相异步电动机的构造ppt课件

1、三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造电动机的作用是将交流电能转换成机械能，电动机分电动机的作用是将交流电能转换成机械能，电动机分交流电动机和直流电动机两大类，而交流电动机又分为异交流电动机和直流电动机两大类，而交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。步电动机和同步电动机。1异步电动机按电动机定子相数分：异步电动机按电动机定子相数分：三相异步电动机、单相异步电动机。三相异步电动机、单相异步电动机。2按电动机的转子构造分：按电动机的转子构造分：笼型异步电动机、绕线型异步电动机。笼型异步电动机、绕线型异步电动机。接线盒接线盒转轴转轴机座机座定子定子铁心铁心定子定子绕组绕组接线盒接线盒端盖端盖罩壳

2、罩壳风扇风扇转子转子主要部件是由定子和转子两大部分组成。主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、轴承、风扇等部件。此外，还有端盖、轴承、风扇等部件。转轴转轴定子绕组定子绕组机座机座铁心铁心U1U2 三相异步电动机的转子三相异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕是由转子铁心、转子绕 组组和转轴组成。和转轴组成。铁心铁心转子绕组转子绕组转轴转轴转子铁心槽内嵌有铸铝导条转子铁心槽内嵌有铸铝导条转子铁心槽内嵌有三相绕组转子铁心槽内嵌有三相绕组2转子转子笼笼型型转转子子笼型转子的电动机称笼型电动机。笼型转子的电动机称笼型电动机。笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成，笼型转子是由嵌放在转子

3、铁心槽内的导电条组成，在转子铁心的两端各用一个导电端环把一切的导电条衔在转子铁心的两端各用一个导电端环把一切的导电条衔接起来。接起来。2转子转子绕绕线线型型转转子子铁铁心心与与绕绕组组绕线型转子的电动机称绕线型电动机。绕线型转子的电动机称绕线型电动机。 外接电阻外接电阻电刷电刷滑环滑环转子铁心转子铁心转子绕组转子绕组在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子绕组定子绕组星形结合星形结合定子绕组定子绕组三角形结合三角形结合端子端子在定子槽孔中放

4、置三相彼此独立的绕组。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。定子绕组定子绕组U1U2V1V2W1W2iU1iV1iW1uU1uV1uW1i1i2i3U1V1W1U2V2W2U1W2V1U2W1V2+设：电流的流入端用设：电流的流入端用 + 表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示定子绕组与转子绕组定子绕组与转子绕组转子绕组转子绕组定子绕组定子绕组U1W2V1U2W1V2+设：电流的流入端用设：电流的流入端用 + 表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示i1i2i3U1V1W1U2V2W2i1 = Imsin ti2 = Imsin( t 120 )i3 = Imsin( t +

5、120 )i1i2i3对称三相电流流入对称三相绕组。对称三相电流流入对称三相绕组。 tiO1旋转磁场旋转磁场i1 t = 0 tiU1W2V1U2W1V2i1 = 0i2 为负值为负值i3 为正值为正值NS0i2i31旋转磁场旋转磁场1旋转磁场的产生旋转磁场的产生O设：电流的流入端用设：电流的流入端用 + 表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示 t t = 60iU1W2V1U2W1V2NS60i1 为正为正i2 为负值为负值i3 为为0i1i2i3O1旋转磁场的产生旋转磁场的产生 t = 90 U1W2V1U2W1V2NS90i1 为正值为正值i2 为负值为负值i3 为负值为负值

6、tii1i2i3O1旋转磁场的产生旋转磁场的产生 t = 180U1W2V1U2W1V2i1 = 0i2 为正值为正值i3 为负值为负值180NS tii1i2i3O1旋转磁场的产生旋转磁场的产生 t = 0 U1W2V1U2W1V2NS0 N t = 180 U1W2V1U2W1V2S180 t = 90 U1W2V1U2W1V2NS90 t = 60 U1W2V1U2W1V2NS601旋转磁场的产生旋转磁场的产生空间相差空间相差 120 角的三相绕组，通入对称三相电流角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场，当电流经过一个时，产生的是一对磁极的旋转磁场，当电流经过一个周

7、期变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转了一周周期变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转了一周(在空在空间旋转的角度为间旋转的角度为 360 )。综上分析可以得出：综上分析可以得出： tiiU1iV1iW10U1V1W1U2V2W2i1i390600U1W2V1U2W1V2NS0U1W2V1U2W1V2NS60U1W2V1U2W1V2NS90i22改动旋转磁场的转向改动旋转磁场的转向综上分析可以得出：综上分析可以得出：改动流入三相绕组的电流相序，就能改动旋转磁改动流入三相绕组的电流相序，就能改动旋转磁场的转向；改动了旋转磁场的转向，也就改动了三相场的转向；改动了旋转磁场的转向，也就改动了三相异步电动机的旋

