第十八章 三相异步电机的结构和基本工作原理
感应电动机优点:结构简单、运行可靠、效率高、制造容易、成本低。
感应电动机缺点:不能平滑调速、调速范围窄、降低电网功率因数(对电网来讲是感性负载)。
18-1/2 异步电动机的用途与分类、结构
基本类型:单相鼠笼式异步电机;三相鼠笼式异步电机;三相绕线式异步电机
异步电机主要结构包括:静止的定子,旋转的转子,气隙。基本类型中就是指转子的结构形式。
- 1.定子------定子铁心、定子三相或单相绕组、机座
- 2.转子-----转子铁心、转子绕线或鼠笼绕组、轴
- 3.气隙---0.2mm~1.5mm
因为磁势大部分都消耗在气隙上,气隙小则电机的空载磁化电流就小,功率因数高。考虑到机械的原因,气隙又不能太小。
部件名称 | 作用 | 材料 | 结构 |
定子铁心 | 形成磁路 | 0.5mm硅钢片叠制。直径大于1米的铁心用扇形片拼成 | 半闭口槽(小型电机)、半开口槽(低压中型)、开口槽(大型) |
定子绕组 | 电路部分,感应电势 | 圆铜线或扁铜线 | 导线线径小于1.53mm,散下线; 成形线圈(大电机) |
机座 | 机械支撑 | 中小型电机铸铁;大型用钢板焊接 | |
转子铁心 | 磁路的一部分 | 0.5mm硅钢片叠制。 | 中小型电机转子铁心直接叠装在轴上;大电机则用转子支架 |
转子绕组 | 感应电势、流过电流产生转矩 | 中小型电机用铸铝转子鼠笼结构; 绕线电机用铜导线 | 绕线转子要利用滑环和电刷 |
气隙 | 磁场耦合 |
18-3 三相异步电动机的额定值
额定功率:电机轴上输出的机械功率W , kW
额定电压:定子绕组线电压V
额定电流:定子绕组线电流A
额定频率:电网频率即工频50HZ
额定转速:额定工况下的转子转速r/min
18-4 三相异步电机的简单工作原理
1.电动机状态 ( 0< n < n1, 0< s <1 )
- (1) 定子三相对称绕组通入三相对称电流,产生同步转速旋转的气隙磁场。
- (2) 转子导体运动(相对磁场,磁场转速快)切割磁力线,产生感应电动势,进而产生电流。电流与气隙磁场的相互作用产生与转子转向相同的拖动转矩。
- (3) 电机从电网吸收电功率,经过气隙的耦合作用从轴上输出机械功率。
2.发电机状态 ( n > n1 , s<0 )
- (1) 原动机拖动转子以n(>n1)转速旋转。
- (2) 转子导体运动(相对磁场,磁场转速慢)切割磁力线,产生感应电动势,进而产生电流。电流与气隙磁场的相互作用产生与转子转向相反的制动转矩。
- (3) 电机从轴上吸收机械功率,经过气隙耦合再向电网输出电功率。
3.电磁制动状态 ( n<0 , s>1)
转子逆着磁场方向旋转,此时电机既从电网吸收电功率又从轴上吸收机械功率,它们都消耗在电机内部变成损耗。