物理第八章电动机64p-01.pptVIP

* 第八章 异步电动机 用途：电动机（俗称马达）的作用是将电能 转换为机械能。它输出机械转矩。 异步电动机优点：结构简单，工作可靠，起动容易，维护方 便，成本较低 故应用广泛。 同步电动机：制造工艺复杂，不能自行起动， 仅用于发电和拖动大的负载或转速要求恒定 的场合。 §8-1三相异步电动机的转动原理本节介绍 三相鼠笼式异步电动机 一.基本结构 包括两个基本组成部分：定子和转子，如图8-1所示 图 8-1 三相鼠笼异步电动机结构 1.定子 由定子铁心，定子绕组和机座三部分组成 （1 )。定子铁心：由0.35毫米~0.5毫米厚硅钢片 叠压而成。槽口用以嵌放定子绕组如图8-2所示 是电动机磁路部分 图 8-2 未装绕组的定子与定子硅钢冲片 （2）.定子绕组：由三相对称绕组组成，这三相 绕组按一定的空间角度依次嵌放在定子槽中， 定子饶组可作星形 （Y）连接或作做三角形 （ ）连接，如图8-3所示，在电机铭牌上 均有说明. （A） （B） （C） Z B C Y （A） （B） （C） C Z A B （a）每相绕组电压为220V （b）每相绕组电压为 图 8-3 x x A Y 2. 转子:由转轴，转子铁心，转子绕组三部分组成。 （1）转子铁心。由硅钢片叠成压装在转子轴上， 硅钢片冲有沟槽， 供嵌转子绕组（称导线槽）。 （2） 转子绕组。由许多铜条或铝条构成。嵌在导线槽内，两 端再用金属环（也叫短路环）焊成鼠笼形式，如图8-4所 示。 （3）机座：由铸铁或铸钢制成。 图 8-4 鼠笼式转子 a)用铜条做绕组的鼠笼式转子 b)铸铝的鼠笼式转子 （3）转子轴用来支撑转子并传递机械转矩 .异 步电动机转子与定子之间气隙约0.2~1.0毫米 二.工作原理 为了说明三相异步电机的转动原理，我们 先做一个演示实验如图8-5所示。 S N 图 8-5 旋转磁场带动鼠笼转子旋转 磁极间放一个由铜条构成的鼠龙式转子，当 我们摇动磁极时转子跟着转动。 异步电机转子转动原理与图8-5相似可用图8-6 所示加以说明 N S - + F F n N S 图 8-6 转子转动原理 图中，转子由两根铜条表示，当磁极旋转时，磁力线切割铜条，感应出电动势，应用右手定则可确定电动势的方向。 在电动势的作用下，闭合的铜条中就有电流，感生电流与旋 转磁场相互作用，而使转子铜条受到电磁力F ，电磁力产生电磁转矩，电磁力的方向由左手定则确定，由图8-6可见，转子的方向将与磁极旋转方向一致。 三.旋转磁场的产生 在鼠龙式异步电动机中，旋转磁场是由三相交流电通过相应的定子绕组时产生的。 通入三相交流电 三个对称的相绕组AX,BY,CZ 接成星形（Y型） 连接，A.B.C三个头接电源X、Y、Z、三个尾 短路它们彼此按 的空间角度嵌放在定子铁心中. 如图8-7所示 图 8-7 三相对称电流 Z C A B Y X 三相正弦交流电波图 i 0 三相正弦电流通过三相绕组时，将各自产生 一个按正弦规律变化的磁场而其合成磁场就 形成我们所需的旋转磁场效应。 这是由于空间排列相差 的定子绕组，当通以时间上也相差 的交流电流时，其产生的磁场必定在空间与时间上相差 ，当各绕组的电流 、 、 、相继达到最大值时，其相应的绕组磁场也先后到达最大值，其效果必定是磁极的旋转。 下面我们结合图8-8来分析两极定子绕组所形成的旋转磁场效应。 A Y Z C B X A Y Z C B X A Y Z C B X A Y Z C B X A Y Z C B X A A C C B A C B A C B B X X X X Y Y Y Y Z Z Z Z A C B X Y Z 图 8-8 二极旋转磁场 图中， 表示电流流出纸面， 表示电流流入纸面， 表示没有电流 假定三相电流的正方向规定为从某绕组的头流到该绕组的尾，当 A相绕组没有电流； 是负值, B相绕组电流由Y端流进,B端流出 是正值，C相绕组电流 由C端流进,Z端流出.运用安培右手螺旋定则可以确定该瞬间的合成磁场如图8-8（a）所示。 当 ， 由零变为正最大值，电流自A端流进，X 端流出； 为负值,电流自Y端流进,B端流出;