三相、单相异步电动机资料.ppt

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1、三相、单相异步电动机资三相、单相异步电动机资料料一、三相异步电动机的构造构造：构造：定子、转子、机座、端盖、附属部件组成。机座：机座：固定和支撑定子铁心,机械强度和刚度高,还要满足散热需要。定子绕组：定子绕组：主要作用是接三相电源，产生旋转磁场。定子有三个独立的绕组，绕组首端用U1 V1 W1表示，末端用U2 V2 W2。6个端点从机座上的接线盒引出。1.定子：机座、定子铁心和定子绕组成。定子铁心：定子铁心：作为电机磁路和放置定子绕组。铁心一般采用道磁性良好的硅钢片叠装压紧而成，硅钢片两面涂有绝缘漆，厚度在0.35-0.5mm之间。转子绕组：转子绕组：笼形转子：笼形转子：在转子的外圆上有若干均

2、匀分布的平行斜槽，每个转子槽内插入一根导条，在伸出铁心的两端两端用端环焊接，形状像鼠笼。绕线式转子：绕线式转子：绕线式转子的绕组和定子绕组相似，三相绕组连接成星形，三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上，通过一组电刷与外电路相连接。绕线式转子的特点是可以通过集电环和电刷在转子绕组回路中接入变阻器，用以改善电动机的启动性能，或者调解电动机转速。2.转子：转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心：转子铁心：作为主磁路，通常由0.5mm硅钢片叠装而成，转子铁心外圆周上有许多均匀分布的槽，槽内安放转子绕组转子铁心为圆柱形，固定住转轴货转子支架上绕线式 3.气隙 三相异步电动机的气隙很小，中小型电动机一般

3、为0.2-2mm。气隙的大小与异步电动机的性能有很大的关系，为了降低空载电流、提高功率因数和增强定子与转子之间的相互感应作用，三相异步电动机的气隙应尽量小，然而，气隙也不能过小，不然会造成装配困难好运行不安全。二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理1.旋转磁场：是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。由理论分析和实践证明，在对称的三相绕组中通入对称的三相绕组中通入对称的三相交流电时会产生旋转磁场。如图1-32所示为三相异步电动机最简单的定子绕组，每相绕组只用一匝线圈来表示，当线圈在空间上相隔120，作星形联接。把定子绕组的三个首端U1 V1 W1同三相电源接通，这样绕组

4、中便有对称的三相电流i1 i2 i3流过，波形如1-33规定电流参考方向由首端U1 V1 W1流进从U2 V2 W2流出。对称三相交流电产生的合成磁场分析：对称三相交流电产生的合成磁场分析：当wt=00时，iA=0，AX绕组中无电流；iB为负，BY绕组中的电流从Y流 入B1流出；iC为正，CZ绕组中的电流从C流入Z流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-33（a）所示。当wt=1200时，iB=0，BY绕组中无电流；iA为正，AX绕组中的电流从A流入X流出；iC为负，CZ绕组中的电流从Z流入C流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-33（b）所示。当wt=2400时，iC=0，CZ

5、绕组中无电流；iA为负，AX绕组中的电流从X流入A流出；iB为正，BY绕组中的电流从B流入Y流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1-33（c）所示。可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在空间旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断地作周期性变化，产生的合成磁场也不断地旋，因此称为旋转磁场。上述电动机的定子每组只有一个线圈，所得到的是两个旋转磁场，相当于一对N、S磁极在旋转。如果想得到四极旋转磁场，可以把线圈的数目增加1倍，也就是每相有两个线圈串联组成，这两个线圈在空间相隔180，这样定子个线圈在空间相隔60。当着6个线圈通入三相交流电时，就可以产生具有两对磁极

