电工学：第七章 异步电动机

1、第七章第七章 异步电动机异步电动机实现电能与机械能相互转换的设备实现电能与机械能相互转换的设备-电机电机 直流电动机直流电动机同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机交流电动机交流电动机电动机电动机 机械能机械能电能电能电动机电动机电能电能机械能机械能发电机发电机电机电机 7.1三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造 1 1、定子：铁心、对称三相绕组、定子：铁心、对称三相绕组 2 2、转子：铁心、绕组、转子：铁心、绕组 上上三三个个始始端端接接到到三三个个滑滑环环形形对对称称三三相相绕绕组组，联联成成星星绕绕线线式式：鼠鼠笼笼式式7.2.1电动机的转动原理电动机的转动原理 电电磁磁转转矩矩电

2、电磁磁力力感感应应电电流流闭闭合合感感应应电电动动势势切切割割磁磁力力线线转子的转动方向与旋转磁场的方向相同转子的转动方向与旋转磁场的方向相同 条件：条件： （1）有旋转的磁场）有旋转的磁场 （2）转子构成闭合回路）转子构成闭合回路7.2三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 感感应应电电动动机机异异步步 0nnNS FFnn07.2.2旋转磁场旋转磁场 1 1、旋转磁场的产生、旋转磁场的产生 iAAYXBCiBiCZAiBiCimItAXYCBZNSt=0t=60iAAYXBCiBiCZAiBiCimItAXYCBZNSAXYCBZSN1、三相对称电流通入三相对称绕组，产生旋转磁场

3、、三相对称电流通入三相对称绕组，产生旋转磁场2、为为电电流流的的频频率率）（同同步步转转速速分分转转秒秒转转1110in)/(/60/sec)(/fmrfrfn 对调任意两根电源线对调任意两根电源线, ,旋转磁场反转。旋转磁场反转。iAAYXBCiCiBZAiBiCimItt=0AXYCBZNSt=60AXYCBZSN2 2、旋转磁场的极数（三相异步电动机的极数）、旋转磁场的极数（三相异步电动机的极数） 如果每相绕组只有一个线圈，磁场为一对极如果每相绕组只有一个线圈，磁场为一对极 （P=1磁极对数）磁极对数） 如果每相绕组有两个线圈串联，磁场为两对极（如果每相绕组有两个线圈串联，磁场为两对极（

4、P=2） CYABCXYZAXBZAiBiCiX AAXBYBYCZCZAXX ANSSNZCZCBYBYAiBiCimItCYABCXYZAXBZAiBiCi 30,60磁磁场场旋旋转转时时t 3 3、旋转磁场的转速、旋转磁场的转速 源源频频率率和和磁磁场场的的极极数数同同步步转转速速，取取决决于于电电分分转转对对极极：分分转转二二对对极极：分分转转一一对对极极：0101010n/60/260/60PfnPfnfn 7.2.3转差率转差率 转差率转差率 000)1( nSnnnnS 转子转速转子转速nn01、型号型号 （Y 132 L-4） Y三相异步电动机，三相异步电动机，132mm机座中

5、心高机座中心高 L机座长度代号机座长度代号( L , M , S )， 4 磁极数磁极数7-8 铭牌数据铭牌数据2、接法、接法3、电压：、电压：UN额定运行时，定子绕组上应加的线电压额定运行时，定子绕组上应加的线电压目前目前铭牌铭牌上给出的数据有两种情况：上给出的数据有两种情况：a、额定电压、额定电压 380/220V 接法接法 Y/若电源线电压若电源线电压380V，定子绕组应接成，定子绕组应接成Y若电源线电压若电源线电压220V，定子绕组应接成，定子绕组应接成表明定子每相绕组的额定电压是表明定子每相绕组的额定电压是220Vb、额定电压、额定电压 380V 接法接法 表明定子每相绕组的额定电压

