课程目标及实践教学报告第五.ppt

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1、电机拖动技术基础总学时：40理论学时：36实验学时：441第五章：交流电动机的工作原理及特性本章要求：1、了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生。2、掌握异步电动机的工作原理，机械特性，以及启动、调速和制动的各种方法、特点及应用。3、掌握单相电动机的工作原理和启动方法。4、了解同步电动机的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。2常用的交流电动机有三相异步电动机(或称感应电动机)和同步电动机。异步电动机结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较好的稳态和动态特性，因此，它是工业中使用得最为广泛的一种电动机，同步电机既可作发电机使用，也可作电动机使用。本章主要介绍三相

2、异步电动机的工作原理，启动、制动、调速的特性和方法。35.1三相异步电动机的结构和工作原理一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。如图4.1所示。41．定子定子由定子铁心、绕组以及机座组成。定子铁心是磁路的一部分，它由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈，如图4.2所示。硅钢片铁心在叠压后成为一个整体，固定于机座上。定子绕组是电动机的电路部分。三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁心上，称为三

3、相绕组，分别用AX、BY、CZ表示，其中，A、B、C称为首端，而X、Y、Z称为末端。三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流在定子铁心中产生旋转磁场。机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座型式。52．转子：转子由铁心与绕组组成。转子铁心也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成。转子铁心装在转轴上。硅钢片冲片如图4.2所示。异步电动机转子绕组多采用鼠笼式和线绕式两种形式。因此异步电动机按绕组形式的不同分为鼠笼式异步电动机和线绕式异步电动机两种。线绕式和鼠笼式两种电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。转子的

4、作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成，如图4.3（ａ）所示，小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇铸而成，如图4.4所示。这不仅是以铝代铜，而且制造也快。6线绕式异步电动机转子绕组是由线圈组成绕组放入转子铁心槽内，并分为三相对称绕组，与定子产生的磁极数相同。线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速，如图4.5所示。7右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。下面是它主要部件的拆分图。8二、三相异步电动机的旋转磁场由上可知，要使异步电动机转动起来，必须要有

5、一个旋转磁场。异步电动机的旋转磁场是怎样产生的呢?它的旋转方向和旋转速度是怎样确定的呢?现在分别加以说明。1、旋转磁场的产生当电动机定子绕组通以三相电流时，各相绕组中的电流都会产生自己的磁场。由于电流随时间变化，它们产生的磁场也将随时间变化，而三相电流产生的总磁场(合成磁场)不仅随时间变化，而且是在空间旋转的，故称旋转磁场。为了简便起见，假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如图4.6所示。9假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相绕组

6、的电流iA作为参考正弦量，即iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：图4.7所示是这些电流随时间变化的曲线。10下面分析不同时间的合成磁场。1).t=0时：iA=0；iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；iC为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从C端流到Z端。按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场，如图4.8（a）箭头所示。112).t=T/6时：iA为正，电流从A端流到X端；iB为负，电流从Y端流到B端；iC=0。此时的合成磁场如图4.8（b）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了π/3。3).t

7、=T/3时：iA为正，电流从A端流到X端；iB=0；iC为负，电流从Z端流到A端。此时的合成磁场如图4.8(c)所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了2π/3。4).t=T/2：iA=0；iB为正，电流从B端流到Y端；iC为负，电流从Z端流到A端。此时的合成磁场如图4.8(d)所示。合成磁场从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了π。按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。122．旋转磁场的旋转方向从图4.6和图4.7可见，A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2π/3，而B