6、的旋转磁场。具有p对磁极时，旋转磁场的转速为：n160f1/P式中式中 n1-旋转磁场的转速（又称同步转速），r/min；f1 -定子电流频率，即电源频率，Hz；p -旋转磁场的磁极对数。国产三相异步电动机的定子电流频率都为工频50Hz，同步转速n1与磁极对数p的关系，如下图：2.转动原理 三相异步电动机的定子绕组中通入对称三相正弦交流电，就会产生旋转磁场，旋转磁场在定、转子之间的气隙里以同步转速n1顺时针方向旋转。这时旋转磁场与转子间有先对运动，转子导体受到旋转磁场磁力线的切割，相当于磁场静止，而转子导体在逆时针方向旋转，根据电磁感应定律，那么转子导体中就会产生感应电动势。根据右手定则，可以

7、判断出导体中感应电动势的方向如图。因为三相异步电动机转子绕组自行闭合，已构成回路，那么转子导体 回路中就将产生感应电流i2.根据载流导体在磁场中会受到电磁力的作用，用左手定则可以判断出转子导体所受电磁力的方向。这些电磁力对转轴形成电磁转矩t，电磁转矩方向与旋转磁场的旋转方向一致，转子就会顺着旋转磁场的方向顺时针旋转起来。电磁转矩克服轴上的负载转矩做功，实现机电能量的转换，这就是三相异步电动机的转动原理。三相异步电动机转子转速n与旋转磁场的转速n1同方向，但不可能相等。如果n=n1，那么转子与旋转磁场之间就没有相对运动，转子导体就不可能切割磁力线，就不存在感应电流、电磁转矩，也就不能实现机电能量

8、的转换。这就是说，三相异步电动机的转子转速总是低于同步转速即nn1.旋转磁场的同步转速n1，与转子转速n之差称为转差，转差与同步转速n1的比值，称为转差率，用s表示，即：S=（n1-n/n1）100%由以上分析可知，三相异步电动机的转向总是和旋转磁场的旋转方向一致，改变旋转磁场的旋转方向，也就改变了电动机的转向。因此，只需将定子绕组与三相电源联接的三根导线中任意两根对调，即改变定子绕组中电流的相序，就改变了旋转磁场的方向，从而改变了电动机的转向。三、三相异步电动机的铭牌三、三相异步电动机的铭牌1.型号：Y系列的电动机型号由四部分组成：系列的电动机型号由四部分组成：汉语拼音首字母Y表示异步电动机

9、 数字部分表示机座中心高度 英文字母为机座长度代号（S-短机座、M-中机座、L-长机座）字 母后的数字为铁心长度代号 横线后的数字为电机的磁极数；如下图：2.额定功率：指在额定转速下电动机转轴所能输出的机械功率，单 位为W或KW。3.额定频率：电动机在额定运行时的电源频率，一般国产交流电动 机的额定频率为50Hz。4.额定电压：电动机定子绕组规定使用的线电压，单位是V或KV。5.额定电流：电动机在额定功率时定子绕组所允许通过的线电流，单位是A。6.额定转速：电动机满载时的转子转速，单位是r/min。7.绝缘等级：绝缘材料的耐热等级，通常分为7个等级。8.接法:电动机定子绕组的联接方式。若铭牌上

10、的电压为380v时，就表明电动机每相定子绕组的额定电压是380v，则应接成。若写成380v/220v，接法写Y/时，就表明每相定子绕组的 额定电压是220v，所以，当电源电压为380v是，定子绕组 应接成Y，当电源电压为220v时，定子绕组应接成。9.定额：电动机的运转状态，通常分连续，短时和断续三种定额。第六节第六节 常用单相异步电动机常用单相异步电动机 一、单相异步电动机的用途和特点一、单相异步电动机的用途和特点定义：定义：使用单相交流电源的异步电动机称为单相异步电动机。应用：应用：电风扇、洗衣机、电冰箱、吸尘器、空调以及各种医疗器械和小型机械。从结构上看，单相异步电动机的转子多是采用笼型

