第4章+異步電機(jī)1

1、2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作1第第4章章 異步電機(jī)異步電機(jī) 4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 4.2 三相交流電機(jī)的繞組三相交流電機(jī)的繞組 4.3 交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)第第4章章 異步電機(jī)異步電機(jī) 4.1 三相三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 4.2 三相交流電機(jī)的繞組三相交流電機(jī)的繞組4.3 交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)交流繞組的磁動(dòng)勢(shì) 4.4 三相交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)三相交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 4.5 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路的等效電路 4.6 三相異步電機(jī)

2、的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩 4.4 三相交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)三相交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 4.5 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路的等效電路4.6 三相異步電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩 4.7 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性和參數(shù)測(cè)定的工作特性和參數(shù)測(cè)定 4.8 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 4.7 三相三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性和參數(shù)測(cè)定異步電動(dòng)機(jī)的工作特性和參數(shù)測(cè)定 4.8 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作2本章基本要求本章基本要求2. 熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)的計(jì)算。熟練掌握三相異

3、步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)的計(jì)算。1. 了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，基了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，基本作用原理。本作用原理。3. 掌握交流繞組的概念和繞組展開圖的畫法，特別掌握交流繞組的概念和繞組展開圖的畫法，特別是單層繞組。是單層繞組。4. 掌握交流電勢(shì)的計(jì)算、繞組系數(shù)的計(jì)算。掌握交流電勢(shì)的計(jì)算、繞組系數(shù)的計(jì)算。5. 掌握單相繞組和三相繞組磁勢(shì)的特點(diǎn)。掌握單相繞組和三相繞組磁勢(shì)的特點(diǎn)。6. 掌握異步電機(jī)的等效電路、基本方程式、相量圖。掌握異步電機(jī)的等效電路、基本方程式、相量圖。7. 熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的能量傳遞、功率流程圖熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的能量傳遞、功率流程圖和電磁

4、轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。掌握電磁功率計(jì)算常用的公式。和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。掌握電磁功率計(jì)算常用的公式。8. 了解異步電動(dòng)機(jī)的工作特性和參數(shù)測(cè)定。了解異步電動(dòng)機(jī)的工作特性和參數(shù)測(cè)定。9. 了解單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和分類。了解單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和分類。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作3概述概述交流電機(jī)主要分異步電機(jī)和同步電機(jī)兩大類。交流電機(jī)主要分異步電機(jī)和同步電機(jī)兩大類。差別：同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所接電源頻率之間存在著差別：同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所接電源頻率之間存在著嚴(yán)格不變的關(guān)系；而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速雖然與電源頻嚴(yán)格不變的關(guān)系；而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速雖然與電源頻率有關(guān)，但總不等于

5、同步轉(zhuǎn)速，故稱為異步電機(jī)。率有關(guān)，但總不等于同步轉(zhuǎn)速，故稱為異步電機(jī)。用途：同步電機(jī)主要用作發(fā)電機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)主要用途：同步電機(jī)主要用作發(fā)電機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，有時(shí)也用作發(fā)電機(jī)但性能較差。用作電動(dòng)機(jī)，有時(shí)也用作發(fā)電機(jī)但性能較差。同步電機(jī)和異步電機(jī)雖然勵(lì)磁方式和運(yùn)行特性有很同步電機(jī)和異步電機(jī)雖然勵(lì)磁方式和運(yùn)行特性有很大區(qū)別，但電機(jī)內(nèi)部發(fā)生的電磁現(xiàn)象和機(jī)電能量轉(zhuǎn)大區(qū)別，但電機(jī)內(nèi)部發(fā)生的電磁現(xiàn)象和機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的原理卻基本上是相同的。換的原理卻基本上是相同的。在本章中在本章中首先討論交首先討論交流電機(jī)的共同理論，然后討論異步電機(jī)。流電機(jī)的共同理論，然后討論異步電機(jī)。2022年5月26日星期四

6、山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作4一、定子一、定子4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理的基本結(jié)構(gòu)與工作原理鐵心：由內(nèi)周有槽鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。的硅鋼片疊成。三相繞組三相繞組機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵4.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作5三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 接線盒接線盒 鑄鋁轉(zhuǎn)子鑄鋁轉(zhuǎn)子 鑄鐵鑄鐵端蓋和機(jī)座端蓋和機(jī)座 定子定子 端部端部 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研

7、室weipeiyu 制作6三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作7三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作8定子繞組和鐵心定子繞組和鐵心三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作9轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。二、轉(zhuǎn)子二、轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子鐵心：鐵心：由外周有槽

8、的硅鋼片疊成。由外周有槽的硅鋼片疊成。 (1)籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子(2) 繞線型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形?；\型籠型繞線型繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體，或鑄鋁短路環(huán)形成一體，或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。形成轉(zhuǎn)子繞組。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作10籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造鑄鋁式籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁式籠型轉(zhuǎn)子2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作11繞線型異步

9、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作12三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)示意圖三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)示意圖三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造ABCabc定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子集電環(huán)集電環(huán)2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作13繞線轉(zhuǎn)子照片三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作14繞線型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子線圈鐵心三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電

