發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)

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1、４.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與原理第４章發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)４.２異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性４.３異步電動(dòng)機(jī)的控制４.４車用交流發(fā)電機(jī)４.５直流電動(dòng)機(jī)本章要求：第４章發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)1)了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理。2）了解三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，掌握起動(dòng)、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)。3）了解車用交流發(fā)電機(jī)。4）了解直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。5）了解直流并勵(lì)、他勵(lì)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及其應(yīng)用。6）了解直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速。電動(dòng)機(jī)的分類：電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)第４章發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)

2、械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)。機(jī)械能電能發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的最大特點(diǎn)優(yōu)良的調(diào)速性能起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大生產(chǎn)成本較高需要使用直流電源維護(hù)要求較高應(yīng)用：軋鋼機(jī)、龍門刨床等主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)某些電力牽引和起重設(shè)備電車及電力機(jī)車異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、工作可靠、使用維護(hù)方便應(yīng)用：金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、傳送帶、功率不大的水泵、通風(fēng)機(jī)在全國(guó)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐杏?5％以上是三相異步電動(dòng)機(jī)。４.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與工作原理4.1.1.構(gòu)造籠型電機(jī)的各部件鐵心：由內(nèi)周有槽的0.5mm厚硅鋼片疊成。磁路的一部分A----XB----YC----Z三相繞組機(jī)座：鑄鐵或鋼板焊接支撐鐵心和固定

3、電機(jī)硅鋼片裝有三相繞組的定子1、定子定子繞組接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常BZACXYXAZBYCABCZXYZXYBCAY聯(lián)結(jié)CABZXY?聯(lián)結(jié)2、轉(zhuǎn)子籠型繞線式轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組0.5mm的硅鋼片疊壓籠型轉(zhuǎn)子(1)籠型轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)繞線式轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。三相轉(zhuǎn)子繞組通常連接成星形，即三個(gè)末端連在一起，三個(gè)首端分別與轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)滑環(huán)（滑環(huán)與軸絕緣且滑環(huán)間相互絕緣）相連，通過(guò)滑環(huán)和電刷接到外部的變阻器上，以便改善電機(jī)的起動(dòng)和

4、調(diào)速性能。繞線式轉(zhuǎn)子繞組與外接變阻器的連接4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理AXCZBYo4.2.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生o規(guī)定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出(?)電流入三相對(duì)稱交流繞組通入三相對(duì)稱交流電流時(shí)，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；（動(dòng)畫1，動(dòng)畫2）?tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁場(chǎng)的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°600oAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°取決于三相電流的相序1、旋轉(zhuǎn)磁

5、場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線AXBYCZ若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P極對(duì)數(shù)動(dòng)畫旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'03、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工頻：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)0?toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2時(shí)0旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?jiàn):4.2.2

6、三相電動(dòng)機(jī)的工作原理1.轉(zhuǎn)動(dòng)原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E20旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF4.2.3轉(zhuǎn)差率旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無(wú)轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s例1：一臺(tái)三相異步電

7、動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n1=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為4.2.4三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)1、型號(hào)磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)例如：Y132M－4用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)2.電壓例如：380/220V、Y/?是指線電壓為380V時(shí)采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時(shí)采用?聯(lián)結(jié)。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。3.電流電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子