增加。它不能用作调速电阻。用途：用于起动无调速要求、起动转矩要求不高、经常正反向运行的绕线式异步电动机。广泛应用于冶金、化工等传动设备。第4节三相异步电动机的起动特性，51。众所周知，在一定负载下，为了获得不同的转速N，可以改变四个参数Tmax、Sm、F和P。因此，三相异步电动机有以下四种调速方式：电压调节、变极对数调速、变频调速和转子回路串联电阻调速。根据异步电动机的转矩和转速公式，第5节三相异步电动机的调速特性，52，1，调压调速，特性：n0=60f/p不变，Sm不变，TST，Tmax减小；可以实现无级调速；d对于恒定扭矩负载较小，对于风扇负载较大。第5节三相异步电动机的调速特性53，2。转子电路串联电阻调速，特点：n0，Tmax常数，Sm随R2增大而增大；大负荷、大调速范围的分步调速；负载小，调速范围小，相对稳定性差；适用于设备简单的绕线式异步电动机。其启动电阻也可用作调速电阻。用途：用于短时间内反复运转的生产机械。例如，在起重和运输设备中。第五节三相异步电动机的调速特性。54，3。改变用于速度调节的磁极数量和磁极数量取决于电机定子绕组的结构和接线。通过改变定子绕组的接线，可以减少55、变极调速原理(单绕组双速电机)，第5节三相异步电机的调速特性，56、4、变频调速，改变工频需要专用变频装置，控制电路复杂，成本高，但能实现大范围的无级调速，是交流调速的发展方向。特性：n0=60f/p，f降低，n0降低，Sm增加，U/f=常数，Tm不变；无级调速，D大；需要变频器。第5节三相异步电动机的调速特性，第57节，第6节三相异步电动机的制动特性，制动：减速从某一稳定转速开始到停止或潜在能量负载的降低速度受到限制的运行状态。制动模式：反馈制动逆转制动能耗制动。58，1。反馈制动由于某种原因，异步电动机的运行速度高于其同步速度，并且异步电动机进入发电状态。反馈制动也称为发电制动。第六节三相异步电动机的制动特性当电流改变方向时，电磁转矩改变方向，速度方向不变，即T和N的方向相反，从而达到制动效果。情况1:负载转矩是起重机械降低重物时第六节第三相异步电动机的制动特性等潜在转矩，重物的下降速度可以通过改变与转子回路串联的电阻来调节。为了避免因电机转速高而造成运行事故，转子的附加阻力值不允许过大。1。反馈制动，60，第6节三相异步电动机的制动特性，61，情况2:当n0在变极调速或变频调速期间突然降低时。n0=60f/p，第6节中三相异步电动机的制动特性，例如，生产机器采用双速电动机驱动，其从高速时的4极(2p=4)切换到低速时的8极(2p=8)。如果异步电动机三相电源的相序在正常运行时突然改变，即电源反向连接，此时电动机将被制动。第六节三相异步电动机的制动特性由于反向制动时电流较大，鼠笼式电动机通常与定子电路中的电阻串联。对于线绕电机，转子电路中串联电阻以降低电流。首先切断交流电源，然后向定子两相绕组施加直流电流，以产生制动力矩。能耗制动，第6节三相异步电动机的制动特性，第64节能耗制动，第6节三相异步电动机的制动特性，优缺点：制动稳定，制动力矩if=(2-3) in可通过调节DC电流来调节；(2)不会逆转；(3)需要DC电源。当n=0时，应及时切断DC电源，否则会烧毁电机。第七节单相异步电动机，单相异步电动机，是一种容量从几瓦到几百瓦的旋转电动机，由单相交流电源供电。它具有结构简单、成本低、运行可靠等一系列优点，因此被广泛应用于电风扇、洗衣机、唱机、真空吸尘器、医疗器械和自动