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第七章第七章 交流电动机交流电动机 后一页后一页 1.了解三相交流异步电动机的基本结构和工作了解三相交流异步电动机的基本结构和工作 原理。原理。2.理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法起动和反转的基本方法,了解调速和制动方了解调速和制动方 法。法。3.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。本章要求：本章要求：返回返回 电动机的分类电动机的分类 电动机电动机 交流电动机交流电动机 直流电动机：直流电动机：鼠笼式鼠笼式 绕线式绕线式 异步机异步机 同步机同步机 他励、并励、串励、复励他励、并励、串励、复励 鼠笼式异步交流电动机授课内容：鼠笼式异步交流电动机授课内容：基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、机械特性、控制方法机械特性、控制方法 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 1.异步电动机的基本结构。鼠笼式和绕线式异步异步电动机的基本结构。鼠笼式和绕线式异步 电动机在结构上有何不同？电动机在结构上有何不同？2.异步电动机的转动原理，定子绕组异步电动机的转动原理，定子绕组Y、接法。接法。3.旋转磁场的转向与通入定子绕组的电流相序之旋转磁场的转向与通入定子绕组的电流相序之 间的关系。改变旋转磁场转向的方法？间的关系。改变旋转磁场转向的方法？4.旋转磁场的转速旋转磁场的转速 n1与磁极对数与磁极对数 p 的关系？的关系？5.转子的转向与旋转磁场转向的关系？转子的转向与旋转磁场转向的关系？6.转子的转速转子的转速 n与旋转磁场的转速与旋转磁场的转速 n1 的关系？的关系？7.什么是转差率？表达式如何写？什么是转差率？表达式如何写？返回返回 前一页前一页 后一页后一页 问题解答问题解答 1.异步电动机的基本结构。鼠笼式和绕线式异步异步电动机的基本结构。鼠笼式和绕线式异步 电动机在结构上有何不同？电动机在结构上有何不同？转子结构不同转子结构不同 2.异步电动机的转动原理，定子绕组异步电动机的转动原理，定子绕组Y、接法。接法。3.旋转磁场的转向与通入定子绕组的电流相序之旋转磁场的转向与通入定子绕组的电流相序之 间的关系。改变转子转向的方法？间的关系。改变转子转向的方法？动磁生电、磁电生力动磁生电、磁电生力 A B C Z X Y A B C Z X Y 调换两根电源进线调换两根电源进线 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 4.旋转磁场的转速旋转磁场的转速 n1与磁极对数与磁极对数 p 的关系？的关系？5.转子的转向与旋转磁场转向的关系？转子的转向与旋转磁场转向的关系？6.转子的转速转子的转速 n与旋转磁场的转速与旋转磁场的转速 n1 的关系？的关系？60 1pfn 相同相同 n n1 称异步电动机称异步电动机%10011nnns异步电机运行中异步电机运行中:)%(61s7.什么是转差率？表达式如何写？什么是转差率？表达式如何写？返回返回 前一页前一页 后一页后一页 第一节第一节 三相交流异步电动机的三相交流异步电动机的构造构造和和工作原理工作原理 一、三相异步机的构造一、三相异步机的构造 Y B Z X A C 转子转子 定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座 1.定子：定子：铁芯：由内周有槽的硅铁芯：由内周有槽的硅 钢片迭成。钢片迭成。A-X 相相 B-Y 相相 C-Z 相相 三相绕组三相绕组 三相定子绕组：三相定子绕组：产生旋转磁场。产生旋转磁场。返回返回 前一页前一页 后一页后一页 定子三相绕组接线方式：定子三相绕组接线方式：A B C X Y Z 接线盒接线盒 A B C Z X Y 首尾端不能接反首尾端不能接反 接法：接法：A Z B Y X C Y 接法：接法：Z A B C X Y A B C Z X Y 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 鼠笼转子鼠笼转子 Y B Z X A C 转子转子 铁芯：由外周有槽的硅铁芯：由外周有槽的硅 钢片迭成。钢片迭成。鼠笼式转子：鼠笼式转子：铁芯槽内放铜条，或铸铁芯槽内放铜条，或铸铝而形成，端部用短路铝而形成，端部用短路环形成一体。环形成一体。绕线式转子：绕线式转子：同定子绕组，也是三相的，接成星形。同定子绕组，也是三相的，接成星形。2.转子转子 绕线式绕线式 鼠笼式鼠笼式 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 鼠笼电机与饶线式电机的的比较：鼠笼电机与饶线式电机的的比较：转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势 或电流。或电流。鼠笼式：鼠笼式：结构简单、价格低廉，但不能人为改变电结构简单、价格低廉，但不能人为改变电 机的特性。机的特性。饶线式：饶线式：加起动电阻等，价格贵，但可人为改变电加起动电阻等，价格贵，但可人为改变电 动机的特性。动机的特性。返回返回 前一页前一页 后一页后一页 二、三相异步电动机的二、三相异步电动机的,旋转磁场旋转磁场 120120tIitIitIimCmBmAsinsinsin1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生 定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电(星形联接星形联接)iCiAiBimItBiA X B Y C Z AiCi返回返回 前一页前一页 后一页后一页 iCiAiBimItA Y C B Z 0nX()电流入电流入()电流出电流出 1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生 规定规定:未端流出未端流出,首端流入首端流入:i首端流出首端流出,尾端流入尾端流入:i返回返回 前一页前一页 后一页后一页 三相电流合成磁场三相电流合成磁场 的分布情况的分布情况:iCiAiBimI0t A X Y C B Z 60t A X Y C B Z 60600 NSSN合成磁场方向向下合成磁场方向向下 合成磁场旋转了合成磁场旋转了600 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 240t 0n120t0n同理分析可得其同理分析可得其 它电流角度下的它电流角度下的 磁场方向：磁场方向：iA X Y C B Z A NSX B Z A Y C NSCiAimI1200 2400 Bi合成磁场旋转了合成磁场旋转了2400 合成磁场旋转了合成磁场旋转了1200 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 iCiAiBimIt分析可知：分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场，三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场，即：即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序 2.