8、转方向。异步电动机的旋转方向。CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右以下图放入定子槽内将每相绕组分成两段，按右以下图放入定子槽内。构成的磁场那么是两对磁极。构成的磁场那么是两对磁极。X AAXBYBYCZCZ极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt旋转磁场的转速大小旋转磁场的转速大小分）转 /( 600fn 一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。那。那么么 同步转速旋转磁场的速度为：同步转速旋转磁场的速度为：AXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZSN0n60AiBiC

9、imItXNSASNZBX AYCZBCY0t分）转/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30极对数和转速的关系：极对数和转速的关系：AiBiCimIt3旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数 p旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数 p 与三相定子绕组的衔接方式有与三相定子绕组的衔接方式有关。关。4旋转磁场的转速旋转磁场的转速 n0pfn1060 电源的频率电源的频率 磁极对数磁极对数n0 的单位：转的单位：转/分分假设假设 f1 = 50 Hz ，p = 1n0 = 3000 r/min p = 2n0 = 1500 r/min p = 3n0 = 1000 r/min SN

10、+ff转子转子转速转速n异步电动机原理图异步电动机原理图U1U2V1V2W1W2+ + +转子转子定子定子磁场转速磁场转速n1n 三相异步电动机转子在旋三相异步电动机转子在旋转磁场的作用下转动起来，其转磁场的作用下转动起来，其转向与旋转磁场的转向一样。转向与旋转磁场的转向一样。磁场转磁场转速速n1转子转子感应电感应电动势动势(电流电流)转差率转差率 s转差率转差率00nnns 0 s TT =T2n T T 2到达新的平衡到达新的平衡T20nnTOnU Tm U UTst 22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 0nNUT2nTOstTTOn0nR2Tst nm

11、axT2T22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 不同场所应选用不同场所应选用不同的电机。如金不同的电机。如金属切削，选硬特性属切削，选硬特性电机；重载起动那电机；重载起动那么选软特性电机。么选软特性电机。stTTOn0nR2Tst nmaxT2T6.3 三相异步电三相异步电动机的起动、动机的起动、调速与制动调速与制动起动转矩大起动转矩大起动电流小起动电流小起动时间短起动时间短2. 转子绕组的功率因转子绕组的功率因数低，起动转矩不大。数低，起动转矩不大。) )c co os s( (2 22 20 0T Te em m I IC CT T 直接起动直接起动降压起

12、动降压起动1. 起动电流是额定电流的起动电流是额定电流的6 7倍。倍。一、直接起动一、直接起动( (全压起动全压起动) )M3 Q直接起动线路直接起动线路控制电路简单，投资少，起控制电路简单，投资少，起动时间短。动时间短。 由于起动电流大，引起的线由于起动电流大，引起的线路压降就大，能够影响到其他设备路压降就大，能够影响到其他设备的正常任务，所以大容量电动机不的正常任务，所以大容量电动机不允许直接起动。允许直接起动。 ）电电动动机机容容量量（）电电源源容容量量（k kW Wk kV VA A3 34 41 1I IK KI IK K ：电动机起动电流倍数：电动机起动电流倍数二、降压起动二、降压

13、起动1. Y- 换接起动换接起动 电动机在起动时接成电动机在起动时接成Y结合，正常运转时接成结合，正常运转时接成 结合。只适用于任务时结合。只适用于任务时 接的电动机。接的电动机。 运转运转Q2Y起动起动Q1Y Y3 31 1I II I Y Y3 31 1T TT T 设备简单，本钱设备简单，本钱低，操作方便，低，操作方便，动作可靠。每相动作可靠。每相定子绕组接受相定子绕组接受相电压起动，起动电压起动，起动电流小。电流小。 Q1M3 Q22. 自耦补偿器降压起动自耦补偿器降压起动三相自耦变三相自耦变压器压器假设自耦变压假设自耦变压器的变比为器的变比为Ka采用自耦变压器的采用自耦变压器的起动电

14、流、起动转起动电流、起动转矩为：矩为：s st t2 2a as st t1 1T TK KT T stst2 2a astst1 1I IK KI I 绕线式电动机起动时，可在转子绕组中串入电绕线式电动机起动时，可在转子绕组中串入电阻，可减小起动电流，还可以增大起动转矩。阻，可减小起动电流，还可以增大起动转矩。3. 转子串电阻起动转子串电阻起动0Tm2R22RR R2TemnststT TststT T 绕线式电动机绕线式电动机适用于要求起动适用于要求起动转矩大的消费机转矩大的消费机械，如卷扬机、械，如卷扬机、起重机等。起重机等。 例例6.3 知一台知一台PN=10kW，IN=20 A，UN

