三相单相异步电动机资料.pptx
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1、三相单相异步电动机资料三相单相异步电动机资料一、三相异步电动机的构造一、三相异步电动机的构造构造:构造:定子、转子、机座、端盖、附属部件组成。第1页/共29页机座:机座:固定和支撑定子铁心,机械强度和刚度高,还要满足散热需要。定子绕组:定子绕组:主要作用是接三相电源,产生旋转磁场。定子有三个独立的绕组,绕组首端用U1 V1 W1表示,末端用U2 V2 W2。6个端点从机座上的接线盒引出。1.定子:机座、定子铁心和定子绕组成。定子铁心:定子铁心:作为电机磁路和放置定子绕组。铁心一般采用道磁性良好的硅钢片叠装压紧而成,硅钢片两面涂有绝缘漆,厚度在0.35-0.5mm之间。第2页/共29页转子绕组:
2、转子绕组:笼形转子:笼形转子:在转子的外圆上有若干均匀分布的平行斜槽,每个转子槽内插入一根导条,在伸出铁心的两端两端用端环焊接,形状像鼠笼。绕线式转子:绕线式转子:绕线式转子的绕组和定子绕组相似,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上,通过一组电刷与外电路相连接。绕线式转子的特点是可以通过集电环和电刷在转子绕组回路中接入变阻器,用以改善电动机的启动性能,或者调解电动机转速。2.转子:转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心:转子铁心:作为主磁路,通常由0.5mm硅钢片叠装而成,转子铁心外圆周上有许多均匀分布的槽,槽内安放转子绕组转子铁心为圆柱形,固定住转轴货转子支架上绕线式第
3、3页/共29页 3.气隙 三相异步电动机的气隙很小,中小型电动机一般为0.2-2mm。气隙的大小与异步电动机的性能有很大的关系,为了降低空载电流、提高功率因数和增强定子与转子之间的相互感应作用,三相异步电动机的气隙应尽量小,然而,气隙也不能过小,不然会造成装配困难好运行不安全。第4页/共29页二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理1.1.旋转磁场旋转磁场 :是一种极性和大小不变,且以一定转速旋转的磁场。由理是一种极性和大小不变,且以一定转速旋转的磁场。由理论分析和实践证明,在对称的三相绕组中通入对称的三相绕组中通入对称论
4、分析和实践证明,在对称的三相绕组中通入对称的三相绕组中通入对称的三相交流电时会产生旋转磁场。如图的三相交流电时会产生旋转磁场。如图1-321-32所示为三相异步电动机最简单所示为三相异步电动机最简单的定子绕组,每相绕组只用一匝线圈来表示,当线圈在空间上相隔的定子绕组,每相绕组只用一匝线圈来表示,当线圈在空间上相隔120120,作星形联接。作星形联接。把定子绕组的三个首端U1 V1 W1同三相电源接通,这样绕组中便有对称的三相电流i1 i2 i3流过,波形如1-33规定电流参考方向由首端U1 V1 W1流进从U2 V2 W2流出。第5页/共29页 对称三相交流电产生的合成磁场分析:对称三相交流电
5、产生的合成磁场分析:对称三相交流电产生的合成磁场分析:对称三相交流电产生的合成磁场分析:当当wt=0wt=00 0时,时,i iA A=0=0,AXAX绕组中无电流;绕组中无电流;i iB B为负,为负,BYBY绕组中的电流绕组中的电流从从Y Y流流 入入B B1 1流出;流出;i iC C为正,为正,CZCZ绕组中的电流从绕组中的电流从C C流入流入Z Z流出;由右手流出;由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-331-33(a a)所示。)所示。当当wt=120wt=1200 0时,时,i iB B=0=0,BYBY绕组中无电流;绕组中无电流;i iA A为正
6、,为正,AXAX绕组中的电绕组中的电流从流从A A流入流入X X流出;流出;i iC C为负,为负,CZCZ绕组中的电流从绕组中的电流从Z Z流入流入C C流出;由右手流出;由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-33 1-33(b b)所示。)所示。当wt=2400时,iC=0,CZ绕组中无电流;iA为负,AX绕组中的电流从X流入A流出;iB为正,BY绕组中的电流从B流入Y流出;由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-33(c)所示。第6页/共29页 可见,当定子绕组中的电流变化一个周期时,合成磁场可见,当定子绕组中的电流变化一个周期时,合成磁场也按电流的相序方
