电机与电力拖动 第7章 异步电动机.ppt

7.1三相异步电动机的基本结构及工作原理,第7章异步电动机,电机,电动机,发电机,直流电动机,交流电动机,直流发电机,交流发电机,鼠笼型,绕线型,,,,,1、电机的分类,2、三相异步电动机的基本结构,三相异步电动机,定子,转子,气隙,组成机座、定子铁芯、定子绕组,作用产生旋转磁场,组成转子铁芯、转子绕组,作用在旋转磁场的作用下产生感应电动势或电流。,,,,3、转子的类型绕线型转子与鼠笼型转子,4、三相异步电动机的工作原理,对称三相绕组通入对称三相电流,旋转磁场（磁场能量）,转子绕组切割磁感线,转子绕组中产生e和i,转子绕组在磁场中受到电磁力的作用,转子旋转起来,,,电磁转矩,右手定则判断转子绕组中感应电流的方向；左手定则判断转子绕组受到的电磁力的方向；电磁力产生电磁转矩T，T的方向与旋转磁场的方向相同；,5、旋转磁场,定子绕组在三相交流电的作用下，其合成磁场的方向不断在变，就像磁场在旋转一样。,（1）旋转磁场的产生,（2）旋转磁场的转速n1同步转速,（3）旋转磁场的转向,旋转方向取决于三相交流电的相序；U1→V1→W1电机正转和反转,f50Hz时,不同极对数时的同步转速如下,6、电动机转速n和旋转磁场同步转速n1的关系转差率s,电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，,但nn1，所以称异步电动机或感应电动机。,转差率,电动机起动时n0,s1,电动机的额定转速十分接近同步转速nN≈n1。,题1某三相异步电动机的额定转速n570r/min。求电动机的极数和额定时的转差率f50Hz。,由于电动机的额定转速应接近且略小于同步转速n1，而n1对应于磁极对数p有一系列固定值。显然，与570r/min最接近的是p5,n1600r/min,因此，额定时的转差率为,转差率可反映（1）转子转速的快慢；（2）电动机负载的大小；（3）异步电动机的运行状态；,7三相异步电动机的铭牌数据,三相异步电动机型号Y132S－6功率3kW频率50Hz电压380V电流7.2A联结Y转速960r/min功率因数0.76绝缘等级B,（1）型号62p,磁极对数p3,∴p3,可求得n11000r/min,（2）额定电压（线电压）UN380V;,（3）额定转速nN960r/min;,（4）额定功率PN3kW,轴上输出的额定机械功率;,（5）额定电流（线电流）IN7.2A;,（6）功率因数cosN0.76;,（7）绝缘等级表示电机所用材料的耐热能力；,（8）连接方式（三相绕组）星形接法、三角形接法,解,（1）因电动机额定运行时转速接近同步转速，所以同步转速为600r/min。,（2）电动机极对数,（3）额定电流,（4）转差率,7.2三相异步电动机的空载运行,1、空载运行时的电磁关系2、空载运行时定子电压平衡关系,1、负载运行时的电磁关系2、转子绕组各电磁量（电动势、磁动势、功率因素、电流、漏阻抗、转子频率）3、磁动势平衡方程4、电动势平衡方程,7.3三相异步电动机的负载运行,7.4三相异步电动机的等效电路和相量图,T型等效电路简化,简化等效电路,通过折算频率、电流、电压、电动势、阻抗、漏抗,,,,,7.5三相异步电动机的功率和电磁转矩,,1.功率平衡能量守恒定律，能量传递）,异步电动机功率流程图,（1）求P1,（2）求PCu1,（3）求PFe,（4）求PM,（5）求PCu2,（6）求Pm,（7）求P2,（8）求转差率s和转子绕组电流频率f1,（9）机械损耗Pme和附加损耗Ps通过功率关系求，一般不求；,,2.转矩平衡,,（1）电磁转矩的方向电磁转矩（转子）的方向与旋转磁场的转向相同。,（2）电磁转矩的大小,（3）转矩平衡方程式,,,功率,转速,角速度,转矩,功率、转速、角速度、转矩、转差率,,,,,,,（1）额定转速；（2）电磁转矩；（3）输出转矩；（4）空载转矩,（1）转子电流频率；（2）电磁功率；（3）转子铜损耗；（4）定子电流；（5）效率。,（1）总机械功率；（2）电磁功率；（3）转差率；（4）负载转矩；（5）空载转矩；（6）电磁转矩。,7.6三相异步电动机的参数测定,,1空载试验（电动机不带机械负载）,,,,,（1）空载试验的主要目的是测定电机的励磁参数。,空载参数的计算为,（2）空载试验参数,励磁参数的计算为,,,,2短路试验（不让电动机的输出轴转动。目标测量短路参数）,,,,,,对于大、中型电机，可以认为,用每相的数据代入下列各式算出短路参数,图7-17异步电动机堵转试验等效电路,图7-18短路特性曲线,7.7单相异步电动机,单相异步电机的结构与三相异步电动机相似定子转子（1）单相的工作绕组；（2）起动绕组，用获得起动转矩（旋转磁场）；单相异步电动机的特点自身没有起动转矩；,单相异步电动机分为分相式单相电机（电容分相，电阻分相）；罩极式单相电机；,三相异步电动机的单相（缺相）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。这时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。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，也会使电机过热。,