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交流旋转电机(ACRotarymachines主)
第三篇 异步电机
要包括异步电机和同步电机两大类;两类电机在结构上既具有共同之处,又各有其自身特点。
共同之处(对于典型的交流电机)在于定子铁心和绕组,不同之处在于转子结构和绕组。
交流旋转电机的共同问题包括:
三相交流绕组的结构;
三相交流绕组产生的电势;(3)三相交流绕组产生的磁势。
本篇的教学内容包括共同问题和异步电机两大块。
本篇的教学顺序是:
第10章异步电机结构和交流绕组第11章交流绕组的感应电势和磁势第12章异步电机的分析方法
第13章异步电机的起动和调速第14章单相异步电动机
第10章异步电机的结构及交流绕组
异步电机的结构和额定值
一、异步电机(AsynchronousMachines的)
用途和类型
★用途:异步电机主要用作电动机,应用最广泛的一种电动机,厂矿企业,交通工具,娱,科乐研,农业生产,日常生活都离不开异步电动机。
★类型:异步电机主要分为:鼠笼式异步电动机,绕线式异步电动机和各种控制用电动机三大类。看录像。二、异步电机的结构(Structure)
定子
定子铁心(1,2)
叠片结构,定子冲片(圆形冲片,扇形冲片,)径向通风沟(风道),槽,槽型。
定子绕组:成型线圈(2),散嵌线圈,单层,双层,绕组联结方法。
其他部件:机座,端盖,风罩,铭牌等。
问题:定、转子铁心为什么必须用硅钢片叠压而成?
转子
转子铁心(1,2):转子冲片。
转子绕组:
鼠笼式(squirrelcage)绕组,铸铝转子
绕线式绕组
其他部件:轴,风扇等
气隙
定转子之间的间隙,很小,0.2-1mm.对电机的性能影响很大。
按结构分类:鼠笼式异步电动机:结构简单,坚固,成本低,运行性能不如绕线式。绕线式异步电动机:通过外串电阻改善电机的起动,调速等性能。
三、异步电机的铭牌(Nameplate)及额定值(Rating)
铭牌:型号、额定值、绕组联结方式及生产厂家等。
型号举例:Y132S-4,Y--异步电动机;
132--机座中心高度为132mm;S--短铁心;
4-极数。
额定值:正常运行时的主要数据指标。
绕组联结方式:△接法或者Y接法。主要额定值如下(三相时:)
额定电压:U(V),额定运行时,规定加在定子绕组上的线电压;
N
额定电流:I(A),额定运行时,规定加在定子绕组上的线电流;
N
额定功率:P(W;kW),额定运行时,电动机的输出功率;
N
额定转速:n(r/min),额定运行时,电动机的转子转速;
N
额定频率:f(Hz),规定的电源频率(我国用工频50Hz);
N
额定效率η,额定功率因数:cosφ等。 额定电压、额定电流、额定功率的关系
N N
无论△接法或是Y接法,下式均成立:
P=3UI
N NpNp
cosφη
NN
=Pη
1NN
=sqrt(3)UI
NN
cosφη
NN
(W)
交流绕组
有关交流绕组的几个概念
交流绕组排列及连线的规律
单层绕组、双层绕组
一.有关交流绕组的常用名词
线圈:是构成绕组的元件。绕组就是将线圈按一定规律进行排列和联结。线圈可以区分为多匝线圈和单匝线圈。与线圈相关的概念包括有效边、端部、线圈节距等(看图)
极距:沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围用槽数表示:τ=Z/(2p)(槽)
1
用长度表示:τ=(πD)/(2p)(看图)
电角度
转子铁心的横截面是一个圆,其几何角度为360度。
从电磁角度看,一对N,S极构成一个磁场周期,即一对极为360电角度
电机的极对数为p时,气隙圆周的角度数为
(p*360)电角度。(看图)
节距
线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线圈的节距,用y表示。(看图)
yτ—短距线圈;y=τ—整距线圈;
yτ—长距线圈(一般不用)。
单层绕组和双层绕组
单层绕组一个槽中只放一个元件边(看图)
双层绕组一个槽中放两个元件边(。看图)
槽距角α,相数m,每极每相槽数q,线圈组:
α=(p*360/z)(电角度)(看图);
1
m=为相数;
q=z/(2pm)(槽)(看图);
1
线圈组:q个线圈就组成了一个线圈组。
二.交流绕组的构成原则和电势星形图
均匀原则:每个极域内的槽数(线圈数)要相等,各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等
每极槽数用极距τ表示:τ=z/2p
1
每极每相槽数q=z/(2pm)(举例)
1
绕组对称原则:三相绕组在电机的圆周空间互相错开120电角度,三相绕组中各相的匝数、线径和绕组形式均相同。
如槽距角为α=p360o/
Z1
电势相加原则:线圈两个圈边
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