1、第三章三相異步電滾子、3.1三相異步電滾子的基本原理交流電機可分為同步電機和鼠籠式電機兩類。 同步電機的轉(zhuǎn)速和連接的電源頻率之間有嚴格的關(guān)系，主要作為發(fā)電機使用。 鼠籠式電機的轉(zhuǎn)速與連接的電源頻率沒有嚴格的關(guān)系，主要用于電動機。 第三章三相異步電滾子、3.1.1三相異步電滾子的基本結(jié)構(gòu)三相異步電滾子主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子與轉(zhuǎn)子之間除了有小的空氣隙外，還有端蓋、軸承、風扇等零配件。 第三章三相異步電滾子，1 .定子三相異步電滾子的定子由機座、定子鐵元素芯和定子繞組三部分組成。 (1)定子鐵元素芯的定子鐵元素芯是電滾子磁路的一部分，定子鐵元素芯的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1定子鐵元素芯

2、、第3章三相異步電滾子、(2)定子繞組定子繞組是電動機的電路部分，其主要作用是感應電位，通過電流實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)化。 (3)機臺的作用是支撐定子鐵元素心和固定端蓋，在中小型馬達中，端蓋還具有外殼的作用，機臺支撐馬達的轉(zhuǎn)子部分。 因此機臺必須具有一盞茶的機械強度和剛性。 第三章三相異步電滾子，2 .轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的中心詞由轉(zhuǎn)子鐵元素芯、轉(zhuǎn)子繞組和旋轉(zhuǎn)軸等構(gòu)成。 (1)轉(zhuǎn)子鐵元素芯的轉(zhuǎn)子鐵元素芯是電滾子磁路的一部分，由厚度0.5mm的硅鋼板層疊而成。 第3章三相異步電滾子，(2)轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子繞組的作用是產(chǎn)生感應電勢和電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 其結(jié)構(gòu)形式有籠式和繞線式兩種。 籠型轉(zhuǎn)子繞組籠型轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)制造繞

3、組的材料可分為銅條轉(zhuǎn)子繞組和鋁鑄造轉(zhuǎn)子繞組。 第三章三相異步電滾子、繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子繞線與定子繞線相同，是由嵌入轉(zhuǎn)子鐵元素心槽的線圈以一定規(guī)則構(gòu)成的三相對稱繞線。 轉(zhuǎn)子的三相繞組一般連接成星形，三個末端相連，三個末端分別安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，與和旋轉(zhuǎn)軸絕緣的三個彈簧連接，通過電刷裝置引出。 第3章三相異步電滾子，3 .空氣隙異步電滾子定子鐵元素心與轉(zhuǎn)子鐵元素心之間的空氣隙稱為空氣隙。 3.1.2三相異步電動機定子繞組在三相異步電動機結(jié)構(gòu)中，定子繞組是三相異步電動機的核心零配件，是實現(xiàn)電機機電能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。 第三章三相異步電滾子、三相異步電滾子對定子三相繞組的要求是各相繞組的磁通勢和電位對稱，阻

4、抗平衡。 線圈產(chǎn)生的磁通勢和電位在波形上接近正弦波。 用銅量省，絕緣強度和機械強度高，散熱條件好。 制造、維護容易。 三相定子繞組根據(jù)槽內(nèi)導體的層數(shù)分為單層繞組和雙層繞組。第3章三相異步電滾子、1 .定子繞組的基本知識線圈是構(gòu)成繞組的基本單針織面料，由1匝或多匝的線圈串聯(lián)連接而成。 各線圈的鐵心槽內(nèi)的直線部分是線圈產(chǎn)生感應電位的主要部分，因此稱為有效邊或?qū)w。 第3章三相異步電滾子在極間定子線圈中流過電流時產(chǎn)生磁場，磁極均勻分布在定子圓周上(圖3-3 )。 相鄰的兩磁極軸線之間的距離稱為極間距離，可由定子槽數(shù)或定子內(nèi)圓弧長度表示：或、圖3-3電動機的極間距離、第三章三相異步電動機、間距y是一個

5、線圈的兩個有效邊跨越定子圓周上的距離(圖3-4 )，由槽數(shù)表示。a b c圖3-4線圈示意圖a單匝線圈b多匝線圈c多匝線圈簡化圖，第三章三相異步電動機，電氣角度和機械角度電動機圓周從幾何學上看為360，將該角度稱為機械角度。 用電角度表示槽步距角鄰接的2個槽間的距離，稱為槽步距角，即，第3章三相異步電動機、各極每相槽數(shù)q在各磁極下的各相中所占的槽數(shù)稱為各極每相槽數(shù)q。定子繞組的相數(shù)為m-1時，每個相帶的極間距屬于同一相的槽在圓周上連續(xù)占有的空間(用電角表示)稱為相帶。第三章三相異步電動機、2 .三相異步電動機的工作原理如果在對稱的三相定子線圈中流過三相對稱電流，則定子線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場的瞬

