三相交流电动机的工作原理PPT演示课件

4.1三相异步电动机的基本工作原理和结构、4.2交流电动机的绕组、4.3交流电动机绕组的感应电动势、4.4交流电动机绕组的磁电势、4.5三相异步电动机的空载工作、4.6三相异步电动机的负载工作、4.7三相异步电动机的等效电路和相量图。4.8三相异步电动机的功率平衡，转矩平衡，三相异步电动机主要用作电动机，吸引着各种生产机器。结构简单，易于制造、使用和维护，运行稳定，成本低，效率高，应用广泛。但是功率因数低，启动和速度调节性能差。4.1三相感应电动机的基本工作原理和结构，4.1.1三相感应电动机的基本结构，1，定子部分：1，定子核心：由感应性好的硅钢片折叠3354感应部分。2，定子绕组：定子铁芯内部圆形槽中放置导电部分。3，支架：固定定子核心和端盖，机械强度和刚度强。第二，转子部分：1，转子芯：叠层为硅钢，也是磁路的一部分。2，转子绕组：1)保持架转子：在转子铁芯的每个插槽中插入裸导条，形成多相对短路绕组。2)转子绕组：转子绕组为三相对称绕组，内置于转子铁心槽内。第三，气隙：感应电动机的气隙均匀。大小是机械条件允许的最小值。4.1三相异步电动机的基本工作原理和结构，4.1.2三相异步电动机的基本工作原理，1，基本工作原理，1，电磁：三相对称绕组以三相对称电流产生圆形旋转磁场。2，磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。3，电磁力：电子载流量(有效成分电流)体在磁场下受电磁力作用，形成电磁扭矩，驱动电机旋转。4.1三相异步电动机的基本工作原理和结构，4.1.2三相异步电动机的基本工作原理，2，故障率，旋转差是反映电动机各种工作的异步电动机的基本物理量。负荷越大，速度越低，波动率越大；相反，偏差率越小。滑动率的大小可以反映电动机的速度大小或载荷大小。电动机的转速：正常运行时，转速通常在0.01到0.06之间。也就是说，马达速度接近同步速度。4.1三相异步电动机的基本工作原理和结构、4.1.2三相异步电动机的基本工作原理、三相和异步电动机的三种工作状态、变化率的大小和正负、异步电动机的三种工作状态、4.1三相异步电动机的基本工作原理和结构、4.1.3模型和额定值、1、模型、示例：2，额定值，4.2交流电动机绕组，4.2.1交流绕组的基本原理，1，基本要求和分类，设计制造和运行性能中交流绕组的要求3360，1)三相绕组对称；2)努力获得最大电动势和磁电势。3)绕组的电动势和磁力线的波形努力接近正弦。4)铜的使用节约；5)绕组绝缘和机械强度可靠，冷却条件好；6)简单，易于制造、安装和维护。4.2交流电动机绕组，4.2.1交流绕组的基本原理，2，交流绕组的基本概念，1，极距离，沿两个相邻极轴之间的定子铁芯内表面的距离。如果定子的插槽数为z，极对数为p，则极距离：2，线圈节距，一个线圈的两个有效边之间的距离称为线圈节距。3，电气角度，4.2交流电动机绕组，4.2.1交流绕组的基本原理，2，交流绕组的基本概念，4，槽距离角，两个相邻槽之间的电气角度。6，相位带，在每个极下的导体均匀分布在每个相位中时，每个相位绕组在每个极下的范围以电气角度表示。每个极下每个相位所占用的插槽数为5、每个相位所占用的插槽数、4.2交流电动机绕组、4.2.2三相单层绕组、单层绕组的每个插槽只有一个线圈边、电动机的总线圈数等于定子插槽数的一半。单层绕组分为链、交叉和同心绕组。，1，单链绕组，单链绕组由相同形式、几何尺寸和螺距的线圈连接，整体形状与长链相同。链条绕组的各线圈螺距相同，制造方便。线圈端连接短，节省铜。主要用于q=2的4、6、8极小型三相异步电动机。4.2交流电动机绕组，4.2.2三相单层绕组，2，单层交叉绕组，单层交叉绕组由两组线圈形式、几何尺寸和螺距相同的线圈组成，每个线圈组的末端相互交叉。交叉绕组由两个大的小线圈交叉。线圈端连接短，节省材料，节省铜。广泛应用于Q1，奇数的小型三相异步电动机。