三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

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1、4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)4.2交流電機(jī)的繞組4.3交流電機(jī)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)4.4交流電機(jī)繞組的磁動(dòng)勢(shì)4.5三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行4.6三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行4.7三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路和相量圖.4.8三相異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡、轉(zhuǎn)矩平衡三相異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，成本低，效率高，得以廣泛應(yīng)用。但是，功率因數(shù)低、起動(dòng)和調(diào)速性能差。4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)4.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、定子部分：1、定子鐵心：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成——

2、導(dǎo)磁部分。2、定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)——導(dǎo)電部分。3、機(jī)座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。二、轉(zhuǎn)子部分：1、轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。2、轉(zhuǎn)子繞組：1）籠型轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形成一個(gè)多相對(duì)稱短路繞組。2）繞線轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對(duì)稱繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。三、氣隙：異步電動(dòng)機(jī)的氣隙是均勻的。大小為機(jī)械條件所能允許達(dá)到的最小值。4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)4.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理一、基本工作原理1、電生磁：三相對(duì)稱繞組通往三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

3、。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場(chǎng)作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。U2U1W2V1W1V2n4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)4.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理二、轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個(gè)基本物理量,它反映電機(jī)的各種運(yùn)行情況.轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)理想空載時(shí)，作為電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率一般在0.

4、01~0.06之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步速。4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)4.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理三、異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù),異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C(jī)械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能能量關(guān)系制動(dòng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機(jī)快速旋轉(zhuǎn)外力使電機(jī)沿磁場(chǎng)反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對(duì)稱電源實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)4.1.3型號(hào)和額定值一、型號(hào)例:4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)4.1.3型號(hào)和額定值額定值關(guān)系有：額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)加在定

5、子繞組上的線電壓.額定條件下轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。在額定運(yùn)行狀態(tài)下流入定子繞組的線電流.額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速.二、額定值4.2交流電機(jī)的繞組4.2.1交流繞組的基本知識(shí)一、基本要求和分類從設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行性能方面對(duì)交流繞組的要求:1）三相繞組對(duì)稱；2）力求獲得最大的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)；3）繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形力求接近正弦；4）節(jié)省用銅量；5）繞組的絕緣和機(jī)械強(qiáng)度可靠，散熱條件好；6）工藝簡(jiǎn)單、便于制造、安裝和檢修。4.2交流電機(jī)的繞組4.2.1交流繞組的基本知識(shí)二、交流繞組的基本概念1、極距兩個(gè)相鄰磁極軸線之間沿定子鐵心內(nèi)表面的距離。

6、若定子的槽數(shù)為Z，磁極對(duì)數(shù)為p，則極距：2、線圈節(jié)距一個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間所跨的距離稱為線圈的節(jié)距。3、電角度4.2交流電機(jī)的繞組4.2.1交流繞組的基本知識(shí)二、交流繞組的基本概念4、槽距角相鄰兩個(gè)槽之間的電角度。6、相帶每個(gè)極面下的導(dǎo)體平均分給各相，則每一相繞組在每個(gè)極面下所占的范圍，用電角度表示稱為相帶。每一個(gè)極面下每相所占的槽數(shù)為5、每極每相槽數(shù)4.2交流電機(jī)的繞組4.2.2三相單層繞組單層繞組的每個(gè)槽內(nèi)只放一個(gè)線圈邊，電機(jī)的線圈總數(shù)等于定子槽數(shù)的一半。單層繞組分為鏈?zhǔn)?、交叉式和同心式繞組。一、單層鏈?zhǔn)嚼@組單層鏈?zhǔn)嚼@組由形狀、幾

7、何尺寸和節(jié)距相同的線圈連接而成，整個(gè)外形如長(zhǎng)鏈。鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)線圈節(jié)距相等并且制造方便；線圈端部連線較短并且省銅。主要用于q=2的4、6、8極小型三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2交流電機(jī)的繞組4.2.2三相單層繞組二、單層交叉式繞組單層交叉式繞組由線圈數(shù)和節(jié)距不相同的兩種線圈組構(gòu)成，同一組線圈的形狀、幾何尺寸和節(jié)距均相同，各線圈組的端部互相交叉。交叉式繞組由兩大一小線圈交叉布置。線圈端部連線較短，有利于節(jié)省材料，并且省銅。廣泛用于q>1的且為奇數(shù)的小型三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2交流電機(jī)的繞組4.2.2三相單層繞組三、單層同心式繞組同心式繞組由幾個(gè)幾何

8、尺寸和節(jié)距不等的線圈連成同心形狀的線圈組構(gòu)成。同心式繞組端部連線較長(zhǎng)，適用于q=4、6、8等偶數(shù)的2極小型三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2交流電機(jī)的繞組4.2.2三相單層繞組綜上分析：1）單層繞組為整距繞組；電動(dòng)勢(shì)波