7、向在空间旋转一周。随着定子绕组中的也按电流的相序方向在空间旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断地作周期性变化,产生的合成磁场也不断地三相电流不断地作周期性变化,产生的合成磁场也不断地旋,因此称为旋转磁场。旋,因此称为旋转磁场。上述电动机的定子每组只有一个线圈,所得到的是两上述电动机的定子每组只有一个线圈,所得到的是两个旋转磁场,相当于一对个旋转磁场,相当于一对N N、S S磁极在旋转。如果想得到四磁极在旋转。如果想得到四极旋转磁场,可以把线圈的数目增加极旋转磁场,可以把线圈的数目增加1 1倍,也就是每相有两倍,也就是每相有两个线圈串联组成,这两个线圈在空间相隔个线圈串联组成,这两个线圈在空间
8、相隔180180,这样定子,这样定子个线圈在空间相隔个线圈在空间相隔6060。当着。当着6 6个线圈通入三相交流电时,个线圈通入三相交流电时,就可以产生具有两对磁极的旋转磁场。就可以产生具有两对磁极的旋转磁场。第7页/共29页 具有p对磁极时,旋转磁场的转速为:n160f1/P式中式中式中式中 n n1 1-旋转磁场的转速(又称同步转速),旋转磁场的转速(又称同步转速),r/minr/min;f f1 1 -定子电流频率,即电源频率,定子电流频率,即电源频率,HzHz;p -p -旋转磁场的磁极对数。旋转磁场的磁极对数。国产三相异步电动机的定子电流频率都为工频国产三相异步电动机的定子电流频率都
9、为工频50Hz50Hz,同,同步转速步转速n n1 1与磁极对数与磁极对数p p的关系,如下图:的关系,如下图:第8页/共29页 2.2.转动原理转动原理 三相异步电动机的定子绕组中通入对称三相正弦交流电,就会产生旋转磁场,旋转磁场在定、转子之间的气隙里以同步转速n1顺时针方向旋转。这时旋转磁场与转子间有先对运动,转子导体受到旋转磁场磁力线的切割,相当于磁场静止,而转子导体在逆时针方向旋转,根据电磁感应定律,那么转子导体中就会产生感应电动势。根据右手定则,可以判断出导体中感应电动势的方向如图。因为三相异步电动机转子绕组自行闭合,已构成回路,那么转子导体 回路中就将产生感应电流i2.根据载流导体
10、在磁场中会受到电磁力的作用,用左手定则可以判断出转子导体所受电磁力的方向。这些电磁力对转轴形成电磁转矩t,电磁第9页/共29页转矩方向与旋转磁场的旋转方向一致,转子就会顺着旋转转矩方向与旋转磁场的旋转方向一致,转子就会顺着旋转磁场的方向顺时针旋转起来。电磁转矩克服轴上的负载转磁场的方向顺时针旋转起来。电磁转矩克服轴上的负载转矩做功,实现机电能量的转换,这就是三相异步电动机的矩做功,实现机电能量的转换,这就是三相异步电动机的转动原理。转动原理。三相异步电动机转子转速三相异步电动机转子转速n n与旋转磁场的转速与旋转磁场的转速n1n1同方同方向,但不可能相等。如果向,但不可能相等。如果n=n1n=
11、n1,那么转子与旋转磁场之间,那么转子与旋转磁场之间就没有相对运动,转子导体就不可能切割磁力线,就不存就没有相对运动,转子导体就不可能切割磁力线,就不存在感应电流、电磁转矩,也就不能实现机电能量的转换。在感应电流、电磁转矩,也就不能实现机电能量的转换。这就是说,三相异步电动机的转子转速总是低于同步转速这就是说,三相异步电动机的转子转速总是低于同步转速即即n nn1.n1.旋转磁场的同步转速旋转磁场的同步转速n1n1,与转子转速,与转子转速n n之差称为转差,之差称为转差,转差与同步转速转差与同步转速n1n1的比值,称为转差率,用的比值,称为转差率,用s s表示,即:表示,即:S=S=(n n1
12、 1-n/n-n/n1 1)100%100%第10页/共29页 由以上分析可知,三相异步电动机的转向总是和由以上分析可知,三相异步电动机的转向总是和旋转磁场的旋转方向一致,改变旋转磁场的旋转方向,旋转磁场的旋转方向一致,改变旋转磁场的旋转方向,也就改变了电动机的转向。因此,只需将定子绕组与三也就改变了电动机的转向。因此,只需将定子绕组与三相电源联接的三根导线中任意两根对调,即改变定子绕相电源联接的三根导线中任意两根对调,即改变定子绕组中电流的相序,就改变了旋转磁场的方向,从而改变组中电流的相序,就改变了旋转磁场的方向,从而改变了电动机的转向。了电动机的转向。第11页/共29页三、三相异步电动机
