04第四章三相异步电动机的基本原理

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3、节距—— 一个线圈的两个边所跨定子圆周上的距离称为节距， 用y1表示，一般用槽数计算。节距应该接近极距τ 。
y1 ——整距绕组， y1 ——短距绕组， y1 ——长距绕组
4、槽距角α —— 相邻槽之间的电角度称为槽距角
p 360 若Q1为定子槽数，p为极对数，则槽距角 Q1
3、划分相带
每个极距内属于同相的槽所占有的区域称为“相带”， q=Q1/(2mp)；每个相带为60°电角度。
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4、连接线圈组
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5、连相绕组
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连三相绕组
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三、三相双层叠绕组
双层绕组的每个槽内都有上下两个线圈边，每个线圈的一个边 放在某一个槽的上层，另一边放在相隔节距y1的另一个槽的下层。 整个绕组的线圈数等于槽数。 以下用3相4极24槽的双层叠绕组为例，说明3相双层绕组的排 列和联接。 1、计算极距
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矩形脉振磁动势
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脉振磁动势的分解
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2、（1）整距分布绕组磁势
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（2）整距分布绕组磁势
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短距线圈节距缩短的角度 y1 y1 π π1
实践证明，在对称绕组中流过对称电流时会产生旋转 磁场。我们以每相只有一个绕组为例来分析。 对称三相绕组：A-X、B-Y、C-Z三个线圈在空间上彼 此互隔120°分布在定子铁心内圆的圆周上，构成了对 称三相绕组。在空间上，B相从A相后移120°，C相从B 相后移120°，A相从C相后移120°。 三相对称电源：iA I m cost
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单相绕组磁动势总结
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二、三相绕组磁动势
取A相绕组的轴线处作为空间坐标的原点，并且以正相序 方向作为x的正方向，同时选择A相电流达到最大值的瞬间 为时间的起始点，则三相的基波磁动势为： π f A1 F1 cos x cost π f B1 F1 cos x 120 cost 120 π f C1 F1 cos x 240 cost 240
ns n s 100% ns ns ——同步转速 n ——转子异步转速
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[例4-1] 有一台50Hz的三相异步电动机运行，空载转差率为 0.267%，额定转速为 nN 730 r / min 求该电动机的极对数、同步转 速、空载转速以及额定负载时的转差率。 同步转速 考虑本题的额定转速 空载转速
πD π 10.4 cm 8.16cm 极距 2p 4 基波磁通量 1 2 B1mL 2 0.738 8.16 10 2 9.5 10 2 Wb 3.65 10 3 Wb π π 380 相电动势 E1 87.7%V 193 .0V 3 基波分布因数、节距因数和绕组因数分别为
ns
60 f1 60 50 3000 p p p ns 750r / min 极对数 p 4
ns (1 s0 ) 750(1 0.267%)r / min 748r / min ns 额定转差率 sN ns nN 100% 750 730 100% 2.67% nN 750
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异步电机分类
结构简单，坚固， 成本低，但是运行 性能不如绕线式
可以通过外串电阻 改善电机的启动和 调速性能
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第一节 三相异步电动机的工作原理及 结构
一、结构
绕线转子异步电机剖面图 1—转子绕组 2—段盖 3—轴承 4—定子绕组 5—转子 6—定子 7—集电环 8—出线盒
转子导条被这种旋转磁场切割，在导条内 产生感生电流，磁场又对导条产生电磁力。 于是转子就跟着旋转磁场旋转。 可以看出在这个过程中，要实现三相异步 电动机的机电能量转换的前提是要有旋转 磁场。
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比较直流电动机的工作原理！ 13
2、旋转磁场的产生
旋转磁场—— 一种极性和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小不变，并且以一定转速旋转的磁场。
铜条笼 型转子
铸铝笼 型转子
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笼型转子
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2）绕线型绕组
3、气隙
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三、三相异步电机的基本工作原理 1、基本工作原理
三相异步电动机的定子铁心上嵌有三相对 称绕组，接通三相对称电源后，在定子、 转子之间的气隙内产生了以同步转速旋转 的旋转磁场。 三相异步电动机圆柱形的转子铁心上，嵌 有均匀分布的导条，导条两端分别用铜环 将它们连接成一个整体。

Q1 24 6 2p 4
2、选择节距 选择整节距 3、计算每极每相槽数 并且计算槽距角
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y1 6
Q1 24 q 2 2mp 2 3 2
60 q 30
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分级分相
将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布）并 标记感应电势方向。 将每个极域的槽数按三相均匀分开，三相在空间错开 120度电角度。
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1、主极磁场产生V次谐波的性质
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2、相电动势和线电动势的大小
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3、谐波的危害
4、消除谐波的办法
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（2）采用分布绕组
（3）采用Y接法
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第四节 交流绕组建立的磁动势
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Q1 6 2p
2、计算每极每相槽数：q
Q1 24 2 2mp 2 2 3
将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布）并 标记感应电势方向。 将每个极域的槽数按三相均匀分开，三相在空间错开 120度电角度。
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q
Q1 2 2 pm
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异步电机一般都作电动机用，因为异步发电机的性能较差。 异步电动机在工农业、交通运输、国防工业以及其它各行各 业中应用非常广泛。原因就在于它和其他各种电动机比较， 具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，特 别是和直流电动机相比。但是异步电机不能经济地实现平滑 调速；必须从电网吸取滞后的励磁电流，使电网功率因数变 坏。
5、每极每相槽数q —— 每一极每 相绕组所占槽数，用符号q表示 Q1 q （m—相数） 2 pm
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对交流绕组的要求
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绕组的分类
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叠绕组
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二、三相单层叠绕组
举例：给定电机极数2p=4，槽数Q1=24，m=3 1、极距的计算， 若2p=4，Q1=24，则 τ=6
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异步电动 机的三种 运行状态
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第二节 三相异步电动机的铭牌数据
额定功率—— 电动机在额定运行时输出的机械功率,单位 kW 额定电压—— 在额定运行状态下，电网加在定子绕组的线电压， 单位 V 额定电流—— 电动机在额定电压下使用，输出额定功率时， 定子绕组中的线电流，单位 A 额定频率—— 我国的电网标准频率为 50Hz 额定转速—— 电动机在额定电压、额定频率及额定功率下的 转速，单位 r/min
解
kq1 0.96
每相串联匝数为
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k y1 0.985
E1
kW 1 kq1k y1 0.96 0.985 0.946
193 N 252 3 4.44 fkW 11 4.44 50 0.946 3.65 10 50
二、相绕组中高次谐波电动势
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感应电动势的大小
导体感应电 动势总结：
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2、线圈中的感应电动势
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短距线圈感应电势
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3、线圈组感应电势
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4、相绕组相电势
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双层绕组相电势
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定子绕组电势总结
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4、连接线圈组
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5、连接相绕组
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第三节 基波磁场下绕组的电动势
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一、相绕组电动势
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1、导体中的电动势
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感应电动势的频率
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利用三角公式
1 cos cos cos( ) cos( ) 2
π 1 π 1 π f B1 F1 cos( x 120 ) cos(t 120 ) F1 cos(t x) F1 cos(t x 240 ) 2 2 π 1 π 1 π f C1 F1 cos( x 240 ) cos(t 240 ) F1 cos(t x) F1 cos(t x 120 ) 2 2
式中
FΦ1( p 1) 2 Fq1 cos 2 Fq1k y1 2
1 y y k y1 cos cos (180 1 180 ) sin 1 90 2 2