6、是表明定子每相绕组的额定电压是380V使用时不能接错使用时不能接错讨论：讨论：380/220V Y/a、使用时，将定子绕组接成、使用时，将定子绕组接成，接于，接于380V的的 三相电源上三相电源上允允许许带带载载运运行行不不允允许许空空载载运运行行，更更不不绕组发热、甚至烧坏绕组发热、甚至烧坏铁心发热铁心发热铁损铁损倍倍 11 )3(IU 允允许许空空载载运运行行倍倍 11)3(IUb、使用时，将定子绕组接成、使用时，将定子绕组接成Y，接于，接于220V的的 三相电源上三相电源上讨论：讨论：380/220V Y/ 12 IIT不不变变cT不不允允许许带带载载运运行行额定运行时定子绕组的线电流。

7、额定运行时定子绕组的线电流。4、电流：、电流： IN cos3cos31NNllIUIUP 输输入入功功率率5、功率与效率、功率与效率 功率功率额定运行时，轴上输出的机械功率额定运行时，轴上输出的机械功率P2N（不是输入的电功率）（不是输入的电功率）12PP 效率效率cos 为电动机的功率因数为电动机的功率因数6、转速：、转速： nN额定电压、频率，轴上输出额定功率时的转速额定电压、频率，轴上输出额定功率时的转速9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNTTIIrnVUWP 例例：NNIT 、求求 )1( ststTI ，

8、采采用用直直接接起起动动时时 )2(时时，能能否否直直接接起起动动和和负负载载转转矩矩NNCUUUUmNT9 .0 ,2 .510)3( mNnPTNNN 4 .29014804595509550 )1(2AUPINNNN2.84cos32 mNTTAIINstNst 8 .5519 . 1 4 .5897)2(能能起起动动, )3(CstNTTUU CststNTmNTTUU 447)9 .0(,9 .02时时不不能能起起动动ststTI ，采采用用直直接接起起动动时时 )2(9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNT

9、TIIrnVUWP 例例：时时，能能否否直直接接起起动动和和负负载载转转矩矩NNCUUUUmNT9 .0 ,2 .510)3( 9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNTTIIrnVUWP 例例：ststITY,)4(起起动动时时采采用用 mNTTststY 9.1838.5513131AIIststY5.1964.5893131 9 . 1/, 0 . 7/min,/148088. 0cos%,3 .92,380,k45 NstNstNNNNTTIIrnVUWP 例例：能能否否起起动动？采采用用的的为为负负载载 %,5

10、0%,80)5( YTTNC，不不能能mNTTNC 3 .2328 .04 .290%80能能,2 .1455 . 04 .290%50mNTTNC mNTstY 9.183例例 :当采用自耦降压起动当采用自耦降压起动,设起动时电动机的端电压设起动时电动机的端电压降到电源电压的降到电源电压的64%，求线路起动电流和电动机的，求线路起动电流和电动机的起动转矩。起动转矩。解：解： 直接起动时的起动电流直接起动时的起动电流AIINst4.5892.8477 mNTkTstst 2268 .55164. 022AIkIIststst2.3774.58964.064.0 电动机（即变压器副边）的起动电流

11、电动机（即变压器副边）的起动电流stI AIIkIststst4 .24164. 022 线路（即变压器原边）的起动电流为线路（即变压器原边）的起动电流为stI 7-11 单相异步电动机单相异步电动机-接单相电源接单相电源小容量小容量 （几十（几十W上百上百W）一相定子绕组一相定子绕组 不是旋转磁场不是旋转磁场 交变磁场交变磁场一、电容分相式一、电容分相式)90sin(sin tIitIiBmBmAA ABiAiBCSAB起动绕组起动绕组工作绕组工作绕组VUU 0 设设UAIBIAiBiu+C起动绕组起动绕组工作绕组工作绕组StiiAiB4590O)90sin(sin tIitIiBmBmAA tiiAiB4590O反转反转超前超前正转正转超前超前 90 2 90 1 BAABiiSiiS实现正反转电路实现正反转电路ABiAiBCS12二、罩极式二、罩极式1 2 i短短路路环环产产生生感感应应电电流流21 动动的的磁磁场场。形形成成一一个个向向被被罩罩部部分分移移滞滞后后于于12 三、三相异步电动机的断相故障三、三相异步电动机的断相故障三相三