三相异步电动机课件解析

n1
60 f p
(转/分）
I m iA iB iC t
三相异步电动机的同步转速
n1
60 f p
(转/分）
每个电流周期
同步转速 n1
极对数 磁场转过的空间角度 ( f 50Hz)
p 1 p2 p3
360 180 120
3000 (转/分） 1500 (转/分） 1000 (转/分）
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
n 电动机转速（额定转速）:
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 n n1
异步电动机
提示：如果 n n1
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
s
n1 n1
n
100%
电动机起动瞬间: n 0, s 1（转差率最大）
R2
R22
X
2 2
R2 R22 (sX 20)2
例2：三相异步电动机，p=2，n=1440 r/min，转子
R2=0.02，X20=0.08 ， E20=20V， f1= 50Hz。
启动时I2（st）
s=1
E20
R22 ( X 20 )2
20
242A
(0.02)2 (0.08)2
R1
生的感应电动势。
i1
u1
e1
i2
e2
R2
定子电路 转子电路
d
定子边： u1 i1R1 e1 e1 N1 dt
设： Φmsin1t 则：u1 N1Φm1cos1t
R1
i1
u1 N1Φm1cos1t u1
e1
i2
e2
R2
U1 N1Φm1 /
4.44 f1N1Φm
2 N1Φm 2f1 / 2
磁感应强度 导线长 切割速度
闭合导线产生电流 i
N
通电导线在磁场中受力 n1 f
f Bli
n
ei
（左手定则）
S
结论：1. 线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致
n n 2. 线圈比磁场转得慢
1
异步
N
n1 f
n
ei
S
三相异步机的结构
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
鼠笼转子
机座
旋转磁场的产生
异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
Y
n A
1
Z
iA Im sin t
iB Im sint 120 iC Im sint 240
C
B
iA iB iC
Im
X
t
()电流入
iA
A
ZX
Im
iC C
Y B
iA iB iC t
iB
Y
A
NZ
t 0
合成磁场方向：
C
B
S
X
向下
同理分析，可得
其它电流角度下 的磁场方向：
Im
iA iB iC t
n1 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
t 60
n1
A
Y
Z
C
B
X
t 120
n1
A
Y
Z
C
B
X
t 180
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n1
X
2 2
R1
i1
u1
e1
i2
e2
R2
E2 4.44 f2N2Φm 4.44 sf1N2Φm sE20 E20 4.44 f1N2Φm, s 1时的E（2 E2的最大值） X 2 2 f2L2 2 sf1L2 sX 20
I2
sE20 R22 (sX 20 )2
转子功率因数
cos2
转子最大转速 n n1，s 0(转差率最小）
s范围：0s 1
异步电机运行中: s 1 ~ 9%
n1
60 f1 p
(转/分）
s
n1 n1
n
100%
f1
n1 60
p
转子感生电流的频率：
f2
n1 n 60
p
n1 n n1 n1 60
p sf1
ห้องสมุดไป่ตู้
例1：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定 转速n=960r/min。
求：转差率s，转子电动势的频率f2
同步转速： n1
60 f1 p
60 50 3
1000 r / min
转差率： s n1 n 1000 960 0.04
n1
1000
f2 sf1 0.04 50 2Hz
§7.1.2 三相异步电动机的机械特性
一、三相异步电动机的“电－磁”关系
e1 、e2 ：主磁通产
鼠笼式 绕线式
直流电动机 他励、异励、串励、复励
鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法
§7.1.1 三相异步电动机的结构与
工作原理
磁铁
磁场旋转
n1 f
n
N
ei
S
e方向用 右手定则
确定
f方向用 左手定则
确定
闭合 线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势
e B l v （右手定则）
n1
改变电机的旋转方向：换接其中两相。
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°
电流频率为 f Hz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋 转f圈。每分钟旋转：
n1 60 f (转/分）
n1称为同步转速
f 50Hz, n1 3000 转 / 分
极对数（P）的概念
iA
iC C iB
第七章
三相交流异步 电动机
清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编
海南风光
第七章 电动机
7.1 三相异步电动机 7.1.1三相异步电动机的结构与工作原理 7.1.2 三相异步电动机的机械特性 7.1.3 三相异步电动机的使用
10
本课作业
7-3 7-4 7-5 7-6
电动机的分类
电动机
交流电动机
异步机 同步机
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z'
•
B
•
SX
C Y
t 0
极对数 p 2
极对数和转速的关系
Y' C'
A Z
N• B
•
X' S
•
B'
•N
S
X C
30
CS'
X' •
• ZN'
A
n0
NZ •
•X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t 60
Φm
U1 4.44 f1N1
E1 U1 4.44 f1N1Φm
R1
E1 U1 4.44 f1N1Φm u1 i1 e1
i2
e2
R2
同理可得：
E2
4.44
f
2
N
Φ
2m
f 2 ：转子感应电动势的频率
N2 ：转子线圈匝数
f 2 取决于转子和旋转磁场的相对速度
f2 sf1
转子电流
I2
E2
R22
A
ZX Y B
A
Y NZ
C
B
S
X
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。
即： p 1
极对数（P）的改变
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
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
A
Y'
Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
iA
A
X A'
Z' X'