交流电动机工作原理及特.ppt
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1、优点:结构简单,价格便宜,不需维护。优点:结构简单,价格便宜,不需维护。优点:结构简单,价格便宜,不需维护。优点:结构简单,价格便宜,不需维护。第四章第四章 交流电动机工作原理及特性交流电动机工作原理及特性缺点:调速、启动、制动性能差,若要性能好则缺点:调速、启动、制动性能差,若要性能好则缺点:调速、启动、制动性能差,若要性能好则缺点:调速、启动、制动性能差,若要性能好则控制器(如变频调速、矢量调速)复杂。控制器(如变频调速、矢量调速)复杂。控制器(如变频调速、矢量调速)复杂。控制器(如变频调速、矢量调速)复杂。缺点:结构较复杂,价格较高,换向器与电刷处缺点:结构较复杂,价格较高,换向器与电刷
2、处有火花放电,需定期维护有火花放电,需定期维护(无刷直流电(无刷直流电动机不必)。动机不必)。优点:调速、启动、制动性能好,控制器(如优点:调速、启动、制动性能好,控制器(如优点:调速、启动、制动性能好,控制器(如优点:调速、启动、制动性能好,控制器(如降压调速)简单,短时过载能力强。降压调速)简单,短时过载能力强。降压调速)简单,短时过载能力强。降压调速)简单,短时过载能力强。直流直流直流直流电动机电动机电动机电动机交流交流交流交流电动机电动机电动机电动机三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机异步电动机异步电动机同步电动机同步电动机交流电动机交流电动机交流电动机交流电动机一一一一.结构结构
3、结构结构4.1 三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机的结构和工作原理的结构和工作原理1 1.定子定子定子定子A-XA-XB-Y B-Y C-ZC-Z三相绕组三相绕组三相绕组三相绕组2 2.转子转子转子转子鼠笼转子鼠笼转子鼠笼式:如鼠笼式:如鼠笼式:如鼠笼式:如铸铝形成转子绕组铸铝形成转子绕组绕线式绕线式绕线式绕线式定子三相绕组通入定子三相绕组通入定子三相绕组通入定子三相绕组通入三相交流电三相交流电三相交流电三相交流电AXBYCZ1 1.旋转磁场的产生(旋转磁场的产生(旋转磁场的产生(旋转磁场的产生(1 1对磁极)对磁极)对磁极)对磁极)二二二二.工作原理工作原理工作原理工作
4、原理AYCBZXAXYCBZAXYCBZAXYCBZ合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转6060 合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转9090 t600oAAXZBCYAAXZBCY可见:可见:1 1对磁极时对磁极时对磁极时对磁极时三相电流产生的合成磁场为旋转磁场,三相电流产生的合成磁场为旋转磁场,交流电交流电交流电交流电一一一一个个个个周期(即电角度周期(即电角度周期(即电角度周期(即电角度tt=360360),磁场,磁场,磁场,磁场旋转旋转3603602.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋
5、转方向旋转磁场的旋转方向任意调换两根电源进任意调换两根电源进线就使磁场反转。线就使磁场反转。0 toAXBYCZCYABCXYZAXBZ0若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联 ,绕组的始端之间互,绕组的始端之间互,绕组的始端之间互,绕组的始端之间互差差差差6060,将形成,将形成,将形成,将形成两对磁极(两对磁极(两对磁极(两对磁极(P=2P=2,即,即,即,即4 4极)旋转磁场。极)旋转磁场。极)旋转磁场。极)旋转磁场。3.3.磁极对数磁极对数磁极对数磁极对数P P与磁场转速与磁场转速与磁场转速与磁场转速n n0 0
6、磁极对数磁极对数磁极对数磁极对数p=1时,时,交流电一个周期(即电角交流电一个周期(即电角交流电一个周期(即电角交流电一个周期(即电角度度度度tt=360=360),磁场),磁场),磁场),磁场旋转旋转360360磁场转速磁场转速p=2时时0所以所以4.4.三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理三相三相三相三相定子绕组通入三相交流电产生定子绕组通入三相交流电产生定子绕组通入三相交流电产生定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场,转子旋转磁场,转子旋转磁场,转子旋转磁场,转子导体切割磁力线产生感应电动势与感应电流,进而导体切割磁力线产生感应电动
7、势与感应电流,进而导体切割磁力线产生感应电动势与感应电流,进而导体切割磁力线产生感应电动势与感应电流,进而产生电磁转矩使转子旋转,因磁场转速产生电磁转矩使转子旋转,因磁场转速产生电磁转矩使转子旋转,因磁场转速产生电磁转矩使转子旋转,因磁场转速n n0 0需比转子需比转子需比转子需比转子转速转速转速转速n n快才能正常切割磁力线,故称为快才能正常切割磁力线,故称为快才能正常切割磁力线,故称为快才能正常切割磁力线,故称为异步电动机,异步电动机,异步电动机,异步电动机,又称为感应电动机。又称为感应电动机。又称为感应电动机。又称为感应电动机。5.5.转差率转差率转差率转差率S S(很重要)(很重要)(
8、很重要)(很重要)磁场磁场磁场磁场转速转速转速转速n n0 0(又称(又称(又称(又称同步转速)和转子转速同步转速)和转子转速同步转速)和转子转速同步转速)和转子转速n n之差与之差与之差与之差与n n0 0的的的的比值称为转差率比值称为转差率比值称为转差率比值称为转差率S S。异步电动机启动时异步电动机启动时异步电动机启动时异步电动机启动时n=0n=0,S=1S=1;n=nn=n0 0时,时,时,时,S=0S=0;额定工况下一般额定工况下一般额定工况下一般额定工况下一般例例1 1:一台三相异步电动机,其额定转速:一台三相异步电动机,其额定转速 n=975 r/min,电源频率电源频率 f1
