第05章-三相感应电动机的基本原理PPT课件
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三相电_原理 ppt课件
,
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I WU
U WU
ZUV
ZVW
ZWU
3、线电流为
•
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IU IUV IWU
•
•
•
IV IVW I UV
•
•
•
I W I WU IVW
ppt课件
27
5.2.2 负载的三角形（△）连接（三）
如果负载对称, 即 ZUV ZVW ZWU Z
•
•
•
I UV
UUV
UUV
1
•
•
•
(U U UV U W )
Zl Z 3 1
Zl Z ZN
0
ppt课件
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5.3.1 对称星形电路的特点（三）
•
•
IN
U N'N
0
ZN
•
•
•
•
IU
UU U N'N
UU
Zl Z Zl Z
•
•
•
•
IV
UU U N'N
UV
•
IU 120
UWU Z
•
IUV
120 38 53.1 120 38 66.9A ppt课件
30
思考题
1、试述负载星形连接三相四线制电路和三相三线制电路的异同。 2、将图5.22的各相负载分别接成星形或三角形，电源的线电
压为380V，相电压为220V。每台电动机的额定电压为380V。
第5章 三相正弦交流电路
5.1 三相电源 5.2 三相负载 5.3 对称三相电路的分析计算 5.4 不对称三相电路的分析计算 5.5 三相电路的功率
三相异步电动机ppt课件
三相异步电动机的工作原理
通对入称对称三相三绕相电组流三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 转子绕组中 受到电磁力的作用 产生 e 和 i
磁场绕组切 割转子绕组
转子旋转起来 输出机械能量
机械负载 旋转起来
返 回 上一节 下一节 上一页 下一页
三相异步电动机的基本原理
• 基本原理——在定子绕组中，通入三相 交流电所产生的旋转磁场与转子绕组中 的感应电流相互作用产生的电磁力形成 电磁转矩，驱动转子转动，从而使电动 机工作。
便形成一个合成磁场，如图
所示，可见此时的合成磁场
是一对磁极（即二极），右
边是N极，左边是S极。
两极旋转磁场示意图
i iu
iv
0
3
三相电流波形
iw
3
iu
t
V2 U1
W2
W1 U2
V1
V2 U1
W2
W1
U2 V1
Hale Waihona Puke V2U1 W2W1 U2
V1
t= 0
Iu=Im
t =
Iv=Im
t
=
Iw=Im
• 空间120度 对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时， 产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋 转一周，即两个极距；
旋转方向：取决于三相电流的相序。
Im
i1 i2 i3
L1
i1
O
t
旋转磁场是沿着：
U1
V1
W1
L2 i2 W1
L3
i3
V2
U1
W2 U2 V2 V1
U1 W2
◆ 与三相绕组中的三相电流
第5章三相异步电动机的基本原理PPT课件
三相异步电动机的基本原理 第五章
本章主要教学内容：
1. 三相异步电动机的基本原理 2. 交流电机的定子绕组 3. 交流电机绕组的磁动势 4. 交流电机绕组的电动势 5. 三相异步电动机的电磁关系 6. 三相异步电动机的功率和转矩 7. 三相异步电动机的工作特性 8. 三相异步电动机的参数测定
三相异步电动机的基本原理 第五章
磁动势分析过程
三相异步电动机的基本原理 第五章
5.3.1 单相绕组的磁动势——脉振磁动势
（1） 整距线圈的磁动势
iy 2Iy cost
fy
1 2iyNy
2 2 IyNy
cost
2
2
1 2iyNy 22IyNycost
3
2
2
整距线圈产生的磁动势
三相异步电动机的基本原理 第五章
