第5章异步电机
《第5章异步电机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章异步电机（135页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、第第5章章 异步电机异步电机 河北科技大学河北科技大学电气教研室电气教研室 安国庆安国庆电机学电机学5.1 异步电机的结构和运行状态异步电机的结构和运行状态n5.1.1 5.1.1 异步电机的基本结构异步电机的基本结构 三相异步电动机主要由三相异步电动机主要由定子定子和和转子转子两大部分组成为了保证转子能在定子两大部分组成为了保证转子能在定子内自由转动，定、转子之间必须有一内自由转动，定、转子之间必须有一定的间隙，称为定的间隙，称为气隙气隙。 笼型三相异步电动机的结构下面是它主要部件的拆分图。下面是它主要部件的拆分图。1 1、按相数分：单相、三相按相数分：单相、三相2 2、按转子结构分：鼠笼式
2、、绕线式、按转子结构分：鼠笼式、绕线式1定子 ：机座、定子铁心、定子绕组n机座：机座： 中小型异步电动机的机座中小型异步电动机的机座一般都采用铸铁铸成，小一般都采用铸铁铸成，小机座也有用铝合金铸成的。机座也有用铝合金铸成的。大型异步电动机的机座大大型异步电动机的机座大多采用钢板焊接而成。机多采用钢板焊接而成。机座上设有接线盒，用以连座上设有接线盒，用以连接绕组引线和接入电源。接绕组引线和接入电源。为了便于搬运，在机座上为了便于搬运，在机座上面还装有吊环。面还装有吊环。定子铁芯由由0.5mm0.5mm厚厚硅钢片叠压而成硅钢片叠压而成定子铁心为定子的导磁部分定子铁心为定子的导磁部分定子绕组放在定子
3、铁心内圆槽内放在定子铁心内圆槽内为定子的导电部分为定子的导电部分（感应电动势、流过电流）感应电动势、流过电流）2转子：铁芯、绕组和转轴1 1、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 在转子铁芯每个槽中放置导体或绕组在转子铁芯每个槽中放置导体或绕组转子绕组1 1）鼠笼式转子：）鼠笼式转子：转子铁心转子铁心的每个槽内插入一根裸导的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短条，形成一个多相对称短路绕组。路绕组。2 2）绕线式转子：）绕线式转子：对称三相绕组，对称三相绕组，一般接成星型。将三个出线端分一般接成星型。将三个出线端分别接到转轴上三个滑环上，再
4、通别接到转轴上三个滑环上，再通过电刷引出电流。过电刷引出电流。转子转轴气隙 异步电动机的气隙是均匀的。异步电动机的气隙是均匀的。 在中、小型电机中，气隙一般为在中、小型电机中，气隙一般为0.2-1.50.2-1.5毫米。毫米。气隙大小对电机性能有很大的影响。气隙大小对电机性能有很大的影响。气隙大：磁阻大，励磁电流大，气隙大：磁阻大，励磁电流大，功率因数低气隙小：按加工可能功率因数低气隙小：按加工可能及机械安全所限制。及机械安全所限制。5.1.2 三相异步电机的工作原理三相异步电机的工作原理U2U1W2V1W1V21nn1 1、电生磁、电生磁：三相对称绕组通三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋
5、转往三相对称电流产生圆形旋转磁场。磁场。2 2、磁生电、磁生电：旋转磁场切割旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。转子导体感应电动势和电流。3 3、电磁力、电磁力：转子载流（有功转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。为机械能。异步电动机的转速pfns160旋转磁场的转速为一台三相异步电动机的电源频率一台三相异步电动机的电源频率50Hz,50Hz,若该电动机是四极电机，即电动机的极若该电动机是四极电机，即电动机的极对数对数=2=2，电动机的同步转速，电动机
