《相異步電動機結(jié)構(gòu)》課件

相異步電動機結(jié)構(gòu)歡迎來到相異步電動機結(jié)構(gòu)課程。本課程將深入探討異步電動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和性能特征。讓我們一起揭開這種廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的電機的神秘面紗。課程大綱1基礎(chǔ)知識我們將從異步電動機的概述和基本結(jié)構(gòu)開始，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。2核心部件深入探討轉(zhuǎn)子和定子的結(jié)構(gòu)、繞組設(shè)計及制造工藝。3工作原理分析異步電動機的電磁過程、參數(shù)和特性。4應(yīng)用與類型介紹常見的異步電動機類型及其特殊應(yīng)用。緒論歷史背景異步電動機的發(fā)明可追溯到19世紀(jì)末，由特斯拉首次提出。它徹底改變了工業(yè)生產(chǎn)方式。重要性作為最常用的電動機類型，異步電動機在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活中扮演著不可或缺的角色。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本課程，學(xué)生將掌握異步電動機的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和性能分析方法。異步電動機概述定義異步電動機是一種交流電動機，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場旋轉(zhuǎn)速度不同步。工作原理基于電磁感應(yīng)原理，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電流和轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、可靠性高、維護方便。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線、泵類設(shè)備、風(fēng)機和家用電器等。異步電動機的基本結(jié)構(gòu)定子固定部分，包含定子鐵芯、繞組和外殼。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部分，包括轉(zhuǎn)子鐵芯、繞組或?qū)l和軸。軸承支撐轉(zhuǎn)子，減少摩擦。風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)，幫助散熱。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)子鐵芯由硅鋼片疊壓而成，具有良好的磁導(dǎo)性。2轉(zhuǎn)子繞組分為鼠籠式和繞線式兩種類型。3軸支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，傳遞機械能。4散熱片增加散熱面積，提高冷卻效果。轉(zhuǎn)子繞組鼠籠式由鋁條或銅條組成，簡單耐用。繞線式三相繞組，可通過外部電阻調(diào)節(jié)性能。深槽型特殊設(shè)計，提高起動轉(zhuǎn)矩。雙鼠籠兼具高起動轉(zhuǎn)矩和高效率。轉(zhuǎn)子?xùn)艞l式繞組1導(dǎo)條鋁或銅制成，嵌入轉(zhuǎn)子槽中。2端環(huán)連接所有導(dǎo)條，形成閉合回路。3散熱片增加散熱面積，提高冷卻效果。4軸支撐整個轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。柵條式繞組結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，適用于大多數(shù)小型異步電動機。轉(zhuǎn)子相互聯(lián)接繞組1繞組三相繞組，通常為Y型連接。2滑環(huán)與繞組相連，用于外部連接。3電刷與滑環(huán)接觸，引出轉(zhuǎn)子電流。4外部電阻可調(diào)節(jié)，用于改變電機特性。相互聯(lián)接繞組允許通過外部電阻調(diào)節(jié)電機性能，適用于需要高起動轉(zhuǎn)矩的場合。轉(zhuǎn)子的制造工藝1鐵芯制作沖壓硅鋼片，疊壓成型。2繞組安裝鼠籠式注鋁或插入銅條，繞線式繞制線圈。3平衡處理動平衡測試，確保穩(wěn)定運行。4質(zhì)量檢測電氣和機械性能測試。定子結(jié)構(gòu)定子鐵芯由硅鋼片疊壓而成，內(nèi)部有槽用于放置繞組。提供磁路，減少渦流損耗。定子繞組通常為三相繞組，嵌入定子槽中。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，是電機工作的關(guān)鍵。機座支撐定子鐵芯，提供保護和散熱。通常采用鑄鐵或鋁合金制造。定子繞組分布繞組線圈分布在多個槽中，減少諧波，提高效率。集中繞組每相繞組集中在相鄰槽中，適用于小功率電機。單層繞組每個槽中只有一個相的繞組，結(jié)構(gòu)簡單。雙層繞組每個槽中有兩個相的繞組，利用率高。定子繞組的設(shè)計1槽數(shù)選擇影響磁場分布和諧波含量。2極對數(shù)確定決定電機的同步轉(zhuǎn)速。3線圈匝數(shù)計算影響電機的電壓和電流。4繞組連接方式Y(jié)型或Δ型，影響電機特性。定子鐵芯材料采用硅鋼片，減少鐵損。槽形半閉口槽，減少氣隙磁阻。絕緣片間絕緣，減少渦流損耗。通風(fēng)槽改善散熱性能。定子外殼材料選擇通常采用鑄鐵或鋁合金，兼顧強度和散熱性能。