下图为四极电机绕组在某瞬间流过电流产生的磁动势沿气隙 圆周方向上的空间分布情况。
极距与节距：极距 Zu ，节距
2p
y1 应接近极距，一般
y1
槽距角：
p360
Zu 每极每相槽数：
q Zu 2 pm 1
极距，槽距角，每极每相槽数示意图
Zu 24 p 2
三相异步电动机的基本原理 第五章
5.2.2 三相单层绕组
每个槽内只有一个线圈边， 绕组的线圈数等于总槽数 的一半。
定子绕组三相分布图 单层绕组展开图 以 Zu 24 ，p 2 为例，
铜条笼型转子 铸铝笼型转子 绕线型转子接线图
三相异步电动机的基本原理 第五章
• 三相异步电动机外形实物图
鼠笼式异步电动机外形
绕线式异步电动机外形
三相异步电动机的基本原理 第五章
• 绕线式三相异步电动机剖面图
本章主要教学内容：
1. 三相异步电动机的基本原理 2. 交流电机的定子绕组 3. 交流电机绕组的磁动势 4. 交流电机绕组的电动势 5. 三相异步电动机的电磁关系 6. 三相异步电动机的功率和转矩 7. 三相异步电动机的工作特性 8. 三相异步电动机的参数测定
三相异步电动机的基本原理 第五章
磁动势分析过程
三相异步电动机的基本原理 第五章
5.3.1 单相绕组的磁动势——脉振磁动势
（1） 整距线圈的磁动势
iy 2Iy cost
fy
1 2iyNy
2 2 IyNy
cost
2
2
1 2iyNy 22IyNycost
3
2
2
整距线圈产生的磁动势
三相异步电动机的基本原理 第五章
下图为四极电机绕组在某瞬间流过电流产生的磁动势沿气隙 圆周方向上的空间分布情况。
极距与节距：极距 Zu ，节距
2p
y1 应接近极距，一般
y1
槽距角：
p360
Zu 每极每相槽数：
q Zu 2 pm 1
极距，槽距角，每极每相槽数示意图
Zu 24 p 2
三相异步电动机的基本原理 第五章
5.2.2 三相单层绕组
每个槽内只有一个线圈边， 绕组的线圈数等于总槽数 的一半。
定子绕组三相分布图 单层绕组展开图 以 Zu 24 ，p 2 为例，
铜条笼型转子 铸铝笼型转子 绕线型转子接线图
三相异步电动机的基本原理 第五章
• 三相异步电动机外形实物图
鼠笼式异步电动机外形
绕线式异步电动机外形
三相异步电动机的基本原理 第五章
• 绕线式三相异步电动机剖面图
第05章-三相感应电动机的基本原理
三相4极交流绕组展开图
三、2p=4，q=2
a p 360 2 360 30 ，槽距角 Z1 24
q
设有一台4极电动机，定子槽数Z1=24，则每极每相槽 数
Z1 24 2 2m1 p 2 3 2
。若绕组采
用60°相带，则每个相带包含两个槽（即等于q），列表。
相 带 与 槽 号 对 应 表
用同样的方法，可以得到另外两相绕组的联接规律。一般 当q=2时，三相单层绕组都采用链式绕组。下图为三相单层链 式绕组的展开图。
链式绕组的线圈虽然是短距的，但在电气性能方面和整 距绕组一样。 从电气性能来看，链式绕组仍然是一种整距绕组。
四、2p=4，q=3 设一台4极电动机，定子槽Z1=36，则 距角 a
三、关于交流绕组的一些基本量
除了极距τ ，线圈节距y1等的意义和直流电枢绕组 是一样外。在交流绕组中，还需要知道：
1）电角度 电动机圆周在几何上分成360°，这称为机械角度。 从电磁观点来看，若电动机的极对数为p，则经过一对磁极， 磁场变化一周，相当于360°电角度。因此，电动机圆周按 角度计算p×360°，即
4）对基波而言，三相电动势和磁动势必须对称。
5）用铜少，绝缘性能可靠，制造、维修方便。
二、三相交流绕组的分类 等元件式整距叠绕组
同心式绕组
单层绕组 交流绕组 双层绕组 链式绕组 交叉链式绕组 双层叠绕组 双层波绕组 单层绕组与双层绕组相比，电气性能稍差，但槽利用率高， 制造工时少，因此小容量的电动机中（PN≤10kW），一般 都采用单层绕组。
定子铁心与机座
• 定子绕组：三相感应电动机的定子绕组是一个三相对称绕组， 它由三个完全相同的绕组所组成，每个绕组即为一相， 三个 绕组在空间相差120°电角度，每相绕组的两端分别用u1-u2， v1-v2，w1-w2表示，可以根据需要接成星形或三角形。 二、转子部分 • 转子铁心：作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路 一部分，一方面用来安放转子绕组。转子铁心也是用厚0.5mm 的硅钢片叠压而成，套在转轴上。
