相异步机的结构和基本工作原理

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1、 第 一 节 异 步 电 动 机 的 用 途 和 分 类 （ 一 ） 三 相 异 步 电 机 主 要 用 作 电 动 机 ， 拖 动各 种 生 产 机 械 ， 例 如 ： 风 机 、 泵 、 压 缩 机 、机 床 、 轻 工 及 矿 山 机 械 、 农 业 生 产 中 的 脱 粒机 和 粉 碎 机 、 农 副 产 品 中 的 加 工 机 械 等 等 。 在 民 用 生 活 中 ， 电 扇 、 洗 衣 机 、 电 冰 箱和 空 调 器 等 一 般 由 单 相 异 步 电 动 机 来 拖 动 。第 一 节 异 步 电 动 机 的 用 途 和 分 类 （ 二 ） 第 一 节 异 步 电 动 机 的

2、用 途 和 分 类 （ 三 ） 异 步 电 动 机 能 在 生 产 和 生 活 领 域中 得 到 广 泛 的 应 用 ， 是 有 着 众 多 优 点 ： 结 构 简 单 、 制 造 容 易 、 价 格 低 廉 、运 行 可 靠 、 坚 固 耐 用 、 运 行 效 率 较 高 并具 有 适 用 的 工 作 特 性 。 缺 点 ： 功 率 因 数 较 差 ， 电 机 在 运 行 过 程中 必 须 从 电 网 吸 收 感 性 无 功 功 率 ， 因此 它 的 功 率 因 数 总 小 于 1。第 一 节 异 步 电 动 机 的 用 途 和 分 类 （ 四 ） 第 一 节 异 步 电 动 机 的 用 途

3、 和 分 类 （ 五 ） 异 步 电 动 机 的 种 类 很 多 ， 从 不 同 的 角 度 看 ，有 不 同 的 分 类 法 ， 常 见 的 有 ：按 定 子 相 数 分 ：单 相 异 步 电 动 机 两 相 异 步 电 动 机 三 相 异 步 电 动 机 第 一 节 异 步 电 动 机 的 用 途 和 分 类 （ 六 ）按 转 子 结 构 分 ： 绕 线 型 异 步 电 动 机鼠 笼 型 异 步 电 动 机 第 二 节 三 相 异 步 电 动 机 的 结 构 （ 一 ）下 面 是 它 主 要 部 件 的 拆 分 图 。 右 图 是 一 台 三 相 鼠 笼 型 异 步 电动 机 的 外 形

4、图 。 第 二 节 三 相 异 步 电 动 机 的 结 构 （ 二 ） 三 相 异 步 电 动 机 的 定 子 部 分 在 结 构 上 和 同 步 电机 的 定 子 部 分 完 全 相 同 。 对 中 、 小 容 量 的 低 压 异 步 电 动 机 ， 通 常 定 子 三相 绕 组 的 六 个 出 线 头 都 引 出 ， 这 样 可 根 据 需 要 灵 活地 接 成 “ Y”形 或 “ D”形 。U 1 V1 W1 U1 V1 W1W2 U 2 V2 W2 U2 V2D联 结Y联 结 第 二 节 三 相 异 步 电 动 机 的 结 构 （ 三 ） 三 相 异 步 电 动 机 的 转 子 部 分

5、 结 构 类 型 主 要 有 两种 ： 鼠 笼 型 和 绕 线 型 。 鼠 笼 型 转 子 绕 组 由 插 入 每 个 转 子 槽 中 的 导 条 和两 侧 的 短 路 端 环 构 成 ， 如 果 去 掉 转 子 铁 心 ， 剩 余 的转 子 绕 组 就 像 一 个 松 鼠笼 子 。 鼠 笼 型 转 子 铁 心 和 绕 组 结 构 示 意 图 第 二 节 三 相 异 步 电 动 机 的 结 构 （ 四 ）这 种 电 机 的 特 点 是 ： 可 以 在 转 子 绕 组 中 串 入 附 加 电阻 ， 来 改 善 电 机 的 起 动 性 能 或 作 转 速 调 节 用 。下 图 是 三 相 绕 线

6、型 转 子 结 构 。 绕 组 的 三 个 出 线 端 子接 到 固 定 在 转 轴 上 的 三 铜 环 上 ， 通 过 电 刷 引 出 。 5） 额 定 功 率 因 数 指 电 动 机 在 额 定 负 载时 定 子 侧 的 功 率 因 数 ；cos N第 三 节 三 相 异 步 电 动 机 的 额 定 值 （ 一 ）1） 额 定 功 率 （ kW） 指 额 定 运 行 时 转 轴 上 的输 出 机 械 功 率 ；NP2） 额 定 电 压 （ V） 指 加 在 绕 组 上 的 线 电 压 ；NU3） 额 定 电 流 （ A） 指 定 子 绕 组 中 的 线 电 流 ；NI4） 额 定 频 率

