异步电机原理电机结构.ppt

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1、异步电动机原理1结构一、异步电机的基本结构一、异步电机的基本结构二、三相异步电动机的额定数据二、三相异步电动机的额定数据三、异步电动机的用途三、异步电动机的用途四、四、三相异步电动机的转差率及运行状态三相异步电动机的转差率及运行状态异步电机外形图 异步电机结构图转子转子 定子定子 风扇风扇 冷空气流冷空气流 罩罩 壳（非驱动端）壳（非驱动端）端盖（驱动端）端盖（驱动端）一、异步电机的基本结构一、异步电机的基本结构三相异步电动机的结构：(1)、定子：1）定子铁心；2）定子绕组；3）机座；(2)、转子：1）转子铁心；2）转子绕组（笼型绕组、绕线型绕组）；(3)、气隙(1)定子 定子铁心：电机主磁路

2、的组成部分，并嵌放定子绕组。由厚度为0.5mm的硅钢片叠装而成。为了嵌放定子绕组，在定子冲片内圆周上均匀地冲制若干个形状相同的槽。半闭口槽适用于小型异步电机，其绕组是用圆导线绕成 半开口槽适用于低压中型异步电机，其绕组是成型线圈 开口槽适用于高压大中型异步电机，其绕组是用绝缘带包扎并浸漆处理过的成型线圈。定子铁心槽形 定子绕组：构成电路部分。其作用是感应电动势、流过电流、形成磁场，实现机电能量转换。机座：固定和支撑定子铁心。因此要求有足够的机械强度。A B CZ X Y星星形形(Y)联联结结三三角角形形()联联结结定子接线盒(a)(2)转子 转子铁心：电机主磁路的组成部分，并放置转子绕组。由厚

3、度为0.5mm的硅钢片叠装而成，在转子外圆周上冲制均匀分布的形状相同的槽。转子绕组：构成电路部分。有两种结构型式：笼型绕组和绕线型绕组。转轴：支撑转子铁心和输出、输入机械转矩。转子铁心槽形绕线式转子槽形单鼠笼转子槽形双鼠笼转子槽形 笼型绕组：在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁心两端放置两个端环，分别把所有的导体伸出槽外部分与端环联接起来。可用铜条加铜端环制成；也可用铝浇铸的。对中大型电机为减小损耗、提高效率，往往采用铜条焊接而成。13 绕线型绕组：与定子绕组相似、极数相同的三相对称绕组。一般接成星形。将三相绕组的三个引出线分别接到转轴上三个滑环上，再通过电刷与外电路接通。绕线型转

4、子的特点是可以通过滑环电刷在转子回路中接入附加电阻，以改善电动机的起动性能、调节其转速。三相绕线型异步电动机的结构定子Y接转子接头穿过轴孔集电环（滑环）电刷转子绕组出线端电阻转子Y接 (3)气隙 定、转子之间的间隙，也是电机主磁路的组成部分。气隙大小对异步电机的性能影响很大。为减小电机主磁路的磁阻，降低电机的励磁电流，提高电机的功率因数，气隙应尽可能小。中、小型异步电机中，气隙长度一般为0.21.5mm。三相笼型异步电动机的部件图4.三相异步电动机的装配：笼型异步电动机拆卸和装配二、二、三相三相异步电动机的额定数据异步电动机的额定数据P1N=3 UNIN cos N PN=NP1N=3 UNI

5、N cos N Nn额定功率 ：额定运行状态下的轴上输出功率，kW。n额定电压 ：额定运行状态下加在定子绕组上的线电压，V。n额定电流 ：额定运行状态下电动机定子绕组的线电流，A。n额定转速 ：额定运行状态下电动机的转速，r/min。n额定频率 ：电动机电源电压标准频率，Hz。n额定效率n额定功率因数n此外铭牌上还标有定子绕组相数、联结方法、功率因数、效率、温升、绝缘等级和质量等。n绕线转子异步电动机还标有转子额定电压（指定子绕组加额定电压，转子开路时滑环之间的线电压）和转子额定电流。三相异步电动机三相异步电动机 型型 号号 Y132S6 功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz 电电 压压

6、 380 V 电 流流 7.2 A 联 结 Y 转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B 2p=6三相异步电动机的铭牌 n异步电机主要用作电动机，是应用最广泛最广泛的一种电动机，厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产，日常生活都离不开异步电动机 三、异步电动机的用途三、异步电动机的用途国产异步电动机的主要系列国产异步电动机的主要系列nJ2、JO2系列系列 老系列的一般用途小型笼型异步电动机，它取代了更早的J、JO系列。J、J2系列是防护式，JO、JO2系列是封闭自扇冷式。nY系列 80年代新设计投产的取代J2、JO2系列的新系列小型通用笼型异步电动机，它

