1、2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,1,第八章 异步电机的基本结构和基本原理,8-1 三相异步电动机的构造,8-2 三相异步电动机的基本作用原理,8-3 异步电机的铭牌数据和主要系列,第八章 异步电机的基本结构和基本原理,8-1 三相异步电动机的构造,8-2 三相异步电动机的基本作用原理,8-3 异步电机的铭牌数据和主要系列,本章基本要求,3. 熟悉三相异步电动机的铭牌数据的计算。,1. 了解三相异步电动机的工作原理和基本结构，了解型号的意义。,2. 了解异步电机的基本作用原理。,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,2,一、定
2、子,8-1 三相异步电动机的构造,铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。,机座：铸钢或铸铁,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,3,三相异步电动机结构图,定子 端部,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,4,三相异步电动机的构造,三相绕线型异步电动机的结构,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,5,交流绕组,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,6,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipei
3、yu 制作,7,定子绕组,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,8,定子绕组和铁心,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,9,定子线圈,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,10,转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。,二、转子,笼型转子,铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。,(1)笼型转子,(2) 绕线型转子,同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。,三相异步电动机的构造,铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体，或铸铝形成转子绕组。,2019/3/1
4、9,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,11,笼型转子,三相异步电动机的构造,铸铝式笼型转子,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,12,绕线型异步电动机的转子,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,13,三相绕线型异步电动机示意图,三相异步电动机的构造,定子,转子,集电环,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,14,绕线转子照片,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,15,绕线型转子,三相异步电动机的构造,2
5、019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,16,笼型电动机与绕线型电动机的比较：,笼型： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能通过转子串电阻人为改变电动机的机械特性。,绕线型： 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。,三、气隙,和其他电机一样，异步电动机的定转子之间必须有一个气隙。异步电动机的气隙很小，一般为0.2-2mm。,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,17,三相异步电动机的外形,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,
6、18,三相异步电动机的外形,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,19,UN 400 V 690 V fN 50 / 60 Hz PN 200 kW 2 300 kW 2p 2 8,交流低压笼型异步电动机,三相异步电动机的构造,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,20,一、电动机的运行状态,A,X,Y,C,B,Z,定子三相绕组通入三相交流电,感应电动势 E2,电磁力F,n1,8-2 三相异步电动机的基本作用原理,1. 异步电动机的工作原理,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作
7、,21,2. 转差率,旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。,由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场的转速相等，即,如果: n=n1,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,三相异步电动机的基本作用原理,nn1,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,22,异步电动机运行中：s=(16)%。,转子转速亦可由转差率求得：,转差率s,例：一台三相异步电动机，电源频率 f1=50 Hz ，其额定转速 n=975 r/min。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。,解：,根据
8、异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n1=1000 r/min , 即,p=3,额定转差率为,三相异步电动机的基本作用原理,n=(1-s)n1,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,23,4. 改变转子旋转方向,与旋转磁场的转向相同。,顺时针方向旋转,怎样改变转子的转向?,逆时针方向旋转,三相异步电动机的基本作用原理,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,24,三相异步电动机的基本作用原理,二、发电运行状态,此时转子的转向与旋转磁场方向相同，但nn1，使s变为负值。此时感应电势e2则因磁场切割转子导体的方向与电动机状
9、态相反而改变了方向，转子电流i2也改变了方向，随之电磁转矩TM也改变，对原动机起制动作用，转子从原动机吸收机械功率，电机处于发电机运行状态。,如果用原动机将异步电动机的转子加速，则转子的转速可高于同步转速n1。,在理论上可使转子的转速达到无穷大，因此异步发电机的运行区域在s0范围内。,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,25,三相异步电动机的基本作用原理,三、电磁制动状态,如果由于外力产生的转矩T，拖着电机的转子反着旋转磁场方向转动，则旋转磁场将以高于同步转速切割转子导体，切割方向与电动机状态相同，这时各电势、电流、电磁力和电磁转矩与电动状态相同。,这时TM与
10、旋转磁场方向相同，但与转子转向相反，因此对转子起制动作用，为克服这个制动转矩TM，外力必须对转子提供机械功率；,e1和i1方向相反，定子从电网吸收电功率，定子从电网吸收的电功率和转子从外力获得的机械功率都变成电机内部损耗而变成热能，称为电磁制动状态。,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,26,三相异步电机的各种运行状态综述,n0s1,n = 0 s = 1,0nn1 1s0,n = n1 s = 0,nn1 s0,三相异步电动机的基本作用原理,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,27,8-3 三相异步电动机铭牌数据,三相异步电
11、动机的铭牌,三相异步电动机 型 号 Y132S6 功 率 3 kW 频 率 50Hz 电 压 380 V 电 流 7.2 A 联 结 Y 转 速 960r/min 功率因数 0.76 绝缘等级 B,2p = 6,轴上输出额定机械功率PN,额定电压 (线电压),额定电流 (线电流),2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,28,三相异步电动机的铭牌,三相异步电动机的额定值,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,29,1. 型号,例如： Y 132 M4,用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。,三相异步电动机的额定值,2019/3/19
12、,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,30,定子接线盒,星形(Y)联结,三角形()联结,2. 定子绕组的接法,电机容量3kW采用连接,电机容量3kW采用Y连接,三相异步电动机的额定值,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,31,3. 电压,例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。,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% 。 因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。,电动机在额定运行时定子绕组上应加的
13、线电压值。,三相异步电动机的额定值,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,32,4. 电流,例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。,5. 功率与效率,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。,6. 功率因数,三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。,三相异步电动机的额
14、定值,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,33,如： n N =1440 转/分sN = 0.04,8. 绝缘等级,指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为A、E、B、F、H五级，A级最低(105C)，H级最高(180C)。,7. 额定转速,电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。,额定转差率,三相异步电动机的额定值,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,34,例: Y180M2 型三相异步电动机，PN =22kW，UN = 380 V，IN = 42.2 A， 接法， cosN = 0.89，fN = 50 Hz，nN =
15、 2940 r/min。求额定运行时的： (1) 转差率；(2) 定子绕组的相电流； (3) 输入有功功率； (4) 效率。,解：(1) 由型号知 2p = 2，即 p = 1， 因此 n1 = 3000 r/min，故,(2) 由于定子三相绕组为三角形联结，故相电流为,三相异步电动机的额定值,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,35,(3) 输入有功功率,= 1.73238042.20.89 W= 24719.2 W = 24.72 kW (4) 效率,三相异步电动机的额定值,2019/3/19,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作,36,本章结束,
