3.3三相异步电动机的工作原理(课件）-《电机与电气控制技术》同步教学（西北工业大学出版社）

三相异步电动机 项目3 目 录 任务一 三相异步电动机的铭牌与分类 任务二 三相异步电动机的结构 任务三 三相异步电动机的工作原理 任务三 三相异步电动机的工作原理 任务目标 [知识目标] (1) 了解三相异步电动机的旋转磁场的产生。 (2)掌握三相异步电动机的转动原理。 (3)掌握三相异步电动机的转差率及调速。(4) 掌握三相异步电动机的反转的实现。 [能力目标] (1) 能够正确认知三相异步电动机的旋转磁场的产生。 (2) 能够说出三相异步电动的转动原理、转差率及调速大致过程。 (3) 能够让三相异步电动机反转。 [素质目标] (1) 在学习过程中,培养小组合作探究问题的习惯，增强学生的合作意识,养成严谨求实的学习态度。 (2)培养分析能力，提高逻辑思辨能力。 任务三 三相异步电动机的工作原理 任务布置 本任务学习三相异步电动机旋转磁场的产生、转动原理、转差率、调速和反转的实现。 任务三 三相异步电动机的工作原理 知识准备 一、三相异步电动机旋转磁场的产生 1.电流的磁效应 电流的磁效应即任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场,通过右手定则可以判断通电螺线圈和通电直导线周围形成的磁场的方向。从图3-8中可以看出,通电螺线圈可以等效为一个条形磁铁。 任务三 三相异步电动机的工作原理 电流的磁效应与三相交流异步电动机的工作有很大关系。三相交流电有一个非常明显的特征就是其每两相的相位角都相差120°(即矢量和为0),而当三相异步电动机工作时,定子的绕组中会被通入三相交流电。 知识准备 任务三 三相异步电动机的工作原理 点击下面图标，学习三相异步电动机的工作原理。 知识准备 2.旋转磁场的产生 根据电流的磁效应可以知道,通电之后定子绕组周围会形成磁场,又由于三相交流电是连续、周期性变化的,所以定子内部就会形成一个变化的磁场。 当相位角α=60°的时候,U相电压为正,V相电压为负,W 相电压为0,根据右手定则,得到如图3-9所示的合成磁场。 任务三 三相异步电动机的工作原理 知识准备 当相位角α=120°的时候,U相电压为正,V相电压为0,W 相电压为负,根据右手定则,可以得到如图3-10所示的合成磁场。对比α=60°的时候,合成磁场方向沿顺时针旋转了60°。 任务三 三相异步电动机的工作原理 知识准备 通过上面的分析可以得出,当相位角在α=0°~360°变化时,合成磁场的方向也进行了相应的旋转,即在三相异步电动机通入三相交流电之后,其定子内部就形成了一个旋转的磁场(可以理解为,定子内部有一个条形磁铁在快速转动) 任务三 三相异步电动机的工作原理 知识准备 二、三相异步电动机的转动原理 1.电磁感应现象 奥斯特发现了电流的磁效应,另一位物理学家特斯拉则根据这个发现进行了逆向思维,既然电能生磁,那么磁应该也能生电。经过长达10年的研究,特斯拉终于发现,当闭合电路的一部分导体做切割磁力线运动时(本质是磁通量Φ=BS发生了改变),在导体上就会产生电流,这种现象称为电磁感应现象,产生的电流称为感应电流。 2.电动机的工作原理 三相交流电产生旋转磁场,转子导体切割旋转磁场,使转子导体内产生感应电流,感应电流在旋转磁场的作用下产生电磁力,并形成电磁转矩,使转子随旋转磁场的旋转方向而旋转,这就是三相异步电动机的工作原理。此工作原理可以总结为电生磁—磁生电—电磁生转矩。 任务三 三相异步电动机的工作原理 知识准备 三、三相异步电动机的转差率、调速与反转 1.转差率、调速 旋转磁场的旋转速度称为电动机的同步转速,用n0 表示;电动机转子的旋转速度用n表示,而且n <n0,因此称为异步电动机。n与n0 存在以下关系: 任务三 三相异步电动机的工作原理 式中,n0为同步转速,r/min;n为转子转速,r/min;f为电源频率,在我国为50Hz; p为磁极对数;s为转差率,在额定工况下,s=1%~7%。 知识准备 任务三 三相异步电动机的工作原理 根据公式(3-5)很容易得出常见的不同磁极数的电动机的同步转速,如表3-6所示。 知识准备 2.反转 三相异步电动机的旋转方向与旋转磁场的旋转方向一致,而旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相序。因此,如果要改变电动机的旋转方向,必须改变三相交流电的相序。使三相异步电动机发生反转的方法是任意调换电源的两根进线,如图3-11所示。 因此,只要用两个交流接触器就能满足这一要求。当正转接触器 KM1 工作时,电动机正转;当反转接触器 KM2 工作时,电动机反转。如果两个接触器同时工作,那么将有两根电源线通过它们的主触点,会造成电源短路。 任务三 三相异步电动机的工作原理 任务实施 任务三 三相异步电动机的工作原理 一、准备工作 学生准备好答题练习本、笔、计算器等学习工具。 二