交流异步电动机的工作原理课件.ppt

1、第十三讲第十三讲主要内容：主要内容：1.1.交流异步电动机的工作原理交流异步电动机的工作原理2.2.三相异步电动机的特性和额定值三相异步电动机的特性和额定值9.3 异步电动机异步电动机概述概述9.3.1 三相异步电动机的结构和工作原理9.3.2 三相异步电动机的特性和额定值9.3.3 三相异步电动机的使用9.3 异步电动机异步电动机概述概述电电 动动 机机 直直 流流 电动机电动机异步交流异步交流 电动机电动机绕绕线线式式鼠鼠笼笼式式并并励励他他励励 交交 流流 电动电动 机机同步交流同步交流电动机电动机串串励励复复励励9.3.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理1

2、.1.三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构2.三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机接上电源，就会转动。这是什么道理呢？电动机转动原理电动机转动原理电动机转动原理电动机转动原理NSIFF右手定则左手定则磁场顺时针旋转相当于线圈逆时针切割磁场实验说明旋转磁场产生的原理旋转磁场产生的原理 在实际的异步电动机中，转子之所以会转动也是由于旋转磁场的作用。但在异步电动机中，并没有旋转的永久磁铁，那么旋转磁场是如何产生的呢？120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIo0n规定规定 i:“+”首端流入，尾端流出。首

3、端流入，尾端流出。i:“”尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。AYCBZX()电流出电流出()电流入电流入CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ0 t 60t 90t 600动画动画AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：即：2.0t 60t 任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线(电路如图电路如图)CiAXCZBYAiBi0mICiBiAi tiNSNS0t 即：即：1pCiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNS旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列

4、有关与三相绕组的排列有关U2n1 t=0U1U1U2NSSNW1W1W2W2V1V1V2V2n1 t=60U1U1U2U2W1W1W2W2V1V1V2V2NSSNn1=r/min 60 f pW1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1V1iAiBiC0iAiBiC6000t30同步转速同步转速 n1同步转速同步转速n1极对数极对数 p2341300030001500150010001000750750(r/min)n1=r/min 60 f p 4、转子转速转子转速 n 转子转速转子转速 n 与同步转速与同步转速 n1 之差是保证电动机之差是保证电动机工作的必要条件，故称为异步电动机。工作的

5、必要条件，故称为异步电动机。n1 同步转速n 转子转速 起动瞬间：n=0 ，s=1理想情况：n=n1，s=0一般情况：s=（15%）转差率公式：转差率公式：s=n1 nn1 记住记住 s s 是是很重要的公式很重要的公式9.3.2 三相异步电动机的特性和额定值三相异步电动机的特性和额定值 1.1.异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩电磁转矩电磁转矩：T=G mI2cos 2T=Gs R2U12R22+(sX20)2定子通入三定子通入三相电流产生相电流产生旋转磁场旋转磁场转子绕组切转子绕组切割磁力线，割磁力线，产生感应电产生感应电动势动势E闭合导线闭合导线产生电流产生电流 i2载流导体载流导

6、体在磁场中在磁场中受力受力 fU1 定子绕组相电压定子绕组相电压X20 转子静止时的感抗转子静止时的感抗 s 转差率转差率R2 转子绕组电阻转子绕组电阻cos 2转子电路功率因数I2转子电流m磁场磁通2.2.异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性T=Gs R2U12R22+(sX20)20sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn1额定转矩额定转矩 TN NTN=T2+T0TN T2P2=T2P2T2=P22n/60P2n=9550TN=9550P2NnN0sTTmaxTNSNSmTmaxTst0TnnNTNn1P2:kwnN:r/minT:Nm：角速度：角速度 最大转矩最大转矩

7、TmaxSm=R2X20 Tmax=GU122X20TmaxTst0TnnNTNn1smS=0S=1T=Gs R2U12R22+(sX20)20TnSmTmaxUUUU U USmTmaxR2R2R2 R2 R2 R20Tn当当 R2=常数常数 时，改变电时，改变电源电压源电压 u1，Sm 不变，不变，Tmax 改变改变当当 u1=常数常数 时，改变转时，改变转子电阻子电阻R2，Tmax不变，不变，Sm 改变改变U12Sm=R2X20 Tmax=G2X20Ts=G R2U12 R22+X202 起动转矩起动转矩TsT=Gs R2U12R22+(sX20)2TmaxTs0TnnNTNn1smS=

