第十三讲交流异步电动机的工作原理课件

第十三讲主要内容：1.交流异步电动机的工作原理2.三相异步电动机的特性和额定值第十三讲主要内容：9.3

异步电动机概述9.3.1

三相异步电动机的结构和工作原理9.3.2

三相异步电动机的特性和额定值9.3.3

三相异步电动机的使用9.3异步电动机概述9.3.1三相异步电动机的结构和工9.3

异步电动机概述9.3异步电动机概述电动机

直流电动机异步交流电动机绕线式鼠笼式并励他励

交流电动机同步交流电动机串励复励翻页电动机直流电动机异步交流9.3.1三相异步电动机的结构和工作原理1.三相异步电动机的结构9.3.1三相异步电动机的结构和工作原理1.三相异步电动2.

三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机接上电源，就会转动。这是什么道理呢？翻页2.三相异步电动机的工作原理三相异步电电动机转动原理翻页电动机转动原理翻页电动机转动原理翻页电动机转动原理翻页NSIFF右手定则左手定则磁场顺时针旋转相当于线圈逆时针切割磁场实验说明NSIFF右手定则左手定则磁场顺时实验说明旋转磁场产生的原理

在实际的异步电动机中，转子之所以会转动也是由于旋转磁场的作用。但在异步电动机中，并没有旋转的永久磁铁，那么旋转磁场是如何产生的呢？翻页旋转磁场产生的原理在实际的异步电动机中，转子之所以会

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ1.旋转磁场的产生o定子三相绕组通入三AXBYCZ1.旋转磁场的产生oo规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(•)电流出()电流入o规定i:“+”首端流入，尾端流出。

三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°动画o三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场

即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0tAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场3.旋转磁场的极对数P

当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：otAXBYCZAXYCBZ3.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组按图示排

若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端之间互差60°（如A与B），将形成两对磁极的旋转磁场。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端C'Y'A极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0极对数旋转磁场的磁极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'U2n1t=0U1U1'U2'W1W1'W2'W2V1V1'V2'V2n1t=60ºU1U1'U2'U2W1W1'W2'W2V1V1'V2'V2翻页n1=r/min60fpW1U2V2W2U'1U'2V'1V'2W'1W'2U1V1iAiBiC0iAiBiC6000t30ºU2n1t=0U1U1'U2'W1W1'W2'W2V同步转速

n1同步转速n1极对数p2341300015001000750(r/min)翻页n1=r/min60fp同步转速n1同步转速n1极对数p2341300015001

4、转子转速n

转子转速n

与同步转速n1之差是保证电动机工作的必要条件，故称为异步电动机。n1——

同步转速n

——

转子转速

起动瞬间：

n=0，s

=1理想情况：n=n1

，s=0一般情况：s=（1~5%）转差率公式：s=

n1

-

nn1翻页

记住

s

是很重要的公式4、转子转速n转子转速9.3.2

三相异步电动机的特性和额定值1.异步电动机的电磁转矩电磁转矩：T=GmI2cos

2T=G'sR2U12R22+(sX20)2定子通入三相电流产生旋转磁场转子绕组切割磁力线，产生感应电动势E翻页闭合导线产生电流i2载流导体在磁场中受力fU1—定子绕组相电压X20—转子静止时的感抗s—转差率R2—转子绕组电阻cos2—转子电路功率因数I2—转子电流m—磁场磁通9.3.2三相异步电动机的特性和额定值1.异步2.异步电动机的机械特性翻页T=G'sR2U12R22+(sX20)20sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn12.异步电动机的机械特性翻页T=G'sR2U12R22+⑴额定转矩

TNTN=T2+T0TN

T2P2=T2·P2T2=P22πn/60P2n==9550TN=9550P2NnN翻页0sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn1P2:kwnN:r/minT:N·m：角速度⑴额定转矩TNTN=T2+T0TNT2P2⑵最大转矩TmaxSm=R2X20Tmax=G'U122X20翻页TmaxTst0TnnNTNn1smS=0S=1T=G'sR2U12R22+(sX20)2⑵最大转矩TmaxSm=R2X20Tmax=G'U10TnSmTmaxUU'U''U'

