交流电动机

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《交流电动机》课件

通过调节电压和频率实现平稳启动。
交流电动机的转速控制方法
1 电阻调速
2 变频调速
3 矢量控制
通过改变转子电阻来改变转速。
通过调节电源频率来改变转速。
实时监测电机运行状态并调节力矩和转速。
额定功率及以下交流电动机的维护保养
定期清洁
清除灰尘和其他杂质，并确保散热良好。
润滑
定期检查和更换润滑油。
转子运动
2
转子由于磁场的变化而受到电磁力的作用，
产生转动力矩。
3
转子滑差
转子滑差决定了转速与旋转磁场之间的相对运动。
交流电动机的构造和组成部分
定子
由定子线圈和铁心组成，产生旋转磁场。
转子
由铁芯和绕组组成，受到旋转磁场的作用。
Байду номын сангаас
端盖
将定子和转子安装在一起，并提供机械支撑。
轴承
支撑转子并降低摩擦。
交流电动机的工作性能参数
密封检查
检查密封件并更换损坏的密封件。
额定功率额定电压效率功率因数
电动机设计和制造的标称功率。电动机设计和制造的标称电压。电动机的输出功率和输入功率之间的比率。电动机的实际功率和视在功率之间的比率。
交流电动机的启动方式和运行控制
1
星三角启动
2
先将电动机连接成星形，然后切换为三角形。
3
直接启动
电动机在额定电压下直接启动。
变频启动
《交流电动机》PPT课件
交流电动机是现代工业中最常见的电动机类型之一。本课件将深入介绍交流电动机的基本原理、分类及应用、工作原理、构造和组成部分等内容，旨在为大家提供全面且深入的了解。
交流电动机的基本原理

交流电动机及特性

启动电流大
交流电动机在启动时会产生较大的启动电流，可能对电网造成冲击。
交流电动机与直流电动机的比较
电源要求
控制性能
维护成本
交流电动机需要交流电源，而直流电动机需要直流电源。
直流电动机的控制性能较好，可以精确地控制速度和方向，而交流电动机的控制性能相对较差。
交流电动机结构简单，维护成本较低，而直流电动机的维护成本相对较高。
交流电动机可以通过反接电源等方式实现快速制动，制动性能较好。
交流电动机适应各种不同的工况和环境条件，如高温、低温、潮湿、腐蚀等。
04
交流电动机的优缺点
交流电动机的优点
结构简单
交流电动机的构造相对简单，维护方便，降低了生产和维修
成本。
效率高
交流电动机的效率较高，能够有效地转换电能，减少ห้องสมุดไป่ตู้源浪费。
应用范围
交流电动机广泛应用于工业、商业和家庭等领域，而直流电动机主要用于特定的领域，如汽车、电子设备等。
05
交流电动机的发展趋势与未来展望
高效节能技术的推广应用
高效电机
随着节能减排需求的增加，高效电机已成为交流电动机的发展趋势。高效电机能够降低能耗、减少排放，提高能源利用效率。
节能控制系统
交流电动机的分类
异步电动机
转子的转速与旋转磁场的转速不同步，通常用于工业和商业应用。
同步电动机
转子的转速与旋转磁场的转速相同，通常用于高精度控制应用。
交流电动机的应用领域
工业自动化
电力机车和地铁
家用电器
电力系统
用于驱动各种工业设备和生产线，如泵、风机、
传送带等。
用于驱动列车和地铁车辆。

