电机学课件-异步电机原理.ppt

电机学课件-异步电机原理欢迎来到异步电机原理课程！本课程将深入探讨异步电机的基本结构、工作原理、运行特性以及应用，旨在帮助大家全面掌握异步电机的相关知识，为未来的工程实践打下坚实的基础。通过本课程的学习，你将能够理解异步电机的工作原理，掌握其控制方法，并能够解决实际应用中遇到的问题。

课程介绍：异步电机的重要性及应用工业生产的核心动力异步电机是现代工业生产中应用最广泛的动力设备之一。从简单的风机、水泵到复杂的机床、传送带，异步电机无处不在，驱动着各行各业的生产流程。其可靠性高、成本相对较低的特点，使其成为工业应用的首选。生活中的应用除了工业领域，异步电机在日常生活中也扮演着重要角色。家用电器如洗衣机、空调、冰箱等都离不开异步电机。随着电动汽车的普及，异步电机在交通运输领域的重要性也日益凸显。新能源领域的关键组件在新能源发电领域，异步电机同样发挥着重要作用。风力发电机组中的异步发电机可以将风能转化为电能，为电网提供清洁能源。异步电机在新能源领域的应用，为可持续发展做出了重要贡献。

异步电机的基本结构1定子定子是异步电机的固定部分，由铁心和绕组组成。定子铁心用于导磁，通常由硅钢片叠压而成。定子绕组是电机的电路部分，通入交流电后产生旋转磁场。2转子转子是异步电机的旋转部分，也由铁心和绕组组成。根据绕组形式的不同，转子可分为鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式转子结构简单、运行可靠，应用最为广泛；绕线式转子可以通过外接电阻来改善起动性能。3其他部件除了定子和转子，异步电机还包括端盖、轴承、风扇等部件。端盖用于支撑和保护电机内部结构，轴承用于支撑转子并使其能够自由旋转，风扇用于冷却电机，防止过热。

定子：组成与绕组形式铁心定子铁心由硅钢片叠压而成，具有较高的磁导率，可以有效地导磁。铁心内部开有槽，用于嵌放定子绕组。硅钢片的厚度和叠压方式对电机的性能有重要影响。绕组定子绕组是电机的电路部分，通常由绝缘导线绕制而成。绕组的连接方式有星形连接和三角形连接两种。不同的连接方式会影响电机的电压和电流特性。极数定子绕组的极数决定了电机旋转磁场的极数，进而影响电机的同步转速。极数越多，同步转速越低。常见的异步电机有2极、4极、6极等多种极数。

转子：鼠笼式与绕线式鼠笼式转子鼠笼式转子由铁心、导条和端环组成。导条嵌入铁心槽内，两端通过端环连接，形成一个封闭的笼状结构。鼠笼式转子结构简单、运行可靠、维护方便，应用最为广泛。绕线式转子绕线式转子由铁心和绕组组成。绕组通常采用三相星形连接，引出端连接到滑环上。通过滑环和电刷，可以外接电阻或电抗器，以改善电机的起动和调速性能。绕线式转子结构复杂、成本较高，应用相对较少。

工作原理：旋转磁场的产生1三相交流电的输入当三相交流电通入定子绕组时，由于三相电流在时间上相差120度电角度，会在定子铁心中产生一个合成磁场。2旋转磁场的形成这个合成磁场的大小和方向随时间变化，但其空间分布呈现旋转状态，这就是旋转磁场。旋转磁场的转速称为同步转速，由电源频率和电机极数决定。3转子感应电流旋转磁场切割转子绕组，在转子绕组中产生感应电动势，进而产生感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动转子旋转。

三相交流电与旋转磁场三相交流电三相交流电是由三个频率相同、相位互差120度的交流电组成的。三相交流电具有传输效率高、功率大的优点，是工业和生活中常用的电源形式。定子绕组定子绕组按照一定的规律分布在定子铁心中，通入三相交流电后，产生一个合成磁场。绕组的连接方式和分布方式对旋转磁场的性能有重要影响。旋转磁场合成磁场的大小和方向随时间变化，但其空间分布呈现旋转状态，这就是旋转磁场。旋转磁场的转速称为同步转速，由电源频率和电机极数决定。

旋转磁场的转速：同步转速电源频率电源频率是指交流电的频率，通常用赫兹（Hz）表示。我国电网的频率为50Hz。电源频率越高，旋转磁场的转速越高。1电机极数电机极数是指定子绕组产生的磁极对数。极数越多，旋转磁场的转速越低。常见的异步电机有2极、4极、6极等多种极数。2同步转速同步转速是指旋转磁场的转速，用公式表示为：ns=60f/p，其中f为电源频率，p为电机极数。3

转差率的概念与计算1转差2转差率3计算转差是指转子转速与同步转速之差，反映了转子转速与旋转磁场转速的差异。转差率是转差与同步转速的比值，用公式表示为：s=(ns-n)/ns，其中ns为同步转速，n为转子转速。转差率是异步电机的重要参数，影响电机的转矩、效率等性能。

转子绕组中的感应电动势1旋转磁场旋转磁场切割转子绕组2感应电动势在转子绕组中产生感应电动势3转子电流由于转子绕组与旋转磁场之间存在相对运动，旋转磁场切割转子绕组，在转子绕组中产生感应电动势。感应电动势的大小与旋转磁场的强度、转子的转速以及绕组的匝数有关。感应电动势是转子电流