10、工電子教研室weipeiyu 制作15籠型電動(dòng)機(jī)與繞線型電動(dòng)機(jī)的比較：籠型電動(dòng)機(jī)與繞線型電動(dòng)機(jī)的比較：籠型：籠型：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能通過(guò)轉(zhuǎn)子串結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能通過(guò)轉(zhuǎn)子串電阻人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。電阻人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。繞線型：繞線型：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。三、氣隙三、氣隙和其他電機(jī)一樣，異步電動(dòng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子之間必須有一和其他電機(jī)一樣，異步電動(dòng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子之間必須有一個(gè)氣隙。異步電動(dòng)機(jī)的氣隙很小，一般為個(gè)氣隙。異步電動(dòng)機(jī)的氣隙很小，

11、一般為0.2-2mm。三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作16 三相異步電動(dòng)機(jī)的外形三相異步電動(dòng)機(jī)的外形三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作17 三相異步電動(dòng)機(jī)的外形三相異步電動(dòng)機(jī)的外形三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作18UN 400 V 690 V fN 50 / 60 Hz PN 200 kW 2 300 kW 2p 2 8 交流低壓籠型異步電動(dòng)機(jī)交流低壓

12、籠型異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作19AmBmCmsinsin120sin120iItiItiIt 定子三相繞組通入三定子三相繞組通入三相交流電相交流電(星形聯(lián)接星形聯(lián)接)Bi A X B YCZAiCi一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生CiAiBiitmIo4.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本作用原理三相異步電動(dòng)機(jī)的基本作用原理2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作20AYCBZX規(guī)定規(guī)定 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端

13、流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 ()電流出電流出( )電流入電流入旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生n1CiAiBiitmIo2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作21AXYCBZAXYCBZAXYCBZNS三相電流合成磁三相電流合成磁場(chǎng)場(chǎng) 的分布情況的分布情況0 t 60t 合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)601n60 90t 合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90600SNSNCiAiBiitmIo旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作22AAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的

14、合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)即：即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)3602. .旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：結(jié)論： 任意調(diào)換兩根任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。場(chǎng)反轉(zhuǎn)。0t任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線Bi A XBYCZAiCi取決于三相電流的相序取決于三相電流的相序CiBiAi0mIi tomINSAXZBCY 90t SN旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作230t 3. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)

15、數(shù)p當(dāng)三相定子繞組按圖示當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：CiBiAioimI tAXYCBZNSBi A X B YCZAiCip=1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作24若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián) ，繞組的始端之，繞組的始端之間互差間互差60，將形成，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C2A1B1C1B2AiBiCiX2X1A2Y1Y2Z1Z2A1X1Y1B1Z2C1Z1A2B2X2C2Y2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生202

16、2年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作25極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) p=2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)BiCiAiimIt OC2A1B1C1B2AiBiCiX2X1A2Y1Y2Z1Z2A1X1Y1B1Z2C1Z1A2B2X2C2Y2NSNS旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作264. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工頻：工頻：Hz501 f 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)時(shí)NSABZXCYNSABZXCYNSABZXCYn

17、1=60f1(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分)n1=3000(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分)BiCiAiimIt O旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作270t 60tp=2時(shí)時(shí)2i3i1iit mI011601500 (/2fn 轉(zhuǎn) 分）A1X1Y1B1Z2C1Z1A2B2X2C2Y2NSNSA1X1Y1B1Z2C1Z1A2B2X2C2Y230NSNSn1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作28旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1與與極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) p 的關(guān)系的關(guān)系1160 (/)fnp轉(zhuǎn) 分旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)

18、磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1與頻率與頻率f1和極對(duì)數(shù)和極對(duì)數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。2p分）轉(zhuǎn)/( 50013p分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 750極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速Hz)50(1 f1p分）轉(zhuǎn)/( 000336018012090旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作29（一）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行（一）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)狀態(tài)AXYCBZ定子三相繞組通定子三相繞組通入三相交流電入三相交流電1160 (/fnp轉(zhuǎn) 分）方向方向:順時(shí)針順時(shí)針 切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體Blv右手定則右手定則感應(yīng)電動(dòng)

19、勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Bli左手定則左手定則電磁力電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩TnvFNSn1二、二、 三相異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)三相異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)1. 異步電動(dòng)機(jī)的工作原理異步電動(dòng)機(jī)的工作原理2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作302. 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的

20、方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)如果如果: n=n1無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切 割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無(wú)轉(zhuǎn)矩?zé)o轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。三相異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)三相異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)nn1，使，使s變?yōu)樨?fù)值。變?yōu)樨?fù)值。此時(shí)感應(yīng)電勢(shì)此時(shí)感應(yīng)電勢(shì)e2則因磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體則因磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相反而改變了方向，轉(zhuǎn)子電流的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相反而改變了

21、方向，轉(zhuǎn)子電流i2也改變了方向，隨之電磁也改變了方向，隨之電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩Te也也改變，對(duì)原動(dòng)改變，對(duì)原動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用，機(jī)起制動(dòng)作用，轉(zhuǎn)子從原動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械功率，電機(jī)轉(zhuǎn)子從原動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械功率，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。如果用原動(dòng)機(jī)將異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子加速，則轉(zhuǎn)子的如果用原動(dòng)機(jī)將異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子加速，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可高于同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速可高于同步轉(zhuǎn)速n1。在理論上可使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到無(wú)窮大，因此異步發(fā)在理論上可使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到無(wú)窮大，因此異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行區(qū)域在電機(jī)的運(yùn)行區(qū)域在s3kW采用連接采用連接電機(jī)容量電機(jī)容量3kW采用采用Y連接連接三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值2022年5

