三相异步电动机的结构和工作原理教学文稿.ppt

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1、三相三相(sn xin)(sn xin)异步电动异步电动机及其控制机及其控制 第三章第三章第一页，共41页。第三章第三章 三相三相(sn xin)异步电动机异步电动机 及其控制及其控制3.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理3.2 常用低压电器常用低压电器(d y din q)的选择的选择与安装与安装3.3 三相异步电动机的控制三相异步电动机的控制第二页，共41页。3.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构(jigu)和工作原和工作原理理一、电动机的分类一、电动机的分类(fn li)电动机电动机交流交流(jioli)电电动机动机直流电动机直流电动机直流电动机直

2、流电动机三相电动机三相电动机三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机单相电动机单相电动机同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机他励、并励电动机他励、并励电动机他励、并励电动机他励、并励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机鼠笼式鼠笼式鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式绕线式绕线式发电机发电机将机械能转换为电能；将机械能转换为电能；将电能转换为机械能。将电能转换为机械能。电动机电动机电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置（动力电机）（动力电机）（控制电机）（控制电机）第三页，共41页。二、三相二、三相(sn xin

3、)(sn xin)异步电异步电动机的结构动机的结构 第四页，共41页。第五页，共41页。第六页，共41页。三相三相(sn xin)异步异步机的结构机的结构V2V1W2U2U1W1转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机座机座转子：在旋转磁场作用转子：在旋转磁场作用(zuyng)(zuyng)下，产生感应电下，产生感应电 动势或电流。动势或电流。三相三相(sn xin)定子定子绕组：绕组：产生旋转磁场产生旋转磁场第七页，共41页。1.1.定子定子(dngz)(dngz)铁心：铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。由内周有槽的硅钢片叠成。U1-U2V1-V2 W1-W2三相绕组三相绕组机座：机座

4、：铸钢或铸铁铸钢或铸铁第八页，共41页。转子转子(zhun z)电路的特点：自行闭合，不外接电电路的特点：自行闭合，不外接电力负载。力负载。2.2.转子转子(zhun(zhun z)z)鼠笼转子鼠笼转子(zhun z)铁心：铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。(1)鼠笼式绕组鼠笼式绕组 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式绕组绕线式绕组 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，

5、也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式第九页，共41页。鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较(bjio)：鼠笼式：鼠笼式：结构结构(jigu)(jigu)简单、价格低廉、工作可靠；简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：绕线式：结构复杂、价格较贵、维护结构复杂、价格较贵、维护(wih)(wih)工作量；工作量；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。第十页，共41页。绕线式绕线式鼠笼式鼠笼式第十一页，共41页。异步电

6、动机的结构异步电动机的结构(jigu)三相三相(sn xin)(sn xin)笼式异步电笼式异步电动机的部件图动机的部件图第十二页，共41页。1.1.旋转磁场旋转磁场(xun(xun zhun c chn)zhun c chn)旋转磁场由三相电流通过三相对旋转磁场由三相电流通过三相对(xingdu)称绕组产称绕组产生。生。对称对称(duchn)：三相对称负载三相对称负载空间对称分布空间对称分布（1 1）旋转磁场的产生）旋转磁场的产生三、三、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理第十三页，共41页。U1V2W1V1W2异步电动机中，旋转磁场代替异步电动机中，旋转磁场代替(dit)了了旋

7、转磁极旋转磁极()电流电流(dinli)出出()电流电流(dinli)入入U2第十四页，共41页。U2V1W2U1V2W1U1U2V2W1V1W2AU2V2W1V1W2三相对三相对(xingdu)称绕组通入三相对称绕组通入三相对(xingdu)称电流就形成旋转磁场称电流就形成旋转磁场第十五页，共41页。二极二极(r j)(r j)旋转旋转磁场磁场第十六页，共41页。极对数极对数(du sh)（p）的概念：）的概念：（2）旋转磁场）旋转磁场(xun zhun c chn)的转速的转速旋转磁场转速旋转磁场转速(zhun s)n0 同同步转速步转速(zhun s)如何改变旋转磁场的转速如何改变旋转磁

8、场的转速(zhun s)？以以 Y 型接法为例，当每相型接法为例，当每相绕绕组组只只有有一一个个线线圈圈时时，按按右右图图放放入入定定子子槽槽内内，合合成成的的旋旋转转磁磁场场只只有一对磁极，则极对数为有一对磁极，则极对数为 1。即即 p=1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2第十七页，共41页。以以 Y 型接法为例，将型接法为例，将每相绕组每相绕组(roz)都改用两都改用两个线圈串联组成。个线圈串联组成。按下图放入定子按下图放入定子槽内。槽内。形成形成(xngchng)的的磁场则是两对磁极。磁场则是两对磁极。即即 p=2 U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W

