交流电机工作原理.ppt

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1、第五章交流电动机 的工作原理,交流电动机的分类：,第五章交流电动机的工作原理,交流电动机,特点：,第五章交流电动机的工作原理,第五章交流电动机的工作原理,5.1三相异步电动机的 结构和工作原理,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理,5.1.1三相异步电动机的结构,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构,交流电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构,5.1.2 三相异步电动机的工作原理,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1

2、三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,工作原理:,基于定子线圈能够产生一个旋转磁场，假设有一个旋转磁场来分析，如图中N、S的磁场以n0旋转,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,转子则切割磁力线而产生电流（右手定电流I方向）电流在磁场中切割磁力线而产生力及力矩（左手定方向）它与n0方向相同,使转子转动起来在转子转动中，n比n0小,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,在转子转动中，n比n0小,原因：

3、转子力矩TmKmIZ 其中为旋转磁场磁通转子电流IZ=eZ/RZ其中RZ为转子电阻转子电势eZ=Ken其中n=n0-n 为转子线圈切割力线的相对转速,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,当n=n0时，eZ=0,IZ=0,Tm0,n0称为理想空载转速（同步转速）,实际由于Tm不等于0;所以n n0,由以上分析可知n=n0-n不等于0是保证交流电机运转的一个重要条件所以称为异步电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原

4、理,以转差率来表示他的运行情况:S=(n0-n)/n0,对于一般的异步电机（笼型）转子电阻RZ很小所以只需不大的S就能产生大的IZ和Tm,一般的在额定转速时S为0.0150.06比较小,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理,5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,以上是基于在电机中有一个旋转磁场为根据分析的，这一节我们分析旋转磁场的产生。,第五章交流

5、电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,一、由于三相电源，所以定子中有三相绕组（120夹角）对于三相绕组中的电流也差120如下页图,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,iA=Isin(t)i=Isin

6、(t+120)iC=Isin(t+240),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,依此类推下去，可知当三相交流电在定子绕组中产生三相电流后，则三相绕组电

7、流的合成磁场是旋转的。,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,二、旋转磁场的方向,对于ABC三绕组如果将任意两根对调，则经分析可知向反方向旋转,对于交流异步电动机当需要反向时只需对调两根电源线既可（三根中任意）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,三、旋转磁场的极数与旋转速度,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1

8、三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,1、上面讨论时在电机中有一对磁极（二极）它的极对数为 p1这时电流变化一个周期，磁场转一圈所以:磁场旋转速度（同步）为电源频率f（50Hz）60=3000r/min,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,2、当把定子线圈做成两组（A，A，B，B、C、C）各自串联时，如图 这时各相绕组夹角60当 t0时,磁场方向0度t=60时,磁场方向30度t=120时,磁场方向60度这时有两对N、S

9、磁极既p2当t转磁场转/2所以这时磁场旋转速度=60f/2=1500r/min,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,注：由于A、B、C的各相空间夹角为60=120/2所以当电源变化一个周期时，磁场只转半圈既 圈/2 极对数及极数：极对数 p极数（磁极数）2p一般的对于对于p2的电机称为四极电机人们通常以极数称呼电机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转

10、磁场,各种极数的电机的n02极（p1）n03000（r/min）4极（p2）n01500（r/min）6极（p3）n01000（r/min）8极（p4）n0750（r/min）一般的额定转速低于这个值，如4极电机区1450r/min左右,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场,5.1.4定子绕组的线连接方式,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场5.1.