4.2交流电动机绕组，4.2.2三相单层绕组，3，单同心绕组，同心绕组由几个几何尺寸和节距不同的线圈组成。同心绕组端部连接长，适用于q=4、6、8等偶数二极小型三相异步电动机。4.2交流电动机绕组，4.2.2三相单层绕组，综合分析：1)单层绕组为全距离绕组；电动势波形不理想。2)单层绕组不适用于大中型电动机。3)单层绕组没有线圈间绝缘问题，槽内不发生层或相位绝缘断裂故障；4)单层绕组线圈数等于插槽数的一半，布线和插入所需时间少，过程简单，广泛应用于10kW以下的异步电动机。4.2交流电动机绕组，4.2.3三相两相绕组，两层绕组每个插槽内部，两层线圈的有效角，线圈的每个有效角放在一个插槽的父项上，另一个有效角放在另一个插槽的底部，由y分隔。双绕组分割双叠层绕组(图2a=1)和双波导绕组(略)。4.2交流电动机绕组，4.2.3三相双绕组，双绕组特性：1)线圈数等于插槽数；2)线圈阵列数等于极数，等于最大并行分支数。3)各相绕组的电动势等于各支的电动势。4)可以改变双层绕组的螺距，可以选择合适的螺距，以改善电动势或磁力线的波形，技术性能优于单层绕组。一般来说，稍大的马达使用双绕组。4.3交流电动机绕组的感应电动势，4.3.1线圈的感应电动势和短程系数，一个导体的电动势，电动势频率：电动势大小：2，整个绕组的电动势，每个正向绕组的emf :每个正向线圈的电动势：3 如果q线圈是分布绕组，则在q槽中各有相同大小的相位差值，电动势为：基波分布系数，基波绕组系数：4.3交流电动机绕组的感应电动势，4.3.3 1相绕组的基波感应电动势，1绕组的2a支路，单路由多线圈组路组成一排。 一相绕组的仪器功率为分支的基波电动势，一相绕组的基波电动势，单层绕组的情况：两层绕组：4.3交流电动机绕组的感应电动势，4.3.3一相绕组的基波感应电动势，2，短绕组，分散绕组对电动势波形的影响，v次谐波：1短程绕组的使用，如电动势波形改善方法：2。使用分散绕组)4.4交流电动机绕组的磁力潜力，4.4.1单相绕组的磁力线，1，全距离集中绕组的磁力线，双极空气间隙均匀的交流电动机，全距离绕组通过交流电流，线圈磁力在某一时刻分布的图，在总电流定律中为：忽略磁芯磁阻，磁力在两个空气间隙中每个气隙的磁力为：空间以方形波数分布，随正弦变化的频率为电流频率。空间位置随时间的振幅和方向的磁电位称为脉动磁电位。，4.4交流电动机绕组的磁电势，4.4.1单相绕组的磁电势，1，全距离集中绕组的磁电势，矩形波磁电势可分解为基波和一系列高谐波：基波磁电势为：基波磁电势为：全距离绕组基磁电势在空间中分布，振幅值为绕组，4.4交流电动机绕组的磁电势，4.4.1单相绕组的磁电势，2，单相脉动磁电势，1，全距离分布绕组的磁电势，每根绕组由q线圈构成，依次为定子圆周空间中的错槽距离角，绕组的基本磁电势为q线圈基本磁电势的空间矢量和：2，双短距离分布绕组用短程系数计算绕组短距离的影响：4.4交流电动机绕组的磁电势，4.4.1单相绕组的磁电势，2，单相脉动磁电势，3，相绕组的磁电势，各极下的磁电阻和磁电阻组成一个分支磁路。 马达具有p对极时，由于具有p平行对称分支磁路，因此单相绕组的预设磁电势是一对极下线圈中该绕组的预设磁电势。当每个相位电流为Ip:时，单相绕组的磁电势在空间中按余弦定律分布，振幅大小随时间变化的脉动磁电势。4.4交流电动机绕组的磁电势，4.4.1单相绕组的磁电势，3，单相脉动磁电势的分解，即脉动磁电势可以分解为两个振幅大小的磁电势。首先分析，振幅点分析，4.4交流电动机绕组的磁电势，4.4.1单相绕组的磁电势，3和单相脉动磁电势的分解，概括地说，4.4交流电动机绕组的磁电势，4.4.1单相绕组的磁电势，3，单相脉动磁电势的分解，如您所见，333，(2)相反，满足上述特性的两个旋转磁电位的合成是脉动磁电位。4.4.2三相绕组基本波合成磁电位旋转磁电位，三相合成磁电位：4.4交流电动机绕组的磁电位，u相绕组轴位置作为空间坐标原点，x的参考方向，如果使用u相电流为零时作为时间起点，三相基本磁电位为：可以看到。