湖南大学：《电工电子技术基础》课程教学资源（PPT课件）第4章 电动机

第4章电动机 学习要点 三相异步电动机的转动原理 0三相异步电动机使用方法 0三相异步电动机的运行和控制方法 0三相异步电动机的机械特性 单相异步电动机的转动原理 直流电动机的转动原理 跳转到第一页

跳转到第一页 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机使用方法 三相异步电动机的运行和控制方法 三相异步电动机的机械特性 单相异步电动机的转动原理 直流电动机的转动原理 学习要点 第4章 电动机

第4章电动机 O 04,1三相异步电动机的结构及转动原理 04,2三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 4.3三相异步电动机的运行与控制 4.4三相异步电动机的选择与使用 4.5单相异步电动机 4.6直流电动机 跳转到第一页

跳转到第一页 第4章 电动机 4.1 三相异步电动机的结构及转动原理 4.2 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 4.3 三相异步电动机的运行与控制 4.4 三相异步电动机的选择与使用 4.5 单相异步电动机 4.6 直流电动机

41三相异步电动机的结 构及转动原理 411三相异步电动机的结构 三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转 子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为AX、 BY、CZ。转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。 鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线 式转子绕组的形式与定子绕组基本相同,3个 绕组的末端连接在一起构成星形连接,3个始 端连接在3个铜集电环上,起动变阻器和调速 变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接。 跳转到第一页

跳转到第一页 4.1 三相异步电动机的结 构及转动原理 4.1.1 三相异步电动机的结构 三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转 子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为AX、 BY、CZ。转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。 鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线 式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个 绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始 端连接在3个铜集电环上，起动变阻器和调速 变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接

412旋转磁场的产生 把三相定子绕组接成星形接到对称 三相电源,定子绕组中便有对称三相电 流流过。 A A 2 sin ot B /2nsin(at-120°) ic=y2 I sin((ot+120° B 跳转到第一页

跳转到第一页 4.1.2 旋转磁场的产生 2 sin( 120 ) 2 sin( 120 ) 2 sin C B A = +  = −  = i I t i I t i I t p p p    i A A i B i C X B Y C Z 把三相定子绕组接成星形接到对称 三相电源，定子绕组中便有对称三相电 流流过

12O° 240 360° A A A Z B C B C B ○ a at=0 t=120

跳转到第一页 ωt i i A i B i C O 120° 240° 360° × × × × · × · · · · · (a) ωt = 0° (b) ωt = 120° (c) ωt = 240° A A A X X X B B B Y Y Y C C C × Z Z Z

结论: (1)在对称的三相绕组中通入三相电流,可 以产生在空间旋转的合成磁场。 (2)磁场旋转方向与电流相序一致。电流相 序为A-BC时磁场顺时针方向旋转;电流相序 为A-C-B时磁场逆时针方向旋转。 (3)磁场转速(同步转速)与电流频率有关, 改变电流频率可以改变磁场转速。对两极(一 对磁极)磁场,电流变化一周,则磁场旋转 周。同步转速n与磁场磁极对数p的关系为: )fi 60 r/min 0 跳转到第一页

跳转到第一页 结论： (1)在对称的三相绕组中通入三相电流，可 以产生在空间旋转的合成磁场。 (2)磁场旋转方向与电流相序一致。电流相 序为A-B-C时磁场顺时针方向旋转；电流相序 为A-C-B时磁场逆时针方向旋转。 (3)磁场转速(同步转速)与电流频率有关， 改变电流频率可以改变磁场转速。对两极(一 对磁极)磁场，电流变化一周，则磁场旋转一 周。同步转速no与磁场磁极对数p的关系为： r/min 60 1 o p f n =

413三相异步电动机的转动原理 静止的转子与旋转磁场之 间有相对运动,在转子导体中 产生感应电动势,并在形成闭 合回路的转子导体中产生感应 电流,其方向用右手定则判定 转子电流在旋转磁场中受到oc○ 磁场力F的作用,F的方向用左 手定则判定。电磁力在转轴上 形成电磁转矩。电磁转矩的方 向与旋转磁场的方向一致。 跳转到第一页

跳转到第一页 4.1.3 三相异步电动机的转动原理 · × · × no · F F × n 静止的转子与旋转磁场之 间有相对运动，在转子导体中 产生感应电动势，并在形成闭 合回路的转子导体中产生感应 电流，其方向用右手定则判定 。转子电流在旋转磁场中受到 磁场力F的作用，F的方向用左 手定则判定。电磁力在转轴上 形成电磁转矩。电磁转矩的方 向与旋转磁场的方向一致

电动机在正常运转时,其转速n总是稍低 于同步转速n,因而称为异步电动机。又因 为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的 ,所以也称为感应电动机 异步电动机同步转速和转子转速的差值与 同步转速之比称为转差率,用s表示,即: 1-n 0 100 0 转差率是异步电动机的一个重要参数。 异步电动机在额定负载下运行时的转差率约 为10%9%。 跳转到第一页

跳转到第一页 电动机在正常运转时，其转速n总是稍低 于同步转速no，因而称为异步电动机。又因 为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的 ，所以也称为感应电动机。 异步电动机同步转速和转子转速的差值与 同步转速之比称为转差率，用s表示，即： 100% o o  − = n n n s 转差率是异步电动机的一个重要参数。 异步电动机在额定负载下运行时的转差率约 为1%~9%

例:有一台4极感应电动机,电压频率为50Hz, 转速为1440r/min,试求这台感应电动机的转差率 解:因为磁极对数p=2,所以同步转速为: 60f160×50 1500 r/min 转差率为: S=on 1500-1440 100%≡ 100%=4 1500 跳转到第一页

跳转到第一页 例：有一台 4 极感应电动机，电压频率为 50 Hz， 转速为 1440 r／min，试求这台感应电动机的转差率。 解：因为磁极对数 p = 2 ，所以同步转速为： 1500 r/min 2 60 1 60 50 o =  = = p f n 转差率为： 100% 4% 1500 1500 1440 100% 0 o  = −  = − = n n n s

42三相异步电动机的 电磁转矩和机械特性 42.1三相异步电动机的电路分析 定子电路分析 R1+( a1) er e e 01 02 r+L +w U1=h1R1+(-Ea1)+(-E1)=h1R1+j/1X1+(-E1) 忽略R1和X上的压降,则:U1≈-E1 U1≈E1=444fN1Φ 跳转到第一页

跳转到第一页 4.2 三相异步电动机的 电磁转矩和机械特性 4.2.1 三相异步电动机的电路分析 + u1 － e1 e σ1 i 1 i 2 e2 e σ2 1．定子电路分析 dt d N dt di i R L u i R e e  = + + = + − + − 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ( ) ( )   ( ) ( ) ( ) 1 1 1 1 1 1 1 1 X1 E1 U I R E E I R jI        = + −  + − = + + − N m U1  E1 = 4.44 f 1 1  U1 E1   忽略R  − 1和X1上的压降，则：