9、3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3 三相三相(sn xin)(sn xin)绕绕组组 四极旋转磁场四极旋转磁场第十八页，共41页。第十九页，共41页。电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转一圈旋转磁场转一圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 50 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 3000 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化(5060)周周p=1 时：时：电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转半圈旋转磁场转半圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 25 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 1500 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化(

10、2560)周周p=2 时：时：第二十页，共41页。三相异步电动机的同步三相异步电动机的同步(tngb)转速转速600pfn=min）r/(p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f=50 Hz 时，不同极对数时，不同极对数(du sh)时的同步转时的同步转速如下速如下:同步同步(tngb)转转速速p 为任意值时：为任意值时：第二十一页，共41页。旋转旋转(xunzhun)方向：取决于三相电方向：取决于三相电流的相序。流的相序。（3）旋转磁场）旋转磁场(xun zhun c chn)的转向的转向旋转磁场旋转磁场(xun zhun c chn)是沿着：是沿着

11、：U1V1W1U1U2V1V2W2W1i1i2L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti3i1U1，i2V1，i3W1第二十二页，共41页。与三相与三相(sn xin)绕组中的三相绕组中的三相(sn xin)电流的电流的相序：相序：L1 L2 L3 一致，通入超前电流的绕组一致，通入超前电流的绕组通入滞后电流的绕组。通入滞后电流的绕组。旋转磁场旋转磁场(xun zhun c chn)是沿着：是沿着：U1W1V1U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3i1U1，i2W1，i3V1任意任意(rny)对调两根电源进线，磁场反对调两根电源进线，磁场反转。

12、转。第二十三页，共41页。2.2.转动转动(zhun(zhun dng)dng)原理：原理：NS（1）电磁）电磁(dinc)转矩转矩的产生的产生 用右手定则判断转子用右手定则判断转子绕组中感应电流绕组中感应电流(gnyng din li)(gnyng din li)的的方向方向 用左手定则判断转子用左手定则判断转子绕组受到的电磁力的方绕组受到的电磁力的方向向电磁力电磁力电磁转矩电磁转矩 TT 与与 n0 同方向。同方向。工作原理示意图工作原理示意图第二十四页，共41页。（2）电动机转速）电动机转速(zhun s)n和旋转磁场同步转速和旋转磁场同步转速(zhun s)n0的关系的关系电机转子转动

13、方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步电动机电动机无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果第二十五页，共41页。（3 3）转差（率）转差（率）S S 的概念的概念(ginin)(ginin)：异步电动机运行中异步电动机运行中:转转 差：旋转磁场的同步转速差：旋转磁场的同步转速(zhun s)和电动机转速和电动机转速(zhun s)之差。之差。转差率：转差与转差率：转差与n0的比值。的比值。即：即：电动机起动瞬间电动机起

14、动瞬间:（转差率最大）（转差率最大）或或第二十六页，共41页。旋转旋转(xunzhun)方向：取决于三相电方向：取决于三相电流的相序流的相序改变改变(gibin)电机的旋转方向：换接其中电机的旋转方向：换接其中两相两相（4 4）旋转磁场）旋转磁场(xun zhun c(xun zhun c chn)chn)的旋转方向的旋转方向第二十七页，共41页。方法：和电源相接的任意方法：和电源相接的任意(rny)(rny)两相互换，就可实现两相互换，就可实现反转反转正转正转反转反转AB CM3电电 源源ABCM3电电 源源第二十八页，共41页。三相三相(sn xin)异步电动机异步电动机的工作原理的工作原

15、理对称对称(duchn)三相绕组三相绕组通入对称通入对称(duchn)三相电流三相电流旋转磁场旋转磁场(xun zhun c chn)(磁场能量磁场能量)磁场切割磁场切割转子绕组转子绕组转子绕组中转子绕组中产生产生 e 和和 i转子绕组在磁场中转子绕组在磁场中受到电磁力的作用受到电磁力的作用转子旋转起来转子旋转起来机械负载机械负载旋转起来旋转起来三相交流电能三相交流电能输出机械能量输出机械能量第二十九页，共41页。四、三相异步电动机的铭牌四、三相异步电动机的铭牌(mngpi)数数据据 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S Y132S6 6 功功 率率 3 kW 3 kW 频频 率

