1、1第五章第五章 三相異步電動(dòng)機(jī)電三相異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)原理機(jī)原理2 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的電子繞組三相異步電動(dòng)機(jī)的電子繞組 第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì) 第四節(jié)第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 第五節(jié)第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定3本章要求本章要求 熟練掌握熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與運(yùn)行狀態(tài)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與運(yùn)行狀態(tài) 了解了解三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 掌握掌握三相

2、異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)含義三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)含義 掌握掌握三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的基本量三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的基本量 熟練掌握熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)定子磁動(dòng)勢(shì)的計(jì)算三相異步電動(dòng)機(jī)定子磁動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 熟練掌握熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算交流電機(jī)有兩大類(lèi)：異步電機(jī)和同步電機(jī)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速交流電機(jī)有兩大類(lèi)：異步電機(jī)和同步電機(jī)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與交流電源頻率之間存在嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。異步電機(jī)則不然。與交流電源頻率之間存在嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。異步電機(jī)則不然。異步電動(dòng)機(jī)定子接上交流電源后，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，依靠電磁異步電動(dòng)機(jī)定子接上交流電源后，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，依靠電

3、磁感應(yīng)作用，使轉(zhuǎn)子繞組感生電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電感應(yīng)作用，使轉(zhuǎn)子繞組感生電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。能量轉(zhuǎn)換。因其轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的，因而因其轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的，因而也稱(chēng)為感應(yīng)電機(jī)。也稱(chēng)為感應(yīng)電機(jī)。異步電機(jī)一般都作電動(dòng)機(jī)用，因?yàn)楫惒桨l(fā)電機(jī)的性能較差。異步電機(jī)一般都作電動(dòng)機(jī)用，因?yàn)楫惒桨l(fā)電機(jī)的性能較差。異步電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)以及其它各行各異步電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)以及其它各行各業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。原因就在于它和其他各種電動(dòng)機(jī)比較，業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。原因就在于它和其他各種電動(dòng)機(jī)比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)

4、點(diǎn)，特具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，特別是和別是和直流電動(dòng)機(jī)相比直流電動(dòng)機(jī)相比。但是異步電機(jī)不能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)平滑。但是異步電機(jī)不能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速；必須從電網(wǎng)吸取滯后的勵(lì)磁電流，使電網(wǎng)功率因數(shù)變調(diào)速；必須從電網(wǎng)吸取滯后的勵(lì)磁電流，使電網(wǎng)功率因數(shù)變壞。壞。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固，成本低，但是運(yùn)行成本低，但是運(yùn)行性能不如繞線(xiàn)式性能不如繞線(xiàn)式可以通過(guò)外串電阻可以通過(guò)外串電阻改善電機(jī)的啟動(dòng)和改善電機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速性能調(diào)速性能異步電機(jī)分類(lèi)異步電機(jī)分類(lèi) 電機(jī)要旋轉(zhuǎn)電機(jī)要旋轉(zhuǎn)-需要產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩需要產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的條轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的條件是磁場(chǎng)與通電線(xiàn)圈件是磁場(chǎng)與通電線(xiàn)圈。 交流電：交流電：

5、大小是變化的、方向是變化的大小是變化的、方向是變化的-幅值、幅值、頻率、相位頻率、相位 單個(gè)線(xiàn)圈通入單相交流電將會(huì)產(chǎn)生怎樣的磁場(chǎng)？單個(gè)線(xiàn)圈通入單相交流電將會(huì)產(chǎn)生怎樣的磁場(chǎng)？6 從兩方面進(jìn)行分析：從兩方面進(jìn)行分析： 某一個(gè)瞬間，磁場(chǎng)的空間分布是對(duì)稱(chēng)的，磁場(chǎng)最大值出現(xiàn)某一個(gè)瞬間，磁場(chǎng)的空間分布是對(duì)稱(chēng)的，磁場(chǎng)最大值出現(xiàn)的點(diǎn)是線(xiàn)圈的中心線(xiàn)（軸線(xiàn)）方向；的點(diǎn)是線(xiàn)圈的中心線(xiàn)（軸線(xiàn)）方向； 從時(shí)間變化，隨時(shí)間變化從時(shí)間變化，隨時(shí)間變化-電流大小變化電流大小變化-磁場(chǎng)的大小磁場(chǎng)的大小和方向也是變化的和方向也是變化的-單最大值出現(xiàn)的點(diǎn)不變單最大值出現(xiàn)的點(diǎn)不變 即磁場(chǎng)是脈動(dòng)的即磁場(chǎng)是脈動(dòng)的-稱(chēng)為脈振磁場(chǎng)稱(chēng)為脈振磁

6、場(chǎng) 那么，通電線(xiàn)圈在該磁場(chǎng)中是否會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩？那么，通電線(xiàn)圈在該磁場(chǎng)中是否會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩？7 顯然，不管通電線(xiàn)圈中是什么樣的電流，由于磁顯然，不管通電線(xiàn)圈中是什么樣的電流，由于磁場(chǎng)是周期性變化的，所以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是零場(chǎng)是周期性變化的，所以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是零 所以在該磁場(chǎng)中通電線(xiàn)圈不會(huì)旋轉(zhuǎn)所以在該磁場(chǎng)中通電線(xiàn)圈不會(huì)旋轉(zhuǎn) 那么磁場(chǎng)需要怎樣處理才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩呢？那么磁場(chǎng)需要怎樣處理才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩呢？8 從以上分析，脈振磁場(chǎng)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的原因是產(chǎn)從以上分析，脈振磁場(chǎng)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的原因是產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的疊加是零，因此希望不同時(shí)間磁場(chǎng)最大生轉(zhuǎn)矩的疊加是零，因此希望不同時(shí)間磁場(chǎng)最大值出現(xiàn)的點(diǎn)是變化的，這樣才可能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的疊值出現(xiàn)

7、的點(diǎn)是變化的，這樣才可能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的疊加不為零。加不為零。 因此需要磁場(chǎng)最大值（軸線(xiàn)）是變化的。因此需要磁場(chǎng)最大值（軸線(xiàn)）是變化的。910 一個(gè)磁場(chǎng)中放置一個(gè)線(xiàn)圈。一個(gè)磁場(chǎng)中放置一個(gè)線(xiàn)圈。 分析線(xiàn)圈要旋轉(zhuǎn)的條件：分析線(xiàn)圈要旋轉(zhuǎn)的條件：交流異步電動(dòng)機(jī)的基本原理分析交流異步電動(dòng)機(jī)的基本原理分析 磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)-切割線(xiàn)圈切割線(xiàn)圈-線(xiàn)圈產(chǎn)生電勢(shì)線(xiàn)圈產(chǎn)生電勢(shì)-產(chǎn)生產(chǎn)生電流電流-在磁場(chǎng)中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩在磁場(chǎng)中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩-線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)方向：旋轉(zhuǎn)方向： 旋轉(zhuǎn)的速度：旋轉(zhuǎn)的速度：11 因此，交流電機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)的條件：因此，交流電機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)的條件： 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)+閉合的線(xiàn)圈閉合的線(xiàn)圈 結(jié)果：線(xiàn)圈與磁場(chǎng)同方向旋

