CH8 异步电机的基本结构与运行状态.ppt
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1、第八章第八章 异步电机的异步电机的基本结构基本结构 与运行状态与运行状态1第一节第一节 异步电机的用途和分类异步电机的用途和分类第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构*第三节第三节 笼型转子的极数和相数笼型转子的极数和相数第四节第四节 三相异步电动机的运行状态三相异步电动机的运行状态第五节第五节 三相异步电动机的型号及额定值三相异步电动机的型号及额定值 本章主要内容本章主要内容2u交流电机可分为交流电机可分为感应电机感应电机和和同步电机同步电机两两大类。大类。u异步电机主要分为:异步电机主要分为:鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机各种控制用电动机各
2、种控制用电动机(录象录象1 1,录像录像2 2)第一节第一节 异步电机的用途和分类异步电机的用途和分类3异步电机定义:异步电机定义:转速和所接交流电源频率之转速和所接交流电源频率之间没有严格不变关系的电机。间没有严格不变关系的电机。异步电机主要作异步电机主要作电动机电动机运行。运行。异步电动机的异步电动机的优点优点:结构简单、运行可靠、:结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低及维护方便,得到广泛效率较高、成本较低及维护方便,得到广泛运用。运用。缺点:缺点:功率因数低、调速性能差。功率因数低、调速性能差。第一节第一节 异步电机的用途和分类异步电机的用途和分类4 异步电动机存在功率因数较低和调速性
3、能较差异步电动机存在功率因数较低和调速性能较差异步电动机存在功率因数较低和调速性能较差异步电动机存在功率因数较低和调速性能较差的缺点,在一些生产机械中,不得不采用其它形式的缺点,在一些生产机械中,不得不采用其它形式的缺点,在一些生产机械中,不得不采用其它形式的缺点,在一些生产机械中,不得不采用其它形式的电机(如直流电机)来拖动。的电机(如直流电机)来拖动。的电机(如直流电机)来拖动。的电机(如直流电机)来拖动。对于异步电动机引起的功率因数低问题,可采对于异步电动机引起的功率因数低问题,可采对于异步电动机引起的功率因数低问题,可采对于异步电动机引起的功率因数低问题,可采用一些其它措施来提高电网功
4、率因数;异步电动机用一些其它措施来提高电网功率因数;异步电动机用一些其它措施来提高电网功率因数;异步电动机用一些其它措施来提高电网功率因数;异步电动机调速性能差的方面,可采用异步电动机与电力电子调速性能差的方面,可采用异步电动机与电力电子调速性能差的方面,可采用异步电动机与电力电子调速性能差的方面,可采用异步电动机与电力电子装置结合,从而构成优良的调速系统。装置结合,从而构成优良的调速系统。装置结合,从而构成优良的调速系统。装置结合,从而构成优良的调速系统。第一节第一节 异步电机的用途和分类异步电机的用途和分类5按按按按定子绕组供电电源相数定子绕组供电电源相数定子绕组供电电源相数定子绕组供电电
5、源相数按按按按转子绕组的结构转子绕组的结构转子绕组的结构转子绕组的结构单相感应电动机单相感应电动机单相感应电动机单相感应电动机三相感应电动机三相感应电动机三相感应电动机三相感应电动机两相感应电动机两相感应电动机两相感应电动机两相感应电动机异步电机异步电机异步电机异步电机鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机结构简单,坚固,结构简单,坚固,结构简单,坚固,结构简单,坚固,成本低,运行性能成本低,运行性能成本低,运行性能成本低,运行性能不如绕线式不如绕线式不如绕线式不如绕线式通过外串电阻改善电机通过外串电阻改
6、善电机通过外串电阻改善电机通过外串电阻改善电机的起动,调速等性能的起动,调速等性能的起动,调速等性能的起动,调速等性能第一节第一节 异步电机的用途和分类异步电机的用途和分类6 异步电动机运行时,将定子绕组接到交异步电动机运行时,将定子绕组接到交流电源上,转子绕组直接短路(鼠笼式电机)流电源上,转子绕组直接短路(鼠笼式电机)或起动时接到一可变电阻(绕线式电机)上。或起动时接到一可变电阻(绕线式电机)上。异步电机的转子电流由接到电源上的定子建异步电机的转子电流由接到电源上的定子建立的基波旋转磁场立的基波旋转磁场感应感应产生。转子电流与旋产生。转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩,从而实现机转磁场
