三相異步電動機(jī)授課課件

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)掌握三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)2掌握三相異步電動機(jī)的工作原理掌握三相異步電動機(jī)的工作原理3掌握三相異步電動機(jī)的工作特性與機(jī)掌握三相異步電動機(jī)的工作特性與機(jī)械特性械特性4能對異步電動機(jī)進(jìn)行拆裝與簡單修理能對異步電動機(jī)進(jìn)行拆裝與簡單修理5能完成電動機(jī)的一般試驗(yàn)?zāi)芡瓿呻妱訖C(jī)的一般試驗(yàn)三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 3.1三相異步電動機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動機(jī)的運(yùn)行分析 3.2三相異步電動機(jī)的啟動三相異步電動機(jī)的啟動 3.3三相異步電動機(jī)的調(diào)速三相異步電動機(jī)的調(diào)速 3.4三相異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的制動 3.5技能訓(xùn)練技

2、能訓(xùn)練 3.6金屬切削機(jī)床如車床、磨床等在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常普金屬切削機(jī)床如車床、磨床等在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常普遍，其加工工作一般必須通過工件的運(yùn)動或加工刀具、遍，其加工工作一般必須通過工件的運(yùn)動或加工刀具、工作臺等的運(yùn)動來完成，這些運(yùn)動都必須有一個動力來工作臺等的運(yùn)動來完成，這些運(yùn)動都必須有一個動力來拖動，在實(shí)際中大都采用的是三相異步電動機(jī)。三相異拖動，在實(shí)際中大都采用的是三相異步電動機(jī)。三相異步電動機(jī)容量從幾十瓦到幾千千瓦，由于其結(jié)構(gòu)簡單、步電動機(jī)容量從幾十瓦到幾千千瓦，由于其結(jié)構(gòu)簡單、體積小，重量輕、效率較高，不僅在工業(yè)生產(chǎn)中使用非體積小，重量輕、效率較高，不僅在工業(yè)生產(chǎn)中使用非常廣泛，在

3、農(nóng)業(yè)方面如水泵、脫粒機(jī)、粉碎機(jī)及其他農(nóng)常廣泛，在農(nóng)業(yè)方面如水泵、脫粒機(jī)、粉碎機(jī)及其他農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等也都是用異步電動機(jī)來拖動的。據(jù)統(tǒng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等也都是用異步電動機(jī)來拖動的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在整個電能消耗中，電動機(jī)的耗能占總電能的計(jì)，在整個電能消耗中，電動機(jī)的耗能占總電能的65%65%左左右，而在整個電動機(jī)的耗能中，三相異步電動機(jī)又居首右，而在整個電動機(jī)的耗能中，三相異步電動機(jī)又居首位。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，三相異步電動機(jī)的平滑調(diào)速位。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，三相異步電動機(jī)的平滑調(diào)速性能越來越凸顯其優(yōu)勢，三相異步電動機(jī)將在更多的領(lǐng)性能越來越凸顯其優(yōu)勢，三相異步電動機(jī)將在更多的領(lǐng)域代替直流電動機(jī)的應(yīng)用。域

4、代替直流電動機(jī)的應(yīng)用。 【案例案例】 三相異步電動機(jī)種類繁多，按其外殼防三相異步電動機(jī)種類繁多，按其外殼防護(hù)方式的不同可分為開啟式、防護(hù)式、封護(hù)方式的不同可分為開啟式、防護(hù)式、封閉式三類。由于封閉式結(jié)構(gòu)能防止異物進(jìn)閉式三類。由于封閉式結(jié)構(gòu)能防止異物進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部，并能防止人與物觸及電動入電動機(jī)內(nèi)部，并能防止人與物觸及電動機(jī)帶電部位與運(yùn)動部分，運(yùn)行中安全性能機(jī)帶電部位與運(yùn)動部分，運(yùn)行中安全性能好，因而成為目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。好，因而成為目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。 31三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的基本

5、結(jié)構(gòu)籠型異步電動機(jī)的各個部件 1. 定子定子（1）定子鐵心）定子鐵心定子鐵心作為電動機(jī)磁通的通路，對鐵心材料既要有良定子鐵心作為電動機(jī)磁通的通路，對鐵心材料既要有良好的導(dǎo)磁性能，剩磁小，又要盡量降低渦流損耗，一般好的導(dǎo)磁性能，剩磁小，又要盡量降低渦流損耗，一般用用0.5mm厚表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成。定子鐵心厚表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成。定子鐵心內(nèi)圓沖有沖均勻分布的槽，用于嵌放三相定子繞組。內(nèi)圓沖有沖均勻分布的槽，用于嵌放三相定子繞組。（2）定子繞組）定子繞組 三相繞組是用絕緣銅線或鋁線繞制成三相對稱的繞組三相繞組是用絕緣銅線或鋁線繞制成三相對稱的繞組按一定的規(guī)則連接嵌放在定子槽中。小型