8、0S=13 3、异步电动机的工作特性异步电动机的工作特性nI I1 1T2PN2Ioocos1n1P2 异步电动机的工作特性是指当外加电源电压U1和频率f1一定时,电动机的转速n、输出转矩T2、定子电流定子I1、电路功率因数cos1和效率对电动机输出的机械功率P2的关系。4.4.异步电动机的额定值异步电动机的额定值三相异步电动机型号工作方式连续功率3千瓦接法电压绝缘等级电流温升转速1440转/分重量45公斤频率50赫兹JO2-32-4/YE65oC220/380伏11.2/6.48安电机厂年 月 铭牌铭牌:标明电动机的各项额定运行条件与数据。标明电动机的各项额定运行条件与数据。三相交流异步电动

9、机的技术数据三相交流异步电动机的技术数据型号型号 JOJO2 2-32-4-32-4磁极数磁极数(极对数极对数 p=2)=2)同步转速同步转速 1500 1500 转转/分分n1=（转/分）60 f1p转差率转差率0.04 150014401500s转速转速如：如：1440 1440 转转/分分 接法：指三相定子绕组的联接方式接法：指三相定子绕组的联接方式 Y/Y/接法：接法：Y Y 接法接法 U1V1W1W2U2V2U1W1U2V2W2V1U1V1W1W2U2V2 接法接法U1V1W1W2U2V2W1U2V2W2U1V1U1V1W1W2U2V2220V/380V/Y 额定电压：额定电压：额定

10、运行时定子绕组应加的线电压。额定运行时定子绕组应加的线电压。线线电电压压U1V1W1W2U2V2线线电电压压U1V1W1W2U2V2意味着定子绕组承受的额定电压为意味着定子绕组承受的额定电压为220V220V。一般规定电动机的电压不能高于或低于一般规定电动机的电压不能高于或低于额定值的额定值的5 5。额定电流：额定电流：电机在额定运行时定子绕组的线电流。电机在额定运行时定子绕组的线电流。11.2/6.48A /Y电机的效率：电机的效率：12PPh 额定功率：额定功率：电机在额定运行时，轴输出的机械功率电机在额定运行时，轴输出的机械功率 P2 。鼠笼电机额定运鼠笼电机额定运行时的效率约为行时的效

11、率约为 75759292。输入功率输入功率(P1 )=)=输出功率输出功率(P2 )电机其它损耗电机其它损耗9.3.3 9.3.3 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用1.1.异步电动机的起动异步电动机的起动 起动电流起动电流 IS中小型笼型电机起动电流为额定电流的中小型笼型电机起动电流为额定电流的5-75-7倍。倍。起动时起动时 n=0 原因：原因：转子导条切割磁力线速度很快转子中感应电动势和转子电流很大大电流使电网电压降低 影响其他负载工作电机过热定子电流增大频繁起动时造成热量积累 返回 起动方法起动方法 利用刀闸开关直接将电机接到电源上，适于二利用刀闸开关直接将电机接到电源上，适于二

12、三十千瓦以下的小电机。三十千瓦以下的小电机。Y Y 起动起动：适于工作时定子绕组为适于工作时定子绕组为 接法的电机。接法的电机。直接起动直接起动 降压起动降压起动 自耦减压起动自耦减压起动：适于容量较大或工作时定子绕组为适于容量较大或工作时定子绕组为 Y Y接法的电机。接法的电机。返回 Y降压起动电流分析起动电流分析UZl33IPIlZUIIlPYlY3 Y 接起动时，定子绕组的线接起动时，定子绕组的线电流是电流是接起动的三分之一。接起动的三分之一。IlYIl=13U1V1W1W2U2V2起动起动IIPYlY运行运行U1V1W1W2U2V2IPI1返回直接起动直接起动()：T st Ul 2

13、Y Y 降压起动起动转距转距分析分析 TYSt=13T St降压起动适合于空载或轻载的场合。降压起动适合于空载或轻载的场合。返回降压起动降压起动(Y)(Y)：TYst（Ul3)22.2.异步电动机的调速异步电动机的调速三相异步电动机的转速公式：三相异步电动机的转速公式：三相异步电动机的调速方法：三相异步电动机的调速方法：n=(1 s)n1=(1 s)p60 f1 改变极对数改变极对数 p 改变电流频率改变电流频率 f1 改变转差率改变转差率 s返回U1U2V2V1U1U2V1V2U1U1U2U2V1V1V2V2 改变极对数改变极对数 返回变频调速变频调速f1=50 Hz整流器逆变器M3+f 可变可变返回转子滑环Rst定子变转差率调速变转差率调速电刷线绕型电动机作业:9.3.2，9.3.3，9.3.5