交流电动机原理

交流电动机原理交流电动机是一种常见的电动机类型，它利用交流电源作为动力源将电能转换为机械能。

本文将详细介绍交流电动机的工作原理。

一、交流电动机的结构交流电动机主要由定子和转子两部分组成。

定子是不动的部分，周围固定有若干个线圈，称作定子绕组。

转子则是可以旋转的部分，通常由铁心和线圈构成。

线圈通电时，会产生磁场，从而驱动转子旋转。

二、交流电动机的工作原理交流电动机的工作原理基于电磁感应和洛仑兹力的相互作用。

当定子绕组通电时，产生的磁场会引起转子中的导体感应电动势，从而在转子上产生感应电流。

根据洛仑兹力的作用，感应电流在磁场的作用下会受到力的作用，使得转子开始旋转。

具体来说，交流电动机的工作过程可以分为三个阶段：起动、运行和制动。

1. 起动阶段：当交流电源接通时，电流流过定子绕组，形成旋转磁场。

此时转子中的感应电动势引起感应电流，根据洛仑兹力的作用，转子开始旋转。

2. 运行阶段：一旦转子开始旋转，交流电动机就进入了运行状态。

转子的旋转会产生一个转子磁场，与定子产生相互作用，进一步驱动转子旋转。

通过不断改变电流的方向，可以保持交流电动机的连续运转。

3. 制动阶段：当停止给定子绕组电流时，转子的旋转速度逐渐减慢，并最终停止。

这是由于失去定子绕组的磁场作用产生的阻力。

为了更快地停止转子旋转，常常会使用外加的制动装置。

三、交流电动机的应用交流电动机广泛应用于各个领域，包括工业、交通、农业以及家电等。

它们可以用于驱动各种设备，如风扇、泵、压缩机和传送带等。

交流电动机具有体积小、转速范围广、维护成本低等优点。

在工业领域，交流电动机常用于驱动大型机械设备，如工厂的生产线和大型机床。

在家庭中，交流电动机则广泛应用于家电产品，如洗衣机、冰箱和空调等。

四、交流电动机的优化与改进随着技术的不断发展，交流电动机的效率和性能得到了优化和改进。

一种常见的改进方法是采用变频器控制交流电动机的转速和运行状态，从而实现更高的能效和灵活性。

交流电动机(图解说明)

转子功率因数：
cos 2
R2 R X
2 2 2 2

R2 R ( SX 20 )
2 2 2
结论：转子电路的电动势、电流、频率、感抗
、功率因数等都与转差率S有关， I2, COSψ2
COSψ2 I2、
与转差率 S 的关系如右图所示。
I2
COSψ2
0 1 S
T KT mI 2 cos2
S
X
此种接法（每相绕组只有一组线圈）下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。
即：
p 1
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。
iA
C'
A X A' Z' X'
iC
iB
Y'
Z B'
Y B
Y' C' X' B'
Z
A
Z'
C
A'
Y
B X C
iA
A
A Y'
Z'
iC
iB
X A' Z' X' C' Y Y' Z B' B C
n
软特性（R2大）
0
T
不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。
§ 8.5
三相异步机的起动
起动电流
I st
：
中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 ~ 7 倍。原因：起动时
n0
，转子导条切割磁力线速度很大。
转子感应电势转子电流定子电流影响：
频繁起动时造成热量积累

