第五章 三相异步电动机的基础知识（2）（课件）- 《变压器与电动机》同步教学（劳保版）

一、三相异步电动机的工作原理 §5—4　三相异步电动机的工作原理 1.旋转磁场的产生 三相异步电动机的定子绕组通入对称三相交流电流后,产生旋转磁场必须具备以下两个条件： (1)三相定子绕组必须对称,即每相定子绕组在定子铁心空间上互差120°电角度。 (2)通入三相对称绕组的三相交流电流也必须对称,即iU、iV、iW 三相电流大小和频率相同、相位互差120°。 第五章 三相异步电动机的基础知识 定子绕组的分布 三相对称绕组的电流波形 第五章 三相异步电动机的基础知识 对称三相交流电流产生旋转磁场的过程是:假设三相异步电动机定子绕组接成星形连接,定子绕组的首端接三相对称电源,每相定子绕组分别通入对称三相交流电流iU、iV、iW ,其参考方向由首端流到尾端。 各相电流的表达式如下: 第五章 三相异步电动机的基础知识 交流电流在一个周期内五个瞬间所产生的合成磁场的情况 第五章 三相异步电动机的基础知识 常见的同步转速 产生旋转磁场的必要条件：对称三相定子绕组中通入对称三相交流电流。 磁极对数P 1对 2对 3对 4对 5对 旋转磁场转速n1 3000r/min 1500 r/min 1000 r/min 750 r/min 600 r/min n1 ——三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速 f ——定子电流频率 p ——磁极对数 1）同步转速 1 产生4极旋转磁场时 定子绕组的分布 第五章 三相异步电动机的基础知识 2）旋转磁场的方向。 三相异步电动机旋转磁场的旋转方向取决于三相定子绕组中流入的三相交流电流的相序,改变三相交流电流的相序,旋转磁场的旋转方向随之改变。 旋转磁场转向的改变 第五章 三相异步电动机的基础知识 6 2．三相异步电动机的工作原理 感应电动势e 的方向 电磁力F 的方向 三相异步电动机的转动原理 第五章 三相异步电动机的基础知识 二、转差率 　　异步电动机的转差率s——旋转磁场转速n1与转子转速n之差与同步转速n1之比。即： （1)三相异步电动机启动瞬间,n=0、s=1,转子绕组切割磁力线的相对速度最大,所以产生的感应电动势和感应电流最大,反映在定子绕组上,三相异步电动机的启动电流就很大,一般可达4~7倍的额定电流。 第五章 三相异步电动机的基础知识 8 （2）三相异步电动机空载运行时,三相异步电动机的转速很高,接近同步转速,即n≈n1，这时候，s很小，一般在0.005左右,转子感生电动势、电流也较小；反映在定子绕组上，电动机的空载电流也较小，一般在0.3~0.5倍额定电流。 （3）三相异步电动机在额定状态下运行，电动机转速为额定转速nN，对应的转差率为额定转差率sN。sN一般为0.01~0.07，通常为0.05左右。 转差率s是三相异步电动机的一个重要参数，在正常运行状态下，0<s≤1。 第五章 三相异步电动机的基础知识 三、三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 1.三相异步电动机的电磁转矩T 电磁转矩T 是旋转磁场与转子电流相互作用而产生的。 电磁转矩T 计算公式为： 第五章 三相异步电动机的基础知识 2.三相异步电动机的机械特性 机械特性可分为两部分，其中a 点到c 点之间的曲线段为电动机稳定运行区，c 点到d 点之间的曲线段为电动机不稳定运行区。c 点为电动机稳定运行区和不稳定运行区的临界点，也是出现最大电磁转矩的点。 三相异步电动机 的机械特性 第五章 三相异步电动机的基础知识 （1）机械特性曲线上的a 点 三相异步电动机 的机械特性 （2）机械特性曲线上的b 点 机械特性曲线上a 点是三相异步电动机理想的空载运行状态。 机械特性曲线上的b 点出现在稳定运行区，是三相异步电动机稳定工作点。 第五章 三相异步电动机的基础知识 三相异步电动机 的机械特性 （3）机械特性曲线上的c 点 机械特性曲线上的c 点为三相异步电动机稳定运行区和不稳定运行区的临界点,也是出现最大电磁转矩Tm的点,该点转速对应的转差率Sm称为临界转差率。 一般三相异步电动机的λ 为1.8~2.5；特殊用途电动机的过载能力较大，λ 可达3.4。 第五章 三相异步电动机的基础知识 三相异步电动机 的机械特性 （4）机械特性曲线上的d 点 机械特性曲线上d 点是(Tst，0)点，该点出现在三相异步电动机接通电源启动瞬间，由于机械惯性，电动机转子的转速为零，产生的电磁转矩为启动转矩Tst。 Y系列三相异步电动机的启动转矩倍数Km一般为1.7~2.2，特殊电动机的启动转矩倍数Km可达2.6~3.1。 第五章 三相异步电动机的基础知识 （5）关于三相异步电动机机械特性的两个结论 降低电源电压时机械特性曲线 1）当三相异步电动机的参数和交流电源频率一定时,三相异步电动机的电磁转矩(包括最大电磁转矩和启动转矩)与电源电压有效值的平方成正比。 第五章 三相异步电动机的基础知识 增大转子电阻时机械特性 2）加大转子电路的电阻可以增大三相异步电动机的启动转矩和临界转差率,但对最大电磁转矩没有影响。 绕线式异步电动机可以在转子回路中串联电阻来增加启动转矩。 第五章 三相异步电动机的基础知识 §5—5　三相异步电动机的铭牌和型号 第五章 三相异步电动机的基础知识 一、 型号 Y180M—4 第五章 三相异步电动机的基础知识 二、额定值 第五章 三相异步电动机的基础知识 第五章 三相异步电动机的基础知识 三、其他 1.工作方式 2.接法 接法是指电动机在额定电压下,三相定子绕组应采用的连接方法。 第五章 三相异步电动机的基础知识 21 3.绝缘等级 绝缘等级指电动机定子绕组所用的绝缘材料允许极限温度的等级。有A、E、B、F、H、C六级。 4.防护等级 防护等级表示三相电动机外壳的防护等级,其中IP是防护等级标志符号,其后面的两位数字分别表示电动机防固体和防水能力。数字越大,防护能力越强。 第五章 三相异步电动机的基础知识 $$