1、電機(jī)的概述電機(jī)的定義 電機(jī)是一種能實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電氣裝置，是電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)等的統(tǒng)稱。做為電源，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電機(jī)稱為發(fā)電機(jī)；將電能轉(zhuǎn)換為另一種形式電能的電機(jī)，包括變壓器、變流機(jī)變頻機(jī)、移相器等；控制電機(jī)。電機(jī)的重要性拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)稱為電動(dòng)機(jī)； 電機(jī)是與電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用有著密切關(guān)系的電磁機(jī)械。應(yīng)用非常廣泛 學(xué)習(xí)電機(jī)的相關(guān)基本理論和分析方法具有重要意義。交流電動(dòng)機(jī)感性認(rèn)識(shí)下面是它主要部件的拆分圖。 一、三相異步電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu) 右圖是一臺(tái)三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的外形圖。圖6.1.7 銅條籠型繞組 圖6.1.8 鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子第二章 三相異步電動(dòng)機(jī) 第二

2、節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的原理一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 1.演示實(shí)驗(yàn) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電流 電磁轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與磁極旋轉(zhuǎn)方向是相同。 2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 一種極性和大小不變，且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。二、 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理異步電動(dòng)機(jī)原理模型ei磁鐵閉合線圈人為轉(zhuǎn)動(dòng)感應(yīng)電流受力而旋轉(zhuǎn)感生電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的條件 從理論分析和實(shí)踐證明，在對(duì)稱三相繞組中流過對(duì)稱三相交流電時(shí)會(huì)產(chǎn)生這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。對(duì)稱三相繞組三相對(duì)稱繞組就是三個(gè)外形、尺寸、匝數(shù)都完全相同、首端彼此互隔120、對(duì)稱地放置到定子槽內(nèi)的三個(gè)獨(dú)立的繞組，如圖所示。AYCBZ()電流出()電流入XAXBYCZiAiBiC 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

3、 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 1. 對(duì)稱三相繞組 3個(gè)外型、尺寸、匝數(shù)都完全相同、首端彼此互隔120、對(duì)稱地放置到定子槽內(nèi)的3個(gè)獨(dú)立的繞組。由電網(wǎng)提供的三相電壓是對(duì)稱三相電壓，由于對(duì)稱三相繞組組成的三相負(fù)載是對(duì)稱三相負(fù)載，每相負(fù)載的復(fù)阻抗都相等，所以，流過三相繞組的電流也必定是對(duì)稱三相電流。 2 . 對(duì)稱三相電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 選定t=0 、120 、240、 360四個(gè)特定瞬間考察三相電流產(chǎn)生的合成磁效應(yīng)，說明旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生并規(guī)定：電流為正值時(shí)，從每相線圈的首端入、末端出；電流為負(fù)值時(shí)，從末端入、首端出。用符號(hào)表示電流流出，用表示電流流入。U V WU1U2V1V2W2W1i1 =

4、Imsin ti2 = Imsin( t120O) i3 = Imsin( t120O)i1 i2 i3 t = 0O 時(shí)i1 = 0，i2 0， i3 0NSIm tOi1t = 0O 時(shí)i1 = 0，i2 0， i30U1U2V1V2W2W1NSt = 120O 時(shí)i10，i2 = 0，i3 0 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理U1U2V1V2W2W1NSU1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NSt = 240O 時(shí)i1 0，i20，i3 = 0t = 360O 時(shí)i1= 0，i2 0，i30 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理NS2. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向決定于通入定子繞組中的三相交

5、流電源的相序，且與三相交流電源的相序，的方向一致只要任意調(diào)換電動(dòng)機(jī)兩相繞組所接交流電源的相序，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)即反轉(zhuǎn)因此要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，只要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向即可 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向 U (i1) V(i2) W(i3) 由超前相轉(zhuǎn)向滯后相。 由通入繞組中的電流的相序決定的。 怎樣改變 n0 的方向 ? V(i1) U(i2) W(i3)i 變化一周i 每秒鐘變化 50 周i 每分鐘變化 (5060) 周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 50 圈旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn) 3000 圈 . 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 n1 的大小怎樣改變？ 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理n1= 3000 = 60 f1 (r / min)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的

