三相异步电动机的基本类型结构和工作原理学习教案

1、三相异步电动机的基本类型结构三相异步电动机的基本类型结构(jigu)和工作原理和工作原理第一页，共28页。第1页/共27页第二页，共28页。5.1 异步电机的基本类型与基本结构异步电机的基本类型与基本结构一、用途一、用途(yngt)和分类和分类v三相异步电机主要三相异步电机主要(zhyo)用作电动机，拖动用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。粉碎机、农副产品中的加工机械等等。第2页/共27页第三页，共28页。第3页/共27页

2、第四页，共28页。v在民用生活在民用生活(shnghu)中，电扇、洗衣机、电冰中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。箱和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。第4页/共27页第五页，共28页。 结构简单结构简单(jindn)、制造容易、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的工作特性。行效率较高并具有适用的工作特性。第5页/共27页第六页，共28页。缺点：缺点： 功率因数较差，电机在运行过程功率因数较差，电机在运行过程中必须从电网中必须从电网(dinwng)吸收感性无吸收感性无功功率，因此它的功率因数总小于功功率，因

3、此它的功率因数总小于1。第6页/共27页第七页，共28页。 异步电动机的种类很多，从不同异步电动机的种类很多，从不同(b tn)的角的角度看，有不同度看，有不同(b tn)的分类法，常见的有：的分类法，常见的有：按定子按定子(dngz)相数分相数分单相异步电动机单相异步电动机 两相异步电动机两相异步电动机 三相异步电动机三相异步电动机第7页/共27页第八页，共28页。按转子按转子(zhun z)结构分结构分绕线型异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机第8页/共27页第九页，共28页。按定子绕组按定子绕组(roz)供电电源相数供电电源相数按转子按转子(zhun z)绕组的结构

4、绕组的结构单相感应电动机单相感应电动机三相感应电动机三相感应电动机两相感应电动机两相感应电动机异步电动机异步电动机鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机结构简单结构简单(jindn)，坚固，成本低，运行性能不如绕线式，坚固，成本低，运行性能不如绕线式通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能分类小结：分类小结：第9页/共27页第十页，共28页。二、三相二、三相(sn xin)异步电动机异步电动机的结构的结构第10页/共27页第十一页，共28页。第11页/共27页第十二页，共28页。第12页/共27页第十三页，共28页。感应感应(gny

5、ng)电机电机定子定子(dngz)绕绕组组定子定子(dngz)铁铁心心 转子转子机座机座 笼型笼型转子铁心转子铁心转轴转轴转子绕组转子绕组绕线型绕线型定子定子 端盖、轴承、风扇等端盖、轴承、风扇等第13页/共27页第十四页，共28页。 三相异步电动机的定子部分在结构上和同步(tngb)电机的定子部分完全相同。 对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成“Y”形或“D”形。U1 V1 W1U1 V1 W1W2 U 2 V2W2 U2 V2D联结联结Y联结联结第14页/共27页第十五页，共28页。 三相异步电动机的转子部分结构类型(lixng)主要有

6、两种：鼠笼型和绕线型。 鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环构成，如果去掉(q dio)转子铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图第15页/共27页第十六页，共28页。特点：可以在转子绕组中串入附加特点：可以在转子绕组中串入附加(fji)电阻，来改善电阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。电机的起动性能或作转速调节用。下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子接到固定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。接到固定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。第16页/共27页第十七页，共28页。5.2 三相异步电动

7、机的基本三相异步电动机的基本(jbn)工工作原理作原理电动机运行电动机运行(ynxng)发电机运行发电机运行(ynxng)电磁制动电磁制动 异步电机外部异步电机外部(wib)条件发生变化时，有三种不条件发生变化时，有三种不同的运行方式。同的运行方式。定子接电网定子接电网转子带负载转子带负载定子接电网定子接电网原动机驱动原动机驱动定子接电网、转子机械负载；定子接电网、转子机械负载；应用于升降机械等。应用于升降机械等。第17页/共27页第十八页，共28页。AXYCBZ鼠笼转子鼠笼转子、绕线式转子绕线式转子BlvBlivFF1nNS一、异步电动机工作一、异步电动机工作(gngzu)原理原理160 (