7、符合国际电工协会（IEC）标准，具有国际通用性nYR系列 新系列绕线转子异步电动机，对应的老系列为JR。nYQ系列 新系列高起动转矩异步电动机，对应的老系列为JQ。nYB系列 小型防爆笼型异步电动机。nYCT系列电磁调速异步电动机。nYZ、YZR系列 起重运输机械和冶金专用异步电动机，YZ为笼型，YZR为绕线转子型。【例例】Y180M2 型三相异步电动机，型三相异步电动机，PN=22 kW，UN=380 V，三角形联结，三角形联结，IN=42.2 A，fN=50 Hz，nN=2940 r/min,cosN=0.89。求额定运行时的：。求额定运行时的：(1)转差率；转差率；(2)定子定子绕组的相

8、电流；绕组的相电流；(3)输入有功功率；输入有功功率；(4)效率。效率。解：解：(1)由型号知由型号知 2p=2，即，即 p=1，因此因此 n0=3 000 r/min，故，故 sN=n0nN n0=30002940 3000=0.02(2)由于定子三相绕组为三角形联结，故相电流为由于定子三相绕组为三角形联结，故相电流为 I1p=IN 3 42.2 3=A =24.4 A(3)输入有功功率输入有功功率P1N=3 UNIN =1.73238042.20.89 W =24719.2 W =24.72 kW(4)效率效率 N=100%PN P1N=100%=89%22 24.72 cosN 1.三相

9、异步电动机工作原理分析：三相异步电动机工作原理分析：定子加电源 定子电流 旋转磁通势 气隙磁场 转子感应电动势 转子电流 和气隙磁场相互作用 电磁转矩 电动机转动起来四、三相异步电动机的转差率及运行状态四、三相异步电动机的转差率及运行状态异步电动机模型异步电动机模型0 机械负载机械负载 旋转起来旋转起来对称三相绕组对称三相绕组 通入对称三相电流通入对称三相电流 旋转磁场旋转磁场 （磁场能量）（磁场能量）磁感线切割磁感线切割 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 三三相相 交交

10、流流 电电能能电磁电磁 转矩转矩感感 应应感应电机原理特点：旋转磁场旋转磁场(实现能量转换的前提实现能量转换的前提)转子导体形成回路（转子导体形成回路（ei0，产生生电流流）建立转矩的电流由感应产生（称为建立转矩的电流由感应产生（称为感应电机感应电机）旋转磁场与转子导体存在旋转磁场与转子导体存在转速差转速差，即，即n0n0（必（必要条件，要条件，异步异步）同步转速n1-定子绕组中流过频率为f1的三相对称电流，在气隙中产生的基波旋转磁场相对于定子绕组的转速为n1。该转速大小取决于电流的频率f1和绕组的极对数p，转向为从超前电流相绕组转向滞后电流相绕组。转子转速n 转子的机械转速。转差率s-同步转

11、速n1与转子转速n之差对同步转速n1之比值 2.2.异步电机的转差率异步电机的转差率感应电机最重要的参数：转差率n异步：nn0，n-n0n0n转差率：通常异步电机的通常异步电机的s s0 00.5%0.5%，s sN N 5%5%。n n略低于略低于n n0 03、异步电机的运行状态、异步电机的运行状态运行状态判断：转差率的正负与大小、功率的传递运行状态判断：转差率的正负与大小、功率的传递 异步电机的转子可以是带负载机，也可以是由原动机驱动，在不同的转子外部条件下，异步电机将运行于不同的转速和不同的转差率，对应不同的运行状态。根据转差率的正负、大小，异步电机分别对应于电动机、发电机、电磁制动等

12、三种不同运行状态。(1)0ns0：电动机状态 转子侧：Tem与n同转向，Tem为驱动转矩，Tem0，发出机械功率 定子侧：E1与I1的有功电流I1a反方向，E1I1an0 s0：发电机状态(3)n1：电磁制动状态 转子侧：Tem与n反转向，Tem为制动转矩，Tem0，吸收机械功率 定 子 侧：E1与 I1的 有 功 电 流 I1a反 方 向，E1I1a0，吸收电功率 此时，吸收电功率吸收机械功率转子电阻热损耗：电磁制动状态。转子侧：Tem与n反转向，Tem为制动转矩，Tem0，发出电功率 此时，吸收机械功率此时，吸收机械功率 发出电功率：发电机发出电功率：发电机电磁制动状态电动机状态发电机状态s11s0s0n00nn1 由上分析可见，异步电机只有定子侧是外加电源的，转子侧的电动势和电流，均是由气隙旋转磁场感应产生的，因此称作为“感应电机”，而这一感应作用，只有在转子与气隙旋转磁场不同步，即“异步”转差率s不等于0的情况下，才可以产生，因此“感应电机”又称作“异步电机”。综上所述:n异步电机可以作电动机运行，也可以作发电机运行和电磁制动运行:n一般作电动机运行 n异步发电机很少使用n电磁制动是异步电机在完成某一生产过程中出现的短时运行状态q例如，起重机下放重物时，为了安全、平稳，需限制下放速度时，使异步电动机短时处于电磁制动状态。