第五章三相异步电动机基本工作原理和结构(精)
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第五章三相异步电动机的基本原理主要讲授内容:三相异步电动机的工作原理、结构、运行特性、等效电路、参数测量、转矩转差的关系等,是必须掌握的内容,使本课程的重点。
是在现代工业中正被大量应用的机电能量转换装置,是后续课程《电力拖动》课程的基础。
讨论:三相异步电动机What?三相异步电动机的用途、结构?How?三相异步电动机的工作原理?第一节三相异步电动机的结构及额定参数一、异步电动机的主要用途和分类用途:异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械。
异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。
采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。
已经取代直流电动机,成为应用广泛的调速系统。
异步电动机的缺点:功率体积比较小。
功率因数较差。
直接接电网运行时,必须从电网里吸收滞后的励磁电流,使它的功率因数总是小于1。
通过控制器可以使这一缺点得到改善。
异步电动机运行时,定子绕组接到交流电源上,转子绕组自身短路,由于电磁感应的关系,在转子绕组中产生电动势、电流,从而产生电磁转矩。
所以,异步电机又叫感应电机。
二、异步电动机的分类从不同角度看,有不同的分类法:(1)按定子相数分有①单相;②三相异步电动机。
(2)按转子结构分有①绕线式;②鼠笼式。
后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机。
此外,根据电机定子绕组上所加电压的大小,又有高压、低压异步电动机之分。
从其它角度看,还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等。
异步电机也可作为异步发电机使用。
单机使用时,常用于电网尚未到达的地区,又没有同步发电机的情况,或用于风力发电等特殊场合上。
在异步电动机的电力拖动中,异步电机回馈制动时,即运行在异步发电机状态。
风叶铁心绕组轴承滑环绕线电动机转子笼型绕组导条端环1、异步电动机的定子:异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。
(1)定子铁心:是电动机磁路的一部分,装在机座里。
三相异步电动机的结构及工作原理三相异步电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于各个领域。
它的结构和工作原理是理解和研究该电动机的基础。
本文将从结构和工作原理两个方面详细介绍三相异步电动机。
一、结构三相异步电动机的结构主要由定子和转子两部分组成。
1. 定子定子是电动机的固定部分,通常由定子铁心和绕组构成。
定子铁心是由许多硅钢片叠压而成,以减小磁滞损耗和涡流损耗。
绕组则是由若干匝的导线绕制而成,通常采用Y型连接方式。
2. 转子转子是电动机的旋转部分,通常由转子铁心和导体构成。
转子铁心也是由许多硅钢片叠压而成,以减小磁滞损耗和涡流损耗。
导体则通常采用铝或铜制成,通过槽道安装在转子铁心上。
二、工作原理三相异步电动机的工作原理基于电磁感应和旋转磁场的相互作用。
1. 电磁感应当三相电源接通时,定子绕组中的电流会产生旋转磁场。
这个旋转磁场由三相电流在定子绕组中产生的磁场叠加而成。
定子绕组中的电流会根据电源频率的变化而改变方向和大小,从而使旋转磁场也随之变化。
2. 旋转磁场与转子转子中的导体受到旋转磁场的影响,会感应出电动势,并产生电流。
根据电磁感应的原理,电动势的方向与磁场的方向垂直。
因此,转子中的电流也会随着旋转磁场的变化而变化。
转子中的电流与旋转磁场之间的相互作用力使转子开始旋转。
3. 转子的运动转子开始旋转后,它的转速会逐渐接近旋转磁场的转速。
由于电动势的存在,转子中的电流会继续产生,并与旋转磁场之间的相互作用力保持平衡。
这样,转子会以接近旋转磁场的转速旋转,从而实现电动机的工作。
三、小结三相异步电动机的结构和工作原理是相互关联的。
定子产生旋转磁场,而转子通过电磁感应与旋转磁场相互作用,从而实现电动机的运转。
这种电动机具有结构简单、工作可靠、效率高等优点,广泛应用于各个领域。
通过本文的介绍,相信读者对三相异步电动机的结构和工作原理有了更深入的了解。
在实际应用中,我们可以根据具体需求选择合适的电动机,并合理运用其工作原理,以提高生产效率和降低能耗。
三相异步电动机的结构和工作原理知识讲解三相异步电动机是最常用的电动机类型之一,主要特点是结构简单、可靠性高、制造成本低。
它是利用磁场间的相对运动产生感应电动势从而实现电动机转动的一种电动机。
下面将对三相异步电动机的结构和工作原理进行详细的讲解。
定子是电动机的静止部分,通常由绕组和铁芯组成。
绕组是由绝缘线圈组成的,绕制在铁芯上。
绕组的排列形式主要有星型和三角形两种。
定子的作用是产生旋转磁场。
转子是电动机的旋转部分,通常是由铁芯和导体组成。
导体包裹在铁芯上,采用闭合形式,形成环形导体圈。
在三相异步电动机中,转子的形式主要有鼠笼型和深槽型两种。
当三相异步电动机通电时,定子上的三相绕组通入交流电。
由于三相绕组之间的电流相位差120度,因此每个绕组所产生的磁场也相位差120度。
当交流电通过定子绕组时,会在定子中产生一个旋转磁场。
这个磁场的旋转速度取决于电源频率和极对数。
