第3章交流异步电动机（课件）- 《电机与电气控制技术》同步教学（人邮版·2010）

第3章 交流异步电动机 第3章 交流异步电动机 第3章 交流异步电动机 3.1 三相异步电动机的结构、工作原理及分类 3.2 三相异步电动机的运行特性 3.3 三相异步电动机的控制 3.4 单相异步电动机 3.5 电动机的选择 本 章 小 结 3.1 三相异步电动机的结构、工作原理及分类 3.1.1 三相异步电动机的结构 3.1.2 三相异步电动机的工作原理 3.1.3 三相异步电动机的分类 3.1.4 三相异步电动机的铭牌数据 3.1.1 三相异步电动机的结构 三相异步电动机主要由定子和转子两个基本部分组成。 1．定子 三相异步电动机的定子由机座、铁心和定子绕组组成。 机座仅起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁制造而成。 定子铁心是电动机的磁路部分，由0.5mm的硅钢片冲片叠压而成，用以嵌放定子绕组。 定子绕组是电动机的电路部分，由三相对称绕组组成，相差120°电角度，按一定规则连接，有6个出线端，即U1-U2、V1-V2、W1-W2接到机座的接线盒中，定子绕组接成星形或三角形。 2．转子 转子是异步电动机的旋转部分，由转轴、转子铁心和转子绕组三部分组成，其作用是输出机械转矩。 根据构造的不同，转子绕组分为绕线式和笼型两种。 图（a）所示为铜条笼型绕组，图（b）所示为铸铝的笼型转子。 绕线式转子绕组也是一个三相绕组，一般接成星形，三根引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相连。 3．其他附件 （1）端盖由铸铁或铝铸造而成，起支撑转子的作用。 （4）风扇用铝材或塑料制成，起冷却作用。 （3）轴承端盖保护轴承，不使润滑油溢出。 （2）轴承连接转动与不动部分，一般采用滚动轴承。 3.1.2 三相异步电动机的工作原理 当交流电加至三相异步电动机的定子绕组后，即产生旋转磁场，此旋转磁场切割转子的导体，使导体内产生感应电流，此时旋转磁场和感应电流之间有电磁力产生，形成电磁转矩，使转子随旋转磁场的旋转方向旋转，这就是三相异步电动机的工作原理。 旋转磁场的旋转速度称为同步转速，用n0表示；电动机转子的旋转速度用n表示。 由于转子的旋转方向与旋转磁场方向一致，如果n=n0，转子与磁场之间就不存在电磁感应关系，也就不能产生电磁转矩，电动机也就无法转动，所以称为异步电动机。 1．旋转磁场 三相交流电通入三相对称绕组就能产生旋转磁场，旋转磁场的速度与电机的磁极数和电源频率都有关系，若交流电频率为f，磁极对数为p，则旋转磁场的转速为： 推广：空间不同相的多相对称绕组通入多相不同相的电流都会形成旋转磁场。 旋转磁场的旋转方向与三相电源的相序一致，由电流的超前相向滞后相旋转。改变电动机任意两相绕组所接的电源接线，旋转磁场即改变方向。 2．转差率 电动机总是以低于旋转磁场的转速转动，即n＜n0。异步电动机的同步转速n0与转子转速n之差，即n0–n称为转速差，转速差(n0–n)与n0之比称为异步电动机的转差率。 转差率用s表示： ×100% 转差率是异步电动机的一个重要参数。 电动机起动瞬间：n=0，s=1，转差率最大； 转子最大转速时：n≈n0，s≈0，转差率最小； 电动机运行之中：0＜n＜n0，s=1～9%； 显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。 练一练：三相异步电动机p=3，电源f1=50Hz，电动机额定转速nN=960r/min，求转差率s。 3.1.3 三相异步电动机的分类 三相异步电动机分为三相笼型异步电动机和三相绕线式异步电动机两种。 分类 内容 三相笼型异步电动机 三相绕线式异步电动机 定子结构 对称三相定子绕组 对称三相定子绕组 转子结构 铝浇注或铜条与端环铆接而成 绝缘铜线绕制成对称三相绕组 识别方法 没有集电环和电刷 有集电环和电刷 用途 用于小功率三相异步电动机 用于较大功率三相异步电动机 3.1.4 三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机的铭牌中标明了型号 、额定值 、绕组接线方式等。 铭牌额定数值计算： 练一练：某三相异步电动机，额定输出功率PN=100kW，额定电压UN=380V，额定电流IN=183.5A，功率因数cosΦN=0.9，额定转速nN=1 460r／min，求输入功率P1、效率η、额定输出转矩TN。 读一读：读一读图中所示电动机的铭牌数据。 3.2 三相异步电动机的运行特性 3.2.1 三相