《电机与电气控制技术》课件-4-1 认识三相异步电动机

交流电机的结构与运行任务一

认识三相异步电动机目录CONTENTS了解三相异步电机的特点、用途和分类//PARTONE//01认识三相异步电机内外结构及各部件功能//PARTTWO//02学会解读铭牌参数并进行简单计算//PARTTHREE//03三相异步电机的工作原理//PARTFOUR//04一、三相异步电机一般做为电动机使用，是将交流电能转换为机械能的一种旋转装置。其作用是作为原动机拖动生产机械。定义01.异步电机的优点结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征。02.异步电机的缺点功率因数较差。运行时，必须从电网里吸收落后性的无功功率，功率因数总是小于１，需对功率因数进行补偿。不能实现较广范围的平滑调速异步电机二、三相异步电机的结构概述定子转子异步电机定子绕组定子铁心机座转子绕组转子铁心转轴笼型绕线型机座定子铁心定子绕组二、三相异步电机的结构概述定子结构二、三相异步电机的结构概述起支撑和固定作用机座二、三相异步电机的结构概述定子铁心通常由表面涂有绝缘层的0.5mm厚硅钢片冲制、叠压而成电机磁路的关键部分目的减小交变磁场引起的涡流损耗铁芯内圆周上冲有均匀分布的槽口，用于嵌放定子绕组；其核心作用是构成高效的低磁阻磁路，并固定绕组。二、三相异步电机的结构概述定子绕组定子绕组作为电机的电路部分，由绝缘铜导线绕制而成的线圈按一定规律嵌入定子槽中。绕组线圈在空间上对称分布，通常接成三相对称结构，即彼此电气角度相差120°。绕组的设计与连接方式直接决定了电机的极数与性能绕组通入三相交流电后，即产生幅值恒定、在空间上匀速旋转的合成磁场二、三相异步电机的结构概述集中式绕组效率较低运行性能差❖

缺点：绕制和嵌装较简单❖

优点：分布式绕组可以形成更理想的正弦波磁场使电机运行更平稳、高效目前交流电动机定子绝大部分都是应用分布式绕组二、三相异步电机的结构概述质量轻体积小质量好笼型转子无法再外接电阻自行封闭的短路绕组由插入每个转子槽中的导条和两端的环形端环构成，如果去掉铁芯，整个绕组形如圆笼，故称为笼形绕组1.笼型转子铜条转子绕组转子结构与直流电机的转子结构类似由转子铁芯和嵌放在铁芯槽中的绕组构成三相绕组，通过滑环和电刷引到外部串接电阻，改善电机的启动性能二、三相异步电机的结构概述2.绕线型转子风叶铁心绕组滑环轴承三、三相绕组的接法三相定子绕组的接法U1V1W1U2V2W2连接方式定子三相绕组的连接方式选择，视电源线电压而定如果所接电源线电压等于电动机的额定相电压，绕组应接成三角形如果电源线电压是电动机额定相电压的√3倍，绕组应接成星形通常电动机的铭牌上标有符号Y/△和数字380/220V，前者表示定子绕组的接法，后者表示对应于不同接法时的线电压总结生活中哪些设备可能用到笼型转子电机，哪些又可能用到绕线型转子电机呢？思考一下本节重点下节难点

核心：电能与机械能的转换1

结构：以定子和转子为核心2

绕组接法直接关系设备安全3深入探究电机运转的内在规律旋转磁场转差率交流电机的结构与运行任务一

认识三相异步电动机（2）课程导入知识回顾定子绕组通入三相交流电后如何让静止的转子转动起来？旋转磁场到底是怎么形成的？转子转速为什么不能追上磁场转速？定子：产生磁场的关键转子：动力输出的核心目录CONTENTS旋转磁场的产生//PARTONE//01旋转磁场的工作原理//PARTTWO//02旋转磁场的转差率//PARTTHREE//03旋转磁场的额定值//PARTFOUR//04一、旋转磁场的产生U2U1W2V1W1V2n在空间上对称分布的三个定子绕组中，通入在时间上有120度相位差的三相对称交流电，每一相电流都会产生一个交变磁场请大家想象一下：合成磁场不再只是大小变化，而是在空间上连续旋转磁场在空间相互叠加❖三相电流产生的总磁场（合成磁场）是在空间旋转的，故称旋转磁场磁极的转向由电流相序决定，要想改变电机转向，只需对调任意两根电源线，改变相序即可一、旋转磁场的产生（1）旋转磁场的极数与转速

f1p电源频率，在我国是50Hz磁场的极对数当极对数p=1时，n₁=3000转/分当极对数p=2时，n₁=1500转/分当极对数p=3时，n₁=1000转/分当极对数p=4时，n₁=750转/分一、旋转磁场的产生（2）工作原理与转差率电生磁磁生电电磁力

定子通入三相电，产生旋转磁场1

切割磁力线，产生电2

带电导体磁场中运动，产生力3转子转速n必须小于同步转速n₁否则没有相对切割或感应电流和电磁力转速差与同步转速的比值一、旋转磁场的产生（3）三种运行状态s在0到1之间转子转速低于同步转速，电机处于电动机状态，从电网吸收电能，输出机械能当s小于0时有外力拖着转子转速超过了同步转速，电机处于发电机状态，向电网回馈电能当s大于1时转子逆着磁场方向旋转，电机处于电磁制动状态，吸收大量电能并消耗在转子发热上二、额定值解读额定功率PN(kW)：额定运行时轴端输出的机械功率额定电压UN(V)：额定运行时定子绕组的线电压额定频率fN(Hz)：定子的电源频率额定电流IN(A)：额定电压下运行输出功率为额定值时，定子绕组的线电流额定转速nN(r/min)：额定运行时转子的转速

三、转差率计算示例当n=0（启动瞬间）s=(1500-0)/1500=1已知一台四极电机，其同步转速n₁=1500r/min当n=1452r/min（额定运行附近）s=(1500-1452)/1500=0.032当n=1548r/min（超过同步转速）s=(1500-1548)/1500=-0.032当n=1500r/min（同步转速）s=0理想空载状态，实际中无法达到总结三相异步电动机知识掌握技术原理体悟工程智慧与责任担当高效可靠的设计，体现科技服务生产的初心严格、精准的要求，培养严谨细致的工匠精神改善的过程是践行绿色低碳、创新突破的时代使命课后思考