【正文】 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 變壓器 空載 負(fù)載 簡(jiǎn)化等效電路 T型等效電路 等效電路 向量圖 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 交流電機(jī) 感應(yīng)電機(jī) 同步電機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便， 價(jià)格低，運(yùn)行可靠，效率高 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 41 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu) 交流電機(jī)的電樞繞組 交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 交流繞組建立的磁動(dòng)勢(shì) 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的運(yùn)行分析 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)行分析 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu) 本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 掌握 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理 理解 定子繞組中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定性分析 了解 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 熟悉 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) A B C X Y Z C B A i t 分析規(guī)定： 電流 I為正時(shí)，從首端流入、末端 流出；為負(fù)時(shí)從首端流出、末端流入 1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定性分析圖解 2 3 4 N S 5 6 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) A B C X Y Z 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的連續(xù)觀察 N S N S N S 4極電機(jī) 2極電機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 定子繞組中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定性分析 只要在三相對(duì)稱繞組中通入三相對(duì)稱的電流就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度 n1=60f/p。 改變通入電流的相序（交換兩根電源線頭）就可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 一、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理（圖解） 轉(zhuǎn)子 (開(kāi)槽，放有導(dǎo)體， 導(dǎo)體兩端由短路環(huán)閉合 n N S T f n1 f A X B Y C Z 定子上開(kāi)槽放置完全相同 的三個(gè)繞組 AX、 BY、 CZ。 空間互差 120度（對(duì)稱三相 繞組）。 A B C pfn 1160?TfivlBe ???? 212 ?在 T的作用下，轉(zhuǎn)子沿 著 n1的方向轉(zhuǎn)起來(lái)。 運(yùn)行原理 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 只要感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組形成閉合回路，電動(dòng)機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度 n始終小于磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度 n1。 轉(zhuǎn)子速度 n與磁場(chǎng)速度 n1的轉(zhuǎn)差 Δn，與磁場(chǎng)速度 n1的比值叫轉(zhuǎn)差率 S。 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速小于磁場(chǎng)速度 由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向是一致的，所以如果 n=n1，則磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們之間就不存在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、產(chǎn)生電流，也就不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子減速，最終 nn1。所以，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子速度不可能等于磁場(chǎng)速度。因此，這種電動(dòng)機(jī)一般也叫做異步電動(dòng)機(jī)。 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速小于磁場(chǎng)速度轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n＜ n1，即使在轉(zhuǎn)子不帶負(fù)載時(shí)也一樣 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 增大zT TTz ? ?n ?v???? Tie , 22 zTT ?39。 越低越大， nT z電動(dòng)狀態(tài) 電網(wǎng)電能 機(jī)械能，帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械以低于 n1的速度運(yùn)行 電磁轉(zhuǎn)矩 T為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，方向與 n相同，產(chǎn)生 該轉(zhuǎn)矩的電流靠電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生，所以又 稱為感應(yīng)電機(jī)（ Induction motor) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率公式及意義 S=（ n1n） /n1 轉(zhuǎn)差率是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的一個(gè)基本數(shù)據(jù)，也是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一個(gè)很重要的參數(shù)。它的大小反映了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n＝（ 1－ S） n1。 一般，異步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率在 5%以下，所以，異步電動(dòng)機(jī)的額定速度只是略小于磁場(chǎng)速度。 電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)， 0＜ n＜ n1，則 0S1. 