旋转磁场课件
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电工学课件--第七章--电动机教学内容
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定子接线端的连接
CAB
ZXY
W2 U2 V2 U1 V1 W1
去掉W2、 U2、V2短接 片后，变为
Y型连接
△接接
返回
第二节 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场
转动原理
转差率
返回
一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生
定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接
成形。 U
A iA
YZ
X
W
V
C iC iB
电工学课件--第七章--电动机
一、转动原理
N
n1
n1=0, 磁场静止，转 子不能感应电流，导 体静止。
⊙F F
S
n1≠0，磁场顺时针旋 左通力 转。 右生电 转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生
▪ 异步电动机要转动起来，电磁转矩，使转子转
要有旋转的磁场，同时转 动起来，方向与磁场
子电路必须闭合。
方向一致。
s≈0.02～0.06
异步电动机刚起动的瞬间，n = 0 , s = 1
返回
例：某三相异步电动机额定转速nN= 980r/min，接
在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定
子旋转磁场速度n1、磁极对数P、额定转差率s。
解： ∵一般额定转差率为0.02～0.06 ∴n≈n1
n
n1
6
0f1 P
P60 f1 60 503
n
980
n 16P f0 1
6 050 10r0 /m 0in 3
sn1n100 9 08 00.02
n1
1000 返回
第三节 三相异步电动机的电磁 转矩与机械特性
转矩平衡 电磁转矩 机械特性
定子接线端的连接
CAB
ZXY
W2 U2 V2 U1 V1 W1
去掉W2、 U2、V2短接 片后，变为
Y型连接
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第二节 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场
转动原理
转差率
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一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生
定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接
成形。 U
A iA
YZ
X
W
V
C iC iB
电工学课件--第七章--电动机
一、转动原理
N
n1
n1=0, 磁场静止，转 子不能感应电流，导 体静止。
⊙F F
S
n1≠0，磁场顺时针旋 左通力 转。 右生电 转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生
▪ 异步电动机要转动起来，电磁转矩，使转子转
要有旋转的磁场，同时转 动起来，方向与磁场
子电路必须闭合。
方向一致。
s≈0.02～0.06
异步电动机刚起动的瞬间，n = 0 , s = 1
返回
例：某三相异步电动机额定转速nN= 980r/min，接
在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定
子旋转磁场速度n1、磁极对数P、额定转差率s。
解： ∵一般额定转差率为0.02～0.06 ∴n≈n1
n
n1
6
0f1 P
P60 f1 60 503
n
980
n 16P f0 1
6 050 10r0 /m 0in 3
sn1n100 9 08 00.02
n1
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第三节 三相异步电动机的电磁 转矩与机械特性
转矩平衡 电磁转矩 机械特性
电动机PPT精品课件
定子
转子
电阻
电刷 滑环
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4.3.2 三相异步电动机的调速
三相异步电动机的转速：
n
(1
s)no
(1
s)
60 f1 p
1．变极调速
通过改变电动机的定子绕组所形成的磁 极对数p来调速。因磁极对数只能是按1、 2、3、…、的规律变化，所以用这种方 法调速，电动机的转速不能连续、平滑 地进行调节。
电动机停车时将三相电源中的任意两相对调， 使电动机产生的旋转磁场改变方向，电磁转矩 方向也随之改变，成为制动转矩。 注意：当电动机转速接近为零时，要及时断开 电源防止电动机反转。 特点：简单，制动效果好，但由于反接时旋转 磁场与转子间的相对运动加快，因而电流较大 。对于功率较大的电动机制动时必须在定子电 路（鼠笼式）或转子电路（绕线式）中接入电 阻，用以限制电流。
Φ
n0 × n>n0
n
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4.4 三相异步电动机的 选择与使用
4.4.1 三相异步电动机的铭牌
型 号 Y132M-4 电 压 380V 转 速 1440r/min
年月