8、轉(zhuǎn)，速度小于磁場(chǎng)的結(jié)果：線(xiàn)圈與磁場(chǎng)同方向旋轉(zhuǎn)，速度小于磁場(chǎng)的速度，同時(shí)線(xiàn)圈的旋轉(zhuǎn)速度與負(fù)載的大小有關(guān)。速度，同時(shí)線(xiàn)圈的旋轉(zhuǎn)速度與負(fù)載的大小有關(guān)。1213第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理交流電機(jī)類(lèi)型交流電機(jī)類(lèi)型異步電機(jī)和同步電機(jī)異步電機(jī)和同步電機(jī)同步電機(jī)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與交流電源頻率之間存在嚴(yán)格不變的關(guān)系的轉(zhuǎn)速與交流電源頻率之間存在嚴(yán)格不變的關(guān)系異步電機(jī)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與速度沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。的轉(zhuǎn)速與速度沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。異步電機(jī)異步電機(jī)一般都作電動(dòng)機(jī)使用，應(yīng)用廣泛一般都作電動(dòng)機(jī)使用，應(yīng)用廣泛同步電機(jī)同步電機(jī)一般作為發(fā)電機(jī)使用。一般作為發(fā)電機(jī)使用。 按電源相數(shù)：?jiǎn)蜗嚯?/p>

9、機(jī)和三相電機(jī)；按電源相數(shù)：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)和三相電機(jī)；交流電機(jī)的分類(lèi)交流電機(jī)的分類(lèi)14一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與運(yùn)行狀態(tài)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與運(yùn)行狀態(tài)直流電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的區(qū)別直流電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的區(qū)別直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 靜止磁場(chǎng)靜止磁場(chǎng)+ +電源導(dǎo)入電樞繞組的電流電源導(dǎo)入電樞繞組的電流電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)+ +在轉(zhuǎn)子繞組中的感生電流在轉(zhuǎn)子繞組中的感生電流電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的三相異步電動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的前提前提是產(chǎn)生一種是產(chǎn)生一種旋旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)磁場(chǎng)第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三

10、相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理15 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極性和大小不變，且極性和大小不變，且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng) 對(duì)稱(chēng)三相繞組對(duì)稱(chēng)三相繞組A-X、B-Y、C-Z三個(gè)線(xiàn)圈分布在定子鐵心內(nèi)圓圓周三個(gè)線(xiàn)圈分布在定子鐵心內(nèi)圓圓周上，從空間上看，三相互差上，從空間上看，三相互差120 該繞組接上對(duì)稱(chēng)三相電源后通過(guò)對(duì)該繞組接上對(duì)稱(chēng)三相電源后通過(guò)對(duì)稱(chēng)三相電流稱(chēng)三相電流1.1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生BiA AX XB BY YC CZ ZAiCiAmBmCmcoscos(120 )cos(240 )iItiItiIt第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理16 三相電流合成磁

11、場(chǎng)三相電流合成磁場(chǎng) 電流方向：電流方向： “+ +”首端流出、末端流入；首端流出、末端流入； “- -”末端流出、首端流入。末端流出、首端流入。SNSNSN120 結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)對(duì)稱(chēng)三相電流通入對(duì)稱(chēng)三相繞組時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)大當(dāng)對(duì)稱(chēng)三相電流通入對(duì)稱(chēng)三相繞組時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)大小不變、轉(zhuǎn)速一定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。小不變、轉(zhuǎn)速一定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理17 三相電流：三相電流： 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(xiàn)（任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(xiàn)（B B相和相和C C相互換）相互換）2.2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向AmBmCmsinsin(120 )sin(240 )iItiIti

12、ItCiBiAii60omIo tSN0 t 60t 0n60NS結(jié)論：結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(xiàn)則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，即旋轉(zhuǎn)磁任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(xiàn)則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序相序。CiA AX XC CZ ZB BY YAiBi第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理18 每相一個(gè)線(xiàn)圈：每相一個(gè)線(xiàn)圈：繞組的首末端之間互差繞組的首末端之間互差180180o o3.3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)CiA AX XC CZ ZB BY YAiBi0t 1p 極對(duì)數(shù)：極對(duì)數(shù)：第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)

13、機(jī)的工作原理19 每相兩個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)：每相兩個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)：繞組的首末端之間互差繞組的首末端之間互差9090o oBBZZA AC CB BX XZ ZY YAAXXCCYYAiCiBi2p 極對(duì)數(shù)：極對(duì)數(shù)：結(jié)論：結(jié)論：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列規(guī)則有關(guān)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列規(guī)則有關(guān)。SSNN第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理20 p=1： 三相電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期三相電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間上轉(zhuǎn)過(guò)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間上轉(zhuǎn)過(guò)360o，即電流變化一次，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)速即電流變化一次，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)速ns與交流與交流電流頻率電流頻率f

14、1的關(guān)系：的關(guān)系：4.4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速160rsnf （ /m）NNNN21N1r2sfn （ /s）NNN 結(jié)論：結(jié)論：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速ns（同步轉(zhuǎn)速）與電源頻率（同步轉(zhuǎn)速）與電源頻率f1、極對(duì)數(shù)、極對(duì)數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。1160rr minsffnpp（ /s）（ /） p=2：三相電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期三相電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，即電流變化一次，旋轉(zhuǎn)，即電流變化一次，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間上僅轉(zhuǎn)過(guò)磁場(chǎng)在空間上僅轉(zhuǎn)過(guò)1/2轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)速因此轉(zhuǎn)速ns與交流電流頻率與交流電流頻率f1的關(guān)系：的關(guān)系： 類(lèi)推，對(duì)于類(lèi)推，對(duì)于p對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電流變化一次，磁場(chǎng)磁場(chǎng)，電流變化一

15、次，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)過(guò)1/p轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。222p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理23 在定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙中建立在定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙中建立以同以同步轉(zhuǎn)速步轉(zhuǎn)速n ns s旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)； 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條構(gòu)成閉合回路；轉(zhuǎn)子導(dǎo)條構(gòu)成閉合回路； 導(dǎo)條切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)導(dǎo)條切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； 導(dǎo)條構(gòu)成閉合回路有導(dǎo)條構(gòu)成閉合回路有感生電流感生電流流過(guò)

16、；流過(guò)； 導(dǎo)條在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中、并流過(guò)感生電導(dǎo)條在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中、并流過(guò)感生電流，必受到流，必受到電磁力電磁力； 所有導(dǎo)條的電磁力所有導(dǎo)條的電磁力合成為電磁轉(zhuǎn)矩合成為電磁轉(zhuǎn)矩； 轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n n，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。5.5.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理右手定則決定電動(dòng)勢(shì)和電流方向左手定則決定電磁力和轉(zhuǎn)矩方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n ns s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流方向：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流方向：N N極下流入、極下流入、S S極下流出極下流出電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩方向：逆電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩方向：逆時(shí)針時(shí)針轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向：逆時(shí)