22、月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作403. 電壓電壓例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時(shí)采時(shí)采用用 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)；線電壓為；線電壓為 220V 時(shí)采用時(shí)采用 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)。說(shuō)明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或說(shuō)明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低低于額定值的于額定值的 5% 。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過(guò)高過(guò)高 或過(guò)低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值或過(guò)低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值, 從而從而使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。

23、電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作414. 電流電流例如：例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示表示星形星形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下，下，電機(jī)電機(jī)的線電流為的線電流為 6.73A；三角形三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下，線下，線電流為電流為 11.64A。兩種接法下相電流均為。兩種接法下相電流均為 6.73A。5. 功率與效率功率與效率 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。線電流值。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸

24、上輸出的機(jī)械功率率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1。P1N = 3 UNIN cos N PN = NP1N = 3 UNIN cos N N6. 功率因數(shù)功率因數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為為 0.7 0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作421NN1 nnsn如：如： n N =1440

25、 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分 sN = 0.048. 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為為A、E、B、F、H五級(jí)，五級(jí)，A級(jí)最低級(jí)最低(105C)，H級(jí)最高級(jí)最高(180C)。7. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作43 例例: Y180M2 型三相異步電動(dòng)機(jī)，型三相異步電動(dòng)機(jī)，PN =22kW，UN = 380 V，IN = 42.2 A， 接法，

26、接法， cos N = 0.89，fN = 50 Hz，nN = 2940 r/min。求額定運(yùn)行時(shí)的：。求額定運(yùn)行時(shí)的：(1) 轉(zhuǎn)差率；轉(zhuǎn)差率；(2) 定子繞組的相電流；定子繞組的相電流； (3) 輸入有功輸入有功功率；功率； (4) 效率。效率。解：解：(1) 由型號(hào)知由型號(hào)知 2p = 2，即即 p = 1，因此因此 n1 = 3000 r/min，故，故sN = n1nN n1= 30002940 3000= 0.02 (2) 由于由于定子三相繞組為三角形聯(lián)結(jié)，故相電流為定子三相繞組為三角形聯(lián)結(jié)，故相電流為 I1p =IN 3三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值42.2 3=

27、A = 24.4 A2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作44(3) 輸入有功功率輸入有功功率P1N = 3 UNIN N = 1.73238042.20.89 W = 24719.2 W = 24.72 kW (4) 效率效率 N = 100% PNP1N= 100% = 89 % 2224.72三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作45 4.2 三相交流電機(jī)的繞組三相交流電機(jī)的繞組4.2.1 三相交流繞組的基本要求三相交流繞組的基本要求交流繞組雖然也可以做成閉合式的，但幾乎全

28、部采交流繞組雖然也可以做成閉合式的，但幾乎全部采用開啟式繞組。即各相繞組都有自己的始端和終端，用開啟式繞組。即各相繞組都有自己的始端和終端，并通過(guò)外接線接成星形或三角形。并通過(guò)外接線接成星形或三角形。 與直流電機(jī)一樣，交流電機(jī)繞組的功用也是感應(yīng)電與直流電機(jī)一樣，交流電機(jī)繞組的功用也是感應(yīng)電勢(shì)，流過(guò)電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以達(dá)到進(jìn)行機(jī)電能勢(shì)，流過(guò)電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以達(dá)到進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的目的。所以它是電機(jī)的重要部件。量轉(zhuǎn)換的目的。所以它是電機(jī)的重要部件。直流電機(jī)的電樞繞組必須是閉合繞組，即從電樞繞直流電機(jī)的電樞繞組必須是閉合繞組，即從電樞繞組中任意點(diǎn)出發(fā)順著繞向前進(jìn)，最后仍回到原來(lái)的組中任意點(diǎn)出發(fā)

29、順著繞向前進(jìn)，最后仍回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)；出發(fā)點(diǎn)；2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作46交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它是通過(guò)定子繞組異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它是通過(guò)定子繞組中通以交流電流來(lái)建立的。因此定子繞組必須保證中通以交流電流來(lái)建立的。因此定子繞組必須保證它通入三相交流電流以后，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一定的它通入三相交流電流以后，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一定的極數(shù)、大小、在空間的分布波形以及由該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極數(shù)、大小、在空間的分布波形以及由該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在繞組中感應(yīng)的電勢(shì)也是對(duì)稱的。在繞組中感應(yīng)的電勢(shì)也是對(duì)稱的。 1. 每相繞組的阻抗要求相

30、等，即每相繞組的匝數(shù)、每相繞組的阻抗要求相等，即每相繞組的匝數(shù)、形狀都是相同的。形狀都是相同的。2. 在一定數(shù)目的導(dǎo)體下，能獲得較大的電勢(shì)和磁勢(shì)。在一定數(shù)目的導(dǎo)體下，能獲得較大的電勢(shì)和磁勢(shì)。3. 電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形力求接近正弦波，為此要電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形力求接近正弦波，為此要求電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)中的諧波分量應(yīng)盡可能小。求電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)中的諧波分量應(yīng)盡可能小。4. 對(duì)基波而言，三相電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)必須對(duì)稱。對(duì)基波而言，三相電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)必須對(duì)稱。5. 用銅少，絕緣性能可靠，制造、維修方便。用銅少，絕緣性能可靠，制造、維修方便。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制