9、1=50 Hz。试求电动机的极对试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。数和额定负载下的转差率。解:解:根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知:速的关系可知:n0=1000 r/min,即即即即p p=3=3额定转差率为额定转差率为额定转差率为额定转差率为三三三三.定子绕组线端连接方式定子绕组线端连接方式定子绕组线端连接方式定子绕组线端连接方式定子三相绕组的六个出线头可根据需要灵活地接定子三相绕组的六个出线头可根据需要灵活地接成星形(成星形(Y形)或三角形(形)或三角形(形)。形)。联结联结Y联结联结4.24.2 三相异步电动机的三相异步电动机
10、的三相异步电动机的三相异步电动机的定子定子电路电路电路电路和转子和转子电路电路电路电路三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。1)异步电动机中定子和转子绕组相当于异步电动机中定子和转子绕组相当于变压器的变压器的原、副绕组。原、副绕组。2)变压器:)变压器:变化变化 e U1 E1=4.44 f N1 异步电动机:异步电动机:旋转旋转 e U1 E1=4.44 f N1 3)变压器:)变压器:I2 增大增大 I1增大,增大,以保持以保持 基本不变,以基本不变,以达到传递能量的目的。达到
11、传递能量的目的。异步电动机:当负载增加时,转子电流异步电动机:当负载增加时,转子电流I2 增大增大 I1增大,增大,以保持以保持 基本不变,以达到传递能量的目的。基本不变,以达到传递能量的目的。三相异步电动机与变压器的不同之处。三相异步电动机与变压器的不同之处。三相异步电动机与变压器的不同之处。三相异步电动机与变压器的不同之处。1 1)变压器的)变压器的)变压器的)变压器的副绕组副绕组是静止的、不能短路;而是静止的、不能短路;而是静止的、不能短路;而是静止的、不能短路;而异步异步电动机的电动机的副绕组副绕组是旋转的且短路。是旋转的且短路。3 3)变压器的磁路是无气隙的。而)变压器的磁路是无气隙
12、的。而)变压器的磁路是无气隙的。而)变压器的磁路是无气隙的。而异步异步电动电动机中的定机中的定子和转子之间是有不大的气隙。子和转子之间是有不大的气隙。2 2)变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的。)变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的。)变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的。)变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的。而而而而异步电动机中转子感应电动势的频率是随转子转异步电动机中转子感应电动势的频率是随转子转速改变的。速改变的。一一一一.定子电路(取一定子电路(取一定子电路(取一定子电路(取一相分析)相分析)相分析)相分析)漏磁电动势漏磁电动势漏磁电动势漏磁电动势i1u1e1eL1
13、i2R1e2eL2R2定子电路定子电路定子电路定子电路转子电路转子电路转子电路转子电路感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势R1为为定子绕组内阻定子绕组内阻定子绕组内阻定子绕组内阻i1e1eL1i2R1e2eL2R2u1因因R1、X1小小,可近似认为可近似认为U1=E1二二二二.转子电路转子电路转子电路转子电路1.1.转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势e e2 2频率频率频率频率 f f 2 2因因转子在旋转转子在旋转,故转故转子感应电势频率子感应电势频率 f 2 定定子感应电势频率子感应电势频率 f 1i1e1eL1i2R1e2eL2R2n=0 n=0 即转差率即转差
14、率即转差率即转差率S=1S=1时转子切割磁力线最剧烈时转子切割磁力线最剧烈时转子切割磁力线最剧烈时转子切割磁力线最剧烈 f f 2 2=f f 1 1,n=nn=n0 0 即即即即S=0S=0时转子不切割磁力线时转子不切割磁力线时转子不切割磁力线时转子不切割磁力线f f 2 2=0=0,额定工况下额定工况下额定工况下额定工况下S=1.56%S=1.56%,f f1 1=50Hz=50Hz时,时,时,时,f f2 2=0.753Hz=0.753Hz2.2.转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势e e2 2有效值有效值E2=4.44 f 2N2 =4.44S f 1N2 当转速当
15、转速当转速当转速 n n=0(0(S S=1=1)时,时,时,时,f f 2 2最高,最高,最高,最高,E E2 2 最大,记为最大,记为最大,记为最大,记为E20=4.44 f 1N2 转子静止时转子静止时转子静止时转子静止时的感应电势的感应电势的感应电势的感应电势故故E2=S E20 转子转动时转子转动时转子转动时转子转动时的感应电势的感应电势的感应电势的感应电势当转速当转速当转速当转速 n n=0(0(S S =1)=1)时,时,时,时,f f 2 2最高,最高,最高,最高,X X2 2 最大,记为最大,记为最大,记为最大,记为X20=2 f1LL2故故X2=SX20 3.3.漏磁电动势
16、漏磁电动势漏磁电动势漏磁电动势转子静止时的转子静止时的转子静止时的转子静止时的漏磁感抗漏磁感抗漏磁感抗漏磁感抗转子转动时的漏磁感抗转子转动时的漏磁感抗转子转动时的漏磁感抗转子转动时的漏磁感抗R2与与X2对电机影响均大对电机影响均大 4.4.转子电流转子电流转子电流转子电流 I I2 25.5.转子电路的功率因数转子电路的功率因数转子电路的功率因数转子电路的功率因数 202XRSf11f12f11f12f1减小,减小,Tmax基本不变,基本不变,Tst增大增大三三三三.变频调速变频调速变频调速变频调速2.在额定频率以上变频在额定频率以上变频交流电频率增大时,转速将增交流电频率增大时,转速将增大,
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- 交流电动机 工作 原理
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