教学课件：第四单元任务二三相异步电动机的安装.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第四单元 三相异步电动机及其维修 任务二 三相异步电动机的安装 一、三相异步电动机的旋转磁场 图4-2-1所示为异步电动机旋转原理示意图，在一个可旋转的U型瓷铁中间，放置一只可以自由转动的笼型短路线圈，也称为笼形转子。当转动马蹄形磁铁时，笼型转子就会跟着一起旋转。这是因为当磁铁转动时，其磁感线(磁通)切割笼型转子的导体，在导体中因电磁感应而产生感应电动势，由于笼型转子本身是短路的，在电动势作用下导体中就有电流流过，该电流的方向如图4-2-2所示。该电流又和旋转磁场相互作用，产生转动力矩，驱动笼型转子随着磁场的转向而旋转起来，这就是异步电动机的简单工作原理。 1．定子旋转磁场的产生 实际使用的异步电动机其旋转磁场不可能靠转动永久磁铁来产生，因为电动机的职能是将电能转换成机械能。下面先分析旋转磁场产生的条件，再分析三相异步电动机的工作原理。 图4-2-3a所示为三相异步电动机定子绕组结构示意图。在定子铁心上冲有均匀分布的铁心槽，在定子空间各相差120o电角度的铁心槽中布置有三相绕组UlU2、V1V2、WlW2，三相绕组接成星形联结，如图4-2-3b所示。现向定子三相绕组中分别通入三相交流电iU、iV、iW，各相电流将在定子绕组中分别产生相应的磁场，如图4-2-3c所示。 1)在ωt=0的瞬间，iU=0，故UlU2绕组中无电流；iV为负，假定电流从绕组末端V2流入，从首端Vl流出；iW为正，则电流从绕组首端W1流入，从末端W2流出。绕组中电流产生的合成磁场如图4-1-3c位置①所示。 2) ωt= 的瞬间，iU为正，电流从首端U1流入、末端U2流出； iV为负，电流仍从末端V2流入，首端V1流出；iw为负，电流从末端W2流入、首端W1流出。绕组中电流产生的合成磁场如图4-1-3c位置②所示，可见合成磁场顺时针转过了90o。 3)继续按上法分析，在ωt=π, 、2π的不同瞬间三相交流电在三相定子绕组中产生的合成磁场，可得到如图4-1-3c中位置③、④、⑤所示的变化，观察这些图中合成磁场的分布规律可见：合成磁场的方向按顺时针方向旋转，并旋转了一周。 2.旋转磁场的速度 当定子绕组连接形成的是两对磁极时，如图4-2-4所示，运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期，磁场只转动了半圈，即转速减慢了一半。 由此类推，当旋转磁场具有p对磁极时（即磁极数为2p），交流电每变化一个周期，其旋转磁场就在空间转动1/p转。因此，三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速n1、定子电流频率f及磁极对数p之间的关系是： n1= 60f/p n1称为同步转速。 我国交流电源的频率等于50Hz，当三相异步电动机旋转磁场的磁极对数等于1对时，n1=3000r/min, 同步转速最高，其常见的同步转速见表4-2-1。 3．旋转磁场的方向 由图4-2-3c可以看出，三相交流电的变化次序(相序)为U相达到最大值→V相达到最大值→W相达到最大值。将U相交流电接U相绕组，V相交流电接V相绕组，W相交流电接W相绕组，则产生的旋转磁场的旋转方向为U相→V相→W相(顺时针旋转)，即与三相交流电源变化的相序一致。如果任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，即U相交流电仍接U相绕组，V相交流电接W相绕组，W相交流电接V相绕组，可以对照对照图4-2-3c绘出ωt=0、ωt= 瞬间的合成磁场如图4-2-4所示。由图可见，此时合成磁场的旋转方向已变为反时针旋转，即与图4-2-3c的旋转方向相反。由此可以得出结论：旋转磁场的旋转方向决定于通入定子绕组中的三相交流电源的相序，且与三相交流电源的相序U→V→W的方向一致。 只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。这个结论很重要，因为后面将要分析到三相异步电动机的旋转方向与旋转磁场的转向一致。 二、三相异步电动机的旋转原理 1．转子转动原理 图4-2-5所示为一台三相笼型异步电动机定子与转子剖面图。转子上的6个小圆圈表示自成闭合回路的转子导体。当向三相定子绕组中通入三相交流电后，由前面分析可知，将在定子、转子及其空气隙内产生一 个同步转速为n1，在空间按顺时针方向旋转的磁场。该旋转的磁场将切割转子导体，在转子导体中产生感应电动势，由于转子导体自成闭合回路，因此该电动势将在转子导体中形成电流，其电流方向可用右手定则判定。在使用右手