17、針轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向：逆時(shí)針第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理24 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n為多大？能否與為多大？能否與n ns s相同？能否超過(guò)相同？能否超過(guò)n ns s ？ 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵在于導(dǎo)條受到電磁力的作用在于導(dǎo)條受到電磁力的作用 產(chǎn)生電磁力的條件產(chǎn)生電磁力的條件 導(dǎo)條中有電流流過(guò)導(dǎo)條中有電流流過(guò) 導(dǎo)條中電流來(lái)源導(dǎo)條中電流來(lái)源 導(dǎo)條中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)條中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件 導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)條切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，導(dǎo)條切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而發(fā)生電磁感應(yīng)作用而發(fā)生電磁

18、感應(yīng)作用 結(jié)論：結(jié)論：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n總是略小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步總是略小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n ns s，即與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)“異步異步”地轉(zhuǎn)動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)“異步異步”電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)6.6.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理25 轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n ns s與與n n之差之差結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)差的存在是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的必要條件轉(zhuǎn)差的存在是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的必要條件 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差n ns s-n-n與同步轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速n ns s之比的百分值之比的百分值 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n與轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系：與

19、轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系：100%ssnnsn(1)sns n第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理26討論討論 從異步機(jī)的工作原理看，對(duì)異步機(jī)的結(jié)構(gòu)有何要求？從異步機(jī)的工作原理看，對(duì)異步機(jī)的結(jié)構(gòu)有何要求？ 異步機(jī)的轉(zhuǎn)子如何實(shí)現(xiàn)閉合？異步機(jī)的轉(zhuǎn)子如何實(shí)現(xiàn)閉合？ 異步機(jī)轉(zhuǎn)子的電流是交流還是直流？異步機(jī)轉(zhuǎn)子的電流是交流還是直流？ 對(duì)異步機(jī)轉(zhuǎn)子的相數(shù)是否有要求？對(duì)異步機(jī)轉(zhuǎn)子的相數(shù)是否有要求？27二二 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)剖面圖繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電機(jī)剖面圖 1 1轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 2 2端蓋端蓋 3 3軸承軸承 4 4定子繞組定子繞組 5 5轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵

20、心 6 6定子鐵心定子鐵心 7 7集電環(huán)集電環(huán) 8 8出線(xiàn)盒出線(xiàn)盒第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理28第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理29第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理30 異步電機(jī)的定子由異步電機(jī)的定子由定子鐵心定子鐵心、定子繞組定子繞組和和機(jī)座機(jī)座三部分組成三部分組成 定子鐵心定子鐵心：是異步電機(jī)主磁通磁路的一部分：是異步電機(jī)主磁通磁路的一部分1 1、定子、定子第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理31 定子繞組定子繞組：是異步電機(jī)定子部分的電路：是異步電機(jī)定子部分的電路由許多線(xiàn)圈按

21、一定規(guī)律連接而成，單層或雙層形式由許多線(xiàn)圈按一定規(guī)律連接而成，單層或雙層形式定子沖片定子沖片減少減少旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的渦流損旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的渦流損耗和磁滯損耗耗和磁滯損耗第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理32 機(jī)座：機(jī)座：固定和支撐定子鐵心固定和支撐定子鐵心2 2、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組和和轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸組成。組成。 轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心：也是異步電機(jī)主磁通磁路的一部分。也是異步電機(jī)主磁通磁路的一部分。第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理33 轉(zhuǎn)子繞組：分為鼠籠型和繞線(xiàn)型兩種結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子繞組：分為鼠籠型和繞線(xiàn)型兩

22、種結(jié)構(gòu)。 鼠籠型繞組鼠籠型繞組 繞組可自行閉合，繞組的相數(shù)亦不必限定為三相，籠型繞繞組可自行閉合，繞組的相數(shù)亦不必限定為三相，籠型繞組的各相均由單根導(dǎo)條組成。組的各相均由單根導(dǎo)條組成。 s5%，導(dǎo)條中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不大，無(wú)需對(duì)導(dǎo)條和鐵心絕，導(dǎo)條中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不大，無(wú)需對(duì)導(dǎo)條和鐵心絕緣。因此，籠型繞組可由插入每個(gè)轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩端緣。因此，籠型繞組可由插入每個(gè)轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩端的環(huán)形端環(huán)組成。的環(huán)形端環(huán)組成。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：無(wú)集電環(huán)，又無(wú)絕緣。無(wú)集電環(huán)，又無(wú)絕緣。銅條籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 每一根導(dǎo)條在同一時(shí)間的電勢(shì)是否相同？每一根導(dǎo)條在

23、同一時(shí)間的電勢(shì)是否相同？3435鼠籠型轉(zhuǎn)子鼠籠型轉(zhuǎn)子第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理36 繞線(xiàn)型繞組繞線(xiàn)型繞組 也是一個(gè)對(duì)稱(chēng)三相繞組，接成星形，并接到轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)也是一個(gè)對(duì)稱(chēng)三相繞組，接成星形，并接到轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)集電環(huán)上，再通過(guò)電刷使轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通。集電環(huán)上，再通過(guò)電刷使轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：繞線(xiàn)型轉(zhuǎn)子通過(guò)集電環(huán)和電刷，可以在轉(zhuǎn)子回路中繞線(xiàn)型轉(zhuǎn)子通過(guò)集電環(huán)和電刷，可以在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電阻或其他控制裝置，從而改善電機(jī)的起動(dòng)性能接入附加電阻或其他控制裝置，從而改善電機(jī)的起動(dòng)性能或調(diào)速特性。或調(diào)速特性。第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電

24、動(dòng)機(jī)的工作原理37繞線(xiàn)型轉(zhuǎn)子繞線(xiàn)型轉(zhuǎn)子第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理38 氣隙大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)性能的影響：氣隙大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)性能的影響： 氣隙大氣隙大磁阻大磁阻大勵(lì)磁電流大勵(lì)磁電流大電機(jī)的功率因數(shù)變壞；電機(jī)的功率因數(shù)變壞； 氣隙大氣隙大磁阻大磁阻大減少氣隙磁場(chǎng)諧波含量減少氣隙磁場(chǎng)諧波含量減少附加損減少附加損耗，且改善起動(dòng)性能。耗，且改善起動(dòng)性能。 應(yīng)綜合考慮，一般異步電動(dòng)機(jī)的氣隙以較小為宜應(yīng)綜合考慮，一般異步電動(dòng)機(jī)的氣隙以較小為宜3 3、氣隙、氣隙第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理案例案例 1.單相繞組通以單相交流電，產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)；那單

25、相繞組通以單相交流電，產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)；那么能分析脈振磁場(chǎng)與圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的關(guān)系？么能分析脈振磁場(chǎng)與圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的關(guān)系？ 2.異步電動(dòng)機(jī)有哪些運(yùn)行狀態(tài)？這些運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)有哪些運(yùn)行狀態(tài)？這些運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)差率的取值范圍多大？差率的取值范圍多大？ 3.異步機(jī)旋轉(zhuǎn)方向改變的方法。異步機(jī)旋轉(zhuǎn)方向改變的方法。 4.異步電動(dòng)機(jī)定子電流估計(jì)的方式。異步電動(dòng)機(jī)定子電流估計(jì)的方式。 5.異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載增大異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載增大時(shí)時(shí)，定子電流是否發(fā)生變，定子電流是否發(fā)生變化？化？39例例6-16-1 有一臺(tái)有一臺(tái)50Hz的三相的三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，空載轉(zhuǎn)差率為空載轉(zhuǎn)差率為0.267%0.267%

