电机及拖动 知识点1 三相交流电的旋转磁场 4.1.1三相异步电动机的旋转磁场.doc

第四章三相异步电动机 异步电机是一种交流电机，也叫感应电机，主要作电动机使用。异步电动机广泛用于工 农业生产中，例如机床、水泵、冶金、矿山设各与轻工机械等都用它作为原动机，其容量从 几千瓦到几千千瓦。日益普及的家用电器，例如在洗衣机、风扇、电冰箱、雪调器中采用单 相异步电动机，其容量从儿瓦到儿干瓦。在航天、计算机等高科技领域，控制电机得到广泛 应用。异步电机也可以作为发电机使用，例如小水电站、风力发电机也可采用异步电机。 异步电机之所以得到广泛应用，主要由于它具有如下优点: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。异步电机主要缺点: 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。且然异步电动 机的交流调遮已有长足进展，但成本较高、尚不能广泛应用:在电网负载中，异步电动机所 占的比重较大，这个滞后的无功功率对电网是一个相当重的负担，它增加了线路损耗、妨碍 了有功功率的输出。当负载要求电动机单机容量较大而电网功率因数又较低的情况下，最好 采用同步电动机来拖动。 第一节三相异步电动机的基本工作原理和结构 【教学目的】 1.掌握异步电机的基本工作原理: 2. 了解异步电机的基本结构由哪儿部分构成: 3. 了解异步电机的分类: 4. 掌握异步电机的额定值有哪些，他们之间的相互关系如何? 5. 掌握同步转迪、转差率的定义: 6. 掌握异步电机的主种运行状态及其判别芳法: 【教学内容】 ? 三相交流电的旋转磁场: ? 三相异步电动机的基本工作原理: ? 三相异步电动机的基本结构: ? 三相异步电动机的额定值: ? 三相异步电动机定子绕组的联结方法: - -、三相交流电的旋转磁场 三相线圈的首端标识为z 町、町、w. 尾端标识为: U2 、町、风 飞7 U 三相异步电动机的三相绕组线圈 1.绕组正向规定 绕组正向的确定符合右手螺旋定则，即四指从每相的首端进，尾端出，则大拇指所指的 方向代表绕组轴线的正方向. [叫叫2. 三相绕组电流的解析表达式= [叫叫 0 乱 =Ico叫?t-120 ) )iw = 1.cos(ω-240 0 ) 。 三相交流电 3. 3. 绕组电流正向的规定 电流从线圈的首端 (U1 、町、)流入，从线圈的尾端 (U 2 、陀、吭〉流出时为正， 相反为负. 4. 二相合成磁场的方向 。当ωt = 00时 儿 =1酬， tv = -I2mt tw =-ι 2 2) 当ωt = 1200时 I I圃 ; =1.圃， 2 ，.. 2 3) 当ωt = 2400 时 i = -I i = -1i. =1酬， 2 ? 2 ? 4) 当ωt = 3600时  z- W 血 tl ι-2 i =1圃 1.. 1， l =-一一 L. =-一一 2 ，.. 2 U， U，U， U、 i i 1.. ) (a) ?2t4 伊 ι ι L  U、 U U eJt 3?Qi。 马1 I ! = f = :::_ 1 = / = ..:::... ? 2 (c) 两极旋转磁场的产生 .. 2 (d) 通过以上分析可知z 对称三相电流通过对称三相绕组时，必然会产生一个大小不变，转 速一定的磁场，该磁场称为圆形旋转磁场. 三相对称绕组通以三相对称电流时，由于三相绕组在空间互差 1200 电角度，三相电流在 时间上也互差 1200 电角度，其合成磁通势的基波将是一个圆形旋转磁动势. 设电流的正方向为末端流入，首端流出.每相交流电流产生基波磁动势是脉振磁动势， 其大小与电流成正比，其方向可用右手螺旋定则确定.每相磁动势的幅值位置均处在该相绕 组的轴线上. 当电流的相序为 A-B-C 时，合成磁动势旋转方向便沿着 A 相绕组轴线、B 相绕组轴线、 C 相绕组轴线的正方向旋转，即从超前电流的相绕组轴线转向滞后电流的相绕组轴线.不难 理解，若要改变电机定子旋转磁动势的转向，只要改变三相交流电流的相序，即把三相电源 接到电机三相绕组的任意两根导线对调，三相绕组中的电流相序就将改变为 A-B，旋转磁 动势随之变为反方向旋转. 5. 三相合成磁通势 F 单相交流电通入单相绕组时即产生磁通势，其大小与电流成正比，磁通势的方向由右手 定则来判断.磁通势的计算公式为z F=Ni 式中:N 为线圈的匣数;i 为通入线圈的电流: 因此当线圈中通入电流时，在线圈中产生的磁通势为= 几 =ARM=AEmCosa矿 =Fcosat Fy =Niy =NI，co叫:0Jt-120 ) = F，cos(ω-120 ) 0 )凡 =NIW=AHm ∞s(at -2400 ) 0 )=几 COs(0Jt-2400 ) 可知z 磁通势F 的大小和方