31、作47交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念4.2.2 交流交流繞組的分類繞組的分類交流電機(jī)的繞組按相數(shù)、槽內(nèi)層數(shù)、每極每相槽數(shù)交流電機(jī)的繞組按相數(shù)、槽內(nèi)層數(shù)、每極每相槽數(shù)可分類：可分類：1. 按相數(shù)分為單相、兩相、三相和多相繞組。按相數(shù)分為單相、兩相、三相和多相繞組。2. 按槽內(nèi)層數(shù)分為單層和雙層繞組；按槽內(nèi)層數(shù)分為單層和雙層繞組；雙層繞組又分為迭繞組和波繞組，單層繞組又分為雙層繞組又分為迭繞組和波繞組，單層繞組又分為等元件、交叉式、和同心式、鏈?zhǔn)嚼@組等。等元件、交叉式、和同心式、鏈?zhǔn)嚼@組等。單層繞組與雙層繞組相比，電氣性能稍差，但槽利單層繞組與雙層繞組相比，電氣性能稍差，但槽利用率高，制造工

32、時(shí)少，用率高，制造工時(shí)少， 因此小容量因此小容量(PN10kW) 的電的電動(dòng)機(jī)中動(dòng)機(jī)中，一般都采用單層繞組。一般都采用單層繞組。3. 按每極每相槽數(shù)是整數(shù)還是分?jǐn)?shù)，分為整數(shù)槽和按每極每相槽數(shù)是整數(shù)還是分?jǐn)?shù)，分為整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽繞組。分?jǐn)?shù)槽繞組。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作48交流繞組交流繞組三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作49定子繞組定子繞組三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作50定子線圈定子

33、線圈2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作51交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念4.2.3 關(guān)于交流繞組的一些基本量關(guān)于交流繞組的一些基本量除了除了極距極距，線圈節(jié)距，線圈節(jié)距y1等的意義等的意義和和直流電樞繞組是直流電樞繞組是一樣一樣外外，在交流繞組中，還需要知道：在交流繞組中，還需要知道：從電磁觀點(diǎn)來(lái)看，若電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)為從電磁觀點(diǎn)來(lái)看，若電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)為p，則經(jīng)過(guò)一，則經(jīng)過(guò)一對(duì)磁極，磁場(chǎng)變化一周，相當(dāng)于對(duì)磁極，磁場(chǎng)變化一周，相當(dāng)于360電角度。因此，電角度。因此，電動(dòng)機(jī)圓周按角度計(jì)算電動(dòng)機(jī)圓周按角度計(jì)算p360，即，即1. 電角度電角度電角度電角度=

34、p機(jī)械角度機(jī)械角度= p3602. 槽距角槽距角 電動(dòng)機(jī)圓周在幾何上分成電動(dòng)機(jī)圓周在幾何上分成360，這稱為機(jī)械角度。，這稱為機(jī)械角度。相鄰兩個(gè)槽之間的電角度稱為槽距角相鄰兩個(gè)槽之間的電角度稱為槽距角 。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作52交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念1360pQ因?yàn)槎ㄗ硬墼诙ㄗ觾?nèi)圓上是均勻分布的，所以若定因?yàn)槎ㄗ硬墼诙ㄗ觾?nèi)圓上是均勻分布的，所以若定子槽數(shù)子槽數(shù)為為Q1，電機(jī)極對(duì)數(shù)為電機(jī)極對(duì)數(shù)為p，則，則每一個(gè)極下每相所占有的槽數(shù)稱為每極每相槽數(shù)每一個(gè)極下每相所占有的槽數(shù)稱為每極每相槽數(shù)q，若繞組相數(shù)為若繞組相數(shù)為m，則，則3.

35、 每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q12Qqmp若若q為整數(shù)，稱為整數(shù)槽繞組。若為整數(shù)，稱為整數(shù)槽繞組。若q為分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)，稱為分稱為分?jǐn)?shù)槽繞組。數(shù)槽繞組。分?jǐn)?shù)槽繞組一般用在大型、低速分?jǐn)?shù)槽繞組一般用在大型、低速的水輪同步發(fā)電機(jī)的水輪同步發(fā)電機(jī)中。中。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作53交流繞組的基本概念交流繞組的基本概念4. 相帶相帶每相繞組在一對(duì)極下所連續(xù)占有的寬度（用電角度每相繞組在一對(duì)極下所連續(xù)占有的寬度（用電角度表示）稱為相帶。表示）稱為相帶。為了使繞組對(duì)稱為了使繞組對(duì)稱，一般每個(gè)磁極，一般每個(gè)磁極面下面下每相所占有的每相所占有的槽數(shù)槽數(shù)相等。相等。因

36、為每個(gè)磁極占有的電角度是因?yàn)槊總€(gè)磁極占有的電角度是180，對(duì)三相繞組而，對(duì)三相繞組而言，每相占有言，每相占有60的電角度，稱為的電角度，稱為60 相帶。相帶。由于三相繞組在空間彼此要相距由于三相繞組在空間彼此要相距120電角度，電角度，所以所以相帶的劃分相帶的劃分在一對(duì)磁極下在一對(duì)磁極下沿定子內(nèi)圓應(yīng)依次為沿定子內(nèi)圓應(yīng)依次為A、Z、B、X、C、Y。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作544.2.4 三相單層三相單層繞組繞組單層繞組，即指在一個(gè)槽中只放一層線圈。單層繞組，即指在一個(gè)槽中只放一層線圈。線圈的組成應(yīng)遵循電勢(shì)相加的原則，即在同極下的線圈的組成應(yīng)遵循電