26、，額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為 求該電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)、同步轉(zhuǎn)求該電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)速以及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。速、空載轉(zhuǎn)速以及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。min/ r730Nn額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速16060 503000sfnppp考慮本題的額定轉(zhuǎn)速考慮本題的額定轉(zhuǎn)速750r/minsn 4p極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)空載轉(zhuǎn)速空載轉(zhuǎn)速0(1)750(1 0.267%)r/min748r/minssnns NNN750730100%100%2.67%750snnsn41 根據(jù)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率的不同，異步電機(jī)分根據(jù)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率的不同，異步電機(jī)分別對(duì)應(yīng)于三種不同的運(yùn)行狀態(tài)：別對(duì)應(yīng)于三種不同的運(yùn)行狀態(tài)： 電動(dòng)

27、機(jī)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)0nn0nns s或或0s10s00，發(fā)出機(jī)械功率，發(fā)出機(jī)械功率 定子側(cè)定子側(cè)：吸收電功率：吸收電功率 吸收電功率吸收電功率發(fā)出機(jī)械功率發(fā)出機(jī)械功率電動(dòng)電動(dòng)機(jī)機(jī)7.7.三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理42 發(fā)電機(jī)狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)nnnns s或或s0s0 轉(zhuǎn)子側(cè)：轉(zhuǎn)子側(cè)：T Te e與與n n反向，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，反向，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，T Te e00，吸收機(jī)械功率，吸收機(jī)械功率 定子側(cè)：定子側(cè)：發(fā)出電功率發(fā)出電功率 吸收機(jī)械功率吸收機(jī)械功率發(fā)出電功率發(fā)出電功率發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 電磁制動(dòng)狀態(tài)電磁制動(dòng)狀態(tài)n0n1s1

28、轉(zhuǎn)子側(cè)：轉(zhuǎn)子側(cè)：TeTe與與n n反向，反向，TeTe為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，TeTe00，吸收機(jī)械功率，吸收機(jī)械功率 定子側(cè)：定子側(cè)：吸收電功率吸收電功率 吸收電功率吸收電功率+ +吸收機(jī)械功率吸收機(jī)械功率轉(zhuǎn)子電阻熱轉(zhuǎn)子電阻熱損耗損耗電磁制動(dòng)狀態(tài)電磁制動(dòng)狀態(tài)第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理43 異步電機(jī)三種運(yùn)行狀態(tài)對(duì)比：異步電機(jī)三種運(yùn)行狀態(tài)對(duì)比：第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理44銘牌數(shù)據(jù)：銘牌數(shù)據(jù)：額定功率：額定功率：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)輸出的機(jī)械功率，電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)輸出的機(jī)械功率，kW額定電壓：額定電壓：額定運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)加

29、在定子繞組的線(xiàn)電壓，額定運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)加在定子繞組的線(xiàn)電壓，V額定電流：額定電流：電動(dòng)機(jī)在額定電壓下使用，輸出額定功率時(shí)，定子繞組中的線(xiàn)電動(dòng)機(jī)在額定電壓下使用，輸出額定功率時(shí)，定子繞組中的線(xiàn)電流，電流，A額定頻率：額定頻率：我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率50Hz額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率及額定功率下的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率及額定功率下的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min此外，還標(biāo)明有相數(shù)與接法、絕緣等級(jí)、運(yùn)行溫升、額定效率、額定功率此外，還標(biāo)明有相數(shù)與接法、絕緣等級(jí)、運(yùn)行溫升、額定效率、額定功率因數(shù)等；對(duì)繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，還標(biāo)明有額定電動(dòng)勢(shì)、額定電流等。因

30、數(shù)等；對(duì)繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，還標(biāo)明有額定電動(dòng)勢(shì)、額定電流等。3cos3cosNNNNNPUIU I第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理45 例例6-2 一臺(tái)三相繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：一臺(tái)三相繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：e 7.5，e 380，e 0.87，e0.85，e 1440轉(zhuǎn)分，轉(zhuǎn)分，fe50Hz。在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，空載損耗。在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，空載損耗等于等于1KW。求在額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)：。求在額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)： 同步轉(zhuǎn)速和極對(duì)數(shù)。同步轉(zhuǎn)速和極對(duì)數(shù)。額定電流額定電流Ie，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率Se46第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組

31、交流電機(jī)的共同理論問(wèn)題交流電機(jī)的共同理論問(wèn)題三相交流繞組的三相交流繞組的繞組結(jié)構(gòu)繞組結(jié)構(gòu)三相交流繞組產(chǎn)生的三相交流繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)動(dòng)分析磁勢(shì)動(dòng)分析三相交流繞組產(chǎn)生的三相交流繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分析對(duì)定子三相繞組的要求對(duì)定子三相繞組的要求通入三相交流電所建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一定的極數(shù)、通入三相交流電所建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一定的極數(shù)、大小，在空間呈正弦波分布大小，在空間呈正弦波分布旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在繞組本身中所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)也是對(duì)稱(chēng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在繞組本身中所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)也是對(duì)稱(chēng)的47l 電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的勢(shì)波形要盡量接近正弦波，諧波含量要盡量小。l 三相繞組的電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)要對(duì)稱(chēng)，電阻、電抗要平衡。l

32、繞組利用率要高。在繞組用銅量一定時(shí)，要獲得較大的基波電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)；在電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)要求一定時(shí)，用銅量要節(jié)省，銅耗要小。l 絕緣可靠，機(jī)械強(qiáng)度高，散熱條件好，制造方便。48按繞法分類(lèi)疊繞組、波繞組按槽內(nèi)層數(shù)分類(lèi)單層繞組、雙層繞組按相數(shù)分類(lèi)單相繞組、三相繞組、多相繞組按每極每相槽數(shù)分類(lèi)整數(shù)槽繞組、分?jǐn)?shù)槽繞組49A相軸相軸CABZYXB相軸相軸C相軸相軸ABC5051節(jié)距節(jié)距y1=：整距線(xiàn)圈：整距線(xiàn)圈節(jié)距節(jié)距y1：長(zhǎng)距線(xiàn)圈：長(zhǎng)距線(xiàn)圈疊繞組線(xiàn)圈疊繞組線(xiàn)圈波繞組線(xiàn)圈波繞組線(xiàn)圈y1y152多匝線(xiàn)圈多匝線(xiàn)圈單匝線(xiàn)圈單匝線(xiàn)圈散散嵌嵌線(xiàn)線(xiàn)圈圈成成型型線(xiàn)線(xiàn)圈圈531個(gè)線(xiàn)圈個(gè)線(xiàn)圈(Nc匝匝)1個(gè)線(xiàn)圈組個(gè)線(xiàn)圈組(q