6、的同步转速 pfns160 250601500 r/min 电机的实际转速应略小于电机的实际转速应略小于n ns s5.1.3 异步电机的运行状态异步电机的运行状态n转差率是异步电动机的重要参数之一，在转差率是异步电动机的重要参数之一，在分析异步电动机的运行状态时非常有用。分析异步电动机的运行状态时非常有用。当三相异步电动机在额定负载下运行时，当三相异步电动机在额定负载下运行时，转差率约为转差率约为2%2%5%5%。 sssnnnnns定义转差率定义转差率通常用百分数表示转差率通常用百分数表示转差率 %100ssnnnssnsn)1 ( 计算实例见计算实例见P159例例5-15.1.3 异步电
7、机的运行状态异步电机的运行状态%100ssnnns5.1.4 异步电动机的型号和额定值异步电动机的型号和额定值型号实例：Y132S1-2三相异步电动机三相异步电动机机座中心高机座中心高机座号长短代号机座号长短代号铁心长短代号铁心长短代号极数极数异步电机的额定值额定功率额定功率PN（W，kW）输出的机械功率输出的机械功率定子额定电压定子额定电压U1N（V，kV）线电压值线电压值定子额定电流定子额定电流I1N（A，kA）线电流值线电流值额定频率额定频率fN（Hz）我国我国50Hz额定转速额定转速nN（r/min)额定功率因数额定功率因数cosN额定效率额定效率NNNNNNIUPcos3电动机：三相
8、异步电动机的接法三相异步电动机的接法 (a) 星形接法 ( b)三角形接法U1 V1 W1U2 V2 W2U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1U2 V2 W2首端首端尾端尾端5.2 三相异步电动机的基本方程、三相异步电动机的基本方程、等效电路和相量图等效电路和相量图n5.2.1 转子绕组开路时的绕线式异步电动机转子绕组开路时的绕线式异步电动机 转子绕组开路，没有电流通过，因此转转子绕组开路，没有电流通过，因此转子是静止不动的，此时的异步电动机和变压子是静止不动的，此时的异步电动机和变压器空载运行是相似的。异步电动机的定子绕器空载运行是相似的。异步电动机的定子绕组相当于变压器的一次绕
9、组，而异步电动机组相当于变压器的一次绕组，而异步电动机的转子绕组相当于变压器的二次绕组。的转子绕组相当于变压器的二次绕组。 1. 主磁通与定子漏磁通主磁通与定子漏磁通 主磁通主磁通同时交链定、转子绕组，其路同时交链定、转子绕组，其路径为：定子铁心径为：定子铁心气隙气隙转子铁心转子铁心气隙气隙定子铁心。主磁通起传递能量的作用。定子铁心。主磁通起传递能量的作用。漏磁通包括：槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通 除了主磁通以外的磁通称为除了主磁通以外的磁通称为漏磁通漏磁通，它包，它包括槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。括槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。漏磁通只起电抗压降作用。漏磁通只起电抗压降作用。
10、2. 感应电动势感应电动势(拿单相分析拿单相分析) 转子不动时，主磁通以同步转速切割定子和转子绕组，感应电动势，可表示为： 同样，漏磁通也在绕组中感应漏电动势，与变压器类似，漏电动势用漏抗压降来表示，有： 2220EjI x =03. 励磁电流励磁电流n在定子、转子铁心中产生在定子、转子铁心中产生磁滞磁滞和和涡流涡流损耗，损耗，即即铁耗铁耗。n和变压器类似，和变压器类似，励磁电流励磁电流也由也由铁耗电流铁耗电流和和磁化电流磁化电流两个分量组成。两个分量组成。n铁耗电流铁耗电流提供铁耗，是提供铁耗，是有功分量有功分量；磁化电磁化电流流建立磁动势产生磁通，是建立磁动势产生磁通，是无功分量无功分量；
11、4. 电压方程式和相量图电压方程式和相量图向量图见书向量图见书P166P166图图5-135-135. 等效电路等效电路n与三相变压器空载运行时类似，空载电流即为励磁电流同样定义：5.2.2 转子堵转时的异步电动机转子堵转时的异步电动机n把绕线转子三相异步电动机的三相转子绕把绕线转子三相异步电动机的三相转子绕组短路起来，并且将转子堵住不转组短路起来，并且将转子堵住不转 。与转子开路时运行情况：与转子开路时运行情况：相同之处相同之处：转子都不转，：转子都不转，n=0n=0；不同之处不同之处：转子绕组流有电流；：转子绕组流有电流；主磁通主磁通n定子中的旋转磁场会在转子绕组中的感应电定子中的旋转磁场