<U<U''SmTmaxR2R2'R2''

R2<R2

'<R2''0Tn翻页当R2=常数时，改变电源电压u1，Sm

不变，Tmax改变当u1=常数时，改变转子电阻R2

，Tmax不变，

Sm改变U12Sm=R2X20Tmax=G'2X200TnSmTmaxUU'U''U'<U<U''SmTTs=G'R2U12R22+X202⑶

起动转矩Ts翻页T=G'sR2U12R22+(sX20)2TmaxTs0TnnNTNn1smS=0S=1Ts=G'R2U12R22+X202⑶起动转矩Ts3、异步电动机的工作特性翻页nI1T2PN2Iooηcosφ1n1P2

异步电动机的工作特性是指当外加电源电压U1和频率f1一定时,电动机的转速n、输出转矩T2、定子电流定子I1、电路功率因数cosφ1和效率η对电动机输出的机械功率P2的关系。3、异步电动机的工作特性翻页nI1T2PN2Iooηcosφ4.异步电动机的额定值三相异步电动机型号工作方式连续功率3千瓦接法电压绝缘等级电流温升转速1440转/分重量45公斤频率50赫兹JO2-32-4△/YE65oC220/380伏11.2/6.48安电机厂年月⑴铭牌:标明电动机的各项额定运行条件与数据。翻页4.异步电动机的额定值三相异步电动机型号工作方式连续功率3千⑵三相交流异步电动机的技术数据型号

JO2-32-4磁极数(极对数p=2)同步转速1500转/分n1=（转/分）60f1p转差率0.04

150014401500=-=s转速如：1440转/分翻页⑵三相交流异步电动机的技术数据型号JO2-32-⑶

接法：指三相定子绕组的联接方式——Y/接法：Y接法

U1V1W1W2U2V2U1W1U2V2W2V1U1V1W1W2U2V2接法U1V1W1W2U2V2W1U2V2W2U1V1U1V1W1W2U2V2翻页⑶接法：指三相定子绕组的联接方式Y接法220V/380V/Y——⑷

额定电压：额定运行时定子绕组应加的线电压。线电压U1V1W1W2U2V2线电压U1V1W1W2U2V2意味着定子绕组承受的额定电压为220V。翻页

一般规定电动机的电压不能高于或低于额定值的5％。220V/380V/Y——⑷额定电压：额定运行时定子绕组⑸

额定电流：

电机在额定运行时定子绕组的线电流。11.2/6.48A——/Y电机的效率：12PP=h⑹

额定功率：电机在额定运行时，轴输出的机械功率P2

。鼠笼电机额定运行时的效率约为

75－92％。输入功率(P1)=输出功率(P2)＋电机其它损耗翻页⑸额定电流：11.2/6.48A——/Y电机的效率：9.3.3三相异步电动机的使用1.异步电动机的起动⑴起动电流IS中小型笼型电机起动电流为额定电流的5-7倍。起动时n=0原因：翻页转子导条切割磁力线速度很快转子中感应电动势和转子电流很大大电流使电网电压降低

影响其他负载工作电机过热定子电流增大频繁起动时造成热量积累

返回9.3.3三相异步电动机的使用1.异步电动机的起动⑴⑵起动方法

利用刀闸开关直接将电机接到电源上，适于二三十千瓦以下的小电机。

Y－起动：适于工作时定子绕组为接法的电机。翻页

直接起动

降压起动

自耦减压起动：

适于容量较大或工作时定子绕组为Y接法的电机。返回⑵起动方法利用刀闸开关直接将电机接到电源上，适于二

Y－降压起动电流分析UZl33==IPDIlDZUIIlPYlY3==Y

接起动时，定子绕组的线电流是接起动的三分之一。IlYIlD=13翻页U1V1W1W2U2V2起动IIPYlY运行U1V1W1W2U2V2IPDI1D返回Y－降压起动电流分析UZl33==IPDIlDZUIIl直接起动()：T