三相异步电动机 功 率 7.5kW 电 流 15.4A 绝缘等级 B 日 编号
频 率 50Hz 接法Δ 工作方式 连续
××电机厂
TN
T2
9550 PN nN
式中PN是电动机的额定功率，单位 为kW；nN是电动机的额定转速，单位是 r/min。
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例：有两台功率都为 PN 7.5 kW 的三相异步电动机， 一台 U N 380 V 、 n N 962 r/min ，另一台U N 380 V 、 nN 1450 r/min ，求两台电动机的额定转矩。
《三相交流电概述》课件
04
三相交流电的负载
线性负载
定义
线性负载是指其阻抗在交流电的整个周期内保持 恒定的负载。
特性
线性负载的电流和电压波形具有相同的形状，相 位差保持不变。
应用
白炽灯、电阻器等。
非线性负载
01
02
03
定义
非线性负载是指其阻抗随 时间变化的负载，导致电 流和电压波形不具有相同 形状或相位差发生变化。
特性
高压输电
01
02
03
04
高压输电是通过高压线路将电 能从发电厂传输到负荷中心， 以减少线路损耗和降低传输成
本。
高压输电线路通常采用分裂导 线，以增加线路的输电容量。
高压输电电压等级通常在 200kV以上，常见的有330kV
、500kV和765kV等。
高压输电线路通常采用架空线 路或电缆线路，其中架空线路
发电机的基本构造
发电机通常由转子、定子和三相 绕组组成。转子在磁场中旋转，
从而产生旋转磁场。
旋转磁场的产生
当发电机转子绕组中通入直流电 流时，电流在磁场中受到安培力 作用，使转子旋转起来。随着转 子旋转，定子中的感应电动势也
随之产生。
交流电的产生
由于发电机转子连续旋转，定子 中的感应电动势也连续变化，从
旋转磁场的优点
与直流电机相比，旋转磁场具有更大的输出功率和更高的效率。此外， 旋转磁场还具有结构简单、维护方便等优点。
03
三相交流电的特性
电压波形
总结词：正弦波形
详细描述：三相交流电的电压波形是正弦波，这是因为交流电的大小和方向随时 间变化，而正弦波是最能模拟这种变化的波形之一。
电流波形
总结词
绕组材料的选择
发电机原理和结构ppt课件
用一对等效磁极表示气隙合成磁场
N n1 n1
N n1 S n1
N n1 n1
N
S
θ
电动机状态
S 理想空载状态
S
θ
发电机运行
2004年7月10日在一核2号机大修将近结束时，错误地合上了发电机输出的 负荷开关，外部电流倒送倒定子线圈，感应生成一个50Hz的旋转磁场，转子上 的合金铝槽楔（良导体）切割磁力线产生感应电动势，通过两端护环形成回路， 电流通过槽楔与护环发热接触点或接触面，结果损坏了护环和槽楔。整个转子 不得不运返法国重修。
转子（大亚湾）
联轴器对轮 （与汽机转子连接） 护环
风扇
护环
联轴器对轮
（与励磁机转子连接）
风扇
励磁导电杆
前轴颈
铁芯
铝质槽楔
在槽楔上的通风孔
（被胶布临时覆盖）
通风槽 后轴颈
31
3.3 转子
转子引线
发电机端
励磁机转子
励磁机端
发电机转子
导电杆
导电杆
32
3.3 转子
穿转子
33
3.4 励磁系统
无刷励磁系统包括： 主励磁机（包括旋转整流盘、外罩、冷却器、底板、底架） 永磁机副励磁机 AVR系统
44
4.3 定子交流耐压试验
交流耐压试验电压和工作电压的波形、频率一致，作用于绝缘内 部的电压分布及击穿性能能够适应发电机的工作状态，无论从劣化或 热击穿的观点来看，交流耐压试验对发电机主绝缘是比较可靠的检查 考验方法。
要求： a 交流耐压试验电压为：（2Un+1000V）*0.8; b 水内冷电机在通水情况下进行，水质应合格，氢冷电机必须
完整编辑ppt
16
《三相异步电动机》课件
家用电器中的应用
家用电器中常使用三相异步电动 机，如洗衣机、冰箱等。
发展趋势
未来，三相异步电动机将逐渐应 用于新能源、电动汽车等领域， 促进技术的进步。
六、总结
三相异步电动机的特点和优缺点
三相异步电动机具有结构简单、运行稳定等特点，但启动力矩较小，需要额外的起动装置。
未来发展和应用前景
随着新能源和电动汽车等领域的快速发展，三相异步电动机有着广阔的应用前景。
三相异步电动机具有结构简单、运行稳定的优点， 但缺点是起动力矩较小，需要外部辅助装置。
二、原理
1 磁场转速与电动机转速
三相异步电动机的转速与其磁场旋转速度不同步，因此称为“异步”电动机。
2 感应电动机的工作原理
感应电动机利用旋转磁场在转子中产生感应电流，从而产生转矩，驱动机械运转。
3 转子的损耗和转矩
转子中的铜损、磁损等会导致能量损耗，同时会产生转矩，使电动机能够开展工作。
三、结构
组成
三相异步电动机由定子、转子、 端盖、轴等组件构成，各个局
定子上的线圈按照一定的规律 布置，形成电磁场，驱动转子 旋转。
各部件的作用和功能
不同部件在电机运行过程中， 起着各自不可或缺的作用，确 保电机正常工作。
四、运行和控制
1
启动、运行、停止
通过给定适当的电压和频率，电动机可以启动、运行和停止。
2
控制方式
运行电动机可以通过多种方式进行控制，如电阻起动、变频器控制等。
3
速度调节方法
可以通过改变电动机供电频率、极对数等参数来实现对电动机转速的调节。
五、应用
工业应用案例
三相异步电动机被广泛应用于各 种工业领域，如机械加工、生产 装配线等。
《电机学课件》PPT课件
• 难点：电磁关系，磁动势，旋转磁场。
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
• 参考书：汪国梁主编《电机学》
05.12.2020
.