交流电动机工作原理及特性

交流电动机工作原理及特性交流电动机是一种将电能转换为机械能的电动机。

它是通过交流电源供电，并且运行时由于电磁原理产生了旋转的磁场，从而实现了电能和机械能之间的转换。

交流电动机可分为感应电动机和同步电动机两种类型，下面将分别介绍这两种交流电动机的工作原理和特性。

首先是感应电动机。

感应电动机是一种广泛应用的交流电动机，它的工作原理基于法拉第电磁感应定律。

感应电动机的主要构成部分有定子、转子和绕组。

由于感应电动机是基于电磁感应原理工作的，所以在定子中加入的绕组称为励磁绕组，而导致转子产生电流的感应电动势称为感应电势。

当感应电机通电后，励磁绕组产生磁场，引起转子中感应电动势，从而导致转子中产生电流。

根据洛伦兹力定理，转子中的电流受到磁场的作用力，从而引起转子旋转，完成了能量转换。

感应电动机具有以下特性：1.高效率：感应电动机由于工作过程中没有电刷和电火花产生，因此转化效率较高。

在合适的负载下，感应电机的效率可以达到90%以上。

2.动态响应快：感应电动机的转子质量较轻，可以快速运转，对负载的变化可以有较快的响应。

3.负载适应性强：感应电动机对负载变化的适应性较强，可以在一定范围内改变负载时的输出功率和速度。

4.成本较低：感应电机的制造成本较低，维修和维护也比较方便。

5.转速稳定：感应电动机的转速随着负载的变化而变化较小，具有较好的转速稳定性。

6.占用空间小：感应电动机的体积较小，安装方便，适用于各种场合。

接下来是同步电动机。

同步电动机是另一种常见的交流电动机，它的主要特点是转子的转速始终与电源频率同步。

同步电动机的主要构成部分有定子和转子。

当同步电机通电后，定子绕组中产生磁场，而转子中的绕组则由外部直流电源供电。

根据磁场的相互作用，定子的磁场和转子的磁场会发生磁相位差，从而产生力矩。

这个力矩使得转子始终与电源的磁场同步转动。

同步电动机具有以下特性：1.与电源同步：同步电动机始终与电源的频率同步转动，转速非常稳定。

交流电动机原理介绍

交流电动机原理介绍交流电动机是一种将电能转化为机械能的设备。

它基于电磁感应原理工作，通过电流在绕组中产生的磁场与磁场相互作用的力来实现转动。

下面是交流电动机的原理介绍：1.结构组成：交流电动机由定子和转子两部分组成。

定子是固定不动的部分，由绕组和铁芯构成。

绕组内通过交流电流，形成一个旋转磁场。

转子则安装在定子内部，通过电磁感应产生的磁场与定子磁场相互作用，实现转动。

2.电磁感应原理：交流电动机的转子上通常存在一个由绕组构成的线圈。

当定子绕组中通过交流电流时，产生的磁场会穿过转子上的线圈，根据电磁感应原理，线圈内会产生感应电流。

这个感应电流会产生另一个磁场，与定子磁场相互作用，形成力矩使转子绕定子旋转。

3.旋转磁场原理：交流电动机通过改变电流方向和大小，能够产生一个旋转磁场。

电流方向的改变会导致磁场随之改变，从而产生一个旋转的磁场。

这个旋转磁场的方向和速度决定了转子的转动方向和速度。

4.动作原理：当交流电流通过绕组时，定子绕组产生的磁场随着电流的变化而改变方向，并在空间中旋转。

转子上的线圈感应到定子磁场的变化，产生感应电流，感应电流产生的磁场与定子磁场相互作用，形成力矩使转子绕定子旋转。

转子通过机械结构带动外部设备工作。

5.控制原理：交流电动机的控制实现了电流的相位和大小的变化来控制转子的转速和转向。

通过改变电流的相位和大小，调整磁场旋转的方向和速度，进而控制电动机的转动。

常见的控制方法包括定子绕组的星角调节和变频器控制。

总之，交流电动机利用电流在绕组中产生的磁场与磁场相互作用的力来实现转动，是一种将电能转化为机械能的设备。

其工作原理基于电磁感应和旋转磁场原理，并通过控制电流的相位和大小来控制转子的转速和转向。

交流电动机

第六章交流电动机电机是实现电能和机械能互相转换的旋转装置。

本章主要介绍交流电动机的基本构造、工作原理、转速与转矩之间的机械特性及起动、反转、调速及制动的基本原理和使用方法等。

6．1 三相异步电动机的构造三相异步电动机分主要由定子(固定部分)和转子(旋转部分)两个基本部分组成。

见下图三相异步电动机的定子构成：由机座和装在机座内的圆筒形铁心以及其中的定子绕组组成。

见下图三相异步电动机的转子铁心是圆柱状的，也是用硅钢片叠成，表面有冲槽，用来放置转子绕组。

转子铁心装在转轴上，轴上加机械负载。

根据构造的不同可分为鼠笼式和绕线式两种。

鼠笼式异步电动机若去掉转子铁心，嵌放在铁心槽中的转子绕组，就象一个“鼠笼”，它一般是用铜或铝铸成。

见下图绕线式异步电动机的转子绕组同定子绕组一样也是三相的，它联接成星型。

每相绕组的的始端联接在三个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。

环与环，环与转轴之间都是互相绝缘的。

在环上用弹簧压着碳质电刷。

起动电阻和调速电阻是借助于电刷同滑环和转子绕组联接，见下图6．2 异步电动机转动原理：旋转磁场1.旋转磁场的产生三相异步电动机的定子绕组嵌放在定子铁心槽内，按一定规律连接成三相对称结构。