15、=380 V， nN=1450r/min ,接三相笼型电动机，由手册查得：接三相笼型电动机，由手册查得：Ist/ IN =7，Tst/TN =1.4，拟半载起动，拟半载起动,电源容量为电源容量为200kVA,试选择适当的起动方法试选择适当的起动方法,并求此时的起动转矩并求此时的起动转矩和起动电流。和起动电流。解解 1直接起动直接起动7 75 5. .5 51 10 02 20 00 03 34 41 1k kW Wk kV VA A3 34 41 1 ）电电动动机机容容量量（）电电源源容容量量（I IK KKI =7 5.75 不允许接起动。不允许接起动。2Y- 换接起动换接起动N NN NN

16、 Ns st ts st t5 5. .0 04 47 7. .0 04 4. .1 13 31 13 31 1T TT TT TT TT T 不能采用不能采用Y- 换接起动。换接起动。 例例6.4 知一台知一台PN=10kW，IN=20 A，UN=380 V， nN=1450r/min ,接三相笼型电动机，由手册查得：接三相笼型电动机，由手册查得：Ist/ IN =7，Tst/TN =1.4，拟半载起动，拟半载起动,电源容量为电源容量为200kVA,试试选择适当的起动方法选择适当的起动方法,并求此时的起动转矩和起动电流。并求此时的起动转矩和起动电流。解解 3自耦补偿器起动自耦补偿器起动由题意

17、由题意N Ns st t5 5. .0 0T TT T N Ns st t4 4. .1 1T TT T 设：自耦变压设：自耦变压器的变比为器的变比为Ka6 67 7. .1 11 1a as st t2 2a as st t K KT TK KT T6 6. .0 06 67 7. .1 11 11 1a a K K变压器抽头为变压器抽头为抽头置于抽头置于60%位置位置N NN N2 2s st t2 2a as st t5 50 04 4. .0 04 4. .1 16 6. .0 0/ /1 1T TT TT TK KT T N NN N2 2s st t2 2a as st t5 52

18、 2. .2 27 76 6. .0 0/ /1 1I II II IK KI I N NN NN N/ /9 95 55 50 0n nP PT T m mN N8686. .656514501450/ /101095509550 m mN N2 2. .3 33 38 86 6. .6 65 55 50 04 4. .0 0s st t T TA A4 4. .5 50 02 20 05 52 2. .2 2s st t I Ipfsnsn1060)1()1( 变频调速笼型电动机变频调速笼型电动机变极调速笼型电动机变极调速笼型电动机变转差率调速绕线型电动机变转差率调速绕线型电动机 电动机的

19、转速与电源频率、电机磁极对数、电动机的转速与电源频率、电机磁极对数、转差率有关。转差率有关。1.变极调速变极调速电源频率不变，改动电动机的磁极对数电源频率不变，改动电动机的磁极对数 p p 调速。调速。U 11U 21U 12U 22P=2U11U21 U12U22U1U2U 11U 21U 12U 22P=1U1U2U11U21 U12U222. 变频调速变频调速 改动频率改动频率f1)f1)调整电动机的调整电动机的转速，属无级调速，调速性能好，转速，属无级调速，调速性能好，但需有一套公用变频设备。但需有一套公用变频设备。3. 变转差率调速变转差率调速f=50HzM3 变频设备变频设备f1

20、可调可调 在绕线式电动机转子绕组中串入在绕线式电动机转子绕组中串入可调电阻可调电阻R , 可改动可改动 s 和和 n。n n Tm02R22RR R2TemnnT2可实现小范围无级调可实现小范围无级调速，但能耗大，效率速，但能耗大，效率低，广泛运用于起重低，广泛运用于起重设备。设备。n1. 能耗制动能耗制动调理制调理制动电流动电流RPQ2 制动准确、平稳、能量耗费小。但制动力较弱制动准确、平稳、能量耗费小。但制动力较弱,且需求有直流电源。且需求有直流电源。固定磁固定磁场场n1=0制动原理制动原理TemM3 Q12. 反接制动反接制动QRM3 运转运转制动制动n制动原理制动原理Tem旋转旋转磁场

21、磁场 将电源的恣意两相将电源的恣意两相对调，产生反向旋转磁对调，产生反向旋转磁场，产生制动转矩。场，产生制动转矩。方法简单，制动效果好，方法简单，制动效果好，但能耗大。但能耗大。制动限制动限流电阻流电阻3. 回馈制动回馈制动 电动机转速电动机转速n大于大于旋转磁场转速旋转磁场转速n1。如起。如起重机重物下放时。重机重物下放时。n制动原理制动原理Tem旋转旋转磁场磁场n n1电动机处于发电运转形状。电动机处于发电运转形状。6.4 三相异步三相异步电动机的铭牌电动机的铭牌和技术数据和技术数据例：某电动机铭牌数据如下。例：某电动机铭牌数据如下。 三相异步电动机三相异步电动机型号型号Y132 M - 4 功率功率7.5kW 频率频率50HZ电压电压 380V 电流电流15.4A 接法接法 转速转速 1