三相异步电动机的设计原理
即: p 1
极对数(P)的改变
将每相绕组分成两段,按右下图放入定子槽内。形 成的磁场则是两对磁极。
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
A
Y' Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
iB
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
A Y'
C'
r/min。 6.额定功率因数COSN 指电动机工作在额定功率时的
功率因数。
7.工作方式 S1:连续工作制,S2:短时工作制,S3:断续 周期工作制。
8.绝缘等级 电动机允许达到的最高温度是由电动机使用绝 缘材料的耐热程度决定的,绝缘材料的耐热程度称为绝缘等 级。不同的绝缘材料,其最高允许的温度是不同的。
Z1 r1 jx1
E&1 (rm jxm )I&0
zm rm jxm
三相异步电动机的机械特性
三相异步电动机的机械特性是指当定子电压、 频率以及绕组参数固定时,电动机的转速与电
磁转矩之间的关系n f (Tem) 或电磁转矩与转 差率之间的关系 Tem f (s) 。
机械特性的参数表达式
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z'
•
B
•
SX
C Y
t 0 极对数 p 2
极对数和转速的关系
A
Y'
Z
C'
N• B
•
X' S
•
B'
•N
S
X C
30
CS'
X' •
• ZN'
A
n0
NZ •
•X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t 60
n1
60 f p
(转/分)
I m iA iB iC t
三相异步电动机的工作原理 异步电动机的转速恒小于旋转磁场转速,即
在工程
TN
计算中通常忽略,按下式计算
T2N
9550
PN nN
(N m)
额定电
磁
式中,PN——电动机的额定功率(kW) nN——额定转速(r/min)。
此时电动机不进行机电能量转换。
(2)最大转矩点B 该点电磁转矩为最大值Tm,相
应的转差率为Sm,称为临界转差率。最大转矩Tm是
三相异步电动机的性能指标之一,它不仅反映了电
动机的过载能力,对起动性能也有影响。通常用最
大转矩与额定转矩之比表示,即 为过载系数。
m
Tm
/
TN
。λm称
固有机械特性
(3)起动点C 该点S=1,n=0,电磁转矩为初始起动转矩
9.防护等级 是以字母“IP”和其后面的两位数表示的。
“IP”为国际防护的缩写。IP后面第一位数字代表第一种防
护形式(防尘)的等级,共分七个等级。第二位数字代表第 二种防护形式(防水)的等级,共分九个等级,数字越大, 表示防护的能力越强。
10.额定负载转矩TN(N.m) 电动机轴上输出的额定转矩,其大小 应该是输出的机械功率额定值除以转子角速度的额定值,即
Tst。相应的电流起动电流。通常起动电流为额定电流的 5~6倍。
(4)额定工作点D 额定工作点的转速、转矩、电流及功率等
都是额定值。与额定转速对应的转差率 sN 称为额定转差率,
其值在0.012-0.05之间。机械特性曲线上的额定转矩是
指额定电磁转矩,以 表T示N。等于额定轴转矩T2N与空载转
矩T0之和。 转矩:
n<n1,是异步电动机工作的必要条件,也是 称为“异步”的原因。n = n1 - n称为转速 差,而 n 与n1之比称为转差率,用S表示
s n1 n n1
三相异步电动机的工作原理
一般异步电动机的额定转差率在0.02~0.05之 间。它反映异步电动机的各种运行情况。 对异步电动机而言,当转子尚未转动(如 起动瞬间)时,n=0,此时转差率s=1;当 转子转速接近同步转速(空载运行)时,n ≈ n1,此时转差率s≈0,由此可见,作为 异步电动机,转速在0~ n1范围内变化,其 转差率s在0~1范围内变化。
三相异步电动机的基本结构
定子:由定子铁心、定子绕组 和机座三个主要部分组成。定 子铁心是电机磁路的一部分, 由涂有绝缘漆的0.5mm硅钢片叠 压而成。在定子铁心内圆周上 冲满槽,槽内安放定子三相对 称绕组,即三相在空间位置上 互差1200电角度的绕组,可以根 据需要联结成星形和三角形。 整个定子铁心装在机座内,机 座主要起支撑和固定作用。
三相异步电动机的铭牌数据
1.额定功率PN 指电动机额定运行时轴端输出的机械功 率,单位为KW。
2.额定电压UN 指电动机额定运行时定子加的线电压, 单位为KV或V。
3.额定电流IN 指定子加额定电压,轴端输出额定功率 时定子线电流,单位为A。
4.额定频率f1 我国工频为50Hz。 5.额定转速 nN 指额定运行时转子的转速 , 单位为
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,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。
绕线型转子绕组与外加变阻器的联接
2)笼型绕组:在转子铁心的每一个槽中插入一铜条,在铜条 两端各用一铜环(称为端环),把导条联接起来,这称为 铜排转子。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。
旋转磁场的转速
一个电流周期,旋转磁场在空间转过360° 电流频率为 f Hz,则磁场1/f秒旋转1圈,每秒旋转f圈。
每分钟旋转:
n1 60 f (转/分) n1称为同步转速
f 50Hz, n1 3000 转 / 分
极对数(P)的概念
iA
A
A
Y NZ
iC C
ZX Y B
C
B
S
此种接iB法下,合成磁场只有一对磁极,则X 极对数为1。
TN PN 9.55 PN
N
NN
三相异步电动机的铭牌数据
绕线转子异步电动机还标有转子额定电压 (指定子绕组加额定电压,转子开路时滑 环之间的线电压)和转子额定电流。
三相异步电动机的接线
三相异步电动机的T型等效电路
U&1 E&1 r1I&1 jx1I&1 E&1 (r1 jx1)I&1 E&1 Z1I&1
铜排转子
铸铝转子
异步电动机的结构
风罩
风 扇
吊环
机座 定子 轴承 轴
出线盒
转子 异步电动机结构图
三相异步电动机的工作原理
通三相交流电
产生
定子三相绕组
旋转磁场
组成
转子绕组
闭合线圈
旋转磁场的作用 下,产生感应电 动势和感应电流
转子转动
三相异步电动机的工作原理
t 0o
t 120o t 240o t 360o
Tem
2
f1
(r1
m1 pU12
r2' s
r2' s
)2
( x1
x2'
)2
三相异步电动机的机械特性曲线
固有机械特性
从图可见,三相异步电动机的机械特性曲线有四个特 殊点,即图中的A、B、C、D四点。这四个点确定 了机械特行点A 该点 T 0,n n1 60 f 1/ p , s =0。
定子铁心与机座
三相异步电动机的基本结构
转子:由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子 铁心也是磁路的一部分,由0.5mm硅钢片叠成, 铁心与转轴必须可靠的固定,以便传递机械功 率。转子铁心的外圆周上也冲满槽,槽内安放 转子绕组。转子绕组分绕线型和笼型两种, 应用最广泛的是笼型,转子绕组由两侧端部互 相短接的铜条或铝条(鼠笼条)构成,和外电 路之间没有任何电的连接,因而可自成一体, 像个“鼠笼”。