单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第5章 异步电机,*,第五章 异步电机,异步电机的基本工作原理,异步电机的三种运行状态,异步电机的基本结构,异步电动机的额定值,概述,第5章 异步电机,2,一、异步电机的基本工作原理,异步电机定子三相对称绕组接在三相对称交流电网上，转子绕组对称短路。,定子绕组中流过三相对称电流，在气隙中产生基波旋转磁场。,气隙旋转磁场在短路的转子绕组中感应电动势并产生电流，该电流与气隙中的旋转磁场相互作用产生电磁转矩，实现异步电机的运行。,第5章 异步电机,3,一、异步电机的基本工作原理,异步电机主要作电动机使用。,主要优点：结构简单、运行可靠、制造容易、价格低廉、坚固耐用，有较高的效率和相当好的工作特性。,缺点：目前尚不能经济地在较大范围内平滑调速，以及它必须从电网吸收滞后的无功功率。,分类：,第5章 异步电机,4,二、异步电机的基本结构,异步电机外形图 异步电机结构图,第5章 异步电机,5,二、异步电机的基本结构,1.,定子,定子铁心：,电机主磁路的组成部分，并嵌放定子绕组。由厚度为,0.5mm,的硅钢片叠装而成。为了嵌放定子绕组，在定子冲片内圆周上均匀地冲制若干个形状相同的槽。,第5章 异步电机,6,二、异步电机的基本结构,定子铁心的槽形主要有三种：半闭口槽适用于小型异步电机，其绕组是用圆导线绕成的。半开口槽适用于低压中型异步电机，其绕组是成型线圈。开口槽适用于高压大中型异步电机，其绕组是用绝缘带包扎并浸漆处理过的成型线圈。,第5章 异步电机,7,二、异步电机的基本结构,2.,定子,定子绕组：,构成电路部分。其作用是感应电动势、流过电流、实现机电能量转换。,机座：,固定和支撑定子铁心。因此要求有足够的机械强度。,第5章 异步电机,8,二、异步电机的基本结构,2.,转子,转子铁心,：电机主磁路的组成部分，并放置转子绕组。由厚度为,0.5mm,的硅钢片叠装而成，在转子外圆周上冲制均匀分布的形状相同的槽。,转子绕组,：构成电路部分。有两种结构型式：笼型绕组和绕线型绕组。,转轴,：支撑转子铁心和输出、输入机械转矩。,第5章 异步电机,9,二、异步电机的基本结构,2.,转子,笼型绕组,：在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁心两端放置两个端环，分别把所有的导体伸出槽外部分与端环联接起来。这种笼型绕组一般为铝浇铸的，对中大型电机为减小损耗、提高效率，往往采用铜条焊接而成。,第5章 异步电机,10,二、异步电机的基本结构,2.,转子,绕线型绕组,：与定子绕组相似、极数相同的三相对称绕组。一般接成星形。将三相绕组的三个引出线分别接到转轴上三个滑环上，再通过电刷与外电路接通。绕线型转子的特点是可以通过滑环电刷在转子回路中接入附加电阻，以改善电动机的起动性能、调节其转速。,第5章 异步电机,11,二、异步电机的基本结构,3.,气隙,定、转子之间的间隙，也是电机主磁路的组成部分。,气隙大小对异步电机的性能影响很大。,为了减小电机主磁路的磁阻，降低电机的励磁电流，提高电机的功率因数，气隙应尽可能小。异步电机气隙长度应为定、转子在运行中不发生机械摩擦所允许的最小值。,中、小型异步电机中，气隙长度一般为,0.2,1.5mm,。,第5章 异步电机,12,三、异步电动机的额定值,额定功率,P,N,：是转轴上输出的机械功率，单位为,W,或,kW,。,额定电压,U,N,：施加在定子绕组上的线电压，单位为,V,。,额定电流,I,N,：电动机在额定电压、额定频率下，轴端输出额定功率时，定子绕组的线电流，单位为,A,。,额定频率,f,N,：我国电网频率,f,N,=50Hz,。,额定转速,n,N,：电动机在额定电压、额定频率、轴端输出额定功率时，转子的转速，单位为,r/min,。,额定效率,N,。,额定功率因数,cos,N,。,三相异步电动机额定值之间的关系,5.2,异步电机的三种运行状态,一、异步电机的转差率,同步转速,n,1,-,定子绕组中流过频率为,f,1,的三相对称电流，在气隙中产生的基波旋转磁场相对于定子绕组的转速为,n,1,。该转速大小取决于电流的频率,f,1,和绕组的极对数,p,，转向为从超前电流相绕组转向滞后电流相绕组。,转子转速,n,-,转子的机械转速。,转差率,s,-,同步转速,n,1,与转子转速,n,之差对同步转速,n,1,之比值,第5章 异步电机,14,异步电机的转子可以是带负载机，也可以是由原动机驱动，在不同的转子外部条件下，异步电机将运行于不同的转速和不同的转差率，对应不同的运行状态。根据转差率的正负、大小，异步电机分别对应于电动机、发电机、电磁制动等三种不同运行状态。,二、异步电机的三种运行状态,0ns0,：电动机状态,转子侧：,T,em,与,n,同转向，,T,em,为驱动转矩，,T,em,0,，发出机械功率,定子侧：,E,1,与,I,1,的有功电流,I,1a,反方向，,E,1,I,1a,n,1,s,0,：发电机状态,转子侧：,T,em,与,n,反转向，,T,em,为制动转矩，,T,em,0,，发出电功率,此时，吸收机械功率发出电功率：发电机,3.,n,1,：电磁制动状态,转子侧：,T,em,与,n,反转向，,T,em,为制动转矩，,T,em,0,，吸收机械功率,定子侧：,E,1,与,I,1,的有功电流,I,1a,反方向，,E,1,I,1a,1,1,s,0,s,0,n,0,0,n,n,1,由上分析可见，异步电机只有定子侧是外加电源的，转子侧的电动势和电流，均是由气隙旋转磁场感应产生的，因此称作为“感应电机”，而这一感应作用，只有在转子与气隙旋转磁场不同步，即“异步”转差率,s,不等于,0,的情况下，才可以产生，因此“感应电机”又称作“异步电机”。,