st∝Ul

2

翻页Y－

降压起动转距分析

TYSt=13T

St降压起动适合于空载或轻载的场合。返回降压起动(Y)：TYst∝（Ul3)2直接起动()：Tst∝Ul2翻页Y－降压起动2.异步电动机的调速三相异步电动机的转速公式：三相异步电动机的调速方法：n=(1

s)n1=(1

s)p60f1翻页

改变极对数p

改变电流频率f1

改变转差率s返回2.异步电动机的调速三相异步电动机的转速公式：三相异步电动机U1U2V2V1U1U2V1V2U1U1U2U2V1V1V2V2

改变极对数

翻页返回U1U2V2V1U1U2V1V2U1U1U2U2V1V1V2变频调速f1=50Hz整流器逆变器M3~~+f

可变翻页返回转子滑环Rst定子变转差率调速电刷线绕型电动机变频调速f1=50Hz整流器逆变器M3~~+作业:9.3.2，9.3.3，9.3.5作业:9.3.2，9.3.3，9.3.5第十三讲主要内容：1.交流异步电动机的工作原理2.三相异步电动机的特性和额定值第十三讲主要内容：9.3

异步电动机概述9.3.1

三相异步电动机的结构和工作原理9.3.2

三相异步电动机的特性和额定值9.3.3

三相异步电动机的使用9.3异步电动机概述9.3.1三相异步电动机的结构和工9.3

异步电动机概述9.3异步电动机概述电动机

直流电动机异步交流电动机绕线式鼠笼式并励他励

交流电动机同步交流电动机串励复励翻页电动机直流电动机异步交流9.3.1三相异步电动机的结构和工作原理1.三相异步电动机的结构9.3.1三相异步电动机的结构和工作原理1.三相异步电动2.

三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机接上电源，就会转动。这是什么道理呢？翻页2.三相异步电动机的工作原理三相异步电电动机转动原理翻页电动机转动原理翻页电动机转动原理翻页电动机转动原理翻页NSIFF右手定则左手定则磁场顺时针旋转相当于线圈逆时针切割磁场实验说明NSIFF右手定则左手定则磁场顺时实验说明旋转磁场产生的原理

在实际的异步电动机中，转子之所以会转动也是由于旋转磁场的作用。但在异步电动机中，并没有旋转的永久磁铁，那么旋转磁场是如何产生的呢？翻页旋转磁场产生的原理在实际的异步电动机中，转子之所以会

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ1.旋转磁场的产生o定子三相绕组通入三AXBYCZ1.旋转磁场的产生oo规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(•)电流出()电流入o规定i:“+”首端流入，尾端流出。

三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°动画o三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场

即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0tAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场3.旋转磁场的极对数P

当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：otAXBYCZAXYCBZ3.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组按图示排

若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端之间互差60°（如A与B），将形成两对磁极的旋转磁场。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端C'Y'A极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0极对数旋转磁场的磁极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'U2n1t=0U1U1'U2'W1W1'W2'W2V1V1'V2'V2n1t=60ºU1U1'U2'U2W1W1'W2'W2V1V1'V2'V2翻页n1=r/min60fpW1U2V2W2U'1U'2V'1V'2W'1W'2U1V1iAiBiC0iAiBiC6000t30ºU2n1t=0U1U1'U2'W1W1'W2'W2V同步转速

n1同步转速n1极对数p2341300015001000750(r/min)翻页n1=r/min60fp同步转速n1同步转速n1极对数p2341300015001