16、率 50Hz 50Hz电电 压压 380 V 380 V 电电 流流 7.2 A 7.2 A 联联 结结 Y Y转转 速速 960r/min 960r/min 功率因数功率因数 0.76 0.76 绝缘绝缘(juyun)(juyun)等级等级 B B1.1.型号型号(xngho)Y132S(xngho)Y132S6 6Y系列异步机系列异步机机座中心高度机座中心高度机座长度代号机座长度代号 2p=6n0=1 000 r/min2.额定功率额定功率 PN PN=3 kW转子轴上输出的转子轴上输出的机械功率机械功率3.额定电压额定电压 UN UN=380 V定子三相绕组应施加的定子三相绕组应施加的线

17、电压线电压磁极数磁极数第三十页，共41页。4.额定电流额定电流 IN IN=7.2A 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S Y132S6 6功功 率率 3 kW 3 kW 频频 率率 50Hz 50Hz电电 压压 380 V 380 V 电电 流流 7.2 A 7.2 A 联联 结结 Y Y转转 速速 960r/min 960r/min 功率因数功率因数(n l yn sh)0.76 (n l yn sh)0.76 绝缘等级绝缘等级 B B定子三相绕组的额定(dng)线电流6.额定额定(dng)转速转速nN电机在额定电压、额定负载下运行时的电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转

18、速转子转速。5.联结方式联结方式通常三相异步电动机通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，以下者，联结成星形，4kW以上者，联结成三角形。以上者，联结成三角形。第三十一页，共41页。三相三相(sn xin)(sn xin)异步电动机异步电动机型型 号号 Y132S Y132S6 6功功 率率 3 kW 3 kW 频频 率率 50Hz 50Hz电电 压压 380 V 380 V 电电 流流 7.2 A 7.2 A 联联 结结 Y Y转转 速速 960r/min 960r/min 功率因数功率因数 0.76 0.76 绝缘等级绝缘等级 B B8.8.绝缘绝缘(juyun)(juyun)等级等级

19、指电机指电机(dinj)(dinj)绝缘材料能够承受的极限温度等绝缘材料能够承受的极限温度等级，分级，分为为A A、E E、B B、F F、H H五级，五级，A A级最低级最低(105C)(105C)，H H级最级最高高(180C)(180C)。7.额定功率因数额定功率因数cos N额定负载时一般为额定负载时一般为0.7-0.90.7-0.9，空载时功率因数很，空载时功率因数很低约为低约为0.2-0.30.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。实用中应选择合适容量的电机，实用中应选择合适容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。第三十二页，共41

20、页。异异 步步 电电 动动 机机 产产 品品 名名 称称 代代 号号(diho)产品名称产品名称产品名称产品名称异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机新代号新代号新代号新代号汉字意义汉字意义汉字意义汉字意义老代号老代号老代号老代号Y Y异步异步异步异步异绕异绕异绕异绕异爆异爆异爆异爆异起异起异起异起YRYRYBYBYQYQJ J、JOJOJRJR、JROJROJBJB、JBOJBOJQJ

21、Q、JQOJQO第三十三页，共41页。第三十四页，共41页。第三十五页，共41页。第三十六页，共41页。第三十七页，共41页。YR系列电机适用于起动系列电机适用于起动(q dn)重重负荷负荷YR系列系列(xli)第三十八页，共41页。YZ系列系列(xli)为鼠笼转子电动机为鼠笼转子电动机第三十九页，共41页。1 1、功率、功率(gngl)(gngl)的选择的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易容易(rngy)(rngy)因过载而损坏。因过载而损坏。（1 1）对于连续）对于连续(linx)(linx)运行的电动机，所选功率应等于运行的电动机，所选

22、功率应等于或略大于生产机械的功率。或略大于生产机械的功率。（2 2）对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的）对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。五、三相异步电动机的选择五、三相异步电动机的选择第四十页，共41页。2 2、种类、种类(zhngli)(zhngli)和型式的选择和型式的选择（1 1 1 1）种类种类种类种类(zhngli)(zhngli)(zhngli)(zhngli)的选择的选择的选择的选择 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有只有(z

23、hyu)(zhyu)在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场场合才选用绕线式电动机。合才选用绕线式电动机。（2 2 2 2）结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择 根据工作环境的条件选择不同的结构型式，根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。如开启式、防护式、封闭式电动机。3 3、电压和转速的选择、电压和转速的选择 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。电压来决定。Y Y系列鼠笼电动机的额定电压只有系列鼠笼电动机的额定电压只有380V380V一个一个等级。大功率电动机才采用等级。大功率电动机才采用3000V3000V和和6000V6000V。第四十一页，共41页。