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1、优点:结构简单,价格便宜,不需维护。第四章交流电动机工作原理及特性缺点:调速、启动、制动性能差,若要性能好则控制器(如变频调速、矢量调速)复杂。缺点:结构较复杂,价格较高,换向器与电刷处有火花放电,需定期维护(无刷直流电动机不必)。优点:调速、启动、制动性能好,控制器(如降压调速)简单,短时过载能力强。直流电动机交流电动机三相电动机单相电动机异步电动机同步电动机交流电动机一.结构§4.1三相异步电动机的结构和工作原理1.定子A----XB----YC----Z三相绕组2.转子鼠笼转子鼠笼式:如铸铝形成转子绕组绕线式240tsinIi120tsinIitsinIimCmBmA定子三相绕组通入三相交流电BiAXBYCZAiCi1.旋转磁场的产生(1对磁极)二.工作原理AYCBZXAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0t60t合成磁场方向向下合成磁场旋转60°0n6090t合成磁场旋转90°SNSN240tsinIi120tsinIitsinIimCmBmACiBiAit600mIo360AAXZBCYAAX。
2、ZBCY可见:1对磁极时三相电流产生的合成磁场为旋转磁场,交流电一个周期(即电角度ωt=360°),磁场旋转360°2.旋转磁场的旋转方向0t60t任意调换两根电源进线就使磁场反转。0mICiBiAitiomINSNSCiAXBYCZAiBiC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiBiCiAXXNSZCZBYBYACSNBiCiAiimIt0若定子每相绕组由两个线圈串联,绕组的始端之间互差60°,将形成两对磁极(P=2,即4极)旋转磁场。3.磁极对数P与磁场转速n0分)转/(f60n10时频率Hz50f1分)转/(30000n磁极对数p=1时,交流电一个周期(即电角度ωt=360°),磁场旋转360°磁场转速XNSAXABZCYZCYBSN0t60tp=2时BiCiAiitmI0分)转/(150026010fn0n30AXXZCZBYBYACNSNS)/(6010分转pfn所以4.三相异步电动机的工作原理三相定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场,转子导体切割磁力线产生感应电动势与感应电流。
3、,进而产生电磁转矩使转子旋转,因磁场转速n0需比转子转速n快才能正常切割磁力线,故称为异步电动机,又称为感应电动机。5.转差率S(很重要)磁场转速n0(又称同步转速)和转子转速n之差与n0的比值称为转差率S。%100nnns00异步电动机启动时n=0,S=1;n=n0时,S=0;额定工况下一般%6~5.1S例1:一台三相异步电动机,其额定转速n=975r/min,电源频率f1=50Hz。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=1000r/min,即p=3额定转差率为2.5%100%10009751000%10000nnns三.定子绕组线端连接方式定子三相绕组的六个出线头可根据需要灵活地接成星形(Y形)或三角形(Δ形)。Δ联结Y联结§4.2三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。1)异步电动机中定子和转子绕组相当于变压器的原、副绕组。2)变压器:变化eU1E1=4.44fN1异步电动机:旋转eU1E1=4.44fN13)变压器:I2增大I1增大,以保持基。
4、本不变,以达到传递能量的目的。异步电动机:当负载增加时,转子电流I2增大I1增大,以保持基本不变,以达到传递能量的目的。三相异步电动机与变压器的不同之处。1)变压器的副绕组是静止的、不能短路;而异步电动机的副绕组是旋转的且短路。3)变压器的磁路是无气隙的。而异步电动机中的定子和转子之间是有不大的气隙。2)变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的。而异步电动机中转子感应电动势的频率是随转子转速改变的。一.定子电路(取一相分析)漏磁电动势i1u1e1eL1i2R1e2eL2R211L111eeRiu定子电路转子电路感应电动势为漏磁电感1L11L1LLdtdiLe为定子一相绕组的匝数1111NdtdNe2L222eRie其有效值记为为磁通,tsin1m1111111Nf44.4NKf44.4Ee有效值为R1为定子绕组内阻111L1111L111edtdiLRieeRiu1L11Lf2X漏磁感抗60pnfpf60n,,ef011011可写出由磁场转速即交流电源频率的频率为11111Nf44.4NKf44.4E1111111L1。
5、11EXIjRIEERIU表示为有效值可用复数)(i1e1eL1i2R1e2eL2R2u1因R1、X1小,可近似认为U1=E1二.转子电路1.转子感应电动势e2频率f2因转子在旋转,故转子感应电势频率f2定子感应电势频率f110000201Sf60pnnnnp60nnf60npf可得类比i1e1eL1i2R1e2eL2R22L222eRien=0即转差率S=1时转子切割磁力线最剧烈f2=f1,n=n0即S=0时转子不切割磁力线f2=0,额定工况下S=1.5~6%,f1=50Hz时,f2=0.75~3Hz2.转子感应电动势e2有效值E2=4.44f2N2=4.44Sf1N2当转速n=0(S=1)时,f2最高,E2最大,记为E20=4.44f1N2转子静止时的感应电势故E2=SE20转子转动时的感应电势有错书转子定子58P,dtdNe,dtdNe222111当转速n=0(S=1)时,f2最高,X2最大,记为X20=2f1LL2故X2=SX203.漏磁电动势为转子漏磁电感2L22L2LLdtdiLedtdiLRieRie22L2。
6、22L22222222L222XIjRIERIE2L12L22LSf2Lf2X转子漏磁感抗转子静止时的漏磁感抗转子转动时的漏磁感抗R2与X2对电机影响均大4.转子电流I25.转子电路的功率因数222222XREI2202220)SX(RSE0I)nn(020s2202220max2XREI)0n(1s220222222222)SX(RRXRRcos202SXR)(s高速很小时1cos22ISn2cos202XRSS大时(低速)相当小,XRcos2022变化曲线随、ScosI22I2s1I2,2cosO2cos1n00n%100nnns006.电磁转矩22tcosIKT220222122022202)SX(RNf44.4S)SX(RSEI2202222)SX(RRcos1111111UkfUNf44.4E由前面分析知220222222022122111t)SX(RUSRK)SX(RUkSRfUkkTK为与电机结构有关且正比于1/f1的常数,U。
本文标题:交流电动机工作原理及特性
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