电机学PPT课件-三相感应电动机基本知识
基本方程
tan2
x2 r2
x'2 r'2
U1 E1I1Z1
E2'I2'Z'2 E1
Im I1I'2
F
2
的相位应保持不变
E 1Im (rmjx m )ImZm
转子堵转且转子绕组短路时的等值电路图
转子旋转时异步电动机的运行
转子旋转时转子对各物理量的影响
转子静止时异步电动机的运行
且转子绕组开路
相当于变压器空载运行
E1j 2f1N1kN11
E2 j 2f2N2kN2 1
j 2f1N2kN2 1
E1 E2
N1kN1 N2kN2
ke
称为异步电机的电势变比。 （有效匝数之比）
按变压器,定子绕组内电势平衡方程式
感应电动机---异步电动机
感应电机主要用作电动机，应 用最广泛的一种电动机，有75%的 电能由感应电动机消耗。
具有结构简单、价格低廉、运行可靠、效率较高、维修方便等一系列优点。 主要缺点是不能低成本实现在较广泛范围内平滑调速，必须从电网吸收滞 后电流，使电网的功率因数降低，普通的鼠笼式异步电动机，还具有起动 特性较差的缺点。
• 转子绕组切割主磁通并在转子中产生感应电流； • 感应的转子电流在磁场中受到电磁力的作用而形 成驱动转矩，使电机旋转。
把定子从电网吸收的电功率 以旋转磁场的形式 通过气隙 传入转子
2
漏磁通
定转子绕组的漏磁通 1
与定子绕组交链而不与转子绕组交链 的磁通，这部分磁通称定子漏磁通
槽漏磁通：由槽的一壁横越至槽的另一壁 的漏磁通。
第五章三相感应电动机的电力拖动3-4
T m11I22rs2 m11I22r12
m1 1
(I1xm)2r2/v
(r2)2 v
(xm
x2)2
vm
xm
r2 x2
Tm
T m11
(I1xm)2 2(xmx2)
转子回路串电阻
vm r2 R
vm
r2
2020/3/7
三、能耗制动
2020/3/7
二 感应电动机的变频调速
特点： 1 机械特性较硬，调速范围广，可适应不同负载要求。 2 调速平滑性好。 3 电压下调，且保持u/f＝常数时，Tm＝常数，nm＝常数， 即不同频率的各条机械特性是平行的，硬度相同。
2020/3/7
练习题 一台绕线式三相异步电动机，其额定数据为：PN＝75Kw， nN＝720r/min，UN＝380V，IN＝148A，M＝2.4，E2N＝ 213V，I2N＝220A。拖动恒转矩负载TZ＝0.85TN时，欲使 电动机运行于n＝540r/min。 （1）若采用转子回路串电阻，求每相电阻值。 （2）若采用降压调速，求电源电压。 （3）若采用变频调速，保持U/f＝常数，求频率与电压。
p2 U1 I1 p2 U1 I1
忽略定子损耗，则电磁功率与输入功率相等
2020/3/7
T P1/n1 U1I1p T P1/n1 U1I1p
一 感应电动机的变极调速
T P1/n1 U1I1p T P1/n1 U1I1p
Y双Y
U1Y
2 三相异步电动机拖动反抗性恒转矩负载运行，若TZ较 小，采用反接制动停车时应注意什么问题？
答：当接近n＝0采用抱闸等停车措施。
3 一台八极绕线式三相异步电动机起重机的主钩，提升额 定负载。现要以相同的速度把负载下放，可采用的方法：
《三相异步电动机》PPT课件
鼠笼电机 =52－93％
36
5. 功率因数(cos1)：
额定负载时一般为0.5 ~ 0.9 ， 空载时功率因数很 低约为0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最大。
cos1
P2
PN
注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马” 拉“小车”的现象。
2019年5此月14外日星还期二有绝缘等级等参数，不一 一介绍。
AB C ZX Y
Y 接法：
A A BC
ZX
Y
C
B
2019年5月14日星期二
Z XY
接法：
ABC ZA
C
X
Y
B
Z XY
32
图1
2019年5月14日星期二
图2
33
4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.
