過程控制電機——異步電動機教學(xué)教案.ppt

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1、§6-0概述異步電動機的種類很多，從不同的角度看，有不同的分類方法。（1）按轉(zhuǎn)子相數(shù)分為單相異步電動機、兩相異步電動機、三相異步電動機。（2）按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為繞線式異步電動機、鼠龍式異步電動機。同容量的異步電動機的重量約為直流電動機一半，而價格僅為三分之一，據(jù)統(tǒng)計交流異步電動機的用電量約為總用電量的三分之二左右。第六章異步電動機交流電機主要分為同步和異步電機兩大類。同步電機的轉(zhuǎn)速n1與所接電網(wǎng)的頻率f1之間存在嚴格不變的關(guān)系，即當(dāng)極對數(shù)一定且電網(wǎng)頻率f1不變時，轉(zhuǎn)速n1=常數(shù)，不隨負載大小而變;異步電機則不然，電機在固定的電網(wǎng)頻率下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨負載大小而變，即轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)的頻率無不變的關(guān)

2、系。1）定子形成旋轉(zhuǎn)磁場定子如何形成旋轉(zhuǎn)磁場？旋轉(zhuǎn)磁動勢2）轉(zhuǎn)子為磁鐵（永磁鐵、或勵磁繞組）反映交流電機工作原理的兩個實驗?zāi)Ｐ驮恚阂粋€磁鐵拉著另一個磁鐵旋轉(zhuǎn)；特點：磁極轉(zhuǎn)動的角速度總是等于外部磁鐵旋轉(zhuǎn)的角速度（同步），但可以有角度差。§6-1三相異步電動機的工作原理同步電動機工作原理：1）定子形成旋轉(zhuǎn)磁場（同同步電動機）2）轉(zhuǎn)子為“鼠籠”：籠形導(dǎo)體的圓柱形軟磁鐵心構(gòu)成。只有在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不等于磁場轉(zhuǎn)速的情況下（異步），當(dāng)外部磁場旋轉(zhuǎn)時，其磁力線才能切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，并因而在導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感生電流；感生電流進而受到電磁力的作用，轉(zhuǎn)子才能旋轉(zhuǎn)。正是因為兩者轉(zhuǎn)速有差異才能工作，所以這種電機

3、稱為“異步”電機?！?-1三相異步電動機的工作原理異步（鼠籠）電動機工作原理：圖給出了三相異步電動機工作原理的示意圖，其中N-S是一對磁極，在兩個磁極中間裝有一個能夠轉(zhuǎn)動的圓柱形鐵心，在鐵心外圍槽內(nèi)嵌放導(dǎo)體，導(dǎo)體兩端各用一圓環(huán)把它們連在一起形成鼠龍狀。如使磁極以n1的速度順時針旋轉(zhuǎn)，形成一個旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體就會切割磁力線而感應(yīng)電動勢e。用右手定則可以判定，在轉(zhuǎn)子上半部導(dǎo)體中，感應(yīng)電動勢的方向由里向外，用⊙表示；在轉(zhuǎn)子下半部導(dǎo)體中，感應(yīng)電動勢的方向則由外向里，用⊕表示。在感應(yīng)電動勢作用下，導(dǎo)體中就有電流流過，若不計電動勢與電流間的相位差，則電流與電動勢同方向。載流導(dǎo)體在磁場中將受到電磁

4、力作用，由左手定則可以判定電磁力f所形成的電磁轉(zhuǎn)矩T，該轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子以n的速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的方向與磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同，這就是異步電動機的基本工作原理。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1稱為同步速度。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向與磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致，如果n=n1，則磁場轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，它們之間就不存在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生電流和形成電磁轉(zhuǎn)矩。所以，感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能等于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1。異步電動機由此得名實際三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場，是在三相對稱的定子繞組中，通入三相對稱的交流電后，自動形成一個旋轉(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)速為。旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線被轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子導(dǎo)

5、體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有電流流過。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向旋轉(zhuǎn)，且某時刻為：上為北極N下為南極S，如圖所示。根據(jù)右手定則，在上半部轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電動勢和電流方向由里向外，用⊙表示；在下半部則由外向里，用⊕表示。流過電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力作用，力F的方向可用左手定則確定，如圖所示。電磁力作用于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上，對轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按照旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)速為n。三相電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n始終不會加速到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。因為只有這樣，轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場之間才會有相對運動而切割磁力線，轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體中才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按照旋轉(zhuǎn)磁

6、場的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由此可見n1≠n且n

7、機、兩相異步電機、三相異步電機。繞線式異步電機、鼠龍式異步電機。交流電動機，交流發(fā)電機同步電機、異步（感應(yīng)）電機2基本結(jié)構(gòu)異步電機的主要結(jié)構(gòu)部件鼠籠轉(zhuǎn)子同其它電機一樣，異步電機的靜止部分叫定子，旋轉(zhuǎn)部分叫轉(zhuǎn)子。在定子上嵌有對稱的三相繞組(空間互差1200電角，繞組匝數(shù)、截面等均相同)。它的轉(zhuǎn)子多采用籠型繞組?；\型繞組是由安放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的裸導(dǎo)條和兩端的端環(huán)連接而成，見圖6-1(a)。繞組的材料有銅和鋁兩種，見圖6-1(b)、(c)。1）定子磁