7、相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换。所以,异步电机又称作电能量转换。所以,异步电机又称作感应电感应电机机。第一节第一节 异步电机的用途和分类异步电机的用途和分类7YBZXAC转子转子转子转子定子定子定子定子定子绕组定子绕组定子绕组定子绕组(三相)(三相)(三相)(三相)机机机机 座座座座转子:在旋转磁场作用下,产转子:在旋转磁场作用下,产转子:在旋转磁场作用下,产转子:在旋转磁场作用下,产 生感应电动势或电流。生感应电动势或电流。生感应电动势或电流。生感应电动势或电流。三相定子绕组:产生旋转磁场。三相定子绕组:产生旋转磁场。三相定子绕组:产生旋转磁场。三相定子绕组:产生旋转磁场。线绕式
8、线绕式线绕式线绕式鼠笼式鼠笼式鼠笼式鼠笼式鼠笼转子鼠笼转子鼠笼转子鼠笼转子 第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构8第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构l静止的定子静止的定子l旋转的转子旋转的转子l定子与转子之间存在气隙定子与转子之间存在气隙l还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。录像录像9第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构图图8-1 异步电机结构图异步电机结构图1 1定子定子定子定子2 2转子转子转子转子3.53.5轴承轴承轴承轴承4 4轴承盖轴承盖轴承盖轴承盖6 6冷却风扇冷却风扇冷却风扇冷却风扇7 7外壳
9、外壳外壳外壳101.定子定子l组成:定子铁心、定子绕组和机座。组成:定子铁心、定子绕组和机座。组成:定子铁心、定子绕组和机座。组成:定子铁心、定子绕组和机座。第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构l机座:支撑定子铁心,小型机用铸铁作成,大型机机座:支撑定子铁心,小型机用铸铁作成,大型机机座:支撑定子铁心,小型机用铸铁作成,大型机机座:支撑定子铁心,小型机用铸铁作成,大型机多采用钢板焊成。多采用钢板焊成。多采用钢板焊成。多采用钢板焊成。111.定子定子 定子铁心是电机磁路的一部分,为减小铁耗,定子铁心是电机磁路的一部分,为减小铁耗,定子铁心是电机磁路的一部分,为减小铁耗,定子铁心
10、是电机磁路的一部分,为减小铁耗,定子铁心采用导磁性能好、铁耗小、厚度为定子铁心采用导磁性能好、铁耗小、厚度为定子铁心采用导磁性能好、铁耗小、厚度为定子铁心采用导磁性能好、铁耗小、厚度为0.5mm0.5mm的的的的硅钢片叠压而成,叠片间经绝缘处理。为了嵌放定子硅钢片叠压而成,叠片间经绝缘处理。为了嵌放定子硅钢片叠压而成,叠片间经绝缘处理。为了嵌放定子硅钢片叠压而成,叠片间经绝缘处理。为了嵌放定子绕组,每个硅钢片上都冲制出一些沿圆周均匀分布、绕组,每个硅钢片上都冲制出一些沿圆周均匀分布、绕组,每个硅钢片上都冲制出一些沿圆周均匀分布、绕组,每个硅钢片上都冲制出一些沿圆周均匀分布、尺寸相同的槽。尺寸相
11、同的槽。尺寸相同的槽。尺寸相同的槽。第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构12定子铁心冲片定子铁心冲片定子铁心冲片定子铁心冲片第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构13 定子绕组定子绕组定子绕组定子绕组是定子的是定子的是定子的是定子的电路部分电路部分电路部分电路部分,由若干线圈按照,由若干线圈按照,由若干线圈按照,由若干线圈按照一定规律嵌放在定子铁心槽中并联接起来构成。大一定规律嵌放在定子铁心槽中并联接起来构成。大一定规律嵌放在定子铁心槽中并联接起来构成。大一定规律嵌放在定子铁心槽中并联接起来构成。大中型三相异步电机定子绕组为三相双层绕组,小型中型三相异步电机定
12、子绕组为三相双层绕组,小型中型三相异步电机定子绕组为三相双层绕组,小型中型三相异步电机定子绕组为三相双层绕组,小型电机为单层绕组。电机为单层绕组。电机为单层绕组。电机为单层绕组。小型异步电动机定子绕组用高强度漆包圆铜线小型异步电动机定子绕组用高强度漆包圆铜线小型异步电动机定子绕组用高强度漆包圆铜线小型异步电动机定子绕组用高强度漆包圆铜线或铝线绕制而成;大型异步电动机的导线截面较大,或铝线绕制而成;大型异步电动机的导线截面较大,或铝线绕制而成;大型异步电动机的导线截面较大,或铝线绕制而成;大型异步电动机的导线截面较大,采用矩形截面的铜线或铝线制成线圈,再放置在定采用矩形截面的铜线或铝线制成线圈,