7、（ H z） 我 国 工 业 用 频 率 为 50H z；f 第 三 节 三 相 异 步 电 动 机 的 额 定 值 （ 二 ）6） 额 定 转 速 （ r/min） 指 电 机 额 定 运 行 时 转轴 的 转 速 ； Nn2 ( )9550 ( /min)NN NP kWT n r （ N m）7） 电 动 机 的 额 定 输 出 转 矩 计 算 式 为 .思 考 ： 如 果 转 矩 单 位 为 kg m， 该 如 何 计 算 ？. 第 三 节 三 相 异 步 电 动 机 的 额 定 值 （ 三 ） 2） 如 铭 牌 上 标 有 “ 380V、 D联 结 ” 时 ， 表 示 电机 正 常

8、运 行 时 只 能 采 用 “ D”联 结 ， 但 是 在 电 动 机 起动 过 程 中 可 接 380V电 源 ， 绕 组 采 用 “ Y”联 结 ， 起 动完 毕 ， 恢 复 “ D”联 结 。对 高 压 电 动 机 ： 定 子 绕 组 只 有 三 根 出 线 ， 只 要 电 源 电 压 符 合 电动 机 铭 牌 电 压 值 便 可 使 用 。对 于 中 低 压 电 动 机 ： 1） 如 铭 牌 上 标 有 “ 380/220V、 Y/D联 结 ” 时 ，表 示 电 源 电 压 为 380V时 ， 电 机 绕 组 采 用 “ Y”联 结 ；电 源 电 压 为 220V时 ， 采 用 “ D

9、”联 结 。 两 极 异 步 电 动 机 示 意 图 （ 图 中 气 隙 磁 场 形 象 地 用 N、 S来 表 示 ）N1n 1n nS1 60 fn p ( /min)r 定 子 接 三 相 电 源 上 ， 绕 组 中 流 过 三 相 对 称 电 流 ，气 隙 中 建 立 基 波 旋 转 磁 动 势 ， 产 生 基 波 旋 转 磁 场 ， 转速 为 同 步 速 : 第 四 节 三 相 异 步 电 动 机 的 简 单 工 作 原 理 （ 一 ）电 动 机 运 行 时 的 基 本 电 磁 过 程 ： 这 个 同 步 速 的 气 隙 磁 场 切 割转 子 绕 组 ， 产 生 感 应 电 动 势

10、并 在转 子 绕 组 中 产 生 相 应 的 电 流 ； 转 子 绕 组 在 磁 场 中 受 到 电 磁力 矩 作 用 ， 这 个 力 矩 驱 动 转 子 旋转 ， 实 现 电 动 机 的 工 作 过 程 。 第 四 节 三 相 异 步 电 动 机 的 简 单 工 作 原 理 （ 二 ）思 考 ： 能 否 等 于 ？ 何 谓 异 步 ？ 电 机 的 转 向 由 随 决 定 ？ n 1n NS1n 0n两 极 发 电 机 示 意 图 两 极 电 机 制 动 运 行 图NS1n 1n n 第 四 节 三 相 异 步 电 动 机 的 简 单 工 作 原 理 （ 三 ） 由 于 异 步 电 动 机 的

11、 转 速 总 不 等 于 同 步速 ， 因 此 在 描 述 异 步 电 机 转 速 时 通 常 采 用转 差 率 的 概 念 。 转 差 率 的 概 念 定 义 如 下 ： 把 同 步 速 和电 机 转 子 转 速 之 差 与 同 步 速 的 比 值 称 为转 差 率 ， 用 表 示 ： n1n 1ns 1 1n ns nn 1n 第 四 节 三 相 异 步 电 动 机 的 简 单 工 作 原 理 （ 四 ）状 态 电 动 机 发 电 机 电 磁 制 动n与 s关 系 nn10sn1s0 n与 n1反 向 ，n1E1的性 质 反 电 动 势 电 源 电 动 势 反 电 动 势T的性 质 电 磁 驱 动力 矩 电 磁 阻 力 矩 电 磁 阻 力 矩能 量转 换 电 能 机械 能 原 动 机 机 械 能 电 能 电 能 +机 械 能 内部 损 耗 （ 短 路 ） 注 ： 表 中 “ 电 动 机 ” 、 “ 发 电 机 ” 、 “ 电 磁 制 动 ” 为 超 级 链 接 热 字