11、4定子绕组的线连接方式,在三相电机的接线盒中有六个端子:D1、D2、D3、D4、D5、D6首端:D1，D2，D3末端:D4，D5，D6,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的结构5.1.2三相异步电动机的工作原理5.1.3三相异步电动机的旋转磁场5.1.4定子绕组的线连接方式,对于电动机有星形（Y）和三角形接法（）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理,5.2三项异步电动机的定子和转子电路,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路,5.2.1定子电路分析,第五章

12、交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析,结论:定子电路的感应电动势有效值 E1=4.44f1N1(切割旋转磁场产生)定子电流频率f1=f电源频率定子电压UE1(不考虑漏磁),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析,5.2.2 转子电路分析,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析 5.2.2 转子电路分析,结论:转子电流频率f2=Sf1转子感应电动势有效值 E

13、2=4.44f2N2=4.44Sf1N2切割旋转磁场速度n=n0-n启动时S=1 E20=4.44Sf1N2=4.44f1N2常数E2=SE20,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析 5.2.2 转子电路分析,转子感抗 X2=2f2L2=2Sf1L2启动时S=1X20=2Sf1L2=2f1L2(最大)转子功率因数COS2=R/（SX20）当n=0时COS2最大当n=nN时COS2最小,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析 5.2

14、.2 转子电路分析,5.2.3 额定值,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析5.2.2转子电路分析5.2.3额定值,1.型号：,2.额定功率:P,3.额定电压:U,4.额定频率:f,5.额定电流:I,6.额定转速:n,7.工作方式:连续,短时重复,短时,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.2.1定子电路分析5.2.2转子电路分析5.2.3额定值,8.温升:绝缘等级,9.重量:,10.额定功率因数COS2,11.额定效率,12.额定转矩:启动,最大

15、,13.线绕转子电动机的滑环静止电压和电流电动机的额定转矩TN.M=9.55PW/nr/min,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路,5.3三相异步电动机的转矩与机械 特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性,由于电动机的电磁转矩是它的输出，所以要研究电动机的机械特性Tn的关系,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性,5.3.1三相异步电动

16、转矩,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩,一、转子电路功率因数COS2对输出扭矩T的影响,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,1、当i与E同相,即电感为零时，在每一磁极下面的转子导线电流同方向,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5

17、.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,2、当电阻为零时，i滞后E 90度，在每一磁极下面的导线电流一半对一半,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,3、当COS21时，导线电流一边大一边小产生电磁扭矩,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩一、cos2的影响,4、三相异步电动转矩,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的

18、结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩,5.3.2三相异步电动的机械特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性,三相异步电动的机械特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性,一、固有机械特性,在额定条件下（电压、频

19、率、接线方式）电机的固有Tn特性曲线对于曲线如下页图，它由四个特殊点决定,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,1、T=0，n=n0(S=0),电动机处于理想空载点，此时电动机的转速为理想空载转速n0.,2、T=TN,n=nN(S=SN),为电动机额定工作点。这时：SN=(n0-nN)/n0，TN=9.55PN/nN,3、TTst n0（S1）启动工作点，这时:,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理

20、5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,对于启动转矩Tst受如下条件的影响：,（1）电源电压，U影响较大，U波动，T平方关系变化,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,（2）转子电阻R2合适 Tst有较大值,（3）电感X20大Tst下降一般用启动能力系数st来表示电动机启动能力的好坏。st=Tst/TN（一般st 1）

21、异步电机工作的条件是启动Tst负载TL,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,4、当TTmax SSm n=nm，在临界工作点,这时TmaxKU2/2X20，SmR2/X20由于T，TmaxU2，所以电源波动对扭矩最大值影响很大在电机工作过程中：负载变化（冲击）不能Tmax,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步

22、电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,以过载能力系数m来表示m=Tm/TN一般鼠笼式为：m=1.82.2线绕式为：m=2.52.2,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性,二、人为机械特性：人为改变参数有：U，R或X1，R2等,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动

23、的机械特性一、固有机械特性,1、降低电源电压U当U下降时Tmax下降，Tst下降n0 Sm nm不变这时曲线变化如右图,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,2、定子电路串电阻电抗（感）这时由于阻抗的分压作用使得U下降所以与上面相似：区别是：阻抗分压与电流大小有关，这时定子电压是变化的（1）U下降（2）串电阻,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5