6、旋轉(zhuǎn)速度稱為同步轉(zhuǎn)速U1U2V1V2W2W1每相繞組由一個(gè)線圈組成U1 V1 W1U2 V2 W2U3 V3 W3U4 V4 W4U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)組成 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理當(dāng)三相對(duì)稱電流通入三相對(duì)稱繞組，必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小不變，且在空間以一定的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。繞組按一定規(guī)律繞制，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)可相應(yīng)達(dá)到1對(duì)、2對(duì) 、3對(duì)等多對(duì)磁極。U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3t = 0O 時(shí) i1 = 0，i2 0， i3 0 NSNS 磁極對(duì)數(shù) p p = 2 電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈 n1 = 1 500 當(dāng)磁極對(duì)數(shù)

7、 p = 3 時(shí) n1 = 1 000 60 f1 2= 60 f1 3= 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 結(jié) 論 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n1 取決于電流頻率 f 和磁極對(duì)數(shù) p。p 磁極對(duì)數(shù) f 電流頻率 f = 50 Hz 時(shí)： 1 2 3 4 5 6 3 000 1 500 1 000 750 600 500 pn0/(r/min)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理當(dāng)定子接通三相電源后，即在定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)建立了一同步速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)將切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其方向可由右手定則確定。磁場(chǎng)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)體相對(duì)磁極為順時(shí)針方向切斷磁力線。轉(zhuǎn)子上半邊

8、導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)的方向?yàn)榱鬟M(jìn)，用表示；下半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)的方向?yàn)榱鞒?，用表示?因轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，導(dǎo)體中有電流，電流方向與電勢(shì)相同。載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力，其方向由左手定則確定。這樣，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條上形成一個(gè)逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 5、轉(zhuǎn)差率（異步原理） 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子（電動(dòng)機(jī)）的轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即 AYCBZXn1n旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個(gè)基本物理量，它反映電機(jī)的各種運(yùn)行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)理想空載時(shí)，作為電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在01范圍內(nèi)變。 負(fù)載越大，轉(zhuǎn)

9、速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率一般在0.020.06之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率 :s = n1n n1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 : n=(1 s) n1=(1-s)60f/p 起動(dòng)時(shí) n = 0，s = 1 理想空載時(shí) n = n1，s = 0 正常運(yùn)行時(shí) 0nn1， 1s0 額定運(yùn)行時(shí) sN = 0.01 0.09 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理異步電機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài) 狀態(tài) 制動(dòng)狀態(tài) 堵轉(zhuǎn)狀態(tài) 電動(dòng)機(jī)狀態(tài) 理想空載狀態(tài) 發(fā)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率n0 s1n = 0s = 10nn1 1s0n = n1s = 0nn1

10、s0工作原理三相交流電源接通三相定子繞組定子繞組產(chǎn)生三相對(duì)稱電流三相對(duì)稱電流在電機(jī)內(nèi)部建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) ( 切割 )轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子繞組(感應(yīng)電流)在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用在電磁力作用下，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n 。iAACBXZYiBiC三相異步電動(dòng)機(jī)原理簡(jiǎn)圖三相對(duì)稱電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流由此可知，異步電動(dòng)機(jī)是通過載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受力而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的，而轉(zhuǎn)子繞組中的電流由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，并非外部輸入，故異步電動(dòng)機(jī)又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。例題：某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為720r/min，試求該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率及磁極對(duì)數(shù)。解：因?yàn)?n1=60f1

11、/p ， 所以：當(dāng)p=1時(shí)， n1=3000 r/min； 當(dāng)p=2時(shí)， n1=1500 r/min； 當(dāng)p=3時(shí)， n1=1000 r/min； 當(dāng)p=4時(shí)， n1=750 r/min； 當(dāng)p=5時(shí)， n1=600 r/min。 又因?yàn)閚N略低于 n1，所以n1=750 r/min。 所以 p=60f1/ n1 =60 50/750=4 SN= （n1nN）/n1=（750720）/750=0.04【例題】 異步電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)，s0.06故異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速略小于磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速，由此可知同步轉(zhuǎn)速 n1 = 750 r/min , p = 4 ，2p = 8 。 空載轉(zhuǎn)速 n0 = ( 1s0