33、個(gè)線(xiàn)圈個(gè)線(xiàn)圈)1相繞組相繞組(2p個(gè)線(xiàn)圈組個(gè)線(xiàn)圈組)單匝線(xiàn)圈單匝線(xiàn)圈(2根導(dǎo)體根導(dǎo)體)1根導(dǎo)體根導(dǎo)體AXNc=4q=32p=21相繞組總匝數(shù)相繞組總匝數(shù)2pqNc極相組極相組54一、交流繞組的一些基本知識(shí)和基本量一、交流繞組的一些基本知識(shí)和基本量1 1、電角度與機(jī)械角度、電角度與機(jī)械角度電角度電角度= p機(jī)械角度機(jī)械角度 電機(jī)圓周在幾何上為電機(jī)圓周在幾何上為360o，該角度稱(chēng)為該角度稱(chēng)為機(jī)械角度機(jī)械角度 從電磁角度看，一對(duì)從電磁角度看，一對(duì)N、S極構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng)周期，即極構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng)周期，即一對(duì)磁極占有的空間為一對(duì)磁極占有的空間為360o電角度電角度 電機(jī)的極對(duì)數(shù)為電機(jī)的極對(duì)數(shù)為p時(shí)，電機(jī)時(shí)，電

34、機(jī)圓周按電角度計(jì)算就為圓周按電角度計(jì)算就為p360o，而機(jī)械角度總是，而機(jī)械角度總是360o，即：，即：第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組552 2、線(xiàn)圈、線(xiàn)圈 組成交流繞組的組成交流繞組的基本單元基本單元是線(xiàn)圈是線(xiàn)圈 線(xiàn)圈可以分為線(xiàn)圈可以分為單匝單匝線(xiàn)圈和線(xiàn)圈和多匝多匝線(xiàn)圈線(xiàn)圈 線(xiàn)圈有兩個(gè)引出線(xiàn)，一個(gè)叫線(xiàn)圈有兩個(gè)引出線(xiàn)，一個(gè)叫首端首端，另一個(gè)叫，另一個(gè)叫末端末端第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組563 3、節(jié)距、節(jié)距y y1 1 一個(gè)線(xiàn)圈的兩個(gè)邊所跨定子圓周上的距離稱(chēng)為一個(gè)線(xiàn)圈的兩個(gè)邊所跨定子圓周上的距離稱(chēng)為節(jié)距節(jié)距，用，用y1表示，一

35、般用表示，一般用槽數(shù)槽數(shù)計(jì)算。計(jì)算。 節(jié)距應(yīng)接近極距節(jié)距應(yīng)接近極距y1=整距繞組整距繞組y1長(zhǎng)距繞組長(zhǎng)距繞組 常用常用的是整距和短距繞組的是整距和短距繞組第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組574 4、槽距角、槽距角 相鄰槽之間的電角度稱(chēng)為相鄰槽之間的電角度稱(chēng)為槽距角槽距角，用，用表示表示 若若Q1為定子槽數(shù)、為定子槽數(shù)、p為極對(duì)數(shù)，則槽距角：為極對(duì)數(shù)，則槽距角：1360pQ 圖例中，圖例中，Q1=36機(jī)械角：機(jī)械角：槽距角：槽距角：113603601036Q13602 3602036pQ第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組585 5、每極每

36、相槽數(shù)、每極每相槽數(shù)q q 每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)每一個(gè)極下每相繞組所占的槽數(shù)，用每一個(gè)極下每相繞組所占的槽數(shù)，用q表示表示 若若Q1為定子槽數(shù)、為定子槽數(shù)、p為極對(duì)數(shù)、為極對(duì)數(shù)、m為相數(shù)，則：為相數(shù)，則： 三相繞組中三相繞組中與與q之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：12Qqpm13603603606022 3ppQpmqqq 第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組596 6、相帶、相帶 相帶相帶每個(gè)極距內(nèi)屬于同一相的槽所占有的連續(xù)區(qū)域，每個(gè)極距內(nèi)屬于同一相的槽所占有的連續(xù)區(qū)域，用電角度表示用電角度表示 一般的三相異步電動(dòng)機(jī)中都采用一般的三相異步電動(dòng)機(jī)中都采用60o相帶繞組相帶

37、繞組 60o相帶繞組相帶繞組 三相繞組每個(gè)極距內(nèi)共有三三相繞組每個(gè)極距內(nèi)共有三個(gè)相帶；個(gè)相帶； 每個(gè)極距為每個(gè)極距為180o電角度；電角度； 則每個(gè)相帶為則每個(gè)相帶為60o電角度；電角度； 每相繞組的所有相帶均相隔每相繞組的所有相帶均相隔一個(gè)極距。一個(gè)極距。第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組60二、交流繞組的基本要求和構(gòu)成原則二、交流繞組的基本要求和構(gòu)成原則1 1、基本要求、基本要求 必須形成規(guī)定的必須形成規(guī)定的磁場(chǎng)極數(shù)磁場(chǎng)極數(shù)； 多相繞組必須多相繞組必須對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)，不僅要求，不僅要求m相繞組的匝數(shù)、跨距、以相繞組的匝數(shù)、跨距、以及在圓周上的分布情況相同，而且及在圓周

38、上的分布情況相同，而且m相繞組的軸線(xiàn)在空間相繞組的軸線(xiàn)在空間上互差上互差360o/m電角度；電角度； 力求繞組磁場(chǎng)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)接近力求繞組磁場(chǎng)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)接近正弦波正弦波，因此采用分布繞，因此采用分布繞組和短距繞組；組和短距繞組； 力求繞組力求繞組磁場(chǎng)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大磁場(chǎng)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，因此線(xiàn)圈跨距應(yīng)盡可能，因此線(xiàn)圈跨距應(yīng)盡可能接近極距、且對(duì)于三相繞組盡可能采用接近極距、且對(duì)于三相繞組盡可能采用60o相帶；相帶； 用銅省；下線(xiàn)方便；強(qiáng)度好。用銅省；下線(xiàn)方便；強(qiáng)度好。第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組612 2、構(gòu)成原則、構(gòu)成原則 均勻原則：均勻原則：每個(gè)極域內(nèi)的槽

39、數(shù)（線(xiàn)圈數(shù)）要相等，各相繞每個(gè)極域內(nèi)的槽數(shù)（線(xiàn)圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個(gè)極域內(nèi)所占的槽數(shù)應(yīng)相等。組在每個(gè)極域內(nèi)所占的槽數(shù)應(yīng)相等。每極槽數(shù)用極距每極槽數(shù)用極距表示表示 每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q 對(duì)稱(chēng)原則：對(duì)稱(chēng)原則：三相繞組的結(jié)構(gòu)完全一樣，但在電機(jī)的圓周空三相繞組的結(jié)構(gòu)完全一樣，但在電機(jī)的圓周空間互相錯(cuò)開(kāi)間互相錯(cuò)開(kāi)120o電角度。電角度。如槽距角為如槽距角為，則相鄰兩相錯(cuò)開(kāi)的槽數(shù)為，則相鄰兩相錯(cuò)開(kāi)的槽數(shù)為120o/ 電勢(shì)相加原則：電勢(shì)相加原則：線(xiàn)圈兩個(gè)邊的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該相加，線(xiàn)圈線(xiàn)圈兩個(gè)邊的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該相加，線(xiàn)圈與線(xiàn)圈之間的連接也應(yīng)符合這一原則。與線(xiàn)圈之間的連接也應(yīng)符合這一原則。如線(xiàn)圈的一個(gè)