三相绕组AX，BY，CZ在空间互成1200，它可以联接成星形,也可以联接成三角形。

当三相绕组接至三相对称电源时，则三相绕组中便通入三相对称电流i A、i B、i C：i A=I m sinωti B= I m sin(ωt－120o)i C= I m sin(ωt＋120o)电流的参考方向和随时间变化的波形图见下图。

的产生过程(见下图)：由分析可知,当定子绕组中通入三相电流后，当三相电流不断地随时间变化时，它们共同产生的合成磁场也随着电流的变化而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。

这个旋转磁场同磁极在空间旋转所产生的作用是一样的。

2.旋转磁场的转向从旋转磁场可以看出，在ωt=00的时，A相的电流i A=0，此时旋转磁场的轴线与A相绕组的轴线垂直；当ωt=900时，A相的电流i A=+I m达到最大，这时旋转磁场轴线的方向恰好与A相绕组的轴线一致。

6项交流电机的优缺点

6项交流电机的优缺点
交流电机是一种常用的电动机类型，具有以下优缺点：
1. 优点：
- 高效率：交流电机具有高效率，能够将电能转化为机械能的效率较高。

- 宽频范围：交流电机的运行速度可以在一定范围内调节，适应不同的工作要求。

- 高起动转矩：交流电机具有较大的起动转矩，适用于需要大的开始力矩的应用。

- 维护成本较低：交流电机通常结构简单，维护容易，维护成本较低。

2. 缺点：
- 相对复杂的控制：和直流电机相比，交流电机的控制较为复杂，需要使用变频器或其他复杂的控制装置。

- 振动和噪音：交流电机在运行时可能会产生振动和噪音，影响到工作环境和使用者的舒适度。

- 对电源质量要求高：交流电机对电源的质量要求较高，如果电源质量较差可能会对电机的正常运行产生影响。

- 大型和高功率的应用受限：交流电机在大型和高功率应用方面受到一定的限制，直流电机在这方面具有更大的优势。

综上所述，交流电机具有高效率、宽频范围和高起动转矩等优点，但也有控制复杂、振动噪音和对电源质量要求高等缺点。

因此在选择电机时需要综合考虑具体应用需求。

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n0 n s 100% 1000 975 100% 2.5% 1000 n0
总目录章目录返回上析
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。定子绕组—一次绕组转子绕组—二次绕组旋转磁通—主磁通转子电路自行闭合，且转子转动 i1 i2 变压器：变化 e － + U1 E1= 4.44 f N1 + e1 e2 E2= 4.44 f N2 － + u1 － + E 、E 频率相同，都等
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电工技术
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电工技术
第7章交流电动机
本章要求：
1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。 2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握起动和反转的基本方法, 了解调速和制动的方法。 3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。
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电工技术
电机：实现电能和机械能相互转换的电气设备。有发电机和电动机两种运行形式。电动机的分类：交流电动机电动机直流电动机
同步电动机
异步电动机三相电动机
鼠笼式
单相电动机
绕线式
他励、并励电动机
串励、复励电动机
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电工技术
7.1 三相异步电动机的构造
1.定子
铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。三相绕组
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7. 2. 3 转差率
电工技术
描述转子转速与旋转磁场转速相差的程度。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。
n0 n s n 100% 0 运行中: 起动瞬间：s = 1
亦可由转差率求转子转速
0 s1
s (1 ~ 9)%
n (1 s )n0
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电工技术
例：一台三相异步电动机，其额定转速 n = 975 r/min，电源频率 f1 = 50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3 额定转差率为
电工技术
电磁转矩公式
sR2 2 TK 2 U1 2 R2 ( sX 20 )
由公式可知
2 1. T 与定子每相绕组电压 U 1 成正比。U 1 T
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7.2 三相异步电动机的转动原理
电工技术
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电工技术
7. 2. 1 旋转磁场
1.旋转磁场的产生定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)
iA
i A I m sint iB I m sint 120 iC I m sint 120
A Z X Y
i i A
o
B
i B iC
t
iC C
iB
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()电流入
电工技术
i i i i C A B Im
o
Y C
X
A Z
t
B
规定： i : “+” i : “–” 首端流入，尾端流出。尾端流入，首端流出。
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(•)电流出
三相电流合成磁场的分布情况
1 2
于电源频率。
U1 4.44 f N 1
－
e 1
+ f1
e 2
－
f2
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异步电动机每相电路
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7. 3. 1 定子电路
1.旋转磁场的磁通异步电动机：旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通 U
电工技术