12、) n1 = ( 10.267 % )750 = 748 r/minr/min額定轉(zhuǎn)差率 某三相異步電動(dòng)機(jī)，電源頻率為50Hz，空載轉(zhuǎn)差率s0 = 0.00267，額定轉(zhuǎn)速nN = 730 r/min。試求：電機(jī)的極數(shù)2p 、同步轉(zhuǎn)速n1 、空載轉(zhuǎn)速n0 、額定轉(zhuǎn)差率sN?！窘狻啃D(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為例：已知三相異步電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)P=2，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min,電源頻率f=50Hz,求額定轉(zhuǎn)差率s。該電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，頻率突然降為f=45Hz,求此時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s,并問此時(shí)電機(jī)在何種狀態(tài)下運(yùn)行？U2U1W2V1W1V2n總結(jié)1、電生磁：三相對(duì)稱繞組通往三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

13、2、動(dòng)磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場(chǎng)作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、主要部件1. 定子 定子鐵心、定子繞組、 機(jī)座和端蓋等。 定子鐵心的硅鋼片 異步電機(jī)的基本理論 定子鐵心 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 定子繞組對(duì)稱三相繞組。 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 定子接線盒U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1U2 V2 W2星形(Y)聯(lián)結(jié)U1 V1 W1W2 U2 V 23 三角形()聯(lián)結(jié)U1 V1 W1W2 U2 V 23 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子

14、繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等。轉(zhuǎn)子鐵心的硅鋼片2. 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子繞組 繞線型：對(duì)稱三相繞組。 籠 型：對(duì)稱多相繞組。 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的部件圖 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子 定子 風(fēng)扇 冷空氣流 罩 殼（非驅(qū)動(dòng)端） 端蓋（驅(qū)動(dòng)端） 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相

15、異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)示意圖 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)的外形 更多的圖片 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)的外形 更多的圖片 三相異步電動(dòng)機(jī)的外形 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 更多的圖片 UN 400 690 V fN 50 / 60 Hz PN 200 2 300 kW 2p 2 8 交流低壓籠型異步電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 更多的圖片 UN 690 V，2 11 kVfN 50 / 60 Hz PN 200 3 000 kW 2p 2 12 交流高壓籠型異步電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 更多的圖片 第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組三相異步

16、電動(dòng)機(jī)的定子繞組和繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組都是三相對(duì)稱繞（統(tǒng)稱為三相交流繞組）定子繞組：通入電流建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子繞組：與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)對(duì)時(shí)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)它們均是電動(dòng)機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。交流繞組的基本知識(shí)1線圈、線圈組、繞組組成交流繞組的基本單元叫線圈，它有兩個(gè)引出線，一個(gè)叫首端，一個(gè)叫末端。有效邊端部線線圈可由一匝或多匝組成圈邊 首端 尾端兩匝線圈三相異步電動(dòng)機(jī)定子2.電角度和機(jī)械角度機(jī)械角度:電動(dòng)機(jī)圓周在幾何上分成3600,稱機(jī)械角度.電角度:從電磁觀點(diǎn)來看,經(jīng)過N、S一對(duì)磁極恰好相當(dāng)于一個(gè)周期，即經(jīng)過3600電角度，若電動(dòng)機(jī)有P對(duì)磁極，電動(dòng)機(jī)圓周按電角度計(jì)算電角度=P 機(jī)械角度 3

17、.極距定子繞組一個(gè)磁極所占有定子圓周的距離。（一般用定子槽數(shù)來表示） =Z/2P Z定子鐵心總槽數(shù)4.節(jié)距Y一個(gè)線圈的有兩個(gè)有效邊所跨定子圓周的距離,一般也用定子槽數(shù)來表示.5.每極每相槽數(shù)第一個(gè)磁極下每相繞組所占有的槽數(shù)Z/2Pm極相組 一個(gè)磁極下屬于同一相的線圈按一定方式串聯(lián)成的線圈組稱為極相組.按節(jié)距Y與極距 的關(guān)系：整距繞組 Y= 短距繞組 Y 按相數(shù)：?jiǎn)蜗?、兩相、三相繞組按槽內(nèi)層數(shù)：?jiǎn)螌永@組雙層繞組單雙層混和繞組按每極每相所占槽數(shù)：整數(shù)槽繞組分?jǐn)?shù)槽繞組繞組的分類：按繞組端接部分的形狀：?jiǎn)螌永@組分為：同芯式繞組鏈?zhǔn)嚼@組交叉式繞組雙層繞組分為：疊繞組波繞組二、三相繞組圈邊 首端 尾端1.