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向:0n0n任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。ciBiAiimIt返回返回 前一页前一页 后一页后一页 3.旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P BiA X B Y C Z AiCi当三相定子绕组按图示当三相定子绕组按图示 排列时，产生一对磁极排列时，产生一对磁极 的旋转磁场，的旋转磁场，A X Y C B Z NSCiAiBimIti1p即：即：返回返回 前一页前一页 后一页后一页 C Y A B C X Y Z A X B Z AiBiCiX AA X B Y BYC Z CZ将定子每相绕组有两个线圈串联将定子每相绕组有两个线圈串联（如图）（如图），绕组的始端之间互差绕组的始端之间互差600，将形成，将形成两对磁极的旋两对磁极的旋转磁场转磁场。返回返回 前一页前一页 后一页后一页 极对数极对数 2pC Y A B C X Y Z A X B Z AiCiBiCiAiBimIti旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关 AXX ANSZCZCBYBYNS返回返回 前一页前一页 后一页后一页 4.旋转旋转磁场的转速磁场的转速（同步转速）（同步转速）分）分）转转/(6011fn 工频：工频：HZf501分）分）转转/(30001nCiAiBimIti 旋转磁场的转速取决于磁场的极对数旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 P=1时时:A X Y C B Z NSA X Y C B Z NSA X Y C B Z NS返回返回 前一页前一页 后一页后一页 XNSASNZBX AYCZBCY0t分）分）转转/(150026011fn60t AAZXXCZCSNSN30P=2时时:CiAiBimIti返回返回 前一页前一页 后一页后一页 5.旋转磁场转速旋转磁场转速n1与极对数与极对数p的关系的关系 分）分）转转/(6011pfn 2p180分）转/(50011p360分）转/(0003极对数极对数 每个电流周期每个电流周期 磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度 同步转速同步转速)50(Hzf 3p120分）转/(00014p分）分）转转/(75090旋转磁场转速旋转磁场转速n1与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。可见可见:返回返回 前一页前一页 后一页后一页 三、三相异步电动机的工作原理三、三相异步电动机的工作原理 1.转动原理转动原理 A X Y C B Z NS定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电 分）分）转转/(6011pfn 方向方向:顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体 Blv右手定则右手定则 感应电动势感应电动势 E20 感应电流感应电流I2 旋转磁场旋转磁场 旋转磁场旋转磁场 Bli左手定则左手定则 电磁力电磁力F F F 电磁转矩电磁转矩T n n 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 电动机转速和旋转磁场旋转磁场转速的关系电动机转速和旋转磁场旋转磁场转速的关系 电动机转速电动机转速:n 如果如果:0nn 无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流 电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步电动机异步电动机 0nn转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动 无转距无转距 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 s 2.转差率转差率 ：%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中:)%(61s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速 之差。即：之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 ,0sn（转差率最大）（转差率最大）返回返回 前一页前一页 后一页后一页 电磁转矩电磁转矩 T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转距之总和。受到电磁力所形成的转距之总和。22 cosIKTmT常数，与电机常数，与电机 结构有关结构有关 旋转磁场旋转磁场 每极磁通每极磁通 转子电流转子电流 转子电路的转子电路的 2cos第二节第二节 三相异步电动机的电磁转矩三相异步电动机的电磁转矩 ilBF 22cos I,T 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 变压器：变压器：变化变化 e，U1 E1=4.44 f N1 m E2=4.44 f N2 m 异步机：异步机：旋转磁场切割导体旋转磁场切割导体 e，U1 E1=4.44 kw1 f 1N1 E2=4.44 kw2 f 2N2 E1、E2 频率相同，均等于电源频率。频率相同，均等于电源频率。11 444Nf.Um 每极磁通每极磁通 1111444Nfk.Uw 1U一、旋转磁场的磁通一、旋转磁场的磁通 返回返回 前一页前一页 后一页后一页 定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化，不同而变化，旋转磁场切割定子导体和转子导旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同。体的速度不同。定子感应电势频率定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率转子感应电势频率 f 2 U1 E1=4.44 kw1 f 1N1 E2=4.44 kw2 f 2N2 1.转子感应电势频率转子感应电势频率 f 2 感应电势的频率与磁场和导体间的相