37、勢(shì)相加的原則，即在同極下的導(dǎo)體不能組成線圈，只允許在異極下面屬于同一相導(dǎo)體不能組成線圈，只允許在異極下面屬于同一相的導(dǎo)體組成線圈，因在的導(dǎo)體組成線圈，因在同一極同一極下，電勢(shì)方向相同，下，電勢(shì)方向相同，若兩導(dǎo)體組成線圈，則線圈電勢(shì)為零或近似為零。若兩導(dǎo)體組成線圈，則線圈電勢(shì)為零或近似為零。繞組的排列原則：就是將屬于同一相的所有的導(dǎo)體繞組的排列原則：就是將屬于同一相的所有的導(dǎo)體用適當(dāng)?shù)胤绞铰?lián)接起來(lái)，組成一個(gè)相繞組。用適當(dāng)?shù)胤绞铰?lián)接起來(lái)，組成一個(gè)相繞組。單層繞組分等元件繞組、同心式、交叉式和鏈?zhǔn)嚼@單層繞組分等元件繞組、同心式、交叉式和鏈?zhǔn)嚼@組（屬于電氣等距繞組、但線圈節(jié)距短距）。組（屬于電氣等距繞

38、組、但線圈節(jié)距短距）。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作55三相單層繞組三相單層繞組單層和雙層繞組單層和雙層繞組2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作56三相單層繞組三相單層繞組一、等元件單層繞組一、等元件單層繞組這種繞組每個(gè)線圈的節(jié)距是相等的，下面用具體這種繞組每個(gè)線圈的節(jié)距是相等的，下面用具體例題說(shuō)明。例題說(shuō)明。已知已知：Q136，2p4，q3，試給出三相等元件，試給出三相等元件單層繞組展開圖。單層繞組展開圖。 由于由于q3 ，采用，采用60相帶，即每相帶包含有相帶，即每相帶包含有3個(gè)槽，個(gè)槽，相帶劃分如下：相帶劃

39、分如下： 相帶相帶 槽槽號(hào)號(hào)AZBXCY第一對(duì)極1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，18第二對(duì)極19，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，362022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作57三相單層繞組三相單層繞組聯(lián)成一個(gè)等元件的整距繞組，下圖是聯(lián)成一個(gè)等元件的整距繞組，下圖是三三相繞組展開圖相繞組展開圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

40、33 34 35 36ZABCXYA相繞組的連接順序?yàn)椋合嗬@組的連接順序?yàn)椋篈-1-10-2-11-3-12-19-28-20-29-21-30-X 2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作58三相單層繞組三相單層繞組1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36AX二、單層繞組的其它連接方式二、單層繞組的其它連接方式1. 交叉式繞組交叉式繞組A相繞組的連接順序?yàn)椋合嗬@組的連接順序?yàn)椋篈-2-10-3-11-1

41、9-12-20-28-21-29-1-30-X 2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作59三相單層繞組三相單層繞組1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36AZBCXYA相繞組的連接順序?yàn)椋合嗬@組的連接順序?yàn)椋篈-1-12-2-11-3-10-19-30-20-29-21-28-X 2. 同心式繞組同心式繞組2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作60三相單層繞組三相單層

42、繞組例已知例已知2p=4，q=2，Q1=24，若采用，若采用60相帶，則每相帶，則每相帶有兩個(gè)槽，相帶的劃分如下相帶有兩個(gè)槽，相帶的劃分如下: 相帶相帶 槽號(hào)槽號(hào)AZBXCY第一對(duì)極1，23，45，67，89，1011，12第二對(duì)極13，1415，1617，1819，2021，2223，24由于導(dǎo)體互相串聯(lián)，因此流經(jīng)每個(gè)導(dǎo)體的電流都是由于導(dǎo)體互相串聯(lián)，因此流經(jīng)每個(gè)導(dǎo)體的電流都是相等的，顯然，改變導(dǎo)體的聯(lián)接次序，將不會(huì)影響相等的，顯然，改變導(dǎo)體的聯(lián)接次序，將不會(huì)影響每相電勢(shì)的大小和電流的大小。每相電勢(shì)的大小和電流的大小。 由以上三種繞組展開圖可見(jiàn)：由以上三種繞組展開圖可見(jiàn)：所以，交叉式、同心式繞

43、組每相電勢(shì)的大小與等所以，交叉式、同心式繞組每相電勢(shì)的大小與等元件繞組相同。元件繞組相同。3. 鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作61三相單層繞組三相單層繞組聯(lián)成一個(gè)等元件的整距繞組，下圖是聯(lián)成一個(gè)等元件的整距繞組，下圖是三三相繞組展開圖相繞組展開圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 21 22 23 24ZABCXY如對(duì)上圖進(jìn)行改進(jìn)，聯(lián)成鏈?zhǔn)嚼@組。下圖為如對(duì)上圖進(jìn)行改進(jìn)，聯(lián)成鏈?zhǔn)嚼@組。下圖為A相繞相繞組展開圖組展開圖2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室w