40、邊在如線(xiàn)圈的一個(gè)邊在N極下，則另一個(gè)邊應(yīng)在極下，則另一個(gè)邊應(yīng)在S極下極下第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組62三、交流繞組的排列和連接三、交流繞組的排列和連接 為便于說(shuō)明，假設(shè)給定電機(jī)極數(shù)為便于說(shuō)明，假設(shè)給定電機(jī)極數(shù)2p=4，槽數(shù)，槽數(shù)Q1=241 1、極距計(jì)算、極距計(jì)算12Qp 對(duì)于對(duì)于2p=4、Q1=24，則，則=62 2、線(xiàn)圈中的電流方向、線(xiàn)圈中的電流方向兩極磁兩極磁動(dòng)勢(shì)圖動(dòng)勢(shì)圖四極磁四極磁動(dòng)勢(shì)圖動(dòng)勢(shì)圖 要求：要求：在相鄰在相鄰極距內(nèi)屬于同極距內(nèi)屬于同一相繞組，而一相繞組，而相鄰一個(gè)極距相鄰一個(gè)極距的線(xiàn)圈邊中電的線(xiàn)圈邊中電流方向相反流方向相反第二節(jié)第二節(jié) 三相

41、異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組633 3、確定相帶、確定相帶 按對(duì)稱(chēng)性要求，每相繞組占有相等的槽數(shù)按對(duì)稱(chēng)性要求，每相繞組占有相等的槽數(shù)Q1/m； 每相繞組按極距對(duì)稱(chēng)而均勻地分組分布，每個(gè)極距內(nèi)一個(gè)每相繞組按極距對(duì)稱(chēng)而均勻地分組分布，每個(gè)極距內(nèi)一個(gè)線(xiàn)圈組，每個(gè)組槽數(shù)即為線(xiàn)圈組，每個(gè)組槽數(shù)即為q=Q1/2pm； 對(duì)于對(duì)于Q1=24、m=3、2p=4，則，則q=2，即每個(gè)相帶占據(jù)，即每個(gè)相帶占據(jù)2個(gè)槽、個(gè)槽、對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于60o電角度。電角度。4 4、畫(huà)定子槽的展開(kāi)圖、畫(huà)定子槽的展開(kāi)圖確定相帶和應(yīng)有的電流相對(duì)方向確定相帶和應(yīng)有的電流相對(duì)方向單層一相繞組的一種連接方法單層一相繞組的一種連接

42、方法第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組64三相繞組排列和連接的一般方法歸納為：三相繞組排列和連接的一般方法歸納為：計(jì)算極距計(jì)算極距；計(jì)算每極每相槽數(shù)計(jì)算每極每相槽數(shù)q；劃分相帶；劃分相帶；組成線(xiàn)圈組組成線(xiàn)圈組按極性對(duì)電流方向的要求分別構(gòu)成一相繞組按極性對(duì)電流方向的要求分別構(gòu)成一相繞組第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組65四、三相單層繞組四、三相單層繞組 特點(diǎn)：特點(diǎn)：?jiǎn)螌永@組的每一個(gè)槽內(nèi)只有一個(gè)線(xiàn)圈邊，整個(gè)繞組單層繞組的每一個(gè)槽內(nèi)只有一個(gè)線(xiàn)圈邊，整個(gè)繞組的線(xiàn)圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。的線(xiàn)圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。 假設(shè)假設(shè)Q1=24槽、槽、m=3相

43、、相、2p=4極，說(shuō)明單層繞組構(gòu)成極，說(shuō)明單層繞組構(gòu)成1 1、計(jì)算極距、計(jì)算極距124622 2Qp2 2、計(jì)算每極每相槽數(shù)、計(jì)算每極每相槽數(shù)124222 2 3Qqpm 分極：分極：將總槽數(shù)按給定極數(shù)將總槽數(shù)按給定極數(shù)均勻分開(kāi)均勻分開(kāi) 分相：分相：將每個(gè)極域槽數(shù)按給將每個(gè)極域槽數(shù)按給定相數(shù)均勻分開(kāi)，三相在空定相數(shù)均勻分開(kāi)，三相在空間錯(cuò)開(kāi)間錯(cuò)開(kāi)120o電角度電角度第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組663 3、劃分相帶、劃分相帶 相帶槽號(hào)AZBXCY第一對(duì)極1,23,45,67,89,1011,12第二對(duì)極13,1415,1617,1819,2021,2223,24第

44、二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組674 4、組成線(xiàn)圈組、組成線(xiàn)圈組 將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)線(xiàn)圈邊連成一個(gè)線(xiàn)圈，將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)線(xiàn)圈邊連成一個(gè)線(xiàn)圈，共有共有q q個(gè)線(xiàn)圈個(gè)線(xiàn)圈 將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的將一對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的q q個(gè)線(xiàn)圈連成一個(gè)線(xiàn)圈組，共個(gè)線(xiàn)圈連成一個(gè)線(xiàn)圈組，共有有p p個(gè)線(xiàn)圈組個(gè)線(xiàn)圈組 以上連接應(yīng)符合以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則電勢(shì)相加原則第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組685 5、連相繞組、連相繞組 將屬于同一相的將屬于同一相的p p個(gè)線(xiàn)圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端個(gè)線(xiàn)圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾

45、端 串聯(lián)與并聯(lián)：串聯(lián)與并聯(lián)： 電勢(shì)相加原則電勢(shì)相加原則 最大并聯(lián)支路數(shù)：最大并聯(lián)支路數(shù)： a=p第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組69 將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組 Y接法或接法或接法接法 等元件式整距疊繞組等元件式整距疊繞組 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：端接部分重疊層數(shù)較多端接部分重疊層數(shù)較多 由于所形成的磁動(dòng)勢(shì)僅與線(xiàn)圈邊中的電流方向有關(guān)，而與由于所形成的磁動(dòng)勢(shì)僅與線(xiàn)圈邊中的電流方向有關(guān)，而與線(xiàn)圈邊連接次序無(wú)關(guān)，可改成線(xiàn)圈邊連接次序無(wú)關(guān)，可改成同心式繞組同心式繞組第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組70

46、 同心式繞組同心式繞組 特點(diǎn)：特點(diǎn)：線(xiàn)圈組中各線(xiàn)圈節(jié)距不等，各線(xiàn)圈軸線(xiàn)重合線(xiàn)圈組中各線(xiàn)圈節(jié)距不等，各線(xiàn)圈軸線(xiàn)重合第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組71五、三相雙層繞組五、三相雙層繞組 特點(diǎn)：特點(diǎn)：整個(gè)繞組的線(xiàn)圈數(shù)等于總槽數(shù)。整個(gè)繞組的線(xiàn)圈數(shù)等于總槽數(shù)。 仍假設(shè)仍假設(shè)Q1=24槽、槽、m=3相、相、2p=4極，說(shuō)明雙層疊繞組構(gòu)成極，說(shuō)明雙層疊繞組構(gòu)成1 1、計(jì)算極距、計(jì)算極距124622 2Qp2 2、計(jì)算每極每相槽數(shù)、計(jì)算每極每相槽數(shù)124222 2 3Qqpm 分極：分極：將總槽數(shù)按給定極數(shù)將總槽數(shù)按給定極數(shù)均勻分開(kāi)均勻分開(kāi) 分相：分相：將每個(gè)極域槽數(shù)按給將每個(gè)極