A
线
线
电
ZX
电
压
CY
B
压
ZA
C
X
Y
B
例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。
2019年5月14日星期二
5
§5.2 三相异步电动机的工作原理
一. 转动原理：
2019年5月14日星期二
6
实际的异步电动机中，转子之所 以转动，是由于旋转磁场的作用。
2019年5月14日星期二
7
二、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
0
Z
C
B
iA iB iC
Im
X
37
谢谢大家 ！！！
2019年5月14日星期二
38
三相电路三相电压PPT课件
1) 中性线未断
N
L2 、 L3相灯仍承受
220V电压, 正常工作。
2) 中性线断开
L2
变为单相电路，如图(b) L3
所示, 由图可求得
I U23 380 12 .7 A R2 R3 10 20
U2 IR 2 12.710 127 V
U3 IR3 12.7 20 254 V
第20页/共43页
第14页/共43页
例1：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电
源线电压
。负载
为电
u12 380 2 sin(314 t 30)V
灯 IN ;组若，R若1=R51=R,2=RR2=31=0
5 ,
，求线电流及中性线电流 R3=20 ,求线电流及中
线性电流 IN 。
L1 +
i1
u1
–
N
–
iN
L3
负载的额定电压 = 电源的线电压
负载的额定电压 =
1
应作 联结 电源线电压
3
应作 Y 联结
第26页/共43页
5.4 三相功率
无论负载为 Y 或△联结，每相有功功率都应为
Pp= Up Ip cosp
当负载对称时：P = 3Up Ipcosp
1
相电压与相 电流的相位差
对称负载Y联结时： Up
对称负载 联结时：Up
U 3
U 2
U 12
––
N
u2 u31
+–
u+3+
u–+23
L2 L3
根据KVL定律
U 2
30°
U 1
UUU 213321
UUU123
UUU231
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线而感应电动势e。用右手定则可以判定，在转子上半部分的
导体中，感应电动势的方向为 ，下半部分导体的感应电动
势方向为⊙。在感应电动势的
作用下，导体中就有电流i，若
不计电动势与电流的相位差，
则电流i与电动势e同方向。载
流导体在磁声中将受到一电磁
力的作用，由左手定则可以判
定电磁力F的方向。由电磁力FBiblioteka 所形成的电磁转矩T使转子以n
JDO2系列 该系列是小型三相多速感应电动机系列。它主 要用于各式机床以及起重传动设备等需要多种速度的传动 装置。
JR系列 该系列是中型防护式三相绕线转子感应电动机 系列，容量为（45-410）kW。
YR系列 是一种大型三相绕线子感应电动机系列，容量 为（250-2500）kW，主要用于冶金工业和矿山中。
铸而成，称为铸铝转子。 笼型绕
组因结构简单、制造方便、运行
可靠，所以应用广泛
铜排转子
铸铝转子
三、其它部分
包括端盖、风扇等。
端盖除了防护作用外，在端盖上还装有轴承，用以支撑转子轴。
风扇则用来通风冷却。
风罩
风 扇
吊环
机座 定子 轴承 轴
出线盒
转子 感应电动机结构图
5.1.3 三相感应电动机的铭牌数据及主要系列
第一种防护形式（防 尘）的等级
源的频率，单位
是Hz。我国的工
频频率为50Hz。
第二种防护形式（防 水）的等级
6）绝缘等级 绝缘等级决定了电动机的容许温升，有时也不 标明绝缘等级而直接标明容许温升。
7）接法 用Y或△表示。表示在额定运行时，定子绕组应采 用的联接方式 。
若是绕线转子感应电动机，则还应有： 8）转子绕组的开路电压 指转子接额定电压，转子绕组开路 时转子线电压，单位是V。 9）转子绕组的额定电流 单位是A。
定子铁心与机座
• 定子绕组：三相感应电动机的定子绕组是一个三相对称绕组， 它由三个完全相同的绕组所组成，每个绕组即为一相， 三个
绕组在空间相差120°电角度，每相绕组的两端分别用u1-u2， v1-v2，w1-w2表示，可以根据需要接成星形或三角形。 二、转子部分 • 转子铁心：作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路
5.2 三相感应电动机的定子绕组
5.2.1 三相交流绕组的基本要求和分类
一、对三相交流绕组的基本要求
• 5.1 三相感应电动机的基本原理及结构 • 5.2 三相感应电动机的定子绕组
• 5.3 绕组的感应电动势
• 5.4 绕组的磁动势
5.1 三相感应电动机的工作原理及结构
5.1.1 三相感应电动机的工作原理
如下图所示，如在某种因素的作用下，使磁极以n1的速度 逆时针方向旋转，形成一个旋转磁场，转子导体就会切割磁力
• 铭牌上除了上述的额定数据外，还表明了电动机的型号，型 号 一般用来表示电动机的种类和几何尺寸的大小等。
• 中心高表示电动机的直径大小 • 防护形式的数字数字越大，表示防护的能力越强。 • 对于系列电动机，铭牌上有时也不标防护型式。
二、三相感应电动机的主要系列简介
Y系列 是一般用途的小型笼型电动机系列，取代了原先 的JO2系列。额定电压为380V，额定频率为50Hz，功率范围 为（0.55-90）kW，同步转速为（70-3000）r/min，外壳防 护型式为IP44和IP23两种，B级绝缘。
一、感应电动机的铭牌数据
感应电动机在铭牌上表明的主要额定值：
1)额定容量PN 指转轴上输出机械功率，单位是kW.