24、.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,3、改变电源频率当改变f时，n0变化但由于X1，X20都变化不能只改变f 一般使 U/f常数这时ncf，Sm1/f，Tst1/f，Tmax不变 fn0SmTst Tmax不变,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,4、转子串电阻只有线绕式的转子能实现这时Tmax 不变 Sm,第五章交流

25、电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动转矩5.3.2三相异步电动的机械特性一、固有机械特性二、人为机械特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性,5.4三相异步电动启动特性,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性,对于三相异步电动机启时，应保证:,1、有足够的启动转矩，

26、TM TL 能够正常启动,2、启动电流不会对电网造成大的冲击-使电压下降过多（影响其它电机工作）一般希望电流越小越好（在能启动的情况下）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性,另外:满足启动过程平滑、安全简单、节能等实际上，当电动机在启动工作初期，由于n0 转子绕组切割磁力线的速度n0-n=n0。转子感生电动势E 大，启动电流也大，达57倍。这时Cos不大，所以Tst 不大,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电

27、路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性,5.4.1 鼠笼式异步电动机的启动方法,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法,一、直接启动（全压启动）,就是启动时，电动机直接加电网电压，这时启动电流比较大所以不是所有的电机都可能这样使用。,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式

28、异步电动机的启动方法一、直接启动,1、一般的，当有独立的变压器供动力电时当电机功率30%变压器功率时（频繁）电机功率20%变压器功率时（不频繁）可以直接启动,当与照明合用时，应满足以下关系启动电流 Ist/A 3 电源总容量/KVA额定电流 IN/A4 4电动机功率/KW（一般不允许电网电压下降5）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定

29、子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动,直接启动的经验数据表,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动,二、电阻降压启动在定子中串联电阻（或电抗器 贵）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的

30、启动方法一、直接启动二、电阻降压启动,特点：,（1）适用于空载启动（轻载）,（2）电阻耗能（电抗 器太贵，体积大）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动,三、Y启动,KM1合KM3合KM2开 这时Y接法绕组电压220V（启动电压）,KM3开KM2合KM1合 这时接法绕组电压380V(工作电压),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电

31、动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动,这时启动电流I是直接启动的1/3启动扭矩T是直接启动的1/3,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动,特点：,1、启动电流小，所需设备简单,2、力矩小，适于空载启动（轻载）,3、电机额定电压必须是380V形接法,4、有专门的Y启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电

32、动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,四、自耦变压器降压启动,KM1开，KM2，KM3合 变压器降压启动,当KM1合，K2，KM3分时：电机正常工作,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,KM1开，KM2，

33、KM3合 变压器降压启动,KN2/N1,对于自耦变压器工作于降压方式时,电压U2KU1,电流I1I2I（K*I2）U1/U2=N1/N2=I2/I1=1/K,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,由于U2KU I2K*I（I为全压U时的工作电流）,这时，I1K*I2K2*I（原边电流只有实际启动电流的K2倍）,启动扭矩，T2K2Tst（因为：U2KU，而 T U2）,当KM1合，

34、K2，KM3分时：电机正常工作,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,特点：,1、在相同的启动电流下，从电网吸取的电流减小，即T相同时，I下降,2、自耦变压器副边有多个抽头，所以启动电压可选,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的

35、启动方法一、直接启动二、电阻降压启动三、Y-启动四、自耦降压启动,3、启动设备多且体积大，成本比较高,4、不适于频繁启动（过电流工作）,5、有一定的启动转矩（适用轻载）,6、用在不能Y启动的场合，（Y形接法工作的电机）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法,5.4.2 线绕式电动机的启动方法,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三

36、相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法,线绕电机:由于转子绕组可在启动时串联电阻改善特性所以有比较大的启动转矩和比较小的启动电流,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法,启动方法有两种,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.

