交流电动机及其控制.pptx

4.1 交流电动机概述4.2 三相异步电动机的机械特性分析4.3 三相异步电动机的运行4.4 三相异步电动机的控制4.5 车用交流发电机第四章 交流电动机及其控制4.1 交流电动机概述4.1.1 电动机概述4.1.2 三相异步电动机的结构4.1.3 三相异步电动机的铭牌4.1.4 三相异步电动机的工作原理4.1.1 电动机概述 一种是按照功能用途分类，可分为发电机、电动机、变压器和控制电动机4大类。 另一种是按照用电性质分类，可分为直流电动机和交流电动机两大类。 所有电动机都是由电路和磁路两个基本部分组成。 它们的工作原理都是建立在电与磁的相互转化与相互作用的基础上，所依据的电磁定律都是电磁力定律和电磁感应定律。4.1.2 三相异步电动机的结构图4-1 三相异步电动机的构造1—接线盒 2—定子铁芯 3—定子绕组 4—转轴 5—转子 6—风扇7—罩壳 8—轴承 9—机座 10—端盖 11—轴承盖1．定子部分 （1）外壳 外壳包括机座、端盖、轴承盖及接线盒等部件。（2）定子铁芯 定子铁芯是电动机磁路的一部分。（3）定子绕组 定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。图4-2 定子铁芯及冲片示意图图4-3 定子绕组的连接2．转子部分（1）笼型转子图4-4 转子铁芯冲片图4-5 笼型转子示意图1—转子铁芯 2—风叶 3—铸铝条（2）绕线式转子图4-6 绕线式转子示意图1—转轴 2—集电环 3—转子绕组4—变阻器 5—电刷3．其他部分 其他部分包括端盖、风扇等。 端盖除了起防护作用外，在端盖上还装有轴承，用来支撑转轴。 风扇则用来通风冷却电动机 4.1.3 三相异步电动机的铭牌（1）型号 三相异步电动机的型号主要包括产品系列号、规格代号等。 现以Y系列异步电动机为例，说明型号中各字母及数字代表的含义。（2）额定电压 额定电压（UN）是指接到电动机绕组上的线电压。 三相异步电动机要求所接的电源电压值上下波动一般不应超过额定电压的±5%。（3）额定电流 额定电流（IN）是指三相异步电动机在额定电源电压下，输出额定功率时，流入定子绕组的线电流。 若超过额定电流过载运行，三相异步电动机就会过热乃至烧毁。（4）额定功率 额定功率（PN）是指电动机在额定工作状态下运行时，转轴上输出的额定机械功率，单位是千瓦（kW）或瓦（W）。 三相异步电动机的额定功率为（4-1） （5）额定频率 额定频率（fN）是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数。 我国规定标准电源频率为50Hz。（6）额定转速 额定转速（nN）是指三相异步电动机在额定工作情况下运行时每分钟的转速，一般是略小于对应的同步转速（n1）。（7）绝缘等级 缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力，它表明三相电动机允许的最高工作温度。（8）接法 三相电动机定子绕组的连接方法有星形（Y）和三角形（△）两种。 定子绕组的连接只能按规定方法连接，不能任意改变接法，否则会损坏三相电动机。4.1.4 三相异步电动机的工作原理1．旋转磁场图4-7 三相异步电动机的三相绕组图4-8 三相绕组的星形联结 电流变化一个周期，合成磁场在空间也旋转了一周。图4-9 对称三相电流波形图4-10 旋转磁场的分布情况从上述分析可知如下几点。 ① 三相电流通过定子绕组所产生的合成磁场，是随电流的交变而在空间旋转的磁场，即为旋转磁场。 ② 旋转磁场的转速—同步转速。旋转磁场的转速（n1）为 （4-2）式中，n1单位为转/分（r/min）。表4-1同步转速与极对数对应表（f1?=?50Hz）极对数（p）123456同步转速（n1）/（r/min）300015001000750600500 ③ 旋转磁场的旋转方向。 旋转磁场的旋转方向是由通入三相绕组的三相电流的相序决定的。2．转子转动原理 ① 当三相异步电动机定子的三相绕组通入三相对称电流后，产生了旋转磁场。 ② 设旋转磁场在气隙中以同步转速（n1）沿顺时针方向旋转，这时静止的转子与旋转的磁场之间有了相对运动，根据电磁感应定律，转子导体受到旋转磁场的磁力线切割，就会在导体中产生感应电动势，根据右手螺旋定则，可判断出转子导体感应电动势的方向。 ③ 由于转子绕组是闭合回路，因此在感应电动势的作用下，形成感应电流。 ④ 感应电流又在旋转磁场的作用下而产生电磁力（F）。 根据左手定则，可以确定电磁力（F）的方向，如图4-11转子转动原理图所示。图4-11 转子转动原理图3．转差率 （4-3）根据式（4-3）可以得到电动机的转速常用公式为 （4-4） 【例4-1】 一台三相异步电动机，额定功率PN?=?11kW，额定频率fN?=?50Hz，额定电压UN?=?38