异步电机教材1.ppt

1、,第三篇 异 步 电 机,交流旋转电机主要包括异步电机和同步电机两大类；两类电机在结构上既具有共同之处，又各有其自身特点。 共同之处（对于典型的交流电机）在于定子铁心和绕组，不同之处在于转子结构和绕组。 交流旋转电机的共同问题包括：(1)三相交流绕组的结构； (2)三相交流绕组产生的电势；(3)三相交流绕组产生的磁势。 本篇的教学内容包括共同问题和异步电机两大块。 本篇的教学顺序是：第10章 异步电机结构和交流绕组第11章 交流绕组的感应电势和磁势第12章 异步电机的分析方法第13章 异步电机的起动和调速第14章 单相异步电动机,第10章 异步电机的结构及交流绕组,10-1 异步电机的结构和额

2、定值,一、异步电机应用和类型,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。,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各种控制用电动机三大类。,录像短片：1. 异步电动机的应用；2.异步电动机分类,二、异步电机的结构,1. 定子,定子铁心:一般为圆筒形叠片结构（0.35mm或者0.5mm），内圆有用来嵌放定子绕组的槽，槽可以设计成多种形状。叠片叠到一定高度要留出径向通风沟。,定子绕组:由散嵌线圈或者成型线圈构成，可以设计成单层绕组或者双层绕组。绕组的各种连接方法将在10-2节介绍。,问题10-1

3、定、转子铁心为什么必须用硅钢片叠压而成？,转子铁心：转子冲片，转子槽型,转子绕组：绕线式，鼠笼式,其他部件：轴，轴承，风扇等,(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： 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。 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。,三、异步电机的铭牌及额定值,铭牌：型号、额定值、绕组联结方式及生产厂家等。,型号举例：Y132S-4,Y-异步电动机；132-机座中心高度为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。,主要额定值如下,

4、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(W；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)，规定的电源频率我国用50Hz； 额定效率，额定功率因数: cosN 等。 额定电压、额定电流、额定功率的关系：无论接法或是Y 接法，下式均成立：,10-2 交流绕组 交流旋转电机的共同问题之一,交流绕组排列及连线的规律,单层绕组；双层绕组,内 容 提 要,有关交流绕组的几个概念,一、认识交流绕组,线圈（绕组元件）：是

5、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。与线圈相关的概念包括有效边、端部、线圈节距等（看图）,极距：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围。分别用长度（mm）和槽数表示如下：,电角度,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，即一对极为360电角度,电机的极对数为p时，气隙圆周的角度数为（p*360）电角度。,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y表示。,y 长距线圈（一般不用）。,单层绕组和双层绕组,单层绕组一个槽中只放一个元件边。 双层绕组一个槽中放两个元件边。,槽距角（电角度），

6、相数m，每极每相槽数q （槽）,线圈组：q 个线圈就组成 了一个线圈组。 短距角 ： = （ - y）（电角度）,（电角度）,（槽）,二、交流绕组的构成原则,电势星形图：（对分析复杂绕组是很有用的，用来寻找各槽导体属于哪一相）。各槽导体的电势相量就构成了一个辐射状的星形图电势星形图。 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,对称原则：三相绕组在电机的圆周空间互相错开120电角度，三相绕组中各相的匝数、线径和绕组形式均相同。,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。,三、单层绕组,构造方法和步骤（举例：Z1=2

7、4,2p=4,整距,m=3）,1. 分极分相:,将总槽数按给定的极数均匀分开,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。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,S,N,S,2. 连线圈和线圈组,将1对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈。,A,X,将1对极域内属于同一相的q个线圈连成1个线圈组,3. 连相绕组：,将属于同一相的p个线圈组连成1相绕组，并标记首尾端,将3个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组。,B,Y,C,Z,N,4. 单层绕组分类,等元件式整距

8、叠绕组,同心式绕组,交叉式绕组,交叉式绕组,交流绕组小结： 1、单层绕组的每相线圈组数Q = p，其最大并联支路数也为 p；而双层绕组的每相线圈组数Q = 2 p，其最大并联支路数则为2 p。 2、各线圈组之间可以串联 也可以并联。 3、对于复杂绕组，如何寻找各槽导体属于哪一相，就借助于电势星形图。（注：电势星形图中的编号，对于单层绕组一个线圈要占两个号，而双层绕组的一个线圈只有一个号即指上层边的编号。） 4、设计绕组形式，主要是考虑绕组端部，工艺上要简单，材料上要节省。 5、单层绕组一般使用于Y系列中心高160mm及以下的异步电动机。（例如：Y160L2型，18.5kW，定子铁心直径260/

9、150mm） 6、双层绕组可以选择有利的节距，改善磁势和电势波形，短距系数 总是ky1 1 ；而单层绕组无论线圈短距与否均应 ky1 = 1 。,异步电机定子槽形,(a)为半闭口槽，槽口宽度小于槽宽的一半，应用于小型电机，绕组由圆线绕成，经过槽口分散嵌入。半闭口槽的优点是可以减少主磁路的磁阻，减少励磁电流，改善功率因数，但嵌线不便。(b)为半开口槽，槽口大于槽宽一半，嵌线工艺简化。（c）为开口槽，适用于500V的中型电动机和大型电动机。,返回,槽形选择主要取决于对运行性能和启动的要求。小功率电机的启动不是主要矛盾，可以选用平行齿（槽面积相对较大，转子电阻较小，运行性能好），如(a),(b)。如需要改善起动性能，可选用平行槽（槽面积相对较小，转子电阻大，提高起动转矩），如(c),(d)。(e)(f)能获得更大得起动转矩，但工艺复杂。如需要进行一步提高起动性能，则可采用深槽