转子:转子是由转子铁心和力矩输出轴组成。转子铁心是圆柱状,也用硅钢片叠成,表面冲有槽。铁心装在转轴上,轴用以输出机械力矩。
2、电动机旋转实验
三相异步电动机接上电源,就会转动。这是什么原理呢?为了说明这个转动原理,我们先看一个演示。
下图所示的是一个装有手柄的蹄形磁铁,磁极间放有一个可以自由转动的、由铜条组成的转子。铜条两端分别用铜环联接起来,形似鼠笼,作为鼠笼式转子。磁极和转子之间没有机械联系。当我们摇动磁极时,发现转子跟着磁极一起转动。摇得快,转子转得也快;摇得慢,转得也慢;反摇,转子马上反转。
从这一演示得出两点启示:第一、有一个旋转的磁场;第二、转子跟着磁场转动。异步电动机转子转动的原理是与上述演示相似的。那么,在三相异步电动机中,磁场从何而来,又怎么还会旋转呢?下面就首先来讨论这个问题。 3、电动机内旋转磁场的产生
三相异步电动机的定子铁心中放有三相对称绕组AX,BY和CZ。设将三相绕组联接成星形,接在三相电源上,绕组中便通入三相对称电流其波形如下图所示。取绕组始端
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到末端的方向作为电流的参考方向。在电流的正半周时,其值为正,其实际方向与参考方向一致;在负半周时,其值为负,其实际方向与参考方向相反。
定子铁心和定子绕组并不转动,定子绕组中的三相电流随着时间和相位的变化,三相磁势相加便形成了旋转的磁场。
旋转的定子磁场在切割转子导条时,会在转子绕组中感应出一个转子磁场,引起转子旋转。由于感应励磁场的需要,转子的转速总是比定子磁场的转速稍慢,有一个转差,这就是感应异步电动机名称的来历。
如果转子是一个永磁体或是一个由转子励磁绕组产生的恒定磁场,那么转子的转速就与定子磁场的转速同步,就形成同步电机。
三相电流产生的旋转磁场
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定转子磁场分布图
四、旋转电机设计时的模拟电路?
电动机的设计与制造现今已是理论成熟行业,并有完善的理论体系,下图即是三相感应电动机的一相电路的等效电路图。
其中图中的I0为激磁电流,I’2为转子电流,r’2/s与电流平方的乘积即为电机输出功率。可以说,在电动机各方面尺寸合理情况下,电动机转子的大小决定着电动机的输出功率。
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对于任何电机,转矩的要求对电机的尺寸都有决定性的作用:
PT?9550?D2l
nT-转矩(N*m);P-功率(kW); n-转速(rpm); D-定子内径; l-定子铁心长
这里我们可以理解电机功率大小与电机机座号的关系,转速在选型过程中也同样有决定性的作用。
五、旋转电机有哪些性能参数指标? 1.异步电动机额定数据 a) 相数
b) 额定频率(Hz) c) 额定功率kW d) 额定电压V e) 额定电流A f) 绝缘等级
g) 额定转速(极数)r/min h) 防护性能 i) 冷却方式
2.异步电机主要技术指标
a) 效率η:电动机输出机械功率与输入电功率之比,通常用百分比表示。 b) 功率因数COSφ:电动机输入有效功率与视在功率之比。
c) 堵转电流IA:电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时从供电回路输入的稳态电流有效值。
d) 堵转转矩TK:电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时所产生转矩的最小测得值。 e) 最大转矩TMAX:电动机在额定电压、额定频率和运行温度下,转速不发生突降时所产生的最大转矩。
f) 噪声:电动机在空载稳态运行时A计权声功率级dB(A)最大值。 g) 振动:电动机在空载稳态运行时振动速度有效值(mm/s)。 电动机主要性能中分为:一是起动性能;二是运行性能。
起动性能有:起动转矩、起动电流。一般起动转矩越大越好,而起动时的电流越小越好,在实际中通常以起动转矩倍数(起动转矩与额定转矩之比Tst/Tn)和起动电流倍数(起
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动电流与额定电流之比Ist/In)进行考核。电机在静止状态时,一定电流值时所能提供的转矩与额定转矩的比值,表征电机的起动性能。 运行性能有:
效率、功率因数、绕组温升(绝缘等级)、最大转矩倍数Tmax/Tn、振动、噪声等。 效率、功率因数、最大转矩倍数越大越好,而绕组温升、振动和噪声则是越小越好。 起动转矩、起动电流、效率、功率因数和绕组温升合称电机的五大性能指标。 下图分别是异步电动机常用的两个性能曲线,一个是电机运行时的效率、功率因数与负载大小之间的关系曲线。一个是电机在100%和80%额定电压下的起动力矩曲线。 电动机性能参数计算常用的公式有:
1、电动机定子磁极转速n=(60×频率f)÷极对数p
2、电动机额定功率P=1.732×电压U×电流I×效率η功率因数COSΦ 3、电动机额定力矩T=9550×额定功率P÷额定转速n
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