44、eipeiyu 制作62三相單層繞組三相單層繞組1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 21 22 23 24AX改變接法后，為了維持導(dǎo)體中的電流方向不變，導(dǎo)體改變接法后，為了維持導(dǎo)體中的電流方向不變，導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)仍是相加而不是相減，則線圈間的聯(lián)接應(yīng)由電動(dòng)勢(shì)仍是相加而不是相減，則線圈間的聯(lián)接應(yīng)由上上圖的圖的“頭頭-尾尾”相聯(lián)接成相聯(lián)接成下下圖的圖的“尾尾-尾尾”相聯(lián)、相聯(lián)、“頭頭-頭頭”相聯(lián)。這種聯(lián)接方式的繞組稱為鏈?zhǔn)嚼@組。相聯(lián)。這種聯(lián)接方式的繞組稱為鏈?zhǔn)嚼@組。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制

45、作63三相單層繞組三相單層繞組比較以上等元件和鏈?zhǔn)嚼@組可見(jiàn)，比較以上等元件和鏈?zhǔn)嚼@組可見(jiàn)，雖然每相電勢(shì)、雖然每相電勢(shì)、電流大小、方向和產(chǎn)生磁勢(shì)的情況不變，但改變接電流大小、方向和產(chǎn)生磁勢(shì)的情況不變，但改變接法后，線圈的節(jié)距法后，線圈的節(jié)距y1由原來(lái)的整距（由原來(lái)的整距（y1=6）變?yōu)槎叹啵┳優(yōu)槎叹啵▂1=5），這樣使端部長(zhǎng)度減少，同時(shí)也減少了端接），這樣使端部長(zhǎng)度減少，同時(shí)也減少了端接部分的重迭情況，使端部分布更加合理。部分的重迭情況，使端部分布更加合理。q=2時(shí)的同時(shí)的同心式繞組心式繞組展開圖如展開圖如圖所示。圖所示。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作

46、64三相單層繞組三相單層繞組由交叉式、同心式和鏈?zhǔn)嚼@組等元件繞組比較：由交叉式、同心式和鏈?zhǔn)嚼@組等元件繞組比較：這幾種繞組只是改變了同一相中各線圈邊電勢(shì)相加這幾種繞組只是改變了同一相中各線圈邊電勢(shì)相加的先后次序，并不影響電勢(shì)的大小。同時(shí)每相都有的先后次序，并不影響電勢(shì)的大小。同時(shí)每相都有相等數(shù)目的不同節(jié)距的線圈（交叉式和同心式），相等數(shù)目的不同節(jié)距的線圈（交叉式和同心式），所以各相繞組的阻抗也相等，因此它們是對(duì)稱三相所以各相繞組的阻抗也相等，因此它們是對(duì)稱三相繞組。繞組。在前述等元件繞組中，在前述等元件繞組中，y1是整距繞組，而交叉是整距繞組，而交叉式和同心式繞組中各線圈的式和同心式繞組中各線

47、圈的y1不相等；在鏈?zhǔn)嚼@組不相等；在鏈?zhǔn)嚼@組中，中，y1，但每相電勢(shì)大小與整距線圈是一樣的。，但每相電勢(shì)大小與整距線圈是一樣的。所以當(dāng)所以當(dāng)q等于整數(shù)時(shí)，從電勢(shì)計(jì)算來(lái)看，單層交叉等于整數(shù)時(shí)，從電勢(shì)計(jì)算來(lái)看，單層交叉式、同心式、鏈?zhǔn)嚼@組仍屬于整距繞組。式、同心式、鏈?zhǔn)嚼@組仍屬于整距繞組。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作65三相單層繞組三相單層繞組三、單層繞組的應(yīng)用三、單層繞組的應(yīng)用同心式繞組主要用于同心式繞組主要用于10kW以下的兩極異步電機(jī)中，以下的兩極異步電機(jī)中，因?yàn)樵谶@種情況下，同心式繞組的平均端接長(zhǎng)度縮因?yàn)樵谶@種情況下，同心式繞組的平均端接長(zhǎng)度縮

48、短了，而且重迭層數(shù)減少，便于布置；短了，而且重迭層數(shù)減少，便于布置；交叉式繞組的端部排列比較均勻，便于制造和散熱，交叉式繞組的端部排列比較均勻，便于制造和散熱，常用于常用于10kW以下的以下的q=3的四、六、八極異步電機(jī)的四、六、八極異步電機(jī)中；中；鏈?zhǔn)嚼@組各個(gè)線圈的尺寸雖然相同，但嵌線較困難，鏈?zhǔn)嚼@組各個(gè)線圈的尺寸雖然相同，但嵌線較困難，一般用于一般用于q2的四、六、八極異步電機(jī)。的四、六、八極異步電機(jī)。 單層繞組的優(yōu)點(diǎn)是：槽內(nèi)無(wú)需層間絕緣，槽利用率單層繞組的優(yōu)點(diǎn)是：槽內(nèi)無(wú)需層間絕緣，槽利用率較高，同時(shí)線圈的個(gè)數(shù)僅為雙層繞組的一半，嵌線較高，同時(shí)線圈的個(gè)數(shù)僅為雙層繞組的一半，嵌線也比較方便，

49、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。也比較方便，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。主要缺點(diǎn)：不能制成短距繞組，對(duì)削弱高次諧波不利。主要缺點(diǎn)：不能制成短距繞組，對(duì)削弱高次諧波不利。 2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作664.2.5 三相雙層三相雙層繞組繞組交流電機(jī)應(yīng)用雙層繞組較多。和直流電樞繞組相似，交流電機(jī)應(yīng)用雙層繞組較多。和直流電樞繞組相似，這時(shí)槽內(nèi)導(dǎo)體分上下兩層，線圈的一個(gè)邊放在某一這時(shí)槽內(nèi)導(dǎo)體分上下兩層，線圈的一個(gè)邊放在某一槽的上層，另一邊則放在相隔一定槽數(shù)的另一槽的槽的上層，另一邊則放在相隔一定槽數(shù)的另一槽的下層。下層。雙層繞組的線圈個(gè)數(shù)等于電機(jī)的槽數(shù)，如線圈的跨雙層繞組的線圈個(gè)

