三相异步电动机ppt课件

1、(8-1)(8-2)机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁(8-3) 转子转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。鼠笼转子鼠笼转子(1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2) 绕线式转子绕线式转子(8-4)VVWUUW三相异步机的结构三相异步机的结构定子定子转子转子(8-5)返回返回(8-6)n0nei3.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理NSf磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈(8-7)磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导

2、线切割磁力线产生感应电动势vlBe导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度（右手定则）（右手定则）闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）（左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力ilBfn0neiNSf(8-8)1. 线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论：结论：异步异步2. 线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢0nnn0neiNSf(8-9)返回返回(8-10)120sin120sinsinmmmWtIivtIiutIiiuw1w2v1v2uu2iwiviviwiuitmIo(8-11)iiviwiutmIo0n规定规定 i : “+” 首

3、端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 w1u2v1u1v2w2()电流出电流出( )电流入电流入(8-12)iviuiwi tW1W2U2V1U1V2W1W2U2V1U1V2w1w2u2v1u1v2NS0 t 60t 0n60 90t 600动画动画mIoSNSN(8-13)AW1W2U2V1U1V2AW1W2U2V1U1V2分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：即：2. .动画动画0t 60t 任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线(电路如图电路如图)ViW1W2V1V2U

4、1Z2WiUi0mIViUiWi tiomINSNS(8-14)0t 即：即：1pViUiWioimI tViW1W2V1V2U1U2WiUiW1W2U2V1U1V2NS(8-15)U1V2W1V1U1W2V2U2W1W2V1U2WiViUi2W 1W W1W2U1U21U 2U V22V V11V (8-16)极对数极对数2p动画动画旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关与三相绕组的排列有关CYABCXYZAXBZAiBiCiW12W W2NS1V V2V1U1U21U 2U A2V SNBiCiAiimIt 0W11W (8-17)分分）转转 /( 6010fn 工频：工

5、频：Hz501 f分分）转转 /( 30000 np=1时时0mICiBiAi tiomINSAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNS(8-18)X NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2时时BiCiAiit mI0分分）转转/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS(8-19)三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速分）转/( 600pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)50(Hzf 0n3p12

6、0分）转/( 0001(8-20)AXYCBZ分分）转转/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS(8-21)0nn 如果如果:0nn (8-22)%s)91( 转子转速亦可由转差率求得转子转速亦可由转差率求得0)(1nns %10000 nnns 例例1 1：一台三相异步电动机，其额定转速：一台三相异步电动机，其额定转速 n= =975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1= =50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：解： 根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：

7、n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns(8-23)变压器：变压器： 变化变化 eU1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 11 444Nf.U i1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2(8-24)异步电动机：异步电动机：旋转磁场切割导体旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通每极磁通111444Nf.U 1U 旋转磁场与定子导体间的相对速度为旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以，所以16001pnf 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有

8、关f 1= 电源频率电源频率 fi1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2(8-25)定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化变化 定子感应电势频率定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率转子感应电势频率 f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同(8-26) E20= 4.44 f 1N2 即即E2= s E20 2122222LfsLfX X20= 2 f1L 2即

9、即X2= sX20 (8-27)222222XREI 2202220)(sXRsE )(0002nnIs 2202220max21XREIs 220222222222)( cossXRRXRR 202SXRs 很很小小时时1cos2 202XRss 较较大大时时s1cos2 (8-28)2202220222222)( XREXREIss 2202222)(cosXRRs 变变化化曲曲线线随随、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 sn 结论：转子转动时，转结论：转子转动时，转 子电路中的子电路中的各量均与转各量均与转 差率差率 s有关，即与转速有关，即与转速 n有关。有关。I2cos

10、2s1I2,2cos O(8-29)22Tcos IKT 常数，与电常数，与电机结构有关机结构有关旋转磁场旋转磁场每极磁通每极磁通转子电流转子电流转子电路的转子电路的功率因数功率因数ilBF 22cos, , IT (8-30)21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 由前面分析知：由前面分析知：(8-31)21220222)(UsXRsRKT 21U(8-32)maxTmSNSOTS曲曲线线)(sfT 曲曲线线)(Tfn 根据转矩公式根据转矩公式22022212)(sXRUsRK

