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1、(8-1),4.7 感应电动机,4.7.1 三相异步电动机的结构与工作原理4.7.2 三相异步电动机的机械特性4.7.3 三相异步电动机的使用,(8-2),交流电动机,电动机,直流电动机,他励、异励、串励、复励,电动机的分类,(8-3),4.7.1 三相异步电动机的结构与工作原理,(8-4),磁极旋转,导线切割磁力线产生感应电动势,导线长,切割速度,(右手定则),(8-5),异步,2. 线圈比磁场转得慢,(8-6),三相异步机的结构,转子:在旋转磁场作用下, 产生感应电动势或 电流。,三相定子绕组:产生旋转 磁场。,(8-7),旋转磁场的产生,A,Y,C,B,Z,异步机中,旋转磁场代替了旋转磁
2、极,()电流出,()电流入,X,(8-8),合成磁场方向:向下,(8-9),同理分析,可得其它电流角度下的磁场方向:,(8-10),旋转方向:取决于三相电流的相序。,改变电机的旋转方向:换接其中两相。,旋转磁场的旋转方向,(8-11),旋转磁场的转速大小,(8-12),极对数(P)的概念,(8-13),极对数(P)的改变,将每相绕组分成两段,按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。,(8-14),极对数,(8-15),极对数和转速的关系,(8-16),三相异步电动机的同步转速,极对数,每个电流周期磁场转过的空间角度,同步转速,(8-17),电动机转速和旋转磁场同步转速的关系,电动机转速:
3、,(8-18),转差率 的概念:,异步电机运行中:,转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即:,(8-19),1 三相异步电动机的“电磁”关系,4.7.2 三相异步电动机的机械特性,(8-20),(8-21),取决于转子和旋转磁场的相对速度,(8-22),转子功率因数,(8-23),电磁转矩 T:转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转距之总和。,常数,每极磁通,转子电流,转子电路的,转矩公式的推导,(8-24),得到转矩公式,(8-25),2 三相电动机的机械特性,根据转矩公式,(8-26),电动机的自适应负载能力,电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整,这种能力称
4、为自适应负载能力。,直至新的平衡。此过程中, 时, 电源提供的功率自动增加。,(8-27),三个重要转矩,n0,T,n,(牛顿米),(8-28),如果 电机将会因带不动负载而停转。,n0,T,n,求解,(8-29),过载系数:,三相异步机,(8-30),n0,T,n,(8-31),机械特性和电路参数的关系,和电压的关系,结论:,(8-32),和转子电阻的关系,(8-33),机械特性的软硬,硬特性:负载变化时,转速变化不大,运行特性好。软特性:负载增加转速下降较快,但起动转矩大,起 动特性好。 ,(8-34),1 三相异步机铭牌与技术数据,1. 型号 Y 132M4,转差率,4.7.3 三相异步
5、电动机的使用,(8-35),3. 联接方式 : Y/ 接法,(8-36),4. 额定电压:定子绕组在指定接法下应加的线电压.,说明:一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5 。,例:380/220 Y/是指:线电压为380V时采用Y接法; 当线电压为220V时采用接法。,(8-37),电压波动对电动机的影响,(8-38),5. 额定电流:定子绕组在指定接法下的线电流。,如:,表示三角接法下,电机的线电流为11.2A,相电流为6.48A;星形接法时线、相电流均为6.48A。,6. 额定功率: 额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率( ),不等于从电源吸收的功率( )。两者的 关系为:
6、,其中,(8-39),额定负载时一般为0.7 0.9 , 空载时功率因数很低约为0.2 0.3。额定负载时,功率因数最大。,注意:实用中应选择合适容量的电机,防止“大马” 拉“小车”的现象。,7. 功率因数(cos1):,P2,PN,cos 1,(8-40),2 三相异步机的起动,(8-41),三相异步机的起动方法:,(1) 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。,(3)转子串电阻起动。,(8-42),Y 起动:,(8-43),(8-44),转子串电阻起动,起动时将适当的R串入转子绕组中,起动后将R短路。,(8-45),转子串电阻起动的特点:,(2)R2选的适当,转子串电阻既
7、可以降低起动电流, 又可以增加起动力矩。,(8-46),方法:和电源相接的任意两相互换,就可实现反转。,3 三相异步电动机的正、反转,(8-47),制动方法: 1. 抱闸:加机械抱闸; 2. 反接制动:停车时,将电动机接电源的意两相反接,使电动机由原来的旋转方向反过来,以达制动的目的;,4 三相异步电动机的制动,(8-48),4.发电反馈制动: 令电机转子的转速超过 旋转磁场的同步转速,便 会产生制动转矩。,3. 能耗制动:停车时,断开交流电源,接至直流 电源上,产生制动转矩;,(8-49),5 三相异步电动机的调速,(8-50),3. 改变电源频率 (变频调速) 无级调速,此种调速方法发展很
8、快,且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源(常由整流器、逆变器等组成)。,(8-51),8.4 单相异步电动机,8.4.1 单相异步电动机的工作原理,结构:定子放单相绕组(其中通单相交流电); 转子一般用鼠笼式。,定子中通入单相交流电后,形成脉动磁场。其磁感应强度按正弦分布,且随时间按正弦变化。,(8-52),单相异步电动机的特点:,(1)自身没有起动转矩,当定子绕组产生的合成磁场增加时,根据右手螺旋定则和左手定则,可知转子导条左、右受力大小相等方向相反,所以没有起动转矩。,(8-53),(2)转子借助其它力量转动后,外力去除后仍按原方 向继续转动。其原理分析如下:,定子绕组产生的脉动磁场(
9、),可用正、反两个旋转磁场合成而等效。即:,(8-54),脉动磁场的分解,(8-55),正反向旋转磁场的合成转矩特性,合成转矩,(正向),(反向),T,S,(8-56),电容分相式起动,8.4.2 单相异步电动机的起动,(8-57),罩极式单相电机,定子通入电流以后,部分磁通穿过短路环,并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差,从而形成旋转磁场,使转子转起来。,图中电机的转动方向:瞬时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。,(8-58),单相异步电动机的功率小,主要制成小型电机。它的应用非常广泛,如家用电器(洗衣机、电冰箱、电风扇)、电动工具(如手电钻)、医用器械、自动化仪表等。,8.4.3 单相电机的使用,8.4.4 三相异步电动机的单相运行,三相异步电动机在运行过程中,若其中一相和电源断开,则变成单相运行。此时和单相电机一样,电机仍会按原来方向运转。但若负载不变,三相供电变为单相供电,电流将变大,导致电机过热。使用中要特别注意这种现象;三相异步电动机若在启动前有一相断电,和单相电机一样将不能启动。此时只能听到嗡嗡声,长时间启动不了,也会过热,必须赶快排除故障。,(8-59),第八章,结 束,
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