三相合成磁电位也是圆形旋转磁电位。交流电动机三相对称绕组，三相对称电流，磁电势为三相合成磁电势。4.4.2三相绕组基本波合成磁电位旋转磁电位，根据余弦法设定三相对称电流分析旋转磁电位的旋转方向，分析4.4交流电动机绕组的磁电位，最大u相电流为正时点，电流第一胡椒为正，电流波形和每瞬时旋转磁电位的位置为图：4.4.2三相绕组基本波合成磁电位3354旋转磁电位4.4交流电动机绕组的磁力电位器通常是三相对称电流，通过三相对称电流产生圆形旋转磁力，其特性是1)振幅1.5倍单相磁电位振幅的1.5倍。2)速度为同步速度：3)方向转换：根据电流的相位顺序确定，或者根据前导电流的相变有滞后。4)当特定相电流达到最大值时，旋转磁电位振幅正好位于该相绕组的轴位置。产生环形旋转磁电势的条件：一个为三相或多个相对绕组；第二种是三相以上的相对电流。如果其中一个条件不满足，则生成椭圆旋转磁电势。4.5.1空载运行过程中的电磁关系，4.5三相感应电动机空载运行，1，1，主，漏磁通分布根据磁通路径和特性，使感应电动机漏磁，主磁通同步交叉链，转子绕组，其路径为定子铁心气隙转子芯气隙主磁通起到传送能量的作用。漏磁，末端漏磁及谐波磁通等主磁通以外的磁通磁通。漏磁通和启动压缩降效果。，4.5.1空载运行电磁关系，4.5三相异步电动机空载运行，2，空载电流和空载磁电位，异步电动机空载运行定子电流称为空载电流。4.5.1空载运行过程中的电磁关系，4.5三相感应电动机的空载运行，3，电磁关系，4.5.2空载运行过程中的电压平衡方程，1，感应电动势，与变压器一样，主，漏磁磁通电流在定子绕组中感应的电动势分别为：如图所示、4.5.2空载运行时电压平衡方程、4.5三相异步电动机空载运行、2、电压平衡方程和等效电路、与变压器一样，可以根据kerchhoff电压定律列出空载时间定子每相电压方程式。同样，根据上述2，可以制作空载时间等效电路。4.5.2空载运行时的电压平衡方程、4.5三相异步电动机空载运行、2、电压平衡方程和等效电路、感应电动机的电磁关系类似于变压器，但存在差异。1)主磁场特性不同。感应电动机的旋转磁场，变压器的脉动磁场，4)空气间隙使感应电动机的漏电电阻器更大。5)异步电动机一般使用短距离和分散绕组，计算时需要考虑绕组系数，变压器是全距离集中绕组，绕组系数为1。可以认为，4.6.1负载运行时的电磁关系，4.6三相异步电动机的负载运行，4.6.2回电子绕组的各电磁量，4.6三相异步电动机的负载运行，一次和转子电动势的频率，感应电动势的频率与导体和磁场的相对切断速度成正比。因此，转子电动势的频率为：转子不工作时，理想空载时，2，转子绕组的感应电动势，转子转动的感应电动势为：转子不工作的感应电动势为：关系3360，4.6.2转子绕组的各电子量，4.6三相异步电动机的负载工作。 在转子绕组的情况下，转子电流为：转子漏电电阻为：转速下降时转子电流增加，4.6.2转子绕组的电磁量，4.6三相异步电动机的负荷工作，5，转子绕组的功率因数，转子功率因数与波动率有关，转子功率因数减少。 6、转子旋转磁力线通过三相或多个相对电流时，产生圆形旋转磁力线。1)振幅，2)旋转，转子电流相顺序和定子旋转磁电势的方向相同，转子旋转磁电势的方向与转子电流的顺序相同。可以看出，转子旋转磁电势的相对定子的速度是固定的，转子磁电势总是以相同的速度进行，4.6.3磁力平衡方程，4.6三相异步电动机的负载操作，磁电势的平衡方程可以替换为：磁力幅公式：4.6.4电动势平衡方程，4.6 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图，频率转换使用等效转子电路，而不是实际旋转的转子系统，等效转子电路必须与定子电路具有相同的频率。 第一，在变频、转换过程中，电机的电磁效应不变，因此有两个条件。一种是保持转子磁电位；第二，转子电路的功率不变。、转子电路电流、4.7.1转换、4.7三相