相異步電動機原理

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1、第五章三相異步電動機原理本章基本教學(xué)要求1.了解異步電動機的結(jié)構(gòu)。2.理解旋轉(zhuǎn)磁場的概念、圓形旋轉(zhuǎn)磁勢的特性和產(chǎn)生條件，了解分布和短距繞組對消除高次諧波電勢的作用。3.深入理解并掌握綜合表達三相異步電動機電磁關(guān)系的基本方程式、等值電路和相量圖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時異步電動機的運行原理，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算；4.掌握異步電動機中的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式，各功率之間的相互關(guān)系，電磁轉(zhuǎn)矩物理表達式；5.掌握異步電動機的工作特性。重點和難點重點：1.三相異步電動機空載和負載運行時的基本電磁關(guān)系，掌握基本方程式、等值電路和相量圖三種分析方法，并注意與變

2、壓器的對比，著重分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的情況，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算；2.掌握異步電動機功率與轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系、電磁轉(zhuǎn)矩的表達式。3.掌握異步電動機機械特性難點：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的基本電磁關(guān)系。本次課程教學(xué)要求：1.熟悉異步電動機的結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)數(shù)據(jù)；2.重點掌握電機堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系、基本方程式、等值電路和相量圖；3.掌握繞組折算方法。5.1三相異步電動機5.1.1基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)三相鼠籠異步電動機結(jié)構(gòu)圖1.交流電機定子結(jié)構(gòu)定子鐵芯:是電機磁路的一部分，定子鐵芯內(nèi)圓上均勻開有槽，安放定子繞組。機座:是用作固定與支撐定子鐵芯。定子繞組:是電機電路部

3、分，它由三個在空間相差120°電角度、結(jié)構(gòu)相同的繞組連接而成，按一定規(guī)律嵌放在定子槽中。繞組分類：單層繞組和雙層繞組。繞組應(yīng)用：單層繞組一般用在10kW以下的電機，雙層短距繞組用在較大容量的電機中。轉(zhuǎn)子鐵芯：一般用0.5mm的硅鋼片疊壓而成，它是磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組：是用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩它分鼠籠式和繞線式兩種。氣隙：中、小容量的電動機氣隙一般在0.2~1.5mm范圍。2.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子提刷裝置3.銘牌數(shù)據(jù)主要銘牌數(shù)據(jù)1(1)額定功率PN：指電動機在額定運行時，軸上輸出的機械功率，單位：W或kW；

4、(2)額定電壓U1N：指電動機額定運行時，加在定子繞組上的線電壓，單位：V；(3)額定電流I1N：指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時定子繞組中的線電流，單位：A；主要銘牌數(shù)據(jù)2(4)額定頻率f1N：我國規(guī)定電網(wǎng)工頻為50Hz；(5)額定轉(zhuǎn)速nN：指電動機在定子額定電壓、額定頻率下，軸上輸出額定功率時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位：r/min；(6)額定功率因數(shù)cosφN：指電動機在額定運行時定子側(cè)的功率因數(shù)。銘牌上還標(biāo)有絕緣等級、溫升、工作方式、連接方法等，對繞線式異步電動機還標(biāo)有轉(zhuǎn)子繞組的額定電壓和額定電流。(7)轉(zhuǎn)子繞組額定電

5、壓U2N：指定子繞組加額定電壓、轉(zhuǎn)子繞組開路時，滑環(huán)間的線電壓，單位：V；(8)轉(zhuǎn)子額定電流I2N：指電動機額定運行、轉(zhuǎn)子短路狀態(tài)下，滑環(huán)之間流過的線電流，單位：A。主要銘牌數(shù)據(jù)3轉(zhuǎn)差率定義：(5-2)舉例有一臺50Hz的感應(yīng)電機，其額定轉(zhuǎn)速為730r/min，空載轉(zhuǎn)差率為0.003，試求該機的空載轉(zhuǎn)速和額定負載時的轉(zhuǎn)差率。解1、空載轉(zhuǎn)速：2、額定轉(zhuǎn)差率：設(shè)ηN為異步電動機的效率，額定功率：電動機的輸入功率為：接線：高壓異步電動機定子繞組采用Y接，只有三根引出線。中小容量的異步電動機通常將定子三相繞組的六個端點引出到接線板上，用戶根

6、據(jù)銘牌數(shù)據(jù)和使用電源情況，接成Y接或Δ接。小型鼠籠異步電動機三相異步電動機的引出線4.接線圖國產(chǎn)電機型號由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成，大寫漢語拼音字母表示電機的類型、結(jié)構(gòu)特征和使用范圍，數(shù)字表示設(shè)計序號和規(guī)格，例如：Y2160L1-25.1.2主要系列Y和YR系列一般用途三相異步電動機應(yīng)用最廣的產(chǎn)品是Y系列和YR系列，其中Y系列為鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動機，YR系列為繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動機。5.2交流電機的繞組和感應(yīng)電動勢5.2.1繞組極距是指每一磁極所占定子內(nèi)圓周的距離，即有節(jié)距y是指線圈兩有效邊之間的距離。單層繞組是整距繞組，

7、即有y=τ每極每相槽數(shù)q是指一個磁極下一相繞組所占有的槽數(shù)，即有：交流繞組相帶：是指一相繞組在一個磁極下連續(xù)所占的范圍。機械角：電機圓周空間角度為360°或為2π弧度，稱這種角度為機械角。對于一對磁極由N→S→N變化一周相當(dāng)于360°電角度或為2π電弧度。當(dāng)電機有p對磁極時，電角度=p×機械角。分析：每一磁極占180°電角度，三相繞組的每相繞組在一個極下只占三分之一，即60°相帶。單層繞組雙層繞組5.2.2交流繞組的感應(yīng)電勢1.一根導(dǎo)體感應(yīng)電勢設(shè)定子內(nèi)表面槽中嵌放導(dǎo)體A，有效長度為l(m)，轉(zhuǎn)子只有一對磁極，它由原動機拖動以恒定轉(zhuǎn)速

8、n1(r/min)逆時針旋轉(zhuǎn)，沿氣隙圓周方向分布的基波磁密波形，大小為：式中Bδ1m為基波氣隙磁密幅值。感應(yīng)電動勢導(dǎo)體A切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小為：導(dǎo)體的基波感應(yīng)電動勢最大值為：波形感應(yīng)電動勢頻率在一對磁極情況下，導(dǎo)體A每經(jīng)過一對