異步電機(jī)課件.ppt

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1、第四章異步電機(jī)（一）Chapter3InductionMachine(1)實(shí)現(xiàn)交流電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的裝置被稱為交流電機(jī)。交流電機(jī)有兩大類：異步電機(jī)和同步電機(jī)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與交流電源頻率之間存在嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，異步電機(jī)則不然。異步電動(dòng)機(jī)定子接上交流電源后，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，依靠電磁感應(yīng)作用，使轉(zhuǎn)子繞組感生電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。第0節(jié)序言一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與運(yùn)行狀態(tài)第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生在直流電機(jī)中，采用的是電樞旋轉(zhuǎn)，磁極固定的工作模式,通過換向器和電刷共

2、同作用將電樞繞組的交變電流轉(zhuǎn)換為直流。若交換磁極與電樞的位置，采用磁極旋轉(zhuǎn)，電樞固定的模式。則可以在電樞繞組中感應(yīng)出交流電動(dòng)勢(shì)。因此，在交流電機(jī)中首先要解決旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)問題。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——一種極性和大小不變，并且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。當(dāng)三相對(duì)稱繞組接上三相對(duì)稱電源，就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相對(duì)稱繞組：A-X、B-Y、C-Z三個(gè)線圈在空間上彼此互隔120°分布在定子鐵心內(nèi)圓的圓周上，構(gòu)成了對(duì)稱三相繞組。B相從A相后移120°、C相從B相后移120°、A相從C相后移120°n0為同步轉(zhuǎn)速（r/min）；p為極對(duì)數(shù)；f1為交

3、流電源的頻率（Hz）。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速考慮一對(duì)極和兩對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的關(guān)系?？偨Y(jié)出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速和電源頻率、極對(duì)數(shù)的關(guān)系為：2、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)圓柱形的轉(zhuǎn)子鐵心上，嵌有均勻分布的導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端分別用銅環(huán)將它們連接成一個(gè)整體。三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心上嵌有三相對(duì)稱繞組，接通三相對(duì)稱電源后，在定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)產(chǎn)生了以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條被這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割，在導(dǎo)條內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而形成感應(yīng)電流。三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩并

4、形成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)條內(nèi)產(chǎn)生的感生電流，磁場(chǎng)又對(duì)導(dǎo)條產(chǎn)生電磁力。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。Flash：三相異步電機(jī)工作原理3、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與運(yùn)行狀態(tài)異步電動(dòng)機(jī)的工作原理決定了它的轉(zhuǎn)速一般低于同步轉(zhuǎn)速。如果異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)條之間不再有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而不可能在導(dǎo)條內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，也不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載。轉(zhuǎn)差n0-n的存在是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的必要條件。我們將轉(zhuǎn)差表示為同步轉(zhuǎn)速的百分值，稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示?！睫D(zhuǎn)速——轉(zhuǎn)子異步轉(zhuǎn)速Flash:三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

5、[例4-1]有一臺(tái)50Hz的三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，空載轉(zhuǎn)差率為0.267%，額定轉(zhuǎn)速為求該電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)速以及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。（3）額定轉(zhuǎn)差率解：(1)同步轉(zhuǎn)速的計(jì)算考慮本題的額定轉(zhuǎn)速判斷極對(duì)數(shù)（2）空載轉(zhuǎn)速二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)電機(jī)范疇，因此它也具有定子、轉(zhuǎn)子、氣隙結(jié)構(gòu)。1、定子異步動(dòng)機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和基座三部分組成。定子沖片定子線圈鐵心和機(jī)座2、轉(zhuǎn)子異步動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。1）籠型繞組銅條籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子2）繞線型繞組

6、繞線轉(zhuǎn)子照片3、氣隙異步電機(jī)中的氣隙是很小的，中小型異步電機(jī)一般為0.2－2mm。氣隙大：磁阻大，所需勵(lì)磁電流較大，勵(lì)磁電流為無功電流，氣隙增大將使電機(jī)的功率因數(shù)變差。但可以減小諧波磁場(chǎng)，減小附加損耗，改善啟動(dòng)性能。氣隙過小：導(dǎo)致電機(jī)裝配困難。第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定功率——電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率,單位kW額定電壓——在額定運(yùn)行狀態(tài)下，電網(wǎng)加在定子繞組的線電壓。額定電流——電動(dòng)機(jī)在額定電壓下使用，輸出額定功率時(shí)，定子繞組中的線電流。額定頻率——我國(guó)的電網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz額定轉(zhuǎn)速——電

7、動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率及額定功率下的轉(zhuǎn)速，單位r/min此外，銘牌上還標(biāo)明繞組的相數(shù)與接法（星形還是三角形）、絕緣等級(jí)及允許溫升等。對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，還標(biāo)明轉(zhuǎn)子的額定電動(dòng)勢(shì)及額定電流。第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組一、交流繞組的一些基本知識(shí)和基本量1、電角度與機(jī)械角度電機(jī)圓周在幾何上分成360°，這個(gè)角度稱為機(jī)械角度。若磁場(chǎng)在空間按正弦波分布，則經(jīng)過N、S一對(duì)磁極恰好相當(dāng)于正弦曲線的一個(gè)周期。因此，一對(duì)磁極所占有的空間是360°電角度。一個(gè)具有p對(duì)磁極電機(jī)，電機(jī)圓周按電角度計(jì)算就為p×360°，而機(jī)械

8、角度總是360°。電角度=p×機(jī)械角度線圈——組成交流繞組的單元是線圈。線圈是由一匝或多匝串聯(lián)而成，它有兩個(gè)引出線，一個(gè)稱為首端，另一個(gè)稱為末端。節(jié)距——一個(gè)線圈的兩個(gè)邊所跨定子圓周上的距離稱為節(jié)距，用y1表示，一般用槽數(shù)計(jì)算。節(jié)距應(yīng)該接近極距τ?！嗬@組，——短距繞組，——長(zhǎng)距繞組槽距角α——相鄰槽之間的電角度稱為槽距角。若Q1為定子槽數(shù)，p為極對(duì)數(shù)，則槽距角（電角度）每極每相槽數(shù)q——每一極每相繞組所占槽