《电机与电气控制》——三相异步电动机.pdf

电机与电气控制电机与电气控制电机与电气控制电机与电气控制 第3章第3章 三相异步电动机三相异步电动机 教学重点教学重点 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构、、工作原理工作原理、、等效电等效电 路、功率和转矩、工作特性、等效电路、功 率和转矩率和转矩、工作特性工作特性、机械特性表达式机械特性表达式、调调 速原理等。 教学难点 三相异步电动机的定子绕组的磁动势和电动三相异步电动机的定子绕组的磁动势和电动 势计算、相量图、能耗转差调速。 第3章第3章 三相异步电动机三相异步电动机 交流电机可分为同步电机和异步电机两大 类类，异步电机是指运行时转子转速与旋转磁场异步电机是指运行时转子转速与旋转磁场 的转速不同步的电机。异步电机主要用做电动 机，来拖动各种生产机械。由于其具有结构简 单单、使用方便使用方便、效率高等特点效率高等特点，因此在工业生因此在工业生 产产、、农业机械化农业机械化、、民用电器等方面应用广泛民用电器等方面应用广泛。。 第3章第3章 三相异步电动机三相异步电动机 33.11 三相异步电动机的基本知识三相异步电动机的基本知识 3.1.1 三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机的结构和直流电动机基本相 似似，主要由定子和转子两大部分组成主要由定子和转子两大部分组成，在定子在定子 与转子之间有与转子之间有一定的气隙定的气隙，，如图如图33-1所示为笼所示为笼 型三相异步电动机的结构示意图。 第3章第3章 三相异步电动机三相异步电动机 图3-1 笼型三相异步电动机的结构示意图 11—转子绕组转子绕组；22—端盖端盖；33—转轴转轴；44—定子绕组定子绕组； 5—转子铁芯；6—定子铁芯；7—集电环；8—接线盒 第3章第3章 三相异步电动机三相异步电动机 3.1.2 三相异步电动机的基本相异步电动机的基本工作原理作原理 旋转磁场的产生 旋转转磁场是指极性极性与大大小不变变，且沿着着一定方向向以 一定定速度旋转度旋转的磁场场。当对对称三相绕绕组中中通入对对称 的三相电流时，便会产生旋转磁场。 图3-7 旋转磁场示意图 第3章第3章 三相异步电动机三相异步电动机 基本工作原理基本工作原理 当三相异步电动机的定子绕组通入三相对称的电流时，便在定子、转子 之间的气隙中产生旋转磁场。设旋转磁场以n11的速度顺时针旋转，转子铁 芯逆时针方向切割磁力线，产生感应电动势。感应电动势的方向可根据右 手定则判断。转子电路为闭合电路，在感应电动势的作用下，产生感应电 流。载流导体在磁场中要受到力的作用，其方向可以用左手定则判定，这 些电磁力对转轴形成一个电磁转矩，其作用方向同旋转磁场的旋转方向一 致致。这样这样，转子便以转子便以一定的速度沿旋转磁场的旋转方向转动起来定的速度沿旋转磁场的旋转方向转动起来，因为转因为转 子的转动速度总是与磁场的旋转速度有差异，故称为异步电动机。由于电 磁感应的关系磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势在转子绕组中产生电动势、电流电流，从而产生电磁转矩从而产生电磁转矩，所所 以异步电机又称为感应电动机。 第3章第3章 三相异步电动机三相异步电动机 转差率转差率 通常，把同步转速n 和电动机转子转速n二者之差与同步转 1 速速n 的比值称为转差率的比值称为转差率，也称为转差或滑差也称为转差或滑差，用用s表示表示，即即 1 nn nn 1 s n 1 转差率是一个没有单位的物理量，它的大小反映了电动机 的各种运行情况。对于普通的三相异步电动机，为了提高 效率效率，经常设计成转子转速经常设计成转子转速n略低于但很接近同步转速略低于但很接近同步转速n ，