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) pfn 601 ?Hzf 50?r / m i n600,5r / m i n750,4r / m i n1 0 0 0,3r / m i n1 5 0 0,2r / m i n3 0 0 0,111111??????????npnpnpnpnp若已知 n=720r/min，求 SN和 p 7 50601 ?? p fn 4?p 72075011 ????? n nnS N第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 二、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的分類 （ 1）定子繞組供電電源的相數(shù)分 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)； 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 兩相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（控制系統(tǒng)中用） （ 2）按轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)型式分 繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 單籠 雙籠 深槽式 起動(dòng)、制動(dòng)及 調(diào)速性能好 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造容易 成本低 運(yùn)行可靠 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 和其他旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)也是由定子 和 轉(zhuǎn)子 兩大部分組成。 定子 與 轉(zhuǎn)子 之間為氣隙，一般約 ~ mm，氣隙的大小對(duì)電動(dòng)機(jī)的性能影響很大。與同容量直流電機(jī)相比，要小得多 . 氣隙大，勵(lì)磁電流大，功率因數(shù)變差。 氣隙小，裝配困難，運(yùn)行不可靠等 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子 由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組和端蓋等幾部分組成： 機(jī)座：起固定和支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制造。封閉式中小型感應(yīng)電機(jī)的機(jī)座表面有散熱筋片。 定子鐵心：主磁通磁路的一部分和安放定子繞組。由厚 ，鐵心內(nèi)開(kāi)有均勻的槽，嵌放定子繞組。 定子繞組：通過(guò)電流建立磁場(chǎng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。由完全相同的三個(gè)繞組組成，空間互差120度，可接成 Y或 Δ。一個(gè)槽內(nèi)可放單層也可放雙層。 端蓋：安裝軸承支撐轉(zhuǎn)子。保證定轉(zhuǎn)子之間的同心度，還起到保護(hù)定轉(zhuǎn)子線圈的作用及作為通風(fēng)的風(fēng)路。 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)的接線方法 Y A X B C Z 定子繞組在接線盒中布置 定子繞組的 Y型連接 定子繞組的 Δ型連接 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 接線盒 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成： 轉(zhuǎn)子鐵心：和定子鐵心一樣，既是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，又能安放轉(zhuǎn)子繞組。也由 壓而成。 轉(zhuǎn)子繞組：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 有籠型和繞線型兩種。 （ 1）籠型繞組：每槽放一導(dǎo)體，導(dǎo)體用銅條或鋁條，兩頭用端環(huán)聯(lián)接。結(jié)構(gòu)可靠簡(jiǎn)單，但是轉(zhuǎn)子電阻固定。 （ 2）繞線型轉(zhuǎn)子：與定子繞組一樣的對(duì)稱三相繞組。接成星型的三相繞組通過(guò)滑環(huán)、電刷與外電路聯(lián)接，便于串入電阻改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行性能。 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 裝配圖 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 四、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 額定功率 PN： 額定工況下 ，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率 (kW)。 額定電壓 UN： 額定工況下 ，加在定子繞組出線端的線電壓 額定 電 流 IN： 電動(dòng)機(jī)在額定電壓額定頻率下，軸上輸出額定功率下 ，在定子繞組中流過(guò)的線電流。 額定速度 nN （ r/min） ： 在額定電壓、額定頻率下，軸上輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 額定頻率 fN （ Hz） ： 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定頻率均為 50Hz 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 310c o s3 ??? NNNNN IUP ??額定效率 額定功率因數(shù) 還標(biāo)有定子繞組的相數(shù)，繞組的接法以及絕緣等級(jí)。 繞線式：轉(zhuǎn)子繞組的接法、轉(zhuǎn)子額定電壓 (定子加額定頻率的額定電壓而轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)滑環(huán)間的電壓）和轉(zhuǎn)子額定電流 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 交流電機(jī)的電樞繞組 本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 掌握 60度相帶及其有關(guān)概念 了解 單層繞組的一般連線方法 了解雙層繞組的一般連線方法 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 一、 60度相帶及其基本概念 三相交流繞組的分類 交流繞組的基本量 60度相帶 三相交流繞組的基本要求 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三相交流繞組的分類 按槽內(nèi)元件邊的層數(shù)可分為單層繞組單雙層混合和雙層繞組。 單層繞組按聯(lián)接方式不同可分為等元件、鏈?zhǔn)?、交叉式和同心式繞組等。 雙層繞組可分為雙層迭繞組和雙層波繞組。 單層繞組電氣性能稍差，但制造方便，常用于 10KW以下的電機(jī)中。 按相數(shù)分為單相、兩相和三相繞組 按每極每相槽數(shù)分為整數(shù)槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 交流繞組的基本量 線圈：由單匝或多匝串聯(lián)而成，是組成交流繞組的基本單元。 極距：相鄰兩磁極軸線之間的距離。它可用定子槽數(shù)或定子內(nèi)圓弧長(zhǎng)來(lái)表示。 pDpz221 ??? ?? 或線圈節(jié)距 y1:線圈的兩個(gè)有效邊所跨的距離，用槽數(shù)表示。 整距繞組??1y短距繞組??1y長(zhǎng)距繞組??1y第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 交流繞組的基本量 ６、槽距角：相鄰兩槽之間的電角度叫槽距角 α α =p