12
《电机学》（二）课程简介
• 课程名称： 中文名称：电机学（二） • 英文名称：Electrical Machinery （Part 2） • 教学对象：电气工程类专业、本科 • 课程定位：《电机学》是本专业的一门主要技
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
•
Stephen J.Chapman, Electric Machinery
Fundamentals, McGRAW-HILL International
Editions
• 参考书：汪国梁主编《电机学》 返回
05.12.2020
.
15
变压器图片、图形、动画
变压器的空载运行 变压器运行特性 三绕组变压器 三绕组变压器向量图 变压器外特性 TR三次谐波磁通路径 YYN变压器组中性点浮动 三相变压器组铁芯磁通波形 相量图
变压器参数测定 变压器暂态运行 自耦变压器 互感器 对称分量合成 变压器并联运行 T形电路 三相变压器
05.12.2020
术基础课，定位为：
* 电气工程的基础 * 电力系统的核心
• 课程特点：课程特点是概念多、理论性强，与 工程联系密切。
05.12.2020
.
13
《电机学》（二）课程简介
主要内容：本课程主要讲述：同步电机的结构， 工作原理、运行等到方面的内容。具体为：
❖同步电机的基本理论与运行特性 ❖同步发电机在大电网上运行 ❖同步发电机不对称运行 ❖同步发电机的突然短路。
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
• 参考书：汪国梁主编《电机学》
05.12.2020
.
12
《电机学》（二）课程简介
• 课程名称： 中文名称：电机学（二） • 英文名称：Electrical Machinery （Part 2） • 教学对象：电气工程类专业、本科 • 课程定位：《电机学》是本专业的一门主要技
• 使用教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电 机学》，中国电力出版社
•
Stephen J.Chapman, Electric Machinery
Fundamentals, McGRAW-HILL International
Editions
• 参考书：汪国梁主编《电机学》 返回
05.12.2020
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15
变压器图片、图形、动画
变压器的空载运行 变压器运行特性 三绕组变压器 三绕组变压器向量图 变压器外特性 TR三次谐波磁通路径 YYN变压器组中性点浮动 三相变压器组铁芯磁通波形 相量图
变压器参数测定 变压器暂态运行 自耦变压器 互感器 对称分量合成 变压器并联运行 T形电路 三相变压器
05.12.2020
术基础课，定位为：
* 电气工程的基础 * 电力系统的核心
• 课程特点：课程特点是概念多、理论性强，与 工程联系密切。
05.12.2020
.