11、转子。当定子绕组接通单相电源后，在定子铁心、转子铁心和空气隙中产生脉动磁场，由于磁场只是脉动，而不旋转。因此，单相异步电动机没有启动转矩，不能自行启动，必须有启动措施。单相异步电动机常用的启动方法是电容分相式。1、电容分相式单相异步电动机的构造、电容分相式单相异步电动机的构造 电容分相式单相异步电动机的定子上有两个在空间相隔90的绕组A1 A2和B1 B2,如图1-35a,B绕组串联适当的电容器C后与A绕组并联于单相交流电源上.电容器的作用是使通过它的电流iB超前于iA接近90,即把单相交流电变为两相交流电,如图1-35b.这样的两相交流电分别通过两个在空间相隔90的绕组,也能产生旋转磁场.二

12、、电容分相式单相异步电动机二、电容分相式单相异步电动机2、电容分相式单相异步电动机的转动原理、电容分相式单相异步电动机的转动原理 当定子绕组通入单相交流电时，由于两个绕组在空间相隔90，便产生了旋转磁场，旋转磁场切割转子导体产生感应电动势和电流，从而形成电磁转矩使笼型转子顺着旋转磁场的方向转动起来。旋转磁场的转向是由两相绕组中电流的相位决定的。由于iB超前于iA，所以旋转磁场从绕组B1端到绕组A1端按顺时针旋转，如果把电容c改接在A的电路上，使iA超前于iB，则旋转磁场将从绕组A1端到绕组B1端按逆时针旋转。结论：结论：当两个绕组相同时，要改变电容分相式电动机的转向，只要调换一个绕组与电容器c

13、相串联即可。第七节 常用低压电器一、刀开关一、刀开关（1）、普通刀开关：普通刀开关是一种简单的手动控制电器 1）结构与符号 普通刀开关的结构简单，操作方便，价格便宜。因不设专门的灭弧装置，所以不宜分断负载电流，不宜频繁操作。主要适用于照明、电热设备及小容量电动机控制线路中。（2）主要技术参数及选用1）主要技术参数）主要技术参数额定电压:规定条件下，保证电器正常工作的电压值。额定电流:规定条件下，保证电器正常工作的电流值。通断能力:规定条件下，能在额定电压下接通和切断的电流值。2）选用 普通刀开关的额定电流应电路额定电压，其额定电流应等于或稍大于电路工作电流，若用来控制小型电动机，一般选额定电流

14、电动机额定电流的3倍。此外，通断能力和其他性能均应符合电器要求2、铁壳式刀开关1)结构与特点 采用了储能分合闸方式，使触头的分合速度与手柄操作速度无关，利于迅速灭弧，从而提高开关通断能力，延长其使用寿命；设置了连锁装置，保证开关在合闸状态下开关盖不能开启，而开关盖开启时又不能合闸，确保安全。用途 用于不频繁通断电路，作隔离开关或者直接启动小功率电机。二、组合开关（1）结构与原理组合开关又称转换开关，也是一种刀开关，不过它的刀片式转动式的。它由装在同一根轴上的单个或多个单极旋转开关叠装在一起组成，有单级、双极、三级和多级结构，根据动触片和静触片的不同组合，有许多接线方式。如图它有三对静触片，美国

15、粗片的一端固定在绝缘垫板上，另一端申出盒外，接在接线柱上；三个动触片在装有手柄的绝缘轴上。转动手柄就可将三个触头同时接通或断开。组合开关多用在机床电气控制线路中作为电源的引入开关,也可作不频繁地通断的电路（2）符号如图（b）（3）选用组合开关的选用同刀开关。三、低压断路器 低压断路器原来叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。是低压配电网络电力拖动系统中常用的一种配电器，他集控制盒多种保护功能于一体，正常情况下可用于不频繁的通断电路以及控制电动机运行。当电路发生短路、过载和失压等故障时，能自动切断故障电路，保护线路和电气设备。低压断路器具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断