50、數(shù)等于電機(jī)的槽數(shù)，如線圈的跨距和極距相等，稱為整距繞組，如跨距較極距為小，距和極距相等，稱為整距繞組，如跨距較極距為小，則為短距繞組。則為短距繞組。 雙層繞組相帶的劃分與單層繞組相同，現(xiàn)用一具體雙層繞組相帶的劃分與單層繞組相同，現(xiàn)用一具體例子說(shuō)明雙層迭繞組的構(gòu)成。例子說(shuō)明雙層迭繞組的構(gòu)成。設(shè)一臺(tái)設(shè)一臺(tái)4極電機(jī)極電機(jī)，Q124，q2，采用，采用60相帶，畫相帶，畫出雙層迭繞組展開圖。出雙層迭繞組展開圖。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作67三相雙層繞組三相雙層繞組1. 雙層整距疊繞組雙層整距疊繞組本例中，極距本例中，極距=6，如果線圈是整距的話，那么，如果

51、線圈是整距的話，那么1號(hào)號(hào)線圈的下層邊應(yīng)在第線圈的下層邊應(yīng)在第7號(hào)槽內(nèi)。號(hào)槽內(nèi)。2號(hào)線圈的一個(gè)有效號(hào)線圈的一個(gè)有效邊在邊在2號(hào)槽的上層，另一有效邊則應(yīng)在號(hào)槽的上層，另一有效邊則應(yīng)在2+6=8號(hào)槽的號(hào)槽的下層。下層。 相帶相帶 槽號(hào)槽號(hào)AZBXCY第一對(duì)極第一對(duì)極1，23，45，67，89，1011，12第二對(duì)極第二對(duì)極13，1415，1617，1819，2021，2223，24相帶的劃分與單相繞組相同，每一相帶占有兩槽。相帶的劃分與單相繞組相同，每一相帶占有兩槽。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作681 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

52、13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 247 13 8 14 13 19 14 20 19 1 20 2AX1 72 8AX三相雙層整距繞組三相雙層整距繞組A相的展開圖相的展開圖2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作69三相雙層繞組三相雙層繞組因?yàn)橐驗(yàn)锳相帶與相帶與X相帶相差相帶相差180電角度，可以將電角度，可以將X帶帶相相看是看是A相。相。其其它它兩相繞組變可按同樣方法構(gòu)成。兩相繞組變可按同樣方法構(gòu)成。下下圖是一個(gè)三圖是一個(gè)三相雙層整相雙層整距疊繞組的展開圖。距疊繞組的展開圖。1號(hào)線圈和號(hào)線圈和2號(hào)線圈按號(hào)線圈按“頭頭-尾尾”

53、相聯(lián)，串聯(lián)成一相聯(lián)，串聯(lián)成一“極相組極相組”，同理，每個(gè)相帶都有由，同理，每個(gè)相帶都有由q個(gè)線圈（本個(gè)線圈（本例例q=2）串聯(lián)組成的極相組。）串聯(lián)組成的極相組。在組成三相繞組時(shí)，在組成三相繞組時(shí)，A相帶的極相組與相帶的極相組與X相帶的極相相帶的極相組應(yīng)反向串聯(lián)，即組應(yīng)反向串聯(lián)，即“尾尾-尾尾”相聯(lián)。而相聯(lián)。而X相帶與下一相帶與下一個(gè)個(gè)A相帶極相組應(yīng)相帶極相組應(yīng)“頭頭-頭頭”相聯(lián)，如相聯(lián)，如圖所示圖所示，構(gòu)成構(gòu)成了了A-X相繞組。相繞組。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作70三相雙層繞組三相雙層繞組采用適當(dāng)?shù)亩叹嗫梢允估@組電勢(shì)和磁勢(shì)的波形接近于采用適當(dāng)?shù)亩?/p>

54、距可以使繞組電勢(shì)和磁勢(shì)的波形接近于正弦波，因此正弦波，因此PN10kW的電動(dòng)機(jī)都采用雙層繞組。的電動(dòng)機(jī)都采用雙層繞組。展開圖中可以看出，三相雙層疊繞組的每個(gè)線圈的展開圖中可以看出，三相雙層疊繞組的每個(gè)線圈的形狀是一樣的，所以是一種等元件繞組。形狀是一樣的，所以是一種等元件繞組。2. 雙層短距疊繞組雙層短距疊繞組上例中，若上例中，若y1I0Z1，可近似地認(rèn)為可近似地認(rèn)為11UE 11UE或或?qū)τ趯?duì)于已經(jīng)制成的異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)頻率已經(jīng)制成的異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)頻率f1一定時(shí)，一定時(shí)，U11。由此可見(jiàn)，。由此可見(jiàn)，在異步電動(dòng)機(jī)中，若外施電在異步電動(dòng)機(jī)中，若外施電壓一定，主磁通壓一定，主磁通1大體上也為一定值

