三相異步電動(dòng)機(jī)ppt課件.ppt

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1、第7章　三相異步電動(dòng)機(jī)7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理及結(jié)構(gòu)7.2交流電機(jī)的繞組7.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行7.4三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測定7.5三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩7.6三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性7.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理1.基本特點(diǎn)及用途異步電機(jī)主要作為三相異步電動(dòng)機(jī)使用，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、運(yùn)行可靠、效率較高，以及制造容易、維修方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理及結(jié)構(gòu)2．異步電動(dòng)機(jī)的主要分類分類定子相數(shù)單相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組形式繞線式鼠籠式電機(jī)尺寸或功率微型小功率電機(jī)大型中型小型電機(jī)的防護(hù)形式封閉式開啟式防

2、護(hù)式3.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是通過氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的,故異步電動(dòng)機(jī)又稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。①定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；②轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢、電流；③產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。工作原理分析步驟：圖7-1異步電動(dòng)機(jī)工作原理示意圖①定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場圖中U、V、W相以順時(shí)針方向排列，當(dāng)定子繞組中通入U(xiǎn)、V、W相序的三相電流時(shí)，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場方向可由“右手定則”確定，旋轉(zhuǎn)磁場順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。NS旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（）：②轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢、電流轉(zhuǎn)子是靜止的，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因切割定子磁場

3、而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。因轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，故轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)有電流流通，轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢近似同相位，其方向可由“右手定則”確定。③產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子繞組的有功分量電流在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下，將產(chǎn)生電磁力f，其方向由“左手定則”確定。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩，其作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，拖著轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，將輸入的電能變成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。由以上分析可知，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的基本工作原理是：定子三相對(duì)稱繞組中通入三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電動(dòng)勢和電流；轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。感

4、應(yīng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向始終與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場的方向又取決于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的三相電流相序，因此三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與電流的相序一致。要改變轉(zhuǎn)向，只需改變電流的相序即可，即任意對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)的兩根電源線，便可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電源~UVWM3~UVW電源~M3~轉(zhuǎn)差率(slip)同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差(n1-n)再與同步轉(zhuǎn)速n1的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用字母s表示，即（7-1）轉(zhuǎn)差率s是感應(yīng)電機(jī)的一個(gè)基本物理量，它反映感應(yīng)電機(jī)的各種運(yùn)行情況。對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)而言，當(dāng)轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)(如起動(dòng)瞬間

5、)時(shí)，n=0，此時(shí)轉(zhuǎn)差率s=1。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速(空載運(yùn)行)時(shí)，n=n1，此時(shí)轉(zhuǎn)差率s=0，由此可見，作為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在0～n1范圍內(nèi)變化，其轉(zhuǎn)差率s在0～1范圍內(nèi)變化。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速就越慢，其轉(zhuǎn)差率就越大；反之，負(fù)載越小，轉(zhuǎn)速就越快，其轉(zhuǎn)差率就越小。故轉(zhuǎn)差率直接反映了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的快慢或電動(dòng)機(jī)負(fù)載的大小。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由式(6-1)推算得（7-2）在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)差率的數(shù)值很小，一般在0.01～0.06之間。即感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很接近同步轉(zhuǎn)速。例1.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速，額定頻率。試求：（1）額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率；（2）定子磁極數(shù)目。解：

6、即2P=4例2.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子磁極對(duì)數(shù)P=2，額定頻率。試求：當(dāng)S=0.02時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？解：4．三相異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù)，感應(yīng)電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)：①電動(dòng)狀態(tài)；②發(fā)電狀態(tài)；③電磁制動(dòng)狀態(tài)。①電動(dòng)狀態(tài)當(dāng)定子繞組接至電源，轉(zhuǎn)子就會(huì)在電磁轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩即為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同，如圖6-2(a)，此時(shí)電機(jī)從電網(wǎng)取得電功率轉(zhuǎn)變成機(jī)械功率，由轉(zhuǎn)軸傳輸給負(fù)載。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為n1>n>0，其轉(zhuǎn)差率范圍為0

7、子以大于同步速(n>n1)并順旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，顯然，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，起著制動(dòng)作用，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為克服電磁轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)作用而使轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并保持n>n1，電機(jī)必須不斷從原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率，把機(jī)械功率轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵龅碾姽β?，因此成為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，n>n1，則轉(zhuǎn)差率s<0。③電磁制動(dòng)狀態(tài)感應(yīng)電機(jī)定子繞組仍接至電源，如果用外力拖著電機(jī)逆著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖7-2(c)所示，則此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動(dòng)作用。電機(jī)定子仍從電網(wǎng)吸收電功率，同時(shí)轉(zhuǎn)子從外力吸收機(jī)械功率，這兩部分功率都在電機(jī)內(nèi)部以損耗的方式轉(zhuǎn)化成熱能消耗掉