13、再放置在定采用矩形截面的铜线或铝线制成线圈,再放置在定采用矩形截面的铜线或铝线制成线圈,再放置在定子槽内。子槽内。子槽内。子槽内。第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构1.定子定子14第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构15 高压大功率三相异步电动机定子绕组采用星形联高压大功率三相异步电动机定子绕组采用星形联高压大功率三相异步电动机定子绕组采用星形联高压大功率三相异步电动机定子绕组采用星形联结,只有三根线引出;中、小功率低压三相异步电动结,只有三根线引出;中、小功率低压三相异步电动结,只有三根线引出;中、小功率低压三相异步电动结,只有三根线引出;中、小功率低压
14、三相异步电动机在运行时,定子绕组通常采用三角形联结,但是一机在运行时,定子绕组通常采用三角形联结,但是一机在运行时,定子绕组通常采用三角形联结,但是一机在运行时,定子绕组通常采用三角形联结,但是一般把三相绕组的般把三相绕组的般把三相绕组的般把三相绕组的6 6个端子都引出,接到固定在机座上个端子都引出,接到固定在机座上个端子都引出,接到固定在机座上个端子都引出,接到固定在机座上的接线盒中,这样便于使用者根据实际需要将三相绕的接线盒中,这样便于使用者根据实际需要将三相绕的接线盒中,这样便于使用者根据实际需要将三相绕的接线盒中,这样便于使用者根据实际需要将三相绕组接成星形或三角形联结。组接成星形或三
15、角形联结。组接成星形或三角形联结。组接成星形或三角形联结。图图8-4 定子绕组接线端子定子绕组接线端子第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构16 异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转轴用于固定和支撑转子铁心,并输出机械功率。转轴用于固定和支撑转子铁心,并输出机械功率。转轴用于固定和支撑转子铁心,并输出机械功率。转轴用于固定和支撑转子铁心,并输出机械功率。转轴一般用中碳钢做材料,起支撑和固定转子铁心转轴一般用中碳钢做材料,起
16、支撑和固定转子铁心转轴一般用中碳钢做材料,起支撑和固定转子铁心转轴一般用中碳钢做材料,起支撑和固定转子铁心及传递转矩的作用。及传递转矩的作用。及传递转矩的作用。及传递转矩的作用。2.转子转子 图图8-5 笼型转子铁心及冲片笼型转子铁心及冲片第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构17 转子绕组分为转子绕组分为转子绕组分为转子绕组分为笼型绕组和绕线型绕组笼型绕组和绕线型绕组笼型绕组和绕线型绕组笼型绕组和绕线型绕组两种。两种。两种。两种。第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构18导条:导条:导条:导条:转子铁心每个槽中放置一根导体,称为导条,转子铁心每个槽中放置一根导
17、体,称为导条,转子铁心每个槽中放置一根导体,称为导条,转子铁心每个槽中放置一根导体,称为导条,每根导条的轴向长度比铁心略长。每根导条的轴向长度比铁心略长。每根导条的轴向长度比铁心略长。每根导条的轴向长度比铁心略长。短路环(也称为端环)短路环(也称为端环)短路环(也称为端环)短路环(也称为端环):在导条两端把所有导条伸在导条两端把所有导条伸在导条两端把所有导条伸在导条两端把所有导条伸出铁心的部分联结起来,形成的一个闭合回路。整出铁心的部分联结起来,形成的一个闭合回路。整出铁心的部分联结起来,形成的一个闭合回路。整出铁心的部分联结起来,形成的一个闭合回路。整个绕组的外形象一个鼠笼,个绕组的外形象一
18、个鼠笼,个绕组的外形象一个鼠笼,个绕组的外形象一个鼠笼,因此得名。制造时,把因此得名。制造时,把因此得名。制造时,把因此得名。制造时,把叠好的转子铁心放在铸叠好的转子铁心放在铸叠好的转子铁心放在铸叠好的转子铁心放在铸铝的模具内,把鼠笼和铝的模具内,把鼠笼和铝的模具内,把鼠笼和铝的模具内,把鼠笼和端部的内风扇一次铸成。端部的内风扇一次铸成。端部的内风扇一次铸成。端部的内风扇一次铸成。第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构19鼠笼式转子鼠笼式转子20 绕线式转子上放三相交流绕组,极数与定子相同,绕线式转子上放三相交流绕组,极数与定子相同,绕线式转子上放三相交流绕组,极数与定子相同,
