异步电机的基本结构和基本原理.pptx

19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 1一、定子一、定子8-1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造铁心：由内周有槽铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。A-XA-XB-YB-YC-ZC-Z三相绕组三相绕组机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 2三相异步电动机结构图三相异步电动机结构图 接线盒接线盒 铸铝转子铸铝转子 铸铁铸铁端盖和机座端盖和机座 定子定子 端部端部 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 3三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造三相绕线型异步电动机的结构三相绕线型异步电动机的结构19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 4交流绕组交流绕组三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 5三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 6定子绕组定子绕组三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 7定子绕组和铁心定子绕组和铁心三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 8定子线圈定子线圈19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 9转子转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。二、转子二、转子笼型转子笼型转子铁心：铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。(1)笼型转子笼型转子(2)绕线型转子绕线型转子同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。笼型笼型绕线型绕线型三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造铁芯槽内放铜条，端部用短铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体，或铸铝形成路环形成一体，或铸铝形成转子绕组。转子绕组。19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 10笼型转子笼型转子三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造铸铝式笼型转子铸铝式笼型转子19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 11绕线型异步电动机的转子绕线型异步电动机的转子三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 12三相绕线型异步电动机示意图三相绕线型异步电动机示意图三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造ABCabc定子定子转子转子集电环集电环19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 13绕线转子照片三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 14绕线型转子绕线型转子线圈铁心三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 15笼型电动机与绕线型电动机的比较：笼型电动机与绕线型电动机的比较：笼型：笼型：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能通过转子串结构简单、价格低廉、工作可靠；不能通过转子串电阻人为改变电动机的机械特性。电阻人为改变电动机的机械特性。绕线型：绕线型：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。阻可人为改变电动机的机械特性。三、气隙三、气隙和其他电机一样，异步电动机的定转子之间必须有一和其他电机一样，异步电动机的定转子之间必须有一个气隙。异步电动机的气隙很小，一般为个气隙。异步电动机的气隙很小，一般为0.2-2mm。三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 16 三相异步电动机的外形三相异步电动机的外形三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 17 三相异步电动机的外形三相异步电动机的外形三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 18UN 400 V 690 V fN 50/60 Hz PN 200 kW 2 300 kW 2p 2 8 交流低压笼型异步电动机交流低压笼型异步电动机三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 19一、电动机的运行状态一、电动机的运行状态AXYCBZ定子三相绕组通定子三相绕组通入三相交流电入三相交流电方向方向:顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体右手定则右手定则感应电动势感应电动势 E2旋转磁场旋转磁场感应电流感应电流 I2旋转磁场旋转磁场左手定则左手定则电磁力电磁力FF电磁转矩电磁转矩TnFn18-2 三相异步电动机的基本作用原理三相异步电动机的基本作用原理1.异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 202.转差率转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为磁场的同步转速之比称为转差率。转差率。由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场不可能达到与旋转磁场的转速相等，即的转速相等，即异步电动机异步电动机如果如果:n=n1无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切 割转子导条割转子导条无转矩无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。三相异步电动机的基本作用原理三相异步电动机的基本作用原理nn1，使，使s变为负值。变为负值。此时感应电势此时感应电势e2则因磁场切割转子导体则因磁场切割转子导体的方向与电动机状态相反而改变了方向，转子电流的方向与电动机状态相反而改变了方向，转子电流i2也改变了方向，随之电磁转矩也改变了方向，随之电磁转矩TM也改变，对原动也改变，对原动机起制动作用，机起制动作用，转子从原动机吸收机械功率，电机转子从原动机吸收机械功率，电机处于发电机运行状态。处于发电机运行状态。如果用原动机将异步电动机的转子加速，则转子的如果用原动机将异步电动机的转子加速，则转子的转速可高于同步转速转速可高于同步转速n1。在理论上可使转子的转速达到无穷大，因此异步发在理论上可使转子的转速达到无穷大，因此异步发电机的运行区域在电机的运行区域在s3kW采用采用连接连接电机容量电机容量3kW采用采用Y连接连接三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 303.电压电压例如：例如：380/220V、Y/是指线电压为是指线电压为 380V 时采时采用用 Y联结联结；线电压为；线电压为 220V 时采用时采用 联结联结。说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低低于额定值的于额定值的 5%。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高过高 或过低都会使电动机的电流大于额定值或过低都会使电动机的电流大于额定值,从而使从而使电动机过热。电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 314.电流电流例如：例如：Y/6.73 /11.64 A 表示星形表示星形联结联结下下电机的线电流为电机的线电流为 6.73A；三角形；三角形联结联结下线电流为下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为。两种接法下相电流均为 6.73A。5.功率与效率功率与效率 电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。线电流值。额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率，它不等于从电源吸取的电功率 P1。P1N=3 UNIN cos N PN=NP1N=3 UNIN cos N N6.功率因数功率因数三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。额定负载时，功率因数最高。三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 32如：如：n N=1440 转转/分分 sN=0.048.绝缘等级绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105C)，H级最高级最高(180C)。7.额定转速额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。额定转差率额定转差率三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 33 例例:Y180M2 型三相异步电动机，型三相异步电动机，PN=22kW，UN=380 V，IN=42.2 A，接法，接法，cos N=0.89，fN=50 Hz，nN=2940 r/min。求额定运行时的：。求额定运行时的：(1)转差率；转差率；(2)定子绕组的相电流；定子绕组的相电流；(3)输入有功输入有功功率；功率；(4)效率。效率。解：解：(1)由型号知由型号知 2p=2，即即 p=1，因此因此 n1=3000 r/min，故，故sN=n1nN n1=30002940 3000=0.02(2)由于由于定子三相绕组为三角形联结，故相电流为定子三相绕组为三角形联结，故相电流为 I1p=IN 3三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值42.2 3=A =24.4 A19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 34(3)输入有功功率输入有功功率P1N=3 UNIN N =1.73238042.20.89 W =24719.2 W =24.72 kW(4)效率效率 N=100%PNP1N=100%=89%2224.72三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值19 四月 2024山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 35本章结束本章结束