第2章三相异步电动机（课件）-《电机与电气控制技术》同步教学（高教版）

第二章 三相异步电动机 内容提要 　　本章先讲述三相异步电动机的工作原理、基本结构、主要系列，然后对三相定子绕组作了简介，并对三相异步电动机的运行特点、功率及转矩平衡、机械特性、运行性能等进行讨论，最后重点介绍了三相异步电动机的起动、调速、制动的原理及方法与应用。 　　 第一节 电机简介 三相异步电动机与其他电机相比较，具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等一系列优点；还具有较高的运行效率和较好的工作特性，能满足各行各业大多数生产机械的传动要求。异步电动机还便于派生成各种专用特殊要求的形式，以适应不同生产条件的需要。特别是随着电力电子技术的飞速发展，三相异步电动机的变频调速技术已被广泛采用，使原先困搅三相异步电动机调速困难的问题已不复存在，因此三相异步电动机成为目前使用最广泛的电动机。 第二节 三相异步电动机的工作原理 一、旋转磁场 　　三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。 　　如图2-3所示，在定子铁心上均匀分布三相定子绕组U1U2、V1V2、W1W2，在空间彼此相隔120°电角度，接成Y形。三相绕组的首端U1、V1、W1接在三相对称电源上，有三相对称电流通过三相绕组。 旋转磁场（续1） 　　设电源的相序为U, V, W。三相交流电波形如图2-4波形图所示。三相交流电产生的磁场也表示在图2-4中。由图可见将在定子、转子与气隙中产生一个沿定子内圆旋转的磁场，该磁场称为旋转磁场。 旋转磁场（续2） (1) 旋转磁场的方向 通过分析可知该旋转磁场的旋转方向与通入的三相交流电的相序U→V→W的方向一致。 (2) 旋转磁场的旋转速度 理论分析及实践证明，旋转磁场的转速可用下式表示 旋转原理 1 二、三相异步电动机的旋转原理 　　图2-7为三相异步电动机转动原理示意图。 　　三相交流电通入定子绕组后，便形成了一个旋转磁场，其转速 。旋转磁场的磁感线被转子导体切割，根据电磁感应原理，转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的，则转子导体有电流流过。设旋转磁场按顺时针方向旋转，且某时刻上为北极N下为南极S，如图2-7所示。根据右手定则，上半部转子导体的电动势和电流方向由里向外，用⊙表示；下半部则由外向里，用⊕表示。通电导体在磁场内将受力的作用，由左手定则可知，该力将使转子顺时针旋转。 旋转原理 ２ 转差率s 　　旋转磁场转速n1与转子转速n之差与同步转速n1之比称为异步电动机的转差率s，即 \ 　　转差率是异步电动机的一个基本参数，对分析和计算异步电动机的运行状态及其机械特性有着重要的意义。当异步电动机处于电动状态运行时，电磁转矩 和转速n同向。转子尚未转动时，n=0, 　　 ；当　　　时， 　　　 ，可知异步电动机处于电动状态时，转差率的变化范围总在0和1之间，即0＜s＜1。一般情况下，额定运行时s=1%～6%。 第三节　 三相异步电动机的结构 　　三相异步电动机按外壳防护方式的不同常用的有防护型、封闭型两大类。 　　三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件，如图2-11所示。 一、定子部分 1 　　定子指电动机中静止不动的部用，其作用是用来产生旋转磁场。 定子 外壳 定子铁心 三相异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分，由0.3mm～0.35mm厚表面有绝缘层的薄硅钢片叠压而成 定子绕组 定子绕组是三相异步电动机的电路部分，电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场 机座 端盖 二、转子部分 1 转子 转子铁心 转子绕组 (1) 笼形绕组 (2)绕线转子绕组 三、电动机铭牌 　　电动机铭牌标出电动机的型号及主要技术参数，供正确使用电动机用。 　　1.额定功率 电动机在额定狀态运行时，轴上输出的机械功率。 　　2.额定电流 电动机在额定狀态运行时，定子电路的输入线电流。 　　3.额定电压 电动机在额定狀态运行时，定子电路所加的线电压。 　　4.额定转速 电动机在额定狀态运行时的转速。 　　5.接法 电动机定子三相绕组与交流电源的连接方法，分星形接法和三角形接法两种。 　　6.绝缘等级 电动机所用绝缘材料的等级 。 第四节　三相异步电动机定子绕组简介 　　三相定子绕组是三相异步电动机最主要的组成部分。它由许多嵌放在三相定子铁心槽中的线圈按一定规律分