37、1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法,一、逐级切除启动电阻法,第五章交流电动机的工作原理5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法 一、逐级切除启动电阻法,由人为特性我们知道:,R2改变时,TmC，Sm改变,由于（Cos2改变）Tst改变，所以：R2，Tst,S,T,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方

38、法一、逐级切除启动电阻法,特点：,1、与直流电机启动类似;用接触器切换,2、由于启动时，R2比较大，所以转子功率 因数Cos2 有较大的启动转矩,3、适于带载启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法,二、频敏电阻法（在三相转子中串接实心电抗器）,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性

39、 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机的启动方法一、逐级切除启动电阻法二、频敏电阻法,工作过程：1、当启动时：n0转子电流频率f2=f1较高，所以感应电势E高，同时铁损（涡流发热产生）大相当于电阻R损大,2、当n后S f2=Sf1所以 ER损,3、当n=nN后f2很小E0 R损0 可用开关短路（离心）,所以称实心电抗器为频敏电阻,章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法5.4.2 线绕式电动机

40、的启动方法一、逐级切除启动电阻法二、频敏电阻法,特点：,1、不用人工切换电阻（自动启动）,2、连续调节电阻变化启动过程平滑,3、由于电抗器的电感性质，使启动时功率因数Cos2略有下降,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.4三相异步电动启动特性,5.7单相异步电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理 5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机,5.7.1单相磁场,第五章交流电动机的工作原理

41、 5.7单相异步电动机 5.7.1单相磁场,单相磁场的频率为f时,其磁场转速为:n0=60f/p(与三相相同),单相电动机的研究基础是：单相交变磁场可分解成两个旋向相反大小相等的旋转磁场。,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,当转子（笼型）放在磁场中时,由于受两个方向相反大小相似的扭矩，所以不能转动。,当外力使它转动后，同向磁场在转子中产生的电流频率为（n0-n）f1/n0反向磁场在转子中产生的电流频率为（n0+n）f1/n0,第

42、五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,由于反向电流的频率高,所以XL电抗大（反电势大于感应电势）无法产生电流。,同向电流则由于f2小而加大，产生扭矩输出。转动起来,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,结论:,1、单相磁场没有启动能力,2、启动后的方向取决于 启动的方向。,

43、第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场,5.7.2单相异步电动机的启动方法,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法,一、电容分相在电机定子中加入一启动绕组空间上垂直于主绕组,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.

44、2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相,联接如图:,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理 5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场 5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相,由于电容移相作用，使BY中的电流超前于AX一个相角（一般为90度）,则成为一个旋转启动磁场,当n后，断开QC即可,当反转时，不能对调电源线,应使BY两

45、个头对调即BY对调，由一组开关实现,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理 5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场 5.2.1 单相异步电动机的启动方法 一、电容分相,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相,二、罩极式单相异步电动机,第五章交流电动机的工作原理5.1

46、三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.7.1单相磁场5.2.1 单相异步电动机的启动方法一、电容分相二、罩极式单相异步电动机,当有电压时：主极与罩极的磁通有相位差，与启动绕组的作用相当。不能反转,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机,5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理

47、5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用,可发电、和电动大容量的电力传动系统中使用,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用,5.8.1基本结构,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电

48、动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构,5.8.2工作原理,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理,定子旋转磁场,转子中加励 磁产生极对数与定子相同的磁极,旋转磁场作用下转子转动(所以叫同步电机),第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与

49、机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理,特点：,1、同步电机的转速不随负载 而变化,2、可以通过调整转子励磁电流 补偿功率因数（电网）,3、结构复杂，价格贵,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理,5.8.3 启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理

50、5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理5.8.3 启动,1、当静止时，加励磁后转子产生磁极旋转磁场转一圈后产生推拉的两次转矩，所以不能转动,2、同步电机启动和采用异步启动,第五章交流电动机的工作原理5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三项异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4三相异步电动启动特性5.7单相异步电动机5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 5.8.1基本结构5.8.2 工作原理5.