4、转子转速n

转子转速n

与同步转速n1之差是保证电动机工作的必要条件，故称为异步电动机。n1——

同步转速n

——

转子转速

起动瞬间：

n=0，s

=1理想情况：n=n1

，s=0一般情况：s=（1~5%）转差率公式：s=

n1

-

nn1翻页

记住

s

是很重要的公式4、转子转速n转子转速9.3.2

三相异步电动机的特性和额定值1.异步电动机的电磁转矩电磁转矩：T=GmI2cos

2T=G'sR2U12R22+(sX20)2定子通入三相电流产生旋转磁场转子绕组切割磁力线，产生感应电动势E翻页闭合导线产生电流i2载流导体在磁场中受力fU1—定子绕组相电压X20—转子静止时的感抗s—转差率R2—转子绕组电阻cos2—转子电路功率因数I2—转子电流m—磁场磁通9.3.2三相异步电动机的特性和额定值1.异步2.异步电动机的机械特性翻页T=G'sR2U12R22+(sX20)20sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn12.异步电动机的机械特性翻页T=G'sR2U12R22+⑴额定转矩

TNTN=T2+T0TN

T2P2=T2·P2T2=P22πn/60P2n==9550TN=9550P2NnN翻页0sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn1P2:kwnN:r/minT:N·m：角速度⑴额定转矩TNTN=T2+T0TNT2P2⑵最大转矩TmaxSm=R2X20Tmax=G'U122X20翻页TmaxTst0TnnNTNn1smS=0S=1T=G'sR2U12R22+(sX20)2⑵最大转矩TmaxSm=R2X20Tmax=G'U10TnSmTmaxUU'U''U'

<U<U''SmTmaxR2R2'R2''

R2<R2

'<R2''0Tn翻页当R2=常数时，改变电源电压u1，Sm

不变，Tmax改变当u1=常数时，改变转子电阻R2

，Tmax不变，

Sm改变U12Sm=R2X20Tmax=G'2X200TnSmTmaxUU'U''U'<U<U''SmTTs=G'R2U12R22+X202⑶

起动转矩Ts翻页T=G'sR2U12R22+(sX20)2TmaxTs0TnnNTNn1smS=0S=1Ts=G'R2U12R22+X202⑶起动转矩Ts3、异步电动机的工作特性翻页nI1T2PN2Iooηcosφ1n1P2

异步电动机的工作特性是指当外加电源电压U1和频率f1一定时,电动机的转速n、输出转矩T2、定子电流定子I1、电路功率因数cosφ1和效率η对电动机输出的机械功率P2的关系。3、异步电动机的工作特性翻页nI1T2PN2Iooηcosφ4.异步电动机的额定值三相异步电动机型号工作方式连续功率3千瓦接法电压绝缘等级电流温升转速1440转/分重量45公斤频率50赫兹JO2-32-4△/YE65oC220/380伏11.2/6.48安电机厂年月⑴铭牌:标明电动机的各项额定运行条件与数据。翻页4.异步电动机的额定值三相异步电动机型号工作方式连续功率3千⑵三相交流异步电动机的技术数据型号

JO2-32-4磁极数(极对数p=2)同步转速1500转/分n1=（转/分）60f1p转差率0.04

150014401500=-=s转速如：1440转/分翻页⑵三相交流异步电动机的技术数据型号JO2-32-⑶

接法：指三相定子绕组的联接方式——Y/接法：Y接法

U1V1W1W2U2V2U1W1U2V2W2V1U1V1W1W2U2V2接法U1V1W1W2U2V2W1U2V2W2U1V1U1V1W1W2U2V2翻页⑶接法：指三相定子绕组的联接方式Y接法220V/380V/Y——⑷

额定电压：额定运行时定子绕组应加的线电压。线电压U1V1W1W2U2V2线电压U1V1W1W2U2V2意味着定子绕组承受的额定电压为220V。翻页

一般规定电动机的电压不能高于或低于额定值的5％。220V/380V/Y——⑷额定电压：额定运行时定子绕组⑸

额定电流：

电机在额定运行时定子绕组的线电流。11.2/6.48A——/Y电机的效率：12PP=h⑹

额定功率：电机在额定运行时，轴输出的机械功率P2

。鼠笼电机额定运行时的效率约为

75－92％。输入功率(P1)=输出功率(P2)＋电机其它损耗翻页⑸额定电流：11.2/6.48A——/Y电机的效率：