16、能力较高、兼顾多种保护、动作后不需要更换元器件等优点，因此得到广泛应用。（1）低压断路器的结构及符号 低压断路器主要由动触头、静触头、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及外壳等部分组成。如下图：（2）工作原理 低压断路器的工作原理如图1-40所示：使用时低压断路器的三幅主触头串联在被控制的三相电路中，按下接通按钮时，外力使用锁扣克服反作用弹簧的反力，将固定在锁扣上面的动触头与静触头闭合，并由锁扣锁住搭钩是动静触头保持闭合，开关处于接通状态。当线路发生过载时，过载电流流过热元件产生一定的热量，使双金属片受热向上弯曲，通过杠杆推动搭钩与锁扣脱开，在反作用弹簧的推动下，动静触头分开，从而切断电

17、路，使用电设备不致过载而烧毁。当线路发生短路故障时，短路电流超过电磁脱扣器的瞬时脱口整定电流，电磁脱扣器产生足够大的吸力将衔铁吸合，通过杠杆推动搭钩与锁扣分开，从而切断电路，实现短路保护。低压断路器出厂时，电磁脱扣器的瞬时脱口整定电流一般为10IN（IN为额定电流）。欠压脱扣器的动作与电磁脱扣器恰好相反。当线路电源正常时，欠压脱扣器的衔铁被吸合，衔铁与杠杆脱离，断路器的主触头能够闭合；当线路上的电压消失或下降到某一数值时，欠压脱扣器的吸力消失或减小到不足以克服拉力弹簧的拉力时，衔铁在拉力弹簧的作用下撞击杠杆，将搭钩顶开，使触头分断。所以具有欠压脱扣器的断路器在欠压脱扣器两端无电压或电压低时，不

18、能接通电路。需手动分断电路时，按下分断按钮即可。（3）低压断路器的一般选用原则低压断路器的额定电压、电流线路的正常工作电压和计算负载电流热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流负载正常工作时可能出现的峰值电流。用于控制电动机的断路器，其瞬时脱口整定电流按下式选取：IZK Lst式中 K-安全系数，可取1.51.7；Lst-电动机的启动电流欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流。四、熔断器（1）结构原理 熔断器是最常用的短路保护电器，串联在北保护电路中。熔断器中的熔片或熔丝统称为熔体，一般由电阻率较高而熔点较低的合

19、金制成，在电流较大的电路中也有用细铜丝制成的。线路在正常工作时，熔断器的熔体不熔断，一旦发生短路，熔体应立即熔断，及时切断电源，已达到保护线路和电气设备的目的。低压控制线路中常用RC1A型瓷插式熔断器和RL1型螺旋式熔断器的结构与符号如图：（2）符号 熔断器的图形符号如图1-41b所示（3）熔断器的选用熔断器类型选择：根据负载的情况和电流中的电流大小来选择。如，对于容量较小的照明线路或电动机的保护，可采用RC1A系列半封闭式或RM10系列五填料封闭式；对于短路电流相当大的电路或有易燃气体的地反，则应采用RL1系列或RT0系列有填料封闭式熔断器。用于硅元件及晶闸管保护时，则应采用快速熔断器。熔体

20、额定电流的选择：负载电流比较平稳（如照明及电热设备线路）时，熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流用作电机时，对不经常启动而且启动时间不长的，选电动机额定电流的1.5倍；对于经常启动的选2.5倍。对于多台电动机的总线路选功率最大一台电动机的1.52.5倍，再加其余电动机额定电流总和。熔断器额定电压和额定电流的选择：熔断器的额定电压必须等于或大于线路的额定电压；熔断器的额定电流必须等于或者大于所装熔体的额定电流。熔断器的切断能力 熔断器的切断电流应小于电路可能出现的最大短路电流。五、按钮 按钮是一种具有用人体某一部分施加力而操作的操动器，并能够储能复位的控制开关。按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过5A,因此，一般情况下他不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，在由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。结束结束