我们知道,交流电的频率是固定的,而极数是电动机设计时确定的。
转子处于定子旋转磁场中,由于电磁感应原理的作用,会在转子中产生感应电动势。
这个感应电动势会驱动电流在转子导体中产生漩涡电流,也就是所谓的涡流。
涡流在转子中形成的磁场和定子旋转磁场相互作用,产生转矩,使得转子开始旋转。
涡流的大小和转子的导体材料以及定子磁场的强度有关。
此时,由于转子的旋转速度低于定子旋转磁场的速度,所以转子处于滑差状态。
滑差是指转子与旋转磁场之间的相对转速差。
根据滑差的大小,可以进一步划分为起动滑差、工作滑差和最大滑差等。
当转子开始旋转后,由于涡流的存在,转子将会受到阻力,导致转速下降。
当转速下降到与旋转磁场相等的速度时,涡流的磁场和旋转磁场之间的相对运动停止,电动机达到稳态运转。
在转子达到稳定运转后,三相异步电动机的转动速度将等于旋转磁场的速度,滑差为零。
此时,只有当电机负载增加或电源频率改变时,才会产生滑差,电动机才会发生转速变化。
总结一下,三相异步电动机通过定子上的三相绕组产生旋转磁场,该磁场驱动转子中的涡流产生转矩,使电动机启动并旋转。
三相异步电动机工作原理及结构三相异步电动机是工业领域中极为常见且重要的一种电机,它的工作原理和结构都相当有趣呢。
先来说说三相异步电动机的结构吧。
它主要由定子和转子这两大部件构成。
定子部分呢,就像是电机的外壳框架一样,是固定不动的。
定子铁芯是由硅钢片叠成的,这些硅钢片一片片地叠起来,形成一个圆形的结构,在铁芯的内圆周表面上,冲有均匀分布的槽,用来嵌放定子绕组。
定子绕组可是非常关键的部分哦,它由三个在空间上互隔120度电角度的绕组组成,当通入三相交流电时,就会产生旋转磁场。
这就好比是一个无形的大手,推动着电机内部的运转。
再看转子,转子有两种类型,一种是鼠笼型转子,它的结构就像一个鼠笼一样,转子铁芯也是由硅钢片叠成,在转子铁芯的槽里嵌入铜条或者铝条,然后在两端用短路环连接起来;另一种是绕线型转子,它的绕组和定子绕组相似,也是三相绕组,不过它通过滑环和电刷与外部电路相连。
这种结构上的设计,使得转子能够在定子产生的旋转磁场的作用下进行转动。
那三相异步电动机的工作原理是怎样的呢?当定子绕组通入三相交流电时,就会在定子铁芯内部产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场的转速被称为同步转速,它的计算公式是n1 = 60f/p,其中f是电源频率,p是电机的磁极对数。
这个旋转磁场就像一个巨大的磁体在不断地旋转,而转子呢,由于它是闭合的导体,根据电磁感应定律,转子绕组中就会产生感应电动势。
由于转子绕组是闭合的,所以就会有感应电流产生。
这个感应电流又会在旋转磁场中受到电磁力的作用,根据左手定则,这个电磁力会使转子顺着旋转磁场的方向转动起来。
但是呢,这里有个很有趣的现象,就是转子的转速n总是小于同步转速n1,如果转子的转速等于同步转速的话,那么转子绕组中就不会有感应电动势和感应电流产生,也就不会有电磁力来推动转子转动了。
就好比你在跑步的时候,如果和旁边的人速度完全一样,你就感觉不到他对你的推动作用了。
三相异步电动机在我们的生活和工业生产中无处不在。
三相异步电动机的结构与工作原理一、三相异步电动机的结构三相异步电动机的两个基本组成部分为定子(固定部分)和转子(旋转部分)。
此外还有端盖、风扇等附属部分,如图1-6-1所示。
图1-6-1 三相电动机的结构示意图1.定子三相异步电动机的定子由三部分组成(见表1-6-1)。
表1-6-1 三相异步电动机制定子组成2.转子三相异步电动机的转子由三部分组成(见表1-6-2)。
表1-6-2 三相异步电动机的转子组成鼠笼式电动机由于构造简单、价格低廉、工作可靠、使用方便,成为生产上应用得最广泛的一种电动机。
为了保证转子能够自由旋转,在定子与转子之间必须留有一定的空气隙,中小型电动机的空气隙为0.2~1.0 mm。
二、三相异步电动机的转动原理1.基本原理为了说明三相异步电动机的工作原理,我们做如图1-6-2所示演示实验。
图1-6-2 三相异步电动机工作原理1)演示过程在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体,当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时,将发现导体也跟着旋转;若改变磁铁的转向,则导体的转向也跟着改变。
2)现象解释当磁铁旋转时,磁铁与闭合的导体发生相对运动,鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。
感应电流又使导体受到一个电磁力的作用,于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来,这就是异步电动机的基本原理。
转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。
3)结论欲使异步电动机旋转,必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。
2.旋转磁场1)产生图1-6-3所示为最简单的三相定子绕组AX、BY、CZ,它们在空间按互差120°的规律对称排列。
并接成星形与三相电源U、V、W相连。
则三相定子绕组通过三相对称电流。
随着电流在定子绕组中通过,在三相定子绕组中会产生旋转磁场(见图1-6-4)。
当ωt=0°时,iA =0,AX绕组中无电流;iB为负,BY绕组中的电流从Y流入B流出;iC为正,CZ绕组中的电流从C流入Z流出。