文档介绍：第7章 三相交流异步电动机
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三相异步电动机的工作原理与结构
三相交流电动机的绕组
交流电动机电枢绕组的感应电动势
三相异步电动机的定子磁动势
三相异步电动机转子静止时的电磁关系
三相异步电动机转子旋转时的电磁关系
三相异步电动机的功率和转矩
三相异步电动机的工作特性和参数测定
三相异步电动机的机械特性
本章小结
习题与思考题
本章内容
交流电动机按照转子转速与旋转磁场速度(同步速度)的异同,可分为交流同步电动机与交流异步电动机。同步电动机转子的速度与旋转磁场的速度相同,所以,称为同步电动机,一般应用于恒速负载与发电场合;异步电动机转子的速度与旋转磁场的速度不同,所以,称为异步电动机,其应用相对同步电动机要广泛的多。同步电动机的定子结构与异步电动机的结构基本相同,所以,本章主要探讨交流异动步电动机。
三相异步电动机的工作原理与结构
异动步电动机按电源相数分类可分为三相异步电动机与单相异步电动机。三相异步电动机使用三相交流电源,它具有结构简单、使用和维修方便、坚固耐用等优点,在工农业生产中应用极为广泛。
一、三相异步电动机的工作原理
交流异步电动机的工作原理,主要为旋转磁场原理。
1. 实验演示
为了说明交流异步电动机的工作原理,先做一个实验。,将一个可绕轴自由转动的金属框放置在蹄形永久磁铁的两磁极之间,永久磁铁架装在支架上,并装有手柄。摇动手柄使永久磁铁环绕金属框旋转,这时会看到金属框也随着磁铁的旋转而转动起来。
转动永久磁铁对金属框的影响
1手柄 2蹄形磁铁 3金属框
金属框为什么会转动呢?为便于分析,。可以想像从金属框下面沿转轴向上看,为了更加清晰的说明问题,略去支架不画,。图中两个小圆圈表示金属框与纸面相垂直的两条导体边。当摇转手柄,蹄形永久磁铁转动时,金属框便处在旋转磁场之中。这时,金属框与磁场间有了相对运动,金属框会因为切割磁力线而产生感应电动势,感应电动势的方向可由右手定则判定,由于金属框是闭合的,所以有感应电流。
三相异步电动机的工作原理与结构
闭合金属框在旋转磁
场中受力示意图
,假设磁场的旋转是逆时针的,这相当于金属框相对于永久磁铁,以顺时针方向切割磁力线,金属框中感生电流的方向,如图中小圆圈里所标的方向。此时的金属框已成为通电导体,于是它又会受到磁场作用的磁场力,力的方向可由左手定则判断,。金属框的两边受到两个反方向的力f,它们相对转轴产生电磁转矩(磁力矩),使金属框发生转动,转动方向与磁场旋转方向一致,但永久磁铁旋转的速度n1要比金属框旋转的速度n大。
三相异步电动机的工作原理与结构
从上述实验中可以看到,在旋转的磁场里,闭合导体会因发生电磁感应而成为通电导体,进而又受到电磁转矩作用而顺着磁场旋转的方向转动;实际的电动机中不可能用手去摇动永久磁铁产生旋转的磁场,而是通过其他方式产生旋转磁场,如在交流电动机的定子绕组(按一定排列规律排列的绕组)通入对称的交流电,便产生旋转磁场;,。这个磁场虽然看不到,但是人们可以感受到它所产生的效果,与有形体旋转磁场的效果一样。通过这个实验,可以清楚地看到,交流电动机的工作原理主要是产生旋转磁场。
为了更好的说明三相异步电动机的工作原理,,进一步进行说明,从中可以很清楚地看到三相交流电产生旋转磁场的现像。图中所示的3个绕组在空间上相互间隔机械角度120°(实际的电动机中一般都是相差电角度120°,),3个绕组的尾端(标有U2、V2、W2) 连接在一起(3个绕组的这种连接称为星形(Y)接法。常用接法还有三角形()接法,就是将3个绕组首尾相连,在3个接点上
三相异步电动机的工作原理与结构
分别引出3根引线的接法。),将对称的三相交流电iU=Imsin t、iV=Imsin( t-120°)、iW=Imsin( t-240°)从3个绕组的首端(标有U1、V1、W1)通入,放在绕组中心处的小磁针便迅速转动起来,由此可知旋转磁场的存在。,。,这时已实现了用电能换取机械能的设想。实际上这已经是一台最简单的“异步电动机”了。
(a) 接线圈(b) 实验装置
三相交流电产生旋转磁场的实验
三相异步电动机的工作原理与结构
为了减少漏磁