2)额定电压UN 指加在定子绕组上的线电压，单位V、kV。
3)额定电流IN 指输入定子绕组的线电流，单位是A。
4)额定转速nN 单位是转/分（r/min）。
5)额定频率fN 指电动机所接电
通过电刷装置与外电路相联。这就有可能在转子电路中串接
电阻以改善电动机的运行性能。
集电环
2）笼型绕组：在转子铁心的每
一个槽中插入一铜条，在铜条两
电刷
端各用一铜环（称为端环），把
变阻器
导条联接起来，这称为铜排转子。 绕线型转子绕组与外加变阻器的联接
也可用铸铝的方法，把转子导条
和端环、风扇叶片用铝液一次浇
的速度旋转，旋转方向与磁场 的旋转方向相同。即感应电动
三相感应电动机的工作原理
机的基本工作原理。
感应电动机的转子速度不可能等于磁场旋转的速度，这 种电动机一般也称之为异步电动机：旋转磁场的旋转速度n1 称为同步转速。由于转子转动的方向与磁场的旋转方向是一 致的，所以如果n=n1，则磁场与转子之间就没有相对运动， 它们之间就不存在电磁感应关系，也就不能在转子导体中感 应电动势、产生电流，也就不能产生电磁转矩。
第五章 三相感应电动机的基本原理
交流电机主要分为同步电机和感应电机两大类，它们 的工作原理和运行性能都有很大差别。同步电机主要用作 发电机，目前交流发电机几乎都是采用同步发电机。感应 电机则主要用作电动机。
本篇主要分析讨论三相感应电动机并结合讨论交流电 机中的一般问题。关于同步电机将在第四篇中讨论。
一部分，一方面用来安放转子绕组。转子铁心也是用厚0.5mm
的硅钢片叠压而成，套在转轴上。
转子绕组：感应电动机的转子绕组分为绕线型与笼型两种， 根据转子绕组的不同，分为绕线转子感应电动机与笼型感应 电动机。
1）绕线型转子绕组：它也是一个三相绕组，一般接成星形，
三根引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，
一、定子部分
机座：感应电动机的机座仅起固定和支撑定子铁心的作用 ，一般用铸铁铸造而成。根据电动机防护方式、冷却方式 和安装方式的不同，机座的形式也不同。
• 定子铁心：由厚0.5mm的硅钢 片冲片叠压而成，铁心内圆有 均匀分布的槽，用以嵌放定子 绕组，冲片上涂有绝缘漆（小 型电动机也有不涂漆的）作为 片间绝缘以减少涡流损耗，感 应电动机的定子铁心是电动机 磁路的一部分。
转子转速n与旋转磁场转速n1之差称为转差△n,转差与磁场 转速n1之比,称为转差率s。 s n1 n 100%
n1
感应电动机的旋转磁场是由装在定子铁心上的三相绕组，
通入对称的三相电流而产生的
5.1.2 三相感应电动机的结构
感应电动机也是由定子和转子两大部分组成。定转子之间为 气隙，感应电动机的气隙比其它类型的电机要小得多，一般为 （0.25-2.0）mm，气隙的大小对感应电动机的性能影响很大。