散熱設(shè)計外部肋片增加散熱面積，內(nèi)部風(fēng)道促進空氣流通。防護等級根據(jù)使用環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)腎P防護等級。安裝方式提供多種安裝方式，如腳裝、法蘭裝等。異步電動機參數(shù)電氣參數(shù)額定電壓、電流、功率因數(shù)、效率等。這些參數(shù)決定了電機的工作特性。機械參數(shù)額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率、慣量等。影響電機的負(fù)載能力和動態(tài)性能。熱參數(shù)絕緣等級、溫升限值等。關(guān)系到電機的壽命和可靠性。異步電動機電磁過程定子磁場產(chǎn)生三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電流。電磁轉(zhuǎn)矩形成轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。機械能輸出轉(zhuǎn)矩帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出機械能。電磁力和轉(zhuǎn)矩電磁力產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力。轉(zhuǎn)矩計算轉(zhuǎn)矩等于電磁力與轉(zhuǎn)子半徑的乘積。轉(zhuǎn)矩特性曲線描述轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，反映電機性能。最大轉(zhuǎn)矩臨界轉(zhuǎn)差率下達到最大值，決定電機過載能力。轉(zhuǎn)子電流和電壓轉(zhuǎn)子電流頻率與轉(zhuǎn)差成正比。幅值隨負(fù)載變化，影響輸出轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子電壓感應(yīng)電壓與定子磁場強度和轉(zhuǎn)差有關(guān)。決定轉(zhuǎn)子電流大小。阻抗包括電阻和電抗。影響轉(zhuǎn)子電流和功率因數(shù)。轉(zhuǎn)子電流頻率0Hz同步速度轉(zhuǎn)子電流頻率為零。sf1正常工作頻率為滑差與電源頻率乘積。f1靜止?fàn)顟B(tài)頻率等于電源頻率。2f1反向旋轉(zhuǎn)頻率可能超過電源頻率?；?定義同步速度與實際轉(zhuǎn)速之差與同步速度之比。2計算s=(n1-n)/n1，其中n1為同步速度，n為實際轉(zhuǎn)速。3影響因素負(fù)載、轉(zhuǎn)子電阻、電源電壓等。4意義反映電機工作狀態(tài)，影響效率和性能。異步電動機損耗與效率銅損定子和轉(zhuǎn)子繞組的焦耳熱損耗。鐵損鐵芯中的渦流損耗和磁滯損耗。機械損耗摩擦和風(fēng)損。雜散損耗其他難以計算的附加損耗。負(fù)載特性空載轉(zhuǎn)速接近同步速度，電流小。輕載轉(zhuǎn)速略低于同步速度，效率較高。額定負(fù)載達到最佳工作狀態(tài)，效率最高。過載轉(zhuǎn)速下降，電流增大，溫升升高。起動特性1直接起動起動電流大，沖擊大，適用于小功率電機。2降壓起動降低起動電流，減小沖擊，但起動轉(zhuǎn)矩也減小。3星-三角起動先星形后三角形連接，平衡電流和轉(zhuǎn)矩。4變頻起動通過調(diào)節(jié)頻率和電壓實現(xiàn)平滑起動，性能最佳。制動特性能耗制動將電機切換為發(fā)電機狀態(tài)，將機械能轉(zhuǎn)換為電能耗散。反接制動改變相序，產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，快速停車。直流制動向定子繞組通入直流電，產(chǎn)生靜止磁場，實現(xiàn)制動。機械制動使用制動器或摩擦盤，適用于需要精確定位的場合。調(diào)速特性1極數(shù)變換改變定子繞組極數(shù)，實現(xiàn)階梯式調(diào)速。2轉(zhuǎn)子變阻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路電阻，適用于繞線式電機。3電壓調(diào)節(jié)改變定子電壓，適用于小范圍調(diào)速。4變頻調(diào)速改變電源頻率，實現(xiàn)寬范圍、高效率調(diào)速。常見異步電動機類型籠型電動機結(jié)構(gòu)簡單，使用廣泛。繞線型電動機起動性能好，可調(diào)節(jié)。多速電動機可實現(xiàn)多檔轉(zhuǎn)速。特種電動機適應(yīng)特殊工作環(huán)境?；\型電動機結(jié)構(gòu)特點轉(zhuǎn)子采用鼠籠式繞組，由鋁條或銅條組成。結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用。優(yōu)點維護簡單，成本低，可靠性高。適用于恒速或小范圍調(diào)速場合。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于風(fēng)機、水泵、壓縮機、傳送帶等工業(yè)設(shè)備。繞線型電動機結(jié)構(gòu)特點轉(zhuǎn)子采用三相繞組，通過滑環(huán)引出。優(yōu)點起動轉(zhuǎn)矩大，可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻實現(xiàn)調(diào)速。缺點結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護成本高，效率略低。應(yīng)用場合適用于需要大起動轉(zhuǎn)矩或調(diào)速的場合，如起重機、軋鋼機等。多速異步電