1
4.44 f1 N 1
B X
B Z
A Y
C
iB
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iA
A
电工技术
iC
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
B
C
X
Y
A

N
Z

B
S

S
A
B
X
iB
Im
i iA
Z
N
Y
C
i B iC
t
极对数
p2
o
旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关
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X
30
Y
A
电工技术
N

Z
C
B
Y
A
Z

X

S
N

n0
B

B
S
Z

S
A
X
B
S
X
N
Y
C
Z
N
A Y
C
t 0
t 60
Im
i iA
i B iC
t
60 f1 n0 1500 (转/分） 2
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o
旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系 60 f1 n0 (转/分) p 极对数
Im
i iA
i B iC
电工技术
o
60
A
t
600
A Y
n0
A Y
90
Z
N
Z C
Y
N
Z C
S
X
N
B
C X
S
S
X B
B
t 90 t 60 t 0 合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
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电工技术分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场且一个电流周期，旋转磁场在空间转过360° 2.旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相序 i i A i B iC iA
7. 4. 1 转矩公式
转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。
电工技术
F Bl i
T Φ , I 2 , cos 2
T K TΦI 2 cos 2
常数，与电机结构有关旋转磁场每极磁通转子电流转子电路功率因数
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A ----X B ----Y C---- Z
机座：铸钢或铸铁
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绕线式铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式绕组
2.转子
鼠笼式
电工技术
鼠笼转子
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。 (2) 绕线式绕组同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。转子电路的特点：自行闭合，不外接电力负载。
Φ U1
2.定子感应电动势的频率 f1 感应电动势的频率与磁场和导体间的相对速度有关旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以
pn0 f1 60
f 1= 电源频率 f
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电工技术
7. 3. 2 转子电路
1. 转子感应电动势频率 f 2 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率 f 2
电工技术
4.旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数
Im n0 60 f1 (转/分）
工频： f1 50 Hz
p=1时
i iA
i B iC
t
A
o
n0 3000 (转/分）
A
N
Y C
Z Y B
A
S
C N
Z
Y B C
N
Z B
S
X
S
X
X
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p=2时
C
第7章交流电动机
7.1 三相异步电动机的构造 7.2 三相异步电动机的转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机转矩与机械特性 7.5 三相异步电动机的起动 7.6 三相异步电动机的调速 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机铭牌数据 7.9 三相异步电动机的选择 ﹡7.10 同步电动机 7.11 单相异步电动机 ﹡7.12 直线异步电动机
E20= 4.44 f 1N2
转子静止时的感应电势 3. 转子感抗X 2
X 2 2f 2 Lσ 2 2 s f1 Lσ 2
X20= 2 f1L2 即X2= sX20
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当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2 最大，有
4. 转子电流 I2 转子绕组的感应电流
电工技术
7. 2. 2 电动机的转动原理
1. 转动原理定子三相绕组通入三相交流电
Y
v
C
A
n0
Z
N
F F
B
60 f1 n0 (转/分） p 旋转磁场
方向:顺时针切割转子导体
S
X
Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
电磁转矩T
Bli
左手定则
电磁力F
n 顺时针
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