47、域槽數(shù)按給定相數(shù)均勻分開(kāi)，三相在空定相數(shù)均勻分開(kāi)，三相在空間錯(cuò)開(kāi)間錯(cuò)開(kāi)120o電角度電角度第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組723 3、劃分相帶、劃分相帶 雙層繞組應(yīng)對(duì)每層線(xiàn)圈邊確定其所屬相帶雙層繞組應(yīng)對(duì)每層線(xiàn)圈邊確定其所屬相帶 通常用上層線(xiàn)圈邊的分相作為代表，稱(chēng)為通常用上層線(xiàn)圈邊的分相作為代表，稱(chēng)為槽的分相槽的分相 按照繞組節(jié)距按照繞組節(jié)距y1，下層線(xiàn)圈邊的分相隨即自動(dòng)確定，下層線(xiàn)圈邊的分相隨即自動(dòng)確定 相帶槽號(hào)AZBXCY第一對(duì)極1,23,45,67,89,1011,12第二對(duì)極13,1415,1617,1819,2021,2223,24第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電

48、動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組734 4、組成線(xiàn)圈組：、組成線(xiàn)圈組：將同一極域內(nèi)屬于同一相的上層邊與相隔y1的下層邊連成一個(gè)線(xiàn)圈，共有q個(gè)線(xiàn)圈線(xiàn)圈邊之間的距離取決于選定的節(jié)距y1將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線(xiàn)圈連成一個(gè)線(xiàn)圈組，共有2p個(gè)線(xiàn)圈組以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則y1=6第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組745 5、連相繞組：、連相繞組： 將屬于同一相的將屬于同一相的2p個(gè)線(xiàn)圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端個(gè)線(xiàn)圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端 串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)與并聯(lián)電勢(shì)相加原則電勢(shì)相加原則 最大并聯(lián)支路數(shù)最大并聯(lián)支路數(shù) a=2p 按照同樣方法構(gòu)造其他兩相按照同

49、樣方法構(gòu)造其他兩相 將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組A相繞組連相繞組連接接第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組三相異步電動(dòng)機(jī)定子的繞組75 相數(shù)：m=3 槽數(shù)：Q=36 極數(shù)：2p=4 極距：=Q/2p=9（槽） 每極每相槽數(shù)：q=Q/2mp=/m=3（槽） 機(jī)械角度：實(shí)際幾何角度 電角度：電角度=p機(jī)械角度 槽距機(jī)械角度：0=360/Q=10 槽距電角度：=p360/Q=2076相帶：每極下每相所占的區(qū)域。將360度圓周分成六等分，每等分占60度，稱(chēng)為60度相帶。這種分法可以保證三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱(chēng)，且合成電動(dòng)勢(shì)較大，是常用的方法。也可以將36

50、0度圓周分成三等分，每等分占120度，稱(chēng)為120度相帶，但這種分法獲得的電動(dòng)勢(shì)較小，不常用。槽電動(dòng)勢(shì)星形圖：把電樞上各槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用矢量表示，所構(gòu)成的星狀圖。77AZBXCY60相帶繞組相帶繞組7860相帶繞組相帶繞組120相帶繞組相帶繞組79 已知： 相數(shù)：m=3 槽數(shù)：Q=36 極數(shù)：2p=4 極距：=9 節(jié)距：y1=8 每極每相槽數(shù)：q=3 槽距電角度：=20 求： 畫(huà)出三相雙層疊繞組展開(kāi)圖80畫(huà)出電樞鐵心與36個(gè)定子槽（可選）。l畫(huà)出槽電動(dòng)勢(shì)畫(huà)出槽電動(dòng)勢(shì)星形圖，按星形圖，按60度相帶度相帶分相分相。8182XAA1231011121920212829301011121232829

51、30192021AXXa=1電壓高電流小電壓高電流小a=2a=4電壓低電流大電壓低電流大每條并聯(lián)支路總匝數(shù)每條并聯(lián)支路總匝數(shù)N2pqNc /a101112123282930192021838485第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小、波形、其他屬性旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小、波形、其他屬性 磁動(dòng)勢(shì)分析：磁動(dòng)勢(shì)分析： 線(xiàn)圈線(xiàn)圈線(xiàn)圈組線(xiàn)圈組一個(gè)相繞組一個(gè)相繞組三個(gè)相繞組三個(gè)相繞組定子磁動(dòng)勢(shì)及磁場(chǎng)定子磁動(dòng)勢(shì)及磁場(chǎng)86一、單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)脈振磁動(dòng)勢(shì)脈振磁動(dòng)勢(shì) 2極整距

52、線(xiàn)圈的磁動(dòng)勢(shì)極整距線(xiàn)圈的磁動(dòng)勢(shì)：在空間分布是一個(gè)矩形波，周期為：在空間分布是一個(gè)矩形波，周期為兩個(gè)極距兩個(gè)極距2，幅值為磁回路所圍全電流的一半，幅值為磁回路所圍全電流的一半Nyiy/2 設(shè)交流電流：設(shè)交流電流： 則產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)分布矩形波幅值為：則產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)分布矩形波幅值為：1、整距線(xiàn)圈的磁動(dòng)勢(shì)、整距線(xiàn)圈的磁動(dòng)勢(shì)2 cosiIt12( , )cos22yyyfx tN iN Itx第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)t=0,i=Imt=90,i=0t=180, i=-ImtINiNtxfyyycos2221),( 整距線(xiàn)圈所形成的整距線(xiàn)

53、圈所形成的磁動(dòng)勢(shì)在任何瞬時(shí)，空磁動(dòng)勢(shì)在任何瞬時(shí)，空間的分布總是一個(gè)矩形間的分布總是一個(gè)矩形波。波。88 磁動(dòng)勢(shì)幅值是時(shí)間的函數(shù)，大小隨電流變化：磁動(dòng)勢(shì)幅值是時(shí)間的函數(shù)，大小隨電流變化： t=0，i=Im，磁動(dòng)勢(shì)幅值達(dá)最大值，磁動(dòng)勢(shì)幅值達(dá)最大值Fym； t=90o，i=0，磁動(dòng)勢(shì)幅值為零；，磁動(dòng)勢(shì)幅值為零； t90o，i0，磁動(dòng)勢(shì)隨之改變方向。，磁動(dòng)勢(shì)隨之改變方向。 這種從空間上看位置固定，從時(shí)間上看大小在正負(fù)最大值這種從空間上看位置固定，從時(shí)間上看大小在正負(fù)最大值之間變化的磁動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為之間變化的磁動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為脈振磁動(dòng)勢(shì)脈振磁動(dòng)勢(shì) 脈振的頻率脈振的頻率就是交流電流的頻率就是交流電流的頻率x第三節(jié)第

