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第十二章电动机412

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1、12.3 三相异步电动机第12章 变压器与电动机2 212.3 三相异步电动机三相异步电动机电动机的分类:电动机的分类:3 312.3.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构转子转子定子绕组定子绕组定子铁心定子铁心轴承轴承转轴转轴风扇风扇机座机座http:/ 41. 定子定子定子是电动机的固定部分。主要由定子铁心、定子是电动机的固定部分。主要由定子铁心、定子绕组和机座等组成。定子绕组和机座等组成。定子铁心定子铁心定子绕组定子绕组5 52. 转子转子转子是电动机的旋转部分。由转子铁心、转子转子是电动机的旋转部分。由转子铁心、转子绕组、风扇及转轴等组成。绕组、风扇及转轴等组成。 转子绕组根据

2、结构不同分转子绕组根据结构不同分为为鼠笼式鼠笼式和和绕线式绕线式两种。两种。6 6鼠笼式转子与绕线式转子的比较鼠笼式转子与绕线式转子的比较转子电阻不能改变转子电阻不能改变转子电阻可以改变转子电阻可以改变7 71. 旋转磁场旋转磁场 旋转磁场的产生旋转磁场的产生三相对称电流通入三相绕组产生三相对称电流通入三相绕组产生的合成磁场是一旋转的磁场。的合成磁场是一旋转的磁场。BiAXBYCZAiCitiAiB0iCAXYCBZ12.3.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理8 8AXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0 t 60t 60 90t SNSNtiAiB0iC两极磁场,两极磁场

3、,极对数极对数p=1电流变化一周期,合成电流变化一周期,合成磁场在空间旋转磁场在空间旋转3609 9AAXYCBZAAXYCBZ0t 60t NSNSBiAXBYCZAiCiAXYCBZNSAXYCBZSNCiAXBYCZAiBi1010旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相序。旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相序。结论:结论: 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。旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数pBiAXBYCZAiCiAXYCBZNSp=11111CYABCXYZAXBZAiBiCi若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联 ,绕组的始

4、端之,绕组的始端之间互差间互差60,将形成两对磁极的旋转磁场。,将形成两对磁极的旋转磁场。AX XNSZ CZBYB Y A C SNp=21212 旋转磁场的转速旋转磁场的转速分分)转转 /( 6010fn 工频:工频:Hz501 f分)分)转转/( 30000 np=1时时AXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNStiAiB0iC1313X NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2时时0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNStiAiB0iC分)分)转转/( 150026010 fn1414)(r/min 600pfn f电源频率电源频率p极对数极对数我

5、国的电源频率我国的电源频率f为为5050Hz p123456n0300015001000750600500异步电动机旋转磁场的转速又称为同步转异步电动机旋转磁场的转速又称为同步转速,用速,用n0表示。表示。 15152. 转子转动原理转子转动原理)(r/min 600pfn 1616由分析可知,由分析可知,电动机转子转动方向与旋转磁场的方电动机转子转动方向与旋转磁场的方向一致向一致,但转子转速,但转子转速 n 不可能与旋转磁场的转速不可能与旋转磁场的转速n0相等,即相等,即0nn 如果如果:0nn 1717%s)91( %10000 nnns转差率转差率s1818例例 一台三相异步电动机,其额

6、定转速一台三相异步电动机,其额定转速 n= =975 r/min,电源频率电源频率 f= =50 Hz。试求电动机的极对数和额定负。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。载下的转差率。解:解:根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知:速的关系可知:n0=1000 r/min , 额定转差率为额定转差率为2.5%100%10009751000%10000 nnns191912.3.3 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性三相异步电动机的电磁转矩与机械特性i1-+e1+u1- +-e2+-u2i2N1N21.三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电

7、路分析AXYCBZNSn0n三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。2020i1-+e1+u1- +-e2+-u2i2N1N2 变化变化 eE1 、E2 频率相同,都等频率相同,都等于电源频率。于电源频率。11m 44.4NfU E1= 4.44 f N1 mE2= 4.44 f N2 m2121AXYCBZNSn0ni1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2R1R22222旋转磁场每极磁通旋转磁场每极磁通 U1 E1= 4.44K1 f 1N1 111144.4NfKU 1U (1)定子电路)定子电路i1u1e1e 1+f1R12323(2)转子电路)转子

8、电路e2e 2i2+f2R22E2I+R2X2f224242E2I+R2X2 当电机启动时,转速当电机启动时,转速 n = 0,s=1, 转子感应电势频率转子感应电势频率 f 20=f 1 旋转磁场在转子上产生的感应电动势旋转磁场在转子上产生的感应电动势f2E20= 4.44 K2 f 1N2 为常数为常数转子漏感抗转子漏感抗X20= 2 f1L 2为常数为常数202022220EIRX22022220cosRRX25252E2I+R2X2 当电机正常运行时,当电机正常运行时,旋转磁场与转子导体间的切旋转磁场与转子导体间的切割速度为割速度为 n0-n,f2 转子感应电势频率转子感应电势频率00

9、0212006060nnnnn pfpfs fns旋转磁场在转子上产生的感应电动势旋转磁场在转子上产生的感应电动势E2= 4.44K2 f 2N2 = 4.44K2s f 1N2 = sE20 转子漏感抗转子漏感抗222201222= Xff LssLX启动时最高启动时最高启动时最大启动时最大启动时最大启动时最大2626222222EIRX2022220()EsRXs222222222220cos ()RRRXRXs2E2I+R2X2启动时最大启动时最大启动时最小启动时最小2727变化曲线变化曲线随随、sI cos22 I2cos 2s1I2,2cos 0sN正常运行时,转子电流正常运行时,转

10、子电流I2很小。很小。启动时,启动时,转子电流转子电流I2最大。最大。问题问题:三相异步电动机接通电源后,如果转轴受阻,:三相异步电动机接通电源后,如果转轴受阻,长久不能启动,对电动机有何影响?为什么?长久不能启动,对电动机有何影响?为什么?282822Tcos IKT 2.异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩转子转子中各载流导体在旋转磁场的作用下中各载流导体在旋转磁场的作用下, ,受到电磁受到电磁力所形成的转矩之总和。力所形成的转矩之总和。常数,与电常数,与电机结构有关机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功率因数功率因数2929220222202

11、202222202220)()()(sXRRsEksXRRsXRsEKTTT 111144. 4NfKU E20= 4.44 K2 f 1N2 21220222)(UsXRsRKT 1f当当 一定时,一定时,1U 12020UEE 303021220222)(UsXRsRKT 1. T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。U 1 T 21U2. 当电源电压当电源电压 U1 一定时,一定时,T 是是 s 的函数。的函数。3. R2 的大小对的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻R2 ,从而改变转距。,从而

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