18、 三相單層繞組例如：z = 12，p = 1，m = 3，y = 。兩匝線圈 每極每相槽數(shù) q z 2 p m q = =12 213 = 2 123456789101112定子槽 SNU1U2一相繞組接線圖（單層）3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)SN123456789101112U1簡(jiǎn)化的一相 繞組接線圖（單層）U2 槽距角 相鄰兩槽中心 線間的電角度。 = p 360o z= 1 360o12= 30 極距 相鄰兩磁極中心 線間的距離（槽數(shù)）。 z 2 p = =12 21 = 6 3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 線圈節(jié)距 y 線圈兩圈邊之間的距離（槽數(shù)） 。當(dāng) y = 時(shí)，稱為整距繞組

19、；當(dāng) y 時(shí)，稱為短距繞組。 z2 py = = =12 21= 6 SN123456789101112U1U2yV1 V23.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)當(dāng) q1 分布繞組。當(dāng) q = 1 集中繞組。SN123456789101112U1U2V1V2W1W2三相單層整距分布繞組接線圖3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)例如：z = 12，p = 1，m = 3，y = 5。 由計(jì)算得： q = 2，= 30，y 。2. 三相雙層繞組NS123456789101112串聯(lián)U1 U2 實(shí)線為外層線圈邊，虛線為內(nèi)層線圈邊。3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 雙層繞組3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)100

20、L-2型三相異步電動(dòng)機(jī),定子繞組為單層同心式繞組，定子槽數(shù)為=24,極數(shù)2P=2,相數(shù)M=3,大線圈節(jié)距為11(1-12)槽,小線圈節(jié)距為9(2-11)槽,試?yán)L出其繞組展開圖.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3. 三相繞組的種類(1)單層繞組和雙層繞組(2)整距繞組和 短距繞組 整距繞組 y= 短距繞組 y1 【例3.2.1】 Y180M2 型三相異步電動(dòng)機(jī)， PN = 22 kW，UN = 380 V，三角形聯(lián)結(jié)，IN = 42.2 A， N = 0.89，fN = 50 Hz，nN = 2 940 r/min。求額定運(yùn)行時(shí)的：(1) 轉(zhuǎn)差率；(2) 定子繞組的相電流； (3) 輸入有功功率

21、； (4) 效率。 解：(1) 由型號(hào)知 2p = 2，即 p = 1，因此 n0 = 3 000 r/min，故sN = n0nN n0= 3 0002 940 3 000= 0.02 (2) 由于定子三相繞組為三角形聯(lián)結(jié)，故相電流為 I1P =IN 33.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)42.2 3= A = 24.4 A氣隙基波磁通勢(shì)的幅值2 kw N I2p=4Fpm = 0.9 kw N I p三、旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)三相電流通過三相繞組時(shí)，三相繞組的三個(gè)基波脈振磁通勢(shì)為FpU = Fpm sin tFpV = Fpm sin( t 120o )FpW = Fpm sin( t120o )3.4

22、三相異步電動(dòng)機(jī)的磁通勢(shì)平衡方程式 【例3.4.1】 有一三相雙層繞組， z = 36 ， p = 2，y = 8 /9， N = 96。(1) 分析該繞組的類型； (2) 若旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁通最大值 m = 0.011 Wb，轉(zhuǎn)速 n0 = 1 500 r/min，則每相繞組中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值是多少？ (3) 若通過每相繞組的電流有效值為 I = 2.04 A，該三相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的幅值是多少？ 解：(1) 由于 y = 8 /9 ，故為短距繞組。由于q =z2pm=36223= 31(2) 電動(dòng)勢(shì) 分布繞組 kp = sin 90 y= sin ( 90) 89= 0.9853.4 三相