54、三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)89 4極整距線(xiàn)圈的磁動(dòng)勢(shì)：極整距線(xiàn)圈的磁動(dòng)勢(shì)：與與2極情況完全相同，磁動(dòng)勢(shì)分布極情況完全相同，磁動(dòng)勢(shì)分布波形的周期數(shù)增加為波形的周期數(shù)增加為p倍倍結(jié)論：結(jié)論：異步電動(dòng)機(jī)一個(gè)整距線(xiàn)圈磁動(dòng)勢(shì)分布和大小變化的規(guī)異步電動(dòng)機(jī)一個(gè)整距線(xiàn)圈磁動(dòng)勢(shì)分布和大小變化的規(guī)律是，在空間按矩形波分布，大小隨時(shí)間作正弦變化。律是，在空間按矩形波分布，大小隨時(shí)間作正弦變化。第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)90 應(yīng)用應(yīng)用傅氏級(jí)數(shù)傅氏級(jí)數(shù)將按矩形分布的磁動(dòng)勢(shì)波進(jìn)行分解將按矩形分布

55、的磁動(dòng)勢(shì)波進(jìn)行分解 由于由于磁動(dòng)勢(shì)分布對(duì)橫軸的對(duì)稱(chēng)性磁動(dòng)勢(shì)分布對(duì)橫軸的對(duì)稱(chēng)性，即，即f(x)=-f(x+)，因此矩，因此矩形波分解后形波分解后僅含有奇次諧波僅含有奇次諧波； 又由于又由于磁動(dòng)勢(shì)分布對(duì)縱軸的對(duì)稱(chēng)性磁動(dòng)勢(shì)分布對(duì)縱軸的對(duì)稱(chēng)性，即，即f(x)=f(-x)，因此矩，因此矩形波分解后形波分解后僅含有余弦項(xiàng)僅含有余弦項(xiàng)； 基波幅值基波幅值是矩形波幅值的是矩形波幅值的4/倍，倍， （奇數(shù)）次（奇數(shù)）次諧波幅值諧波幅值是是基波幅值的基波幅值的1/倍。倍。 按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的磁動(dòng)勢(shì)幅值為：按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的磁動(dòng)勢(shì)幅值為：135( )coscos3cos5ymyyyFxFxFxFx142sin,1,

56、3,5,22yvyFN Ivvv 其中，其中，第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)91 一個(gè)整距線(xiàn)圈所產(chǎn)生的脈振磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為：一個(gè)整距線(xiàn)圈所產(chǎn)生的脈振磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為：( , )( )cos4211coscos3cos5cos235110.9coscos3cos5cos35yymyyfx tFxtN IxxxtN Ixxxt把以把以2 2為周期的為周期的矩形磁動(dòng)勢(shì)波用傅矩形磁動(dòng)勢(shì)波用傅氏級(jí)數(shù)分解氏級(jí)數(shù)分解第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)92 組成線(xiàn)圈組的線(xiàn)圈，相互組成線(xiàn)圈組的

57、線(xiàn)圈，相互間隔一個(gè)槽距角間隔一個(gè)槽距角，且是，且是串聯(lián)的串聯(lián)的2、線(xiàn)圈組的磁動(dòng)勢(shì)、線(xiàn)圈組的磁動(dòng)勢(shì) 整距線(xiàn)圈的線(xiàn)圈組磁動(dòng)勢(shì)整距線(xiàn)圈的線(xiàn)圈組磁動(dòng)勢(shì) 以以q=3q=3的單層整距線(xiàn)圈組為例：的單層整距線(xiàn)圈組為例： 每個(gè)整距線(xiàn)圈形成一個(gè)矩形磁動(dòng)勢(shì)波，共每個(gè)整距線(xiàn)圈形成一個(gè)矩形磁動(dòng)勢(shì)波，共3 3個(gè)個(gè) 3 3個(gè)矩形波的幅值都相同，在空間彼此間隔個(gè)矩形波的幅值都相同，在空間彼此間隔電角度電角度 每個(gè)矩形波都可分解為基波及一系列奇次諧波：基波相加，每個(gè)矩形波都可分解為基波及一系列奇次諧波：基波相加，得到基波合成磁動(dòng)勢(shì)；各次諧波相加，得到各次諧波合成得到基波合成磁動(dòng)勢(shì)；各次諧波相加，得到各次諧波合成磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)

58、逐點(diǎn)相加法；矢量相加法逐點(diǎn)相加法；矢量相加法第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)93 整距線(xiàn)圈的線(xiàn)圈組基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值計(jì)算：整距線(xiàn)圈的線(xiàn)圈組基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值計(jì)算：各線(xiàn)圈磁動(dòng)勢(shì)波合成磁動(dòng)勢(shì)的基波12 sin2qqFR12 sin2yFR 每個(gè)基波磁動(dòng)勢(shì)幅值每個(gè)基波磁動(dòng)勢(shì)幅值 基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)94 單層整距線(xiàn)圈組的單層整距線(xiàn)圈組的基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值基波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值為：為： k kq1q1稱(chēng)為基波磁動(dòng)勢(shì)的稱(chēng)為基波磁動(dòng)勢(shì)的分布

59、因數(shù)分布因數(shù)： 它表示同樣匝數(shù)分布繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)，比有同樣匝數(shù)集它表示同樣匝數(shù)分布繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)，比有同樣匝數(shù)集中繞組（中繞組（q q個(gè)線(xiàn)圈集中在一個(gè)槽內(nèi)）的基波磁動(dòng)勢(shì)，所減個(gè)線(xiàn)圈集中在一個(gè)槽內(nèi)）的基波磁動(dòng)勢(shì)，所減小的系數(shù)。顯然，小的系數(shù)。顯然，k kq1q111。11111sin4222sin2qyyqyqqFqFqF kqN Ikq1sin2sin2qqkq第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)95 單層整距線(xiàn)圈組的高次諧波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值為：?jiǎn)螌诱嗑€(xiàn)圈組的高次諧波合成磁動(dòng)勢(shì)幅值為： kqv稱(chēng)為稱(chēng)為v次諧波磁動(dòng)勢(shì)的分布因數(shù)：次諧波

60、磁動(dòng)勢(shì)的分布因數(shù)： 它表示同樣匝數(shù)分布繞組的高次諧波磁動(dòng)勢(shì)，比有同樣匝它表示同樣匝數(shù)分布繞組的高次諧波磁動(dòng)勢(shì)，比有同樣匝數(shù)集中繞組（數(shù)集中繞組（q個(gè)線(xiàn)圈集中在一個(gè)槽內(nèi)）的高次諧波磁動(dòng)個(gè)線(xiàn)圈集中在一個(gè)槽內(nèi)）的高次諧波磁動(dòng)勢(shì)，所減小的系數(shù)。顯然，勢(shì)，所減小的系數(shù)。顯然，kqv1。1 422qvyvqvyqvFqF kqN Ikvsin2sin2qvqvkvq第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)96 例例4-24-2 一臺(tái)一臺(tái)4 4極三相異步電動(dòng)機(jī)，定子槽數(shù)為極三相異步電動(dòng)機(jī)，定子槽數(shù)為3636，計(jì)算其基波和計(jì)算其基波和5 5次、次、7 7次