第6章交流绕组的电动势及磁动势

1、第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势第一第一节节 三相异步电动机的工作原理及结构三相异步电动机的工作原理及结构 第二第二节节 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据第三第三节节 三相异步电动机的定子绕组三相异步电动机的定子绕组光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势一、异步电机的用途和类型用途：异步电机主要用作电动机，应用最广泛的一种 电动机，厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产， 日常生活都离不开异步电动机。（看录像）类型：异步电机主要分为：鼠笼式异步电动机，绕线式 异步电动机和

2、各种控制用电动机三大类。（看录像）。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势二、异步电机的结构（看录像）(1)定子定子铁心（1，2，3）叠片结构，定子冲片（圆形冲片，扇形冲片），径向通风沟（风道），槽，槽型。定子绕组：成型线圈（2），散嵌线圈，单层，双层，绕组联结方法。其他部件：机座，端盖，风罩，铭牌等。问题：定子铁心为什么必须用硅钢片叠压而成？光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势定子铁心1光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院

3、院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势定子铁心2光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势定子铁心3光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势叠片结构光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势定子冲片光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势圆形冲片光电信息与计算机工光电信息

4、与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势扇形冲片光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势定子绕组光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势成型线圈1光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势成型线圈2光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势散嵌线圈光

5、电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势机座光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势端盖风罩光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势铭牌光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势(2)转子转子铁心（1，2）：转子冲片。转子绕组： 1.鼠笼式绕组2.绕线式绕组其他部件：轴，轴承，风扇等光电信息与计算机

6、工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势转子铁心1光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势转子铁心2光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势转子冲片光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势鼠笼式绕组光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动

7、势绕线式绕组光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势轴光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势轴承光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势(3)气隙定转子之间的间隙，很小，0.2-1mm.对电机的性能影响很大。按结构分类：o鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低，运行性能不如绕线式。o绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。 冲片制造录像；线圈绕制过

8、程录像光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势三、异步电机的铭牌及额定值铭牌：型号/额定值/绕组联结方式/生产厂家等。型号举例：Y132S-4, Y-异步电动机；132-机座中心高度132mm S-短铁心；4-极数。额定值:正常运行时的主要数据指标。 绕组联结方式：接法或者Y接法。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势绕组联结方式：接法或者Y接法光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕

9、组的电动势及磁动势额定值额定电压: UN(V)，额定运行时，规定加在定子绕组上的线电压；额定电流：IN(A),额定运行时，规定加在定子绕组上的线电流；额定功率: PN(kW),额定运行时，电动机的输出功率；额定转速: nN(r/min),额定运行时，电动机的转子转速；额定频率: fN(Hz)，规定的电源频率(50Hz)；额定效率，额定功率因数:cosN等。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势额定电压/额定电流/额定功率的关系 接法：UN=UNIN=IN/sqrt(3) Y 接法：UN=UNIN=INPN=3UNIN

10、NcosN=sqrt(3)UNINNcosN(W)光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 一、异步电动机是如何转动起来的？异步电动机定子上有三相对称的交流绕组； 三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；（动画1，动画2）转子绕组的导体处于旋转磁场中（照片，鼠笼转子照片，示意图）切割磁力线，并产生感应电势。转子导体通过端环自成闭路，从而产生感应电流。（鼠笼转子照片）感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力。 电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱

11、动转子旋转。（动画） 根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机光光。电信息与计算机工电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势一、异步电动机是如何转动起来的？一、异步电动机是如何转动起来的？ 异步异步电动机定子上有三相对称的交流绕电动机定子上有三相对称的交流绕组组；光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时，将在电机气 隙空间产生旋转磁场旋转磁场；（两极旋转磁场1动画1，四极旋转 磁场动画2） 转子绕组的导体处于旋转磁场中（

12、照片， 鼠笼转子照片，示意图）切割磁力线，并产生感应电势。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势转子绕组的导体处于旋转磁场中（照片，鼠笼转子照 片，示意图）切割磁力线，并产生感应电势。转子导体通过端环自成闭路，从而产生感应电流。（鼠笼 转子照片）感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力。 电磁

13、力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转。（动画） 根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势二、转差，转差率（为什么叫异步电动机？）切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。旋转磁场的转速用n0表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差n=n0-n。 转差率:s=(n0-n)/n0转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。理想空载时：n=n0,s=0o o o起动瞬间，

14、n = 0,s=1 电动运行时,s在01之间。 转差率一般很小，如s = 0.03。o 制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n0与n反向， s1o发电运行时，n高于同步转速n0,s0.根据转差率可以区分异步电动机运行状态：（看图）光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势第三第三节节 三相异步电动机的定子绕组三相异步电动机的定子绕组 一、认识交流绕组线圈（绕组元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈按一定规律的排列和联结。线圈可以区分 为多匝线圈和单匝线圈。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院

15、第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势与线圈相关的概念包括有效边/端部/线圈节距等（看图）光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势o极距：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围 用长度表示：=(D)/(2p)（看图）用槽数表示：=Q1/(2p)光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势电角度 转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为360度。 从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期，即1对极 为360电角度 .电机的极对数为p时

16、，气隙圆周的角度数为 p*360电角度。（看图）光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势节距线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线圈的节距,用表示。（看图）y/长距线圈。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势 单层绕组一个槽中只放一个元件边（看图） 双层绕组一个槽中放两个元件边。（看图）光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势槽距角/相数/每极每相槽数 =(p*360/

17、z1)（看图） m=3 q=z1/(2pm)（看图）光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势二、交流绕组的构成原则二、交流绕组的构成原则均匀原则均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等每极槽数用极距表示=Q1/2p 每极每相槽数q=z1/(2pm)(举例)o o对称原则对称原则：三相绕组在电机的圆周空间互相错开120电角度。o如槽距角为，则相邻两相错开的槽数为120/。（举例）电势相加原则电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。o如线圈

18、的一个边在N极下，另一个应在S极下。（举例）光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势单层绕单层绕组组 构造方法和步骤（举例：Z1=24,2p=4,整距,m=3 分极分相分极分相: : （看图） 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。；将每个极域的槽数按3相均 匀分开。3相在空间错开120电角度。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势连线圈和线圈组：o将1对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈。（共有q个

19、线圈，为什么？）o将1对极域内属于同一相的q个线圈连成1个线圈组（共有多少个线圈组？） 以上连接应符合电势相加原则光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势连相绕组：o将属于同一相的p个线圈组连成1相绕组，并标记首尾端。o串联与并联，电势相加原则。o按照同样的方法构造其他2相。光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学学学学院院院院第第6章章 交流绕组的电动势及磁动势交流绕组的电动势及磁动势光电信息与计算机工光电信息与计算机工程程学