§5—4-三相异步电动机的工作原理.ppt

一、三相异步电动机的工作原理§5—4三相异步电动机的工作原理1.旋转磁场的产生三相异步电动机的定子绕组通入对称三相交流电流后,产生旋转磁场必须具备以下两个条件：(1)三相定子绕组必须对称,即每相定子绕组在定子铁心空间上互差120°电角度。(2)通入三相对称绕组的三相交流电流也必须对称,即iU、iV、iW三相电流大小和频率相同、相位互差120°。定子绕组的分布三相对称绕组的电流波形对称三相交流电流产生旋转磁场的过程是:假设三相异步电动机定子绕组接成星形连接,定子绕组的首端接三相对称电源,每相定子绕组分别通入对称三相交流电流iU、iV、iW,其参考方向由首端流到尾端。各相电流的表达式如下:交流电流在一个周期内五个瞬间所产生的合成磁场的情况常见的同步转速产生旋转磁场的必要条件：对称三相定子绕组中通入对称三相交流电流。磁极对数P1对2对3对4对5对旋转磁场转速n13000r/min1500r/min1000r/min750r/min600r/minn1——三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速f——定子电流频率p——磁极对数1）同步转速1产生4极旋转磁场时定子绕组的分布2）旋转磁场的方向。三相异步电动机旋转磁场的旋转方向取决于三相定子绕组中流入的三相交流电流的相序,改变三相交流电流的相序,旋转磁场的旋转方向随之改变。旋转磁场转向的改变2．三相异步电动机的工作原理感应电动势e的方向电磁力F的方向三相异步电动机的转动原理二、转差率异步电动机的转差率s——旋转磁场转速n1与转子转速n之差与同步转速n1之比。即：（1)三相异步电动机启动瞬间,n=0、s=1,转子绕组切割磁力线的相对速度最大,所以产生的感应电动势和感应电流最大,反映在定子绕组上,三相异步电动机的启动电流就很大,一般可达4~7倍的额定电流。（2）三相异步电动机空载运行时,三相异步电动机的转速很高,接近同步转速,即n≈n1，这时候，s很小，一般在0.005左右,转子感生电动势、电流也较小；反映在定子绕组上，电动机的空载电流也较小，一般在0.3~0.5倍额定电流。（3）三相异步电动机在额定状态下运行，电动机转速为额定转速nN，对应的转差率为额定转差率sN。sN一般为0.01~0.07，通常为0.05左右。转差率s是三相异步电动机的一个重要参数，在正常运行状态下，0s≤1。三、三相异步电动机的电磁转矩和机械特性1.三相异步电动机的电磁转矩T电磁转矩T是旋转磁场与转子电流相互作用而产生的。电磁转矩T计算公式为：2.三相异步电动机的机械特性机械特性可分为两部分，其中a点到c点之间的曲线段为电动机稳定运行区，c点到d点之间的曲线段为电动机不稳定运行区。c点为电动机稳定运行区和不稳定运行区的临界点，也是出现最大电磁转矩的点。三相异步电动机的机械特性（1）机械特性曲线上的a点三相异步电动机的机械特性（2）机械特性曲线上的b点机械特性曲线上a点是三相异步电动机理想的空载运行状态。机械特性曲线上的b点出现在稳定运行区，是三相异步电动机稳定工作点。三相异步电动机的机械特性（3）机械特性曲线上的c点机械特性曲线上的c点为三相异步电动机稳定运行区和不稳定运行区的临界点,也是出现最大电磁转矩Tm的点,该点转速对应的转差率Sm称为临界转差率。一般三相异步电动机的λ为1.8~2.5；特殊用途电动机的过载能力较大，λ可达3.4。三相异步电动机的机械特性（4）机械特性曲线上的d点机械特性曲线上d点是(Tst，0)点，该点出现在三相异步电动机接通电源启动瞬间，由于机械惯性，电动机转子的转速为零，产生的电磁转矩为启动转矩Tst。Y系列三相异步电动机的启动转矩倍数Km一般为1.7~2.2，特殊电动机的启动转矩倍数Km可达2.6~3.1。（5）关于三相异步电动机机械特性的两个结论降低电源电压时机械特性曲线1）当三相异步电动机的参数和交流电源频率一定时,三相异步电动机的电磁转矩(包括最大电磁转矩和启动转矩)与电源电压有效值的平方成正比。增大转子电阻时机械特性2）加大转子电路的电阻可以增大三相异步电动机的启动转矩和临界转差率,但对最大电磁转矩没有影响。绕线式异步电动机可以在转子回路中串联电阻来增加启动转矩。****