23、異步電動(dòng)機(jī)的磁通勢(shì)平衡方程式 = p 360 zks =2qsin2q sin= 2360 36= 20=20 2sin(3 ) 3sin20 2= 0.96f =p n060= 50 Hz = Hz 21 500 60E = 4.44 f kw Nm = 4.44500.9850.96960.011 V = 220 V3.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的磁通勢(shì)平衡方程式R2 s= m1 I22 4. 電磁功率 PePe = P1PCu1PFePe = m2 E2 I2cos2 = m1 E2 I2 cos25. 轉(zhuǎn)子銅損耗 PCu2 PCu2 = m2 R2 I22 = m1 R2 I2 2 = s P

24、e3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩= m1 R2I2 2 + m1 R2I2 2 1s s8. 輸出功率 P2 P2 = PmP0 = PePCu2P0 = P1PCu1PFePCu2P06. 機(jī)械功率 PmPm = PePCu21ss Pm = m1 R2I22 = (1s ) Pe7. 空載損耗 P0 P0 = PmePad機(jī)械損耗附加損耗3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩P1PCu1+PFePePCu2P0P2Pm 總損耗 Pal Pal = PFePCuPmePad = PFe(PCu1PCu2) PmePad 功率平衡方程式 P2 = P1Pal 效率 = 100% P2 P1 3

25、.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩 【例3.6.1】 某三相異步電動(dòng)機(jī)，UN = 380 V，形聯(lián)結(jié), f1=50Hz, R1=1.5, R2=1.2。在拖動(dòng)某負(fù)載運(yùn)行時(shí)，相電流 I1 = 11.5A， I2 = 10A, =0.86, =82% , n = 1446 r/min。求：該電機(jī)的 P1、Pe、Pm 和P2 。解： 同步轉(zhuǎn)速 T2 = TL = 140 Nm3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩n0 =60f1p = 60 50 2r/min=1500 r/min轉(zhuǎn)差率 s = n0n n0= 1 5001 446 1 500= 0.036 輸入功率 P1 =3 U1 I1 = 3 38

26、0 11.50.86W=11.27kW P2 = P1= 0.8211.27 kW = 9.24 kW Pm = (1s ) Pe= (10.036 )10 kW = 9.64 kW3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩輸出功率 電磁功率 機(jī)械功率 Pe = m1 I2 2R2 s= 3 10 2 W = 10 kW 1.20.036二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩Pm = P2P0 T = T2T0 1. 電磁轉(zhuǎn)矩 TT = PmPmn = 9.55 = 60 Pm2 nT = Pe0 = 60 Pe2 n0Pen0 = 9.55 2. 空載轉(zhuǎn)矩 T0T0 = P0 = 60 P0 2 nP0n = 9

27、.55 3. 輸出轉(zhuǎn)矩 T2T2 = P2 = 60 P2 2 nP2n = 9.55 3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 TL，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) T2 = TL若 TL T2TL n s E2s I2s (I1) T T2 = TL 重新穩(wěn)定運(yùn)行( n 較高, I1 較小)。 一般 T0 很小 ，在滿載或接近滿載時(shí)， 3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩 T0 T 因此 T = T2 = TL 大連理工大學(xué)電氣工程系 【例3.6.2】求例3.6.1中的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T2 、 T0 和T 。解: 輸出轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩 空載轉(zhuǎn)矩 T2 = 60 P2 2 n 60 9.24 103 2

28、3.14 1446=N m=61.05N m T0 = 60 P0 2 n 60 0.4 103 2 3.14 1446=N m=2.64N m P0 = Pm P2 =(9.64 9.24) kW=0.4kW 空載損耗 T = T0+ T2 =(2.64+61.05) N m=63.69N m 3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩大連理工大學(xué)電氣工程系T = 60 Pe 2 n0 60 10 103 2 3.14 1500=N m=63.69N m T = 60 Pm 2 n 60 9.64 103 2 3.14 1446=N m=63.69N m 或者3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩3.7 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 當(dāng) U1= U1N， f1 = f1N 時(shí)， n = f (P2) I1 = f (P2) T = f (P2) = f (P2) = f (P2)運(yùn)行特性 nI1T P2 n I1(I2) T (P1) 在額定功率附近， 和 最高。第3章 異步電機(jī)的基本理論O P2n, , , I1 , T 3.8 單相異步電動(dòng)機(jī)Oft一、脈振磁場(chǎng) 定子：