11、T 得特性曲线：得特性曲线：NnmaxTstTOnTNT0n动画动画stT1NT动画动画(8-33)NnNT)/()(9550NNN分分转转千千瓦瓦nPT OnT0n(N m) 如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型) 的额定功率为的额定功率为7.5kw, 额定转速为额定转速为1440r/min, 则额定转矩为则额定转矩为nPnPT9550602 m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT(8-34)21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令：令：求得求得202mXRss 临界转差率临界转差率On0nTmax将将s

12、m代入转矩公式，可得代入转矩公式，可得(8-35) max121max, )1(TUUT2021max2 XUKT NmaxTT 一般三相异步电动机的过载系数为一般三相异步电动机的过载系数为2 .28 .1 12 II(2) sm与与 R2 有关，有关， R2 sm n 。绕线式电机改变转子附加电阻。绕线式电机改变转子附加电阻R 2 可实可实现调速。现调速。 (8-36)22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 电动机起动时的转矩。电动机起动时的转矩。起动时起动时n= 0 时，时，s =1 st121st, ) 1 (TUUT(2) Tst与与 R2 有关，有关，

13、 适当使适当使 R2 Tst 。对绕线式。对绕线式 电机改变转子附加电阻电机改变转子附加电阻 R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。体现了电动机带载起动的能体现了电动机带载起动的能力。力。 0nOnTNststTTK 起动能力起动能力(8-37)T2 sT2 TT =T2n T T 2达到新的平衡达到新的平衡T20nnTOn(8-38)1U21220222)(UsXRsRKT 机械特性和电路参数的关系机械特性和电路参数的关系21 UT和电压的关系和电压的关系0Tn0) 0(nnsSTTTUmax1结论：结论： (8-39)和转子电阻的关系和转子电阻的关系22RR 2 RR2的的 改变改变

14、： 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电机外接电阻不同。鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电机外接电阻不同。 21220222)(UsXRsRKT0ST令：令：得：得：202XRSm0Tn2RmsmsstTstT mmssststTT结论：结论： (8-40)机械特性的软硬机械特性的软硬 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起 动特性好。动特性好。 硬特性硬特性 （R2小）小）软特性软特性（R2大）大）0Tn 不同场合应选用不同的电机。如

15、金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。机。(8-41)7.5.1 三相异步机铭牌与技术数据三相异步机铭牌与技术数据1. 型号型号 Y 132M4 磁极数磁极数(极对数极对数 p=2)同步转速同步转速1500转转/分分分）转/( 600pfn 转差率转差率0.04 150014401500s7.5 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用2. 转速转速: 电机轴上的转速（电机轴上的转速（n)。如：如： n =1440 转转/分分(8-42)3. 联接方式联接方式 ： Y/ 接法接法 Y 接法：接法： 接法：接法：A

16、BCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：接线盒：(8-43)4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压额定电压：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 。线线电电压压AZBYXC线线电电压压ABCXYZ例：例：380/220 Y/ 是指：线电压为是指：线电压为380V时采用时采用Y接法；接法； 当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。(8-44)11IUNfU11144.4电压波动对电动机的影响电压波动对电动机的影响1U1I11IUsnnns0

17、2E202sEE 2I1I1Un小1U大1UTnI(8-45)5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。如：如：A48. 6/A2 .11/ 表示三角接法下，电机的线电流为表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为，相电流为6.48A；星形接法时线、相；星形接法时线、相电流均为电流均为6.48A。6. 额定功率：额定功率： 额定功率指电机在额定运行时轴上输出的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（），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的）。两者的 关系为：关系为： 2P1P12PPcos31NNIUP 其

18、中其中鼠笼电机鼠笼电机 =7293(8-46) 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 ， 空载时功率因数很低约为空载时功率因数很低约为0.2 0.3。额定负载时，。额定负载时，功率因数最大。功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马大马” 拉拉“小车小车”的现象。的现象。7. 功率因数功率因数(cos 1)：P2PNcos 1(8-47)7.5.2 三相异步机的起动三相异步机的起动stI起动电流起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。倍。0n定子电流定子电流 原因：起动时原因

19、：起动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流大电流使电网电压降低大电流使电网电压降低 影响其他负载工作影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累 电机过热电机过热影响：影响：(8-48)三相异步机的起动方法：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。采用直接起动。（2） 降压起动。降压起动。Y 起动起动自耦降压起动自耦降压起动（3）转子串电阻起动。）转子串电阻起动。以下介绍以下介绍Y 起动和转子串电阻起动。起动和转子串电阻起动。(8-49