8、r/fnpm i n）第18页/共27页第十九页，共28页。 由于异步电动机的转速由于异步电动机的转速 n不等于同步不等于同步速速n1 ，因此在描述异步电机转速时通常，因此在描述异步电机转速时通常(tngchng)采用采用转差率的概念。转差率的概念。 转差率的概念定义如下：把同步速转差率的概念定义如下：把同步速n1和和电机转子转速电机转子转速n之差与同步速之差与同步速n1的比值称为的比值称为转差率，用转差率，用 s 表示：表示：11nnns 二、转差率二、转差率第19页/共27页第二十页，共28页。1、电动机状态、电动机状态 0nn1 0s0 输出机械功率输出机械功率 定子：定子：e1i1a0

9、 从电网吸收电功率从电网吸收电功率三、感应电机三种三、感应电机三种(sn zhn)运行状态运行状态 .e1i1a .e1i1a e2i2a . .e2i2a第20页/共27页第二十一页，共28页。电磁关系电磁关系 转子：转子： i2a i2a、e2e2与电动机状态相与电动机状态相反；反；TemTem与转向相反，为制动转矩。与转向相反，为制动转矩。 定子：定子：i1ai1a与与i2ai2a反方向；反方向；i1ai1a与电与电动机状态相反，动机状态相反，e1e1与电动机状态相同，与电动机状态相同，i1a i1a 、e1e1同方向。同方向。 能量转换能量转换(zhunhun)(zhunhun)关系关

10、系 转子：转子：Tem Tem 0 0 e1i1a 0 输出电功率输出电功率2、发电机状态、发电机状态(zhungti) . .e2i2ae2i2a . .e1i1a e1i1a nn1 -nn1 - s0 s0第21页/共27页第二十二页，共28页。3 3、制动、制动(zh dn)(zh dn)状态状态 - - n0 n0 s s e2i2a . .e2i2a .e1i1a .e1i1a吸收电功率吸收电功率(gngl)吸收机械功率吸收机械功率(gngl)=转转子电阻热损耗子电阻热损耗电磁关系电磁关系 转子：转子：Tem与与n反方向反方向(fngxing) Tem为制动转矩为制动转矩 定子：定

11、子：i1a 、e1反方向反方向(fngxing)。能量转换关系能量转换关系 转子：转子：Tem0吸收机械功率吸收机械功率 定子：定子：e1i1a0 从电网吸收电功率从电网吸收电功率第22页/共27页第二十三页，共28页。状状 态态电动机电动机发电机发电机电磁制动电磁制动n n与与s s关系关系nnnn1 10s10snnn1 1s0s0n n与与n n1 1反向，反向，n1n1E E1 1的的性质性质反电动势反电动势电源电动势电源电动势反电动势反电动势T T的的性质性质电磁驱动电磁驱动力矩力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩能量能量转换转换电能电能机机械能械能原动机机械原动机机械能能电

12、能电能电能电能+ +机械能机械能内部损耗内部损耗三种三种(sn zhn)运行状态小运行状态小结结第23页/共27页第二十四页，共28页。5.3 三相三相(sn xin)异步电动机的额定值异步电动机的额定值1）额定功率）额定功率PN（kW）指额定运行时转轴）指额定运行时转轴(zhunzhu)上的输出机械功率；上的输出机械功率；2）额定电压）额定电压(diny) UN （V） 指加在绕组上的线电压指加在绕组上的线电压(diny)；3）额定电流）额定电流 IN （A） 指定子绕组中的线电流；指定子绕组中的线电流；4）额定频率）额定频率f（Hz） 我国工业用频率为我国工业用频率为50Hz；5）额定功率

13、因数）额定功率因数 指电动机在额定负载指电动机在额定负载时定子侧的功率因数；时定子侧的功率因数；N cos第24页/共27页第二十五页，共28页。6）额定转速）额定转速 nN（r/min）指电机）指电机(dinj)额定运行时转额定运行时转轴的转速；轴的转速；7）电动机的额定输出）电动机的额定输出(shch)转矩计算式为转矩计算式为.思考：如果转矩单位为思考：如果转矩单位为kg m，该如何计算？，该如何计算？.)(min)/()(95502mNrnkWPTNNN 第25页/共27页第二十六页，共28页。 2）如铭牌上标有“380V、D联结”时，表示电机正常运行时只能采用“D”联结，但是在电动机起动(q dn)过程中可接380V电源，绕组采用“Y”联结，起动(q dn)完毕，恢复“D”联结。对高压电动机：对高压电动机： 定子绕组定子绕组(roz)只有三根出线，只要电源电压符合电只有三根出线，只要电源电压符合电动机铭牌电压值便