19、绕线式转子上放三相交流绕组,极数与定子相同,一般用双层绕组,连接一般用双层绕组,连接一般用双层绕组,连接一般用双层绕组,连接成成成成Y Y形,三相出线端子引到三形,三相出线端子引到三形,三相出线端子引到三形,三相出线端子引到三个滑环,再利用电刷将电动势引出到外电路,可利用个滑环,再利用电刷将电动势引出到外电路,可利用个滑环,再利用电刷将电动势引出到外电路,可利用个滑环,再利用电刷将电动势引出到外电路,可利用外电路串附加电阻改善电动机的起动性能或调节转速,外电路串附加电阻改善电动机的起动性能或调节转速,外电路串附加电阻改善电动机的起动性能或调节转速,外电路串附加电阻改善电动机的起动性能或调节转速
20、,这是绕线式异步电动机的特点。这是绕线式异步电动机的特点。这是绕线式异步电动机的特点。这是绕线式异步电动机的特点。第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构21图图图图8 87 7 绕线式异步电动机接线图绕线式异步电动机接线图绕线式异步电动机接线图绕线式异步电动机接线图 第二节第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构223.气隙气隙l气隙的大小对异步电机运行性能有重要影响。气隙的大小对异步电机运行性能有重要影响。气隙的大小对异步电机运行性能有重要影响。气隙的大小对异步电机运行性能有重要影响。气隙磁场由励磁电流产生,气隙小,励磁电流小,气隙磁场由励磁电流产生,气隙小,励磁电流
21、小,气隙磁场由励磁电流产生,气隙小,励磁电流小,气隙磁场由励磁电流产生,气隙小,励磁电流小,功率因数高;气隙过小装配困难,且电机运行时定、功率因数高;气隙过小装配困难,且电机运行时定、功率因数高;气隙过小装配困难,且电机运行时定、功率因数高;气隙过小装配困难,且电机运行时定、转子之间可能发生摩擦;气隙小,磁场的高次谐波转子之间可能发生摩擦;气隙小,磁场的高次谐波转子之间可能发生摩擦;气隙小,磁场的高次谐波转子之间可能发生摩擦;气隙小,磁场的高次谐波幅值和附加损耗增大,因此幅值和附加损耗增大,因此幅值和附加损耗增大,因此幅值和附加损耗增大,因此最小气隙由制造工艺、最小气隙由制造工艺、最小气隙由制
22、造工艺、最小气隙由制造工艺、运行可靠性、运行性能等多种因素决定运行可靠性、运行性能等多种因素决定运行可靠性、运行性能等多种因素决定运行可靠性、运行性能等多种因素决定。l异步电机气隙较同容量同步电机要小得多。异步电机气隙较同容量同步电机要小得多。异步电机气隙较同容量同步电机要小得多。异步电机气隙较同容量同步电机要小得多。中小型异步电机的气隙一般为中小型异步电机的气隙一般为中小型异步电机的气隙一般为中小型异步电机的气隙一般为0.2mm0.2mm2mm2mm;功率越大,转速越高,气隙长度越大。功率越大,转速越高,气隙长度越大。功率越大,转速越高,气隙长度越大。功率越大,转速越高,气隙长度越大。第二节
23、第二节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构23 任何电机定子和转子极数都应该相同,否则,任何电机定子和转子极数都应该相同,否则,任何电机定子和转子极数都应该相同,否则,任何电机定子和转子极数都应该相同,否则,电磁转矩等于零,电机无法工作。电磁转矩等于零,电机无法工作。电磁转矩等于零,电机无法工作。电磁转矩等于零,电机无法工作。绕线型转子的极数,在设计时通过转子绕组的绕线型转子的极数,在设计时通过转子绕组的绕线型转子的极数,在设计时通过转子绕组的绕线型转子的极数,在设计时通过转子绕组的适当联结,使其与定子极数一致。适当联结,使其与定子极数一致。适当联结,使其与定子极数一致。适当联结,使其与
24、定子极数一致。笼型转子的绕组由导条加端环构成,与绕线型笼型转子的绕组由导条加端环构成,与绕线型笼型转子的绕组由导条加端环构成,与绕线型笼型转子的绕组由导条加端环构成,与绕线型转子结构不同,其极数和相数也有自己的特点。转子结构不同,其极数和相数也有自己的特点。转子结构不同,其极数和相数也有自己的特点。转子结构不同,其极数和相数也有自己的特点。*第三节第三节 笼型转子的极数和相数笼型转子的极数和相数24l笼型转子导条在两端被端环短路,整个结构对称,笼型转子导条在两端被端环短路,整个结构对称,笼型转子导条在两端被端环短路,整个结构对称,笼型转子导条在两端被端环短路,整个结构对称,是一个是一个是一个是
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