13
《电机学》（二）课程简介
主要内容：本课程主要讲述：同步电机的结构， 工作原理、运行等到方面的内容。具体为：
❖同步电机的基本理论与运行特性 ❖同步发电机在大电网上运行 ❖同步发电机不对称运行 ❖同步发电机的突然短路。
《感应电机》课件
波动。
03
感应电机的控制与调速
感应电机的控制方式
直接转矩控制（DTC）
恒压频比控制（V/F）
通过直接控制电机的转矩和磁通来调 节电机的转速和转矩。
通过控制电机的输入电压和频率来调 节电机的转速。
矢量控制（VC）
通过控制电机的励磁和转矩电流来调 节电机的转矩和转速。
感应电机的调速原理
调速原理
通过改变电机的输入电压、电流 或频率，从而改变电机的转速和 转矩，实现调速。
02
感应电机的结构与工作原 理
感应电机的结构组成
01
02
03
转子
感应电机的主要旋转部分 ，由导条和转子铁芯组成 。
定子
固定部分，由定子铁芯和 缠绕在铁芯上的三相绕组 组成。
机座和端盖
支撑和保护电机的主要部 件。
感应电机的工作原理
当三相交流电流通过 定子绕组时，产生旋 转磁场。
感应电流与旋转磁场 相互作用产生电磁转 矩，驱动转子旋转。
案例三
总结词：创新设计
详细描述：介绍某电动汽车中感应电机控制系统的创新设计，包括控制策略、软硬件实现等方面的内容，以及该设计在实际 应用中的效果和优势。
旋转磁场与转子导条 相互作用，产生感应 电动势和电流。
感应电机的性能参数
额定功率
电机在额定工作条件下输出的 功率。
效率
电机输出功率与输入功率的比 值，表示电机的能量转换效率 。
温升
电机运行过程中产生的热量导 致电机温度升高，温升与电机 性能和使用寿命有关。
启动电流
电机启动时输入的电流值，启 动电流过大可能导致电网电压
05
案例分析
案例一：某工厂的感应电机应用案例
总结词：实际应用
03
感应电机的控制与调速
感应电机的控制方式
直接转矩控制（DTC）
恒压频比控制（V/F）
通过直接控制电机的转矩和磁通来调 节电机的转速和转矩。
通过控制电机的输入电压和频率来调 节电机的转速。
矢量控制（VC）
通过控制电机的励磁和转矩电流来调 节电机的转矩和转速。
感应电机的调速原理
调速原理
通过改变电机的输入电压、电流 或频率，从而改变电机的转速和 转矩，实现调速。
02
感应电机的结构与工作原 理
感应电机的结构组成
01
02
03
转子
感应电机的主要旋转部分 ，由导条和转子铁芯组成 。
定子
固定部分，由定子铁芯和 缠绕在铁芯上的三相绕组 组成。
机座和端盖
支撑和保护电机的主要部 件。
感应电机的工作原理
当三相交流电流通过 定子绕组时，产生旋 转磁场。
感应电流与旋转磁场 相互作用产生电磁转 矩，驱动转子旋转。
案例三
总结词：创新设计
详细描述：介绍某电动汽车中感应电机控制系统的创新设计，包括控制策略、软硬件实现等方面的内容，以及该设计在实际 应用中的效果和优势。
旋转磁场与转子导条 相互作用，产生感应 电动势和电流。
感应电机的性能参数
额定功率
电机在额定工作条件下输出的 功率。
效率
电机输出功率与输入功率的比 值，表示电机的能量转换效率 。
温升
电机运行过程中产生的热量导 致电机温度升高，温升与电机 性能和使用寿命有关。
启动电流
电机启动时输入的电流值，启 动电流过大可能导致电网电压
05
案例分析
案例一：某工厂的感应电机应用案例
总结词：实际应用
《异步电动机》课件
异步电动机的调速
变极调速
通过改变电动机的极数来调节转速，但只能在有限的范围内调速。
变频调速
通过改变电源的频率来调节电动机的转速，可以实现宽范围的调速，且调速性能 好。
异步电动机的制动和反转
能耗制动
反转
在电动机定子绕组中通入直流电，产 生恒定的磁场，利用转子感应电流与 恒定磁场的相互作用产生制动力矩。
03
转子铁芯
转子铁芯是电动机的磁路部分，通常 由0.5mm厚的硅钢片叠压而成。
转轴
转轴是电动机的输出部分，通过轴承 与机座相连，用于驱动负载。
05
04
转子绕组
转子绕组是电动机的电路部分，它由 绝缘导线绕制而成，嵌套在转子铁芯 槽内。
其他部件
01
02
03
轴承
轴承是用来支撑转子的部 件，分为滚动轴承和滑动 轴承两种。
通过改变电源相序或绕组接线方式来 实现电动机的反转。
反接制动
通过反接电源相序来改变电动机旋转 磁场的旋转方向，利用转子感应电流 与旋转磁场的相互作用产生制动力矩 。
05
异步电动机的维护与故障 处理
异步电动机的日常维护
定期检查
定期检查异步电动机的 外观、紧固件、轴承异步电动机的清洁 ，防止灰尘、杂物进入
汽车用异步电动机
适用于汽车驱动和辅助系 统，如起动机、发电机等 。
04
异步电动机的运行与控制