55、，這和變壓大體上也為一定值，這和變壓器的情況器的情況相同。相同。但電動(dòng)機(jī)的空載電流則較大，在小型異步電動(dòng)機(jī)中，但電動(dòng)機(jī)的空載電流則較大，在小型異步電動(dòng)機(jī)中，I0甚至可達(dá)到額定電流的甚至可達(dá)到額定電流的60%。三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行mmmZIjxrIE001)(而而為什么？為什么？2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作121三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行4.5.2 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子接三相電源，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子接三相電源，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下旋轉(zhuǎn)起來(lái)，

56、切轉(zhuǎn)子繞組自行短路，在一定的的作用下旋轉(zhuǎn)起來(lái)，切轉(zhuǎn)子繞組自行短路，在一定的機(jī)械負(fù)載下，電動(dòng)機(jī)將某一轉(zhuǎn)速機(jī)械負(fù)載下，電動(dòng)機(jī)將某一轉(zhuǎn)速n沿氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁沿氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定運(yùn)行。場(chǎng)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定運(yùn)行。一、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)對(duì)各物理量的影響一、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)對(duì)各物理量的影響當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將不再以同步轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將不再以同步轉(zhuǎn)速n1切割切割轉(zhuǎn)子繞組，因而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電勢(shì)的頻率和大小發(fā)生變轉(zhuǎn)子繞組，因而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電勢(shì)的頻率和大小發(fā)生變化，頻率的改變使轉(zhuǎn)子繞組的漏抗也跟著改變，這化，頻率的改變使轉(zhuǎn)子繞組的漏抗也跟著改變，這些變化的結(jié)果使轉(zhuǎn)子電流的頻率和大小也發(fā)生相應(yīng)些變化的結(jié)果使轉(zhuǎn)子電流的頻率和大小也發(fā)生

57、相應(yīng)的變化。的變化。 2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作122三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行1. 轉(zhuǎn)子頻率轉(zhuǎn)子頻率f2 此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)差速度此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)差速度(n1-n)切割轉(zhuǎn)子繞組，因切割轉(zhuǎn)子繞組，因而轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率而轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率(簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子頻率簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子頻率)為為1111126060)(sfpnnnnnnpf即與轉(zhuǎn)差頻率即與轉(zhuǎn)差頻率s成正比故又稱轉(zhuǎn)差頻率；當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止成正比故又稱轉(zhuǎn)差頻率；當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)時(shí)n=0，s=1，f2=f1。2. 轉(zhuǎn)子電勢(shì)轉(zhuǎn)子電勢(shì)E2s由于轉(zhuǎn)子頻率改變，用由于轉(zhuǎn)子頻率改變，用E2s來(lái)表示轉(zhuǎn)子旋

58、轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子來(lái)表示轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子每相電勢(shì)每相電勢(shì)22221122124.444.44SwwEf N ksf N ksE 2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作123三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行2212214.44swEEf N ksE2是折算到是定子頻率的轉(zhuǎn)子電勢(shì)，也可把是折算到是定子頻率的轉(zhuǎn)子電勢(shì)，也可把E2看成看成是是1的大小不變時(shí)轉(zhuǎn)子靜止的感應(yīng)電勢(shì)。的大小不變時(shí)轉(zhuǎn)子靜止的感應(yīng)電勢(shì)。3. 轉(zhuǎn)子漏抗轉(zhuǎn)子漏抗x2 s 由于電抗與頻率成正比，故轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子每相由于電抗與頻率成正比，故轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子每相漏抗漏抗x2 s為為 221222

59、22sxLfsLfxsx2 =2 f1L2 稱為折算到定子頻率的轉(zhuǎn)子漏抗，即在稱為折算到定子頻率的轉(zhuǎn)子漏抗，即在L2 不變的條件下，把轉(zhuǎn)子頻率從不變的條件下，把轉(zhuǎn)子頻率從f2改變?yōu)槎ㄗ宇l率改變?yōu)槎ㄗ宇l率f1時(shí)，轉(zhuǎn)子漏抗應(yīng)有的數(shù)值。時(shí)，轉(zhuǎn)子漏抗應(yīng)有的數(shù)值。在物理概念上，在物理概念上，x2 可可看成是轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的轉(zhuǎn)子漏抗?？闯墒寝D(zhuǎn)子靜止時(shí)的轉(zhuǎn)子漏抗。2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作124三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行4. 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I2 旋轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)子電流是由轉(zhuǎn)子電勢(shì)產(chǎn)生的，顯然轉(zhuǎn)子電旋轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)子電流是由轉(zhuǎn)子電勢(shì)產(chǎn)生的，顯然轉(zhuǎn)子電流的頻率

60、與電勢(shì)的相同，即等于轉(zhuǎn)子頻率流的頻率與電勢(shì)的相同，即等于轉(zhuǎn)子頻率f2=sf1，由于轉(zhuǎn)子繞組直接短路，所以只有轉(zhuǎn)子自身的漏阻由于轉(zhuǎn)子繞組直接短路，所以只有轉(zhuǎn)子自身的漏阻抗限制電流，所以抗限制電流，所以 2222222jsxrEsjxrEIsss有效值為有效值為 222222)(sxrsEIs5. 轉(zhuǎn)子功率因數(shù)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos 2 222222)(cossxrr 通過(guò)上述分析可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的各個(gè)物理通過(guò)上述分析可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的各個(gè)物理量均與轉(zhuǎn)速量均與轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率)有關(guān)。有關(guān)。 2022年5月26日星期四山東理工大學(xué)電工電子教研室weipeiyu 制作125例：某繞線型三