16-电动机的认识

电动机的认识工程实训中心电工电子教研室航空报国追求卓越2何为电机？依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量转换和信号传递与转换的装置。电机类型使用中的变压器水轮发电机电动机汽轮发电机组泛指所有实施电能生产、传输、使用和电能特性变换的机械或装置。航空报国追求卓越电机电动机发电机直流电动机交流电动机并励电动机串励电动机复励电动机同步电动机异步电动机（笼型、绕线型）三相异步电动机单相异步电动机它励电动机电机分类航空报国追求卓越4航空报国追求卓越定子stator转子rotor定子铁心定子绕组机座转子铁心转子绕组转轴一、三相异步电动机的结构笼型绕线型航空报国追求卓越1.定子由机座、定子铁心和定子绕组等组成。机座机座：铸铁或铸钢定子铁心定子铁心冲片在机座内，装有0.5mm或者0.35mm厚的互相绝缘的硅钢片叠成的圆筒形铁芯。定子绕组航空报国追求卓越彼此相隔120o，构成对称三相绕组，星形或三角形接法取决于电动机每相绕组的额定电压和额定电流定子绕组W2U2V1W1U1V2U2V2W2U2V1W1U1V2U2V2航空报国追求卓越转子转轴转子铁心冲片转子铁心转子绕组去掉铁心后的转子导条根据转子绕组结构的不同分为：（转子铁心槽内嵌有铸铝导条）笼型转子绕线型转子（转子铁心槽内嵌有三相绕组）航空报国追求卓越二、三相异步电动机的工作原理1.旋转磁场的产生三相异步电动机是利用定子绕组中产生的旋转磁场与转子绕组内的感应电流相互作用而工作的。三相异步电动机定子绕组中接入三相对称电源。U1U2V1V2W1W2U1V1W1iuiviw定子绕组Y接——由定子绕组产生航空报国追求卓越tIisinmu)120sin(OmvtIi)120sin(OmwtIit=0°360°240°120°t02iuiwivit=0°iu=0iv为负值iw为正值U1V1V2W1W2U2++NS(•)电流出()电流入航空报国追求卓越t=120°U1V1V2W1W2U2++t=0°360°240°120°t02iuiwivit=120°Iu为正值Iv=0iw为负值航空报国追求卓越t=0°360°240°120°t02iuiwivit=240°Iu为负值Iv为正值Iw=0t=240°U1V1V2W1W2U2++航空报国追求卓越t=0°360°240°120°t02iuiwivit=360°iu=0iv为负值iw为正值U1V1V2W1W2U2++t=360°NS航空报国追求卓越ti1i2i3io三相交流电在定子铁心内部空间产生的合成磁场o120o240o360U1V1V2W1W2U2++NSU1V1V2W1W2U2++t=120°t=240°t=360°U1V1V2W1W2U2++U1V1V2W1W2U2++NSt=0°航空报国追求卓越综上所述:将三根导线中的任意两根对调位置，旋转磁场方向如何？旋转磁场方向反向旋转。空间相差120º角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场，磁场的旋转方向与绕组中电流的相序一致。航空报国追求卓越每相有一个绕组，放在定子铁心的6个槽内，形成一对N、S磁极（二极）的旋转磁场。U2V1V2W1W2U1V1W1iuiviwP=1旋转磁场的磁极对数p航空报国追求卓越定子每相绕组由两个线圈串联，分别放入12个槽内，形成两对磁极（四极）的旋转磁场。绕组的始端之间互差60°P=2U1W1U2V1L1L2L31i3i2iU1’U2’V2V1’V2’W2W1’W2’U1U21i2i3iU1’U2’W1W2W1’W2’V1V2V1’V2’定子绕组采取不同的接法，可获得3对（6极）、4对（8极）、5对（10极）等不同极对数的旋转磁场。了解！牢记：磁极对数是由定子绕组的结构所决定的航空报国追求卓越U1V1V2W1W2U2++NS旋转磁场的转速n1pfn1160(转/每分）电源频率电动机的磁极对数7501000150030004321pn(转/每分)旋转磁场的转速n1航空报国追求卓越2.转子的转动定子绕组转子转子如何转起来？转子转动方向与旋转磁场的方向一致吗？空隙航空报国追求卓越回忆电磁感应：判断电动势、电流方向右手定则：伸开右手掌掌心迎磁场姆指运动向四指电势向大小的判定：e=BlVsin航空报国追求卓越回忆磁场对通电直导体的作用力左手定则:伸开左手掌掌心迎磁场四指指电流姆指力方向航空报国追求卓越转子转动原理SN•+ff旋转的磁场可以带动转子同方向旋转磁场转速n1转子感应电动势(电流)定子通过三相对称交流电产生旋转磁场转子切割旋转磁场产生感应电流（右手）转子转速n载有感应电流的转子和旋转磁场作用产生电磁力（左手）形成电磁转矩航空报国追求卓越U1U2V1V2W1W2++•••+++转子定子磁场转速n1n思考：n能不能等于n1？转子转速n总比旋转磁场转速n1慢，即n＜n1。这种电动机称为异步电动机。——感应电机同步转速：旋转磁场的转速n1异步转速：转子的转速n。航空报国追求卓越3.转差率转速差：同步转速n1与转子转速n之差。转差率：转速差与同步转速的比值，用s表示。1)启动时：n=0,s=1，转差率最大。