13、的铭牌三、三相异步电动机的铭牌三、三相异步电动机的铭牌三、三相异步电动机的铭牌1.型号:Y Y系列的电动机型号由四部分组成:系列的电动机型号由四部分组成:系列的电动机型号由四部分组成:系列的电动机型号由四部分组成:汉语拼音首字母汉语拼音首字母Y Y表示异步电动机表示异步电动机 数字部分表示机座中心高度数字部分表示机座中心高度 英文字母为机座长度代号(英文字母为机座长度代号(S-S-短机座、短机座、M-M-中机座、中机座、L-L-长机座)字长机座)字 母后的数字为铁心长度代号母后的数字为铁心长度代号 横线后的数字为电机的磁极数;如下图:横线后的数字为电机的磁极数;如下图:第12页/共29页2.额
14、定功率:指在额定转速下电动机转轴所能输出的机械功率,单 位为W或KW。3.额定频率:电动机在额定运行时的电源频率,一般国产交流电动 机的额定频率为50Hz。4.额定电压:电动机定子绕组规定使用的线电压,单位是V或KV。5.额定电流:电动机在额定功率时定子绕组所允许通过的线电流,单位是A。6.额定转速:电动机满载时的转子转速,单位是r/min。7.绝缘等级:绝缘材料的耐热等级,通常分为7个等级。8.接法:电动机定子绕组的联接方式。若铭牌上的电压为380v时,就表明电动机每相定子绕组的额定电压是380v,则应接成。若写成380v/220v,接法写Y/时,就表明每相定子绕组的 额定电压是220v,所
15、以,当电源电压为380v是,定子绕组 应接成Y,当电源电压为220v时,定子绕组应接成。9.定额:电动机的运转状态,通常分连续,短时和断续三种定额。第13页/共29页第六节第六节 常用单相异步电动机常用单相异步电动机 一、单相异步电动机的用途一、单相异步电动机的用途和特点和特点定义:定义:定义:定义:使用单相交流电源的异步电动机称为单相异步电动机。使用单相交流电源的异步电动机称为单相异步电动机。应用:应用:应用:应用:电风扇、洗衣机、电冰箱、吸尘器、空调以及各种医电风扇、洗衣机、电冰箱、吸尘器、空调以及各种医疗器械和小型机械。疗器械和小型机械。从结构上看,单相异步电动机的转子多是采用笼型转子。
16、从结构上看,单相异步电动机的转子多是采用笼型转子。当定子绕组接通单相电源后,在定子铁心、转子铁心和空气隙当定子绕组接通单相电源后,在定子铁心、转子铁心和空气隙中产生脉动磁场,由于磁场只是脉动,而不旋转。因此,单相中产生脉动磁场,由于磁场只是脉动,而不旋转。因此,单相异步电动机没有启动转矩,不能自行启动,必须有启动措施。异步电动机没有启动转矩,不能自行启动,必须有启动措施。单相异步电动机常用的启动方法是电容分相式。单相异步电动机常用的启动方法是电容分相式。第14页/共29页 1 1、电容分相式单相异步电动机的构造、电容分相式单相异步电动机的构造、电容分相式单相异步电动机的构造、电容分相式单相异步
17、电动机的构造 电容分相式单相异步电动机的定子上有两个在空间相电容分相式单相异步电动机的定子上有两个在空间相隔隔9090的绕组的绕组A A1 1 A A2 2和和B B1 1 B B2,2,如图如图1-35a,B1-35a,B绕组串联适当的电绕组串联适当的电容器容器C C后与后与A A绕组并联于单相交流电源上绕组并联于单相交流电源上.电容器的作用是使电容器的作用是使通过它的电流通过它的电流i iB B超前于超前于i iA A接近接近90,90,即把单相交流电变为两相即把单相交流电变为两相交流电交流电,如图如图1-35b.1-35b.这样的两相交流电分别通过两个在空间这样的两相交流电分别通过两个在
18、空间相隔相隔9090的绕组的绕组,也能产生旋转磁场也能产生旋转磁场.二、电容分相式单相异步电动机二、电容分相式单相异步电动机二、电容分相式单相异步电动机二、电容分相式单相异步电动机第15页/共29页2 2、电容分相式单相异步电动机的转动原理、电容分相式单相异步电动机的转动原理、电容分相式单相异步电动机的转动原理、电容分相式单相异步电动机的转动原理 当定子绕组通入单相交流电时,由于两个绕组在空间相隔当定子绕组通入单相交流电时,由于两个绕组在空间相隔9090,便产生了旋,便产生了旋转磁场,旋转磁场切割转子导体产生感应电动势和电流,从而形成电磁转矩使笼转磁场,旋转磁场切割转子导体产生感应电动势和电流
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