電工學(xué)課件：第四章 電動機(jī)

第四章

電動機(jī)4.1

三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)4.2

三相異步電動機(jī)的工作原理Ch4電動機(jī)4.4

三相異步電動機(jī)的銘牌4.5

三相異步電動機(jī)的使用授課內(nèi)容：電動機(jī)的分類：三相異步交流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、使用電動機(jī)鼠籠型繞線型交流電動機(jī)直流電動機(jī)三相電動機(jī)單相電動機(jī)同步電動機(jī)異步電動機(jī)鼠籠型三相異步電動機(jī)的外觀鼠籠型三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)4.1

三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)定子鐵芯及定子繞組定子端蓋及軸承轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯及轉(zhuǎn)子繞組接線盒機(jī)座繞線型三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)1.定子部分：定子鐵芯（1）定子鐵芯（2）定子繞組：三個(gè)匝數(shù)相同，空間排列互差1200的繞組組成。U2U1W1W2V2V1由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。定子繞組U1U2V1V2W1W2首端末端（3）定子繞組的接法接線盒V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2

聯(lián)結(jié)2.轉(zhuǎn)子部分：(1)轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。(2)轉(zhuǎn)子繞組：根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機(jī)分為鼠籠型和繞線型兩種。定子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心1)

鼠籠型轉(zhuǎn)子2)

繞線型轉(zhuǎn)子3)鼠籠式電動機(jī)與繞線式電動機(jī)的比較：鼠籠式：

結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。繞線式：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機(jī)的機(jī)械特性。(3)轉(zhuǎn)子繞組的接法：

轉(zhuǎn)子繞組也分為三相，接成星形。（見P82圖5.5(b))閉合線圈一對磁極NSn0B4.2

三相異步電動機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)動原理：●一對磁極形成旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)，●放入閉合線圈，由軸承架起●線圈導(dǎo)體切割磁力線，產(chǎn)生感生電流i

(右手定則）●感應(yīng)電流

i

在磁場中受力

f產(chǎn)生轉(zhuǎn)距，使線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動的必要條件：★空間旋轉(zhuǎn)磁場★可轉(zhuǎn)動閉合線圈iffn

1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致異步

2.

線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢結(jié)論

定子三相對稱繞組，(星形聯(lián)接)加三相電壓，通入三相交流電流。U1U2V1V2W1W21.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生4.2.1旋轉(zhuǎn)磁場ooi>0:

首端流入，尾端流出。U1V2W1V1W2U2i<0:

尾端流入，首端流出。(?)電流出××t=0時(shí)刻：iW為正，從W1端流入，從W2端流出iV為負(fù)，從V2端流入，從V1端流出oo(

)電流入iU=0,iV<0,iW>0三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場U1U2V2W1V1W2合成磁場方向向下ooU1U2V2W1V1W2iU>0,iV=0,iW<0合成磁場旋轉(zhuǎn)120°××1200o合成磁場旋轉(zhuǎn)240°iU<0,iV>0,iW=02400ooU1U2V2W1V1W2結(jié)論：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是旋轉(zhuǎn)磁場，一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°。U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2××U1U2V2W1V1W22.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向

從上圖可以看出，旋轉(zhuǎn)磁場順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從電流相序在前的繞組轉(zhuǎn)向電流相序在后的繞組。U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2××U1U2V2W1V1W2反轉(zhuǎn)~UVWM3~電源UVW~M3~電源正轉(zhuǎn)任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。當(dāng)定子每相一個(gè)繞組時(shí)：U1U2V1V2W1W2產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場3.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速1）旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)pU1U2V2W1V1W2若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場繞組在空間的分布：iA=0,iB<0,iC>0AXBYC×●×●×●×●同理：若定子每相繞組由p個(gè)線圈串聯(lián)則形成p對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。

p=2結(jié)論：p=2時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速比p=1時(shí)減慢一半AXBYC×●×●×●×●p=1時(shí):電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一圈其中，

f1=50HZp=2時(shí):電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)半圈同步轉(zhuǎn)速公式：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速又稱為同步轉(zhuǎn)速，記為n12）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速極對數(shù)每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1與極對數(shù)p的關(guān)系4.2.2電動機(jī)的工作原理U1U2V2V1W2定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢e2旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流i2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則磁場力FF電磁轉(zhuǎn)矩T轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為

nF右手定則W11.工作原理結(jié)論：●轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致●轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速

n<n1

(故稱為異步電動機(jī)）

●改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向就可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)子電流提示：如果無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2.轉(zhuǎn)差率異步電機(jī)額定負(fù)載下運(yùn)行中:電動機(jī)起動瞬間，（轉(zhuǎn)差率最大）額定轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率注意：異步電機(jī)額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速。電機(jī)空載時(shí)，因阻力矩很小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很高，轉(zhuǎn)差率則更小，s約為0.004~0.007，可以認(rèn)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速近似等于同步轉(zhuǎn)速。

例5.1

三相異步電動機(jī)，已知，求額定轉(zhuǎn)差率解：同步轉(zhuǎn)速