2)稳定运行时：n接近n1，s很小。3)额定运行时：s约为0.01∼0.08。5)理想空载：n=n1，则s=0，实际运行中不存在。4)空载时：s约为0.005以下。11nnns航空报国追求卓越【例1】一台三相异步电动机的额定转速nN=1460r/min，电源频率f=50Hz，求该电动机的同步转速、磁极对数和额定运行时的转差率。解:由于额定转速小于且接近同步转速查表，可知与1460r/min最接近的的同步转速为n1=1500r/min，对应的磁极对数为p=2额定运行时的转差率：027015001460150011N.nnns航空报国追求卓越铭牌的作用：向使用者简要说明电动机的一些额定数据和使用方法。例：Y100—2型电动机的铭牌数据如下：三相交流异步电动机型号Y100L—2功率2.2kW频率50Hz电压380V电流6.4A接法Y转速2870r/min绝缘等级B工作方式S1温升750C重量150kg防护等级IP442001年8月杰飞电机厂三、三相异步电动机的铭牌航空报国追求卓越1.型号Y160L-4三相异步电动机机座中心高(mm)磁极数机座长度代号(S短机座;M中机座;L长机座)p：磁极对数2.功率PN额定运行时，轴上输出的机械功率，又称为电动机容量。输入功率COS3NN1IUP效率1N/PP航空报国追求卓越3.额定电压UN额定运行时，定子绕组上应加的线电压。4.额定电流IN在UN、PN时，流入定子绕组的线电流。5.额定转速nN在UN、PN、IN时，电动机转子的转速。根据电动机的(额定)功率PN、(额定)转速nN，可求出电动机的额定转矩NNN9.55(Nm)pTn式中，pN单位为W，nN的单位为r/min。6.额定频率fN我国电网频率为50HZ。航空报国追求卓越1U1V1W2U2V2W1U1V1W2U2V2W7.接法电动机三相定子绕组的接线方法。1U1V1W2U2V2W1U1V2U2V2W1W接线盒接线盒接Y接P3kWP4kW航空报国追求卓越【例】Y180M—4型电动机技术数据:额定功率PN=18.5kW,额定转速nN=1440r/min,额定电压UN=380V, 联结,额定电流IN=35.9A,额定功率因数cosφN=0.86,Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.5,Tm/TN=2.2,试求:1)磁极对数;2)额定转差率;3)起动电流;4)额定转矩;5)起动转矩;6)最大转矩。解:1)磁极对数p:根据电动机型号可知p=2。2)额定转差率s:由于nN=1440r/min,所以n1=1500r/min。1N1150014400.041500nnsn3)起动电流Ist:已知IN=35.9A，Ist/IN=7.0st7.035.9A251.3AI航空报国追求卓越4)额定转矩TN:【例】Y180M—4型电动机技术数据:额定功率PN=18.5kW,额定转速nN=1440r/min,额定电压UN=380V, 联结,额定电流IN=35.9A,额定功率因数cosφN=0.86,Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.5,Tm/TN=2.2,试求:1)磁极对数;2)额定转差率;3)起动电流;4)额定转矩;5)起动转矩;6)最大转矩。3NNN18.5109.559.55Nm122.7Nm1440PTn5)起动转矩Tst:已知Tst/TN=1.5stN1.5122.1.5Nm184.05m7NTT6)最大转矩Tm:已知Tm/TN=2.2mN2.2122.2.2Nm269.94m7NTT航空报国追求卓越NcosNstIINstTTNTTmaxkWmin/730rV380Hz50练习：已知Y225M-8型三相异步电动机的额定技术数据如下：22功率转速电压效率频率90%0.786.01.82.0试求：1、额定转差率、额定电流和额定转矩；2、起动电流、起动转矩和最大转矩。航空报国追求卓越试求：1.额定转差率、额定电流和额定转矩；2.起动电流、起动转矩和最大转矩。解1.额定转差率：117507300.03750nnsn11606050==750/min4fnrpNcosNstIINstTTNTTmaxkWmin/730rV380Hz50Y225M-8型三相异步电动机22功率转速电压效率频率90%0.786.01.82.0航空报国追求卓越额定电流：3cosNNNPUI2200047.623cos33800.780.9NNNPIAU额定转矩：NNN9.55(Nm)pTn3N2210955287.81(Nm)730T.功率转速电压效率频率90%0.786.01.82.01NPPHz50NcosNstIINstTTNTTmaxkWmin/730rV38022航空报国追求卓越2.起动电流：6.0stNII6.0647.62285.72stNIIA起动转矩：1.8stNTT1.81.8287.81581.06()stNTTNm最大转矩：max2.0NTTmax2.02287.81575.62()NTTNm功率转速电压效率频率90%0.786.01.82.0Hz50NcosNstIINstTTNTTmaxkWmin/730rV38022