文档介绍：周次
第9周
章节
名称
4-1三相异步电动机的基本工作原理
4-2定子磁场和感应电势
授课
方式
理论课(√);实验课( );实习( )
教学
时数
4
学时
教学目的
及要求
要求掌握:
;
。
教学内容提要
时间分配
;
;
。
第一次课:1
第二次课:2,3
教学重点与难点
三相异步电动机的工作原理与运行状态;
三相异步电动机的结构;
三相异步电动机的铭牌参数。
讨论练习和作业
讨论:。
<n1时,异步电动机才能工作?
教学手段
多媒体与其它方式结合
参考资料
1)《电机与拖动基础》刘启新中国电力出版社
2)《电机与拖动基础》宋银宾机械出版社
3)《电机与电力拖动》顾绳谷合肥工业出版社
4)《电机原理及拖动》彭鸿才机械工业出版社
第四章三相异步电动机的基本原理
第一节三相异步电动机的基本原理
一、三相异步电动机的基本原理(如右图)
(一)、转差率定义: 。
式中n1—旋转磁场的转速(同步转速) n—转子的转速。
1)当0<n<n1时,即0<s<1时,电机为电动运行状态(电能→机械能)。
2)当 n>n1时,即 0>s时,电机为发电运行状态(机械能→电能)。
3) 当 n<0时,即 s >1 时,电机为电磁制动运行状态(机械能和电能→热能)。
(二)、运行状态分析:
(1)电机运行状态:
n<n1 ,e1与e2同方向,i2a与e2同方向,i2→Te与n同方向(驱动性质),i1与i2反向→i1与e1反方向,因i1由u1产生,即i1与u1同方向,所以从电网吸收电能。
(2)发电运行状态
若原动机使n>n1 →s为负→e2和i2反向(与电机比) →Te反向(Te与n反方向)(制动性质),又因i2反向→i1反向→i1与e1同方向(注e1未变) →i1e1为正→输出电能。
(3)电磁制动运行状态
若T1驱动转子以反方向旋转,则切割方向同电动运行状态→e1,e2,i1,i2,Te同电机运行状态,因Te与n1同方向,但与n反方向(制动性质),所以T1必须输入机械功率。又因e1与i1反向→i1e1为负→从电网吸收电功率。
二、三相异步电动机的结构:
(一)、感应电机的结构
1. 定子: 定子铁心:,磁路的一部分。
定子绕组:电磁线制而成,电路一部分。
机座:铸铁或钢板焊接而成。
2. 转子: 转轴:支撑转子
转子铁心:,磁路一部分。
转子绕组: 笼型绕组铸铝
铜条
绕线式绕组: 电线绕制而成,Y接,滑环引出,外接电阻。
3. 气隙:磁路的一部分, δ↓→Im↓→↑。
δ↑→Im↑→↓
1)按相数分为:单相、三相、多相。
2)按槽内层数分为:单层(同心式、链式、交叉式)、双层(叠绕组、波绕组)、单双层绕组。
3)按每极每相槽数q:整数槽、分数槽。
三、三相异步电动机的铭牌数据及主要系列
(一) 铭牌数据:
①额定功率PN: 电动机在额定情况下运行,由轴端输出的机械功率,单位为W或kW。
②额定电压UN: 电动机在额定情况下运行,施加在定子绕组上的线电压,单位为V。
③额定频率fN:50Hz。
④额定电流IN:电动机在额定电压、额定频率下轴端输出额定功率时,定子绕组的线电流,单位为A。
⑤额定转速nN:电动机在额定电压、额定频率、轴端输出额定功率时,转子的转速,单位为r/min。
⑥其他额定值ηN τN (或θN)
(二)主要系列:
第二节三相异步电动机的定子磁场及感应电势
三相异步电动机的定子绕组磁势
单相绕组产生的磁势-脉振磁势
{整距集中绕组通单相交流电时绕组的磁势:}
设气隙均匀,通以正弦交流电流,,Nc匝,则
每个气隙上的磁动势为:
结论:①波形:矩形波;
②脉动磁动势:空间位置固定、幅值大小和方向随时间而变化的磁动势。
③傅里叶分解:
④基波磁动势的幅值:
⑤ν次谐波磁势的幅值:
⑥基波磁动势的性质:按正弦规律变化的脉动磁动势。
(二)三相交流绕组电流产生的磁势-旋转磁势
1. 定子旋转磁势:
①数学法:
分解后相加的三相合成磁动势为:
②图解法:
结论:⑴三相对称绕组流过三相对称电流产生的合成基波磁动势为圆形旋转磁动势;
⑵性质:①幅值: ;
②转速: ;
③转向:从载有超前电流相转到载有滞后电流相;