异步电动机的启动
直接启动
通过直接将电动机接入电源来启动。这种方式简单，但可能导致电流过大，适 用于小容量电动机。
降压启动
通过降低加在电动机上的电压来减小启动电流。常用的方法有星形-三角形启动 和自耦变压器启动。
《异步电动机》 PPT课件
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知识检测：
1.三相异步电动机的定子绕组在空间为（ C ） 电角度。 。 。 。 。 A.30 B.60 C.120 D.240
2.三相异步电动机的定子三相绕组结（ B ）
联结。
A.三角形 B.星形 C.三角形或星形 3.调换三相异步电动机的两相绕组后，电动机 会（ B ）。 A.正转 B.反转 C.先正转后反转
电机与拖动基础
旋转磁场的产生
授课人：张亮亮 班 级 ：09机电春 时 间 ：2010.12.8
知识回顾：
1.交流电动机分为哪几种类型？
交流电动机
同步电动机 异步电动机
2.组成异步电动机的基本结构有哪些？
定子 转子 气隙
课题引入：
当给三相异步电动机通入三相交流 电以后，电动机的转子就会转动，转子 之所以转动是因为在定子上产生了旋转 磁场，定子上为什么产生了旋转磁场？
iB I m cos(t 120 )
iC I m cos(t 240 )
电流方向的规定
电流为正：首端流入 ，尾端流出⊙。 电流为负：首端流出⊙，尾端流入 。
3.分析旋转磁场的形成
①当t 0时，iA 0, iB、iC 0 首端 : A
尾端 : X
B
C
⊙
Y
⊙
Z
Y× A
iB
iA→A， iB→B， iC→C
旋转磁场是沿着： A B
Y
Z
C
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C X
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Im
O
i
A C
B
iA
wt
A Z X Y B
A Z
iB
C
iC
iA→A， iC→B , iB→C
Y
旋转磁场是沿着：
C B X
A
C
B
旋转磁场的方向取决于三相电流的相序。 结论：任意对调两根电源进线，旋转磁场反转。
学习任务：
掌握三相旋转磁场的产生 了解旋转磁场的转向 掌握同步转速的计算方法
旋转磁场的产 生
旋转磁场的转 向 旋转磁场的转 速 知识检测 本课小结
课后思考 作业
1.三相定子绕组
iA
A
定子绕组 （三相）
A
定子
Z
iC
iB
Z X Y
C B
C
Y
B
转子
X
机 座
2.三相对称交流电
iA I m cost
4.一台六极异步电动机由频率50HZ的电源供电，则 同步转速为（ C ）。 A.3000 r/min B.1500 r/min C.1000 r/min
5.在 t 90 时， 在定子三相绕组上作出磁场并判 断合成磁场的方向。
A Z
Y
×
C
120
×B
X
90
。 。
返回
本课小结：
1.旋转磁场的产生 结论：在定子三相绕组中通入三 相交流电可以产生旋转磁场。 2.旋转磁场的转向 结论：任意对调两根电源进线，旋 转磁场反转。
⊙
× ×
Z
C X
B
②当 t 120时，iB 0, iA、iC 0 A B C
⊙
X Y
⊙
Z
A Z
⊙
× × ×
XYຫໍສະໝຸດ CB③当 t 240时， iC 0, iA、iB 0 A B C
⊙
X
⊙
Y
⊙
A Z
Z
Y
× ×
C
B
×
X
iA 0, iB、iC 0 ④当t 360时，
首端 : A 尾端 : X
B
C
⊙
Y
⊙
Z
A
⊙
×
Y×
×
Z
C X
B
×
A
×Z
A Y
× Z
Y
×
C
B
C
×
×B
t 0 时
X
A
t 120 时
X
A
×
Y ×
Z
Y
×
× Z
C
× ×
B X
C X
B
t 240时
t 360时
返回
二、旋转磁场的转向
i
Im
O
A
B C
iA
wt
A Z X Y
B
A
iC C
60 f 3.同步转速： n1 p
返回
课后思考：
三相异步电动机定子上产生旋转磁场 后，转子为什么就转起来了？（提示：用 我们以前学过的定则和定律来解释。）
作业： p
125
12题
返回
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三、旋转磁场的转速
同步转速：三相对称定子绕组中通入三 相对称交流电产生的旋转磁场的转速。 用 n1 表示 ① 同步转速与频率f成正比。 ② 同步转速与磁极对数P成反比。
60 f n1 p
p 1 n1/(r/min) 3000 2 1500 3 1000 4 750 5 600 6 500 返回