6、時位置如圖3-5所示，使磁場向逆時針方向旋轉(zhuǎn)。圖3-5三相異步電滾子的動作原理示意圖、第三章三相異步電滾子、轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度、即同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差稱為旋轉(zhuǎn)差n，旋轉(zhuǎn)差是轉(zhuǎn)子切斷旋轉(zhuǎn)磁場的速度。 n和n-1的比稱為滑動率，用s表示時，鼠籠式電機的轉(zhuǎn)速根據(jù)負荷的變化而變化，滑動率s也根據(jù)負荷的變化而變化。 但是，在正常動作時，滑動率的變化不大，空載時s為約0.5%以下，額定負載時的馬達s的大部分在約1.5%6%的范圍內(nèi)。第三章三相異步電滾子、三相交流繞組的電位三相定子繞組引起的旋轉(zhuǎn)磁通勢，使電滾子的空氣隙產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 只考慮基波旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場在空氣隙空間正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速

7、旋轉(zhuǎn)。 因為這是固定的，轉(zhuǎn)子線圈和云同步交鏈，所以必然會在固定的，轉(zhuǎn)子線圈上產(chǎn)生感應電位。 第三章三相異步電滾子、三相異步電滾子運行分析從異步電滾子的基本工作原理可知，異步電滾子通過電磁效應從定子向轉(zhuǎn)子傳輸能量，電壓互感器也通過電磁效應從原繞組向副繞組傳輸能量，因此異步電滾子與變壓器在工作原理上相似。 第三章三相異步電滾子、3.2.1三相異步電滾子運行的基本分析1 .異步電滾子的磁路、主磁通和泄漏磁通(1)主磁通異步電滾子的三相定子繞組中流過三相交流電流時，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場力，建立旋轉(zhuǎn)磁場，第三章三相異步電滾子，(2)泄漏磁通包括定子泄漏磁通和轉(zhuǎn)子泄漏磁通。 2 .由于轉(zhuǎn)子的相數(shù)和極數(shù)相對于繞

8、組式轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子繞組由三相繞組卷繞，所以在繞組連結(jié)時使轉(zhuǎn)子繞組具有與定子繞組相同的極數(shù)。 第三章三相異步電滾子由于異步電滾子運行時定、轉(zhuǎn)子電位頻率不同，定、轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)和有效匝數(shù)也不同，因此，要得到等效電路，需要頻率和繞組的換算。 第三章三相異步電動機，3.1.2鼠籠式電機的相量圖為了表示電機各物理量間的拓撲關(guān)系，可以從換算后的電位和磁通勢方程式描繪出鼠籠式電機的相量圖。 繪制相量圖時以主磁通為參考相量，其他相量的繪制方法與電壓互感器的繪制方法大致相同，但在此不重復。 鼠籠式電機的相量圖如圖3-10所示。圖3-10鼠籠式電機的相量圖、第三章三相異步電動機、三相異步電動機的節(jié)約用電運行目前，在眾

9、多生產(chǎn)機械中，舊式JO2系列及其派生電機仍然存在，這些個電機起動性能差，營運效率低，功耗大；其次，往往是“大馬拉小車”，即電滾子負荷過低實際上，由于電源電壓不對稱、電源電壓過低、電滾子使用不當，還會導致電滾子的額外功率損失。 第三章使用三相異步電滾子、1 .三相異步電滾子的節(jié)能運行方法電滾子時，應當按照三相異步電滾子的經(jīng)濟運行標準合理使用，維護及時，避免因管理不善造成的人為電力大量損失。 只要其他條件允許，采用y系列或Y2系列的高效電機代替JO2系列的馬達。第3章三相異步電滾子應盡量使電滾子和負載保持一致，電滾子正常動作時，其負載應接近額定負載。從三相異步電動機的運轉(zhuǎn)特性可知，馬達的最大效率發(fā)

10、生在(0.71.0)PN的范圍內(nèi)，馬達在該范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)時，馬達的效率很高。 對于輕負載運轉(zhuǎn)電動機，不應該適當?shù)亟档碗妱訖C的工作電壓，第三章三相異步電動機根據(jù)降壓時的電動機人為機械特性的分析，對于滿載或重負載的電動機，如果電壓降低，則電動機的固定轉(zhuǎn)子電流上升，銅損失與固定轉(zhuǎn)子電流的平方成比例地急速增大，因此，一般第三章三相異步電滾子根據(jù)進行電滾子無效補償?shù)娜喈惒诫姖L子的運行分析，三相異步電滾子的功率因數(shù)總是延遲，即運行時總是從電力網(wǎng)中吸取一定的無效功率形成磁場。 電容無功補償電滾子可以減少電滾子從電力網(wǎng)吸取的無功功率，減少線路損耗，對動力設(shè)備多的工廠尤為重要。 第三章采用三相異步電滾子、新型節(jié)能裝置隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了許多電滾子節(jié)