6、異步電動機(jī)定按一定的規(guī)則連接嵌放在定子槽中。小型異步電動機(jī)定子繞組一般采用高強(qiáng)度漆包圓銅線繞制，大中型異步電子繞組一般采用高強(qiáng)度漆包圓銅線繞制，大中型異步電動機(jī)則用漆包扁銅線或玻璃絲包扁銅線繞制。三相定子動機(jī)則用漆包扁銅線或玻璃絲包扁銅線繞制。三相定子繞組之間及繞組與定子鐵心之間均墊有絕緣材料。常用繞組之間及繞組與定子鐵心之間均墊有絕緣材料。常用的薄膜類絕緣材料有聚酯薄膜青殼紙、聚酯薄膜、聚酯的薄膜類絕緣材料有聚酯薄膜青殼紙、聚酯薄膜、聚酯薄膜玻璃漆布箔及聚四氟乙烯薄膜。薄膜玻璃漆布箔及聚四氟乙烯薄膜。定子定子異步動機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和基座三部分組成。異步動機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞

7、組和基座三部分組成。鐵心和鐵心和機(jī)座機(jī)座定子沖片定子沖片定子線圈定子線圈定子繞接線圖定子繞接線圖（a）星形聯(lián)結(jié)）星形聯(lián)結(jié) （b)三角形聯(lián)結(jié)三相繞組的聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)三相繞組的聯(lián)結(jié)（3）機(jī)座）機(jī)座機(jī)座的作用是固定定子繞組和定子鐵心，并通過兩側(cè)的端蓋機(jī)座的作用是固定定子繞組和定子鐵心，并通過兩側(cè)的端蓋和軸承來支撐電動機(jī)轉(zhuǎn)子，同時構(gòu)成電動機(jī)的電磁通路并發(fā)和軸承來支撐電動機(jī)轉(zhuǎn)子，同時構(gòu)成電動機(jī)的電磁通路并發(fā)散電動機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量。散電動機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量。機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成，機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成，而某些微型電動機(jī)的基座則采用鑄鋁件以減輕電動

8、機(jī)的重量。而某些微型電動機(jī)的基座則采用鑄鋁件以減輕電動機(jī)的重量。封閉式電動機(jī)的基座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式封閉式電動機(jī)的基座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電動機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機(jī)內(nèi)外的空氣可電動機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機(jī)內(nèi)外的空氣可以直接對流，以利于散熱。以直接對流，以利于散熱。（4）端蓋）端蓋端蓋對內(nèi)部起保護(hù)作用，并借助滾動軸承將電動機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)端蓋對內(nèi)部起保護(hù)作用，并借助滾動軸承將電動機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)座聯(lián)成一個整體。端蓋一般為鑄鋼件，微型電動機(jī)則為鑄鋁座聯(lián)成一個整體。端蓋一般為鑄鋼件，微型電動機(jī)則為鑄鋁件。件。2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子（1）轉(zhuǎn)子鐵心）轉(zhuǎn)子鐵心作為電動機(jī)磁路

9、的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心作為電動機(jī)磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心一般用一般用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。一般小型異步電動機(jī)勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。一般小型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，而大中型異步電動的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，而大中型異步電動的轉(zhuǎn)子鐵心則借助于轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。為了改善電動機(jī)子鐵心則借助于轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。為了改善電動機(jī)的啟動和運(yùn)行性能，減少諧波，籠型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子鐵的啟動和運(yùn)行性能，減少諧波，籠型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心一般都采用斜槽結(jié)構(gòu)心一般都采用斜槽結(jié)構(gòu)

10、 （2）轉(zhuǎn)子繞組）轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組用來切割定子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和轉(zhuǎn)子繞組用來切割定子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受力而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，按繞電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受力而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，按繞組不同，異步電動機(jī)分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子兩類。組不同，異步電動機(jī)分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子兩類。 轉(zhuǎn)子的兩種類型轉(zhuǎn)子的兩種類型籠型轉(zhuǎn)子。根據(jù)導(dǎo)體材料不同，籠型轉(zhuǎn)籠型轉(zhuǎn)子。根據(jù)導(dǎo)體材料不同，籠型轉(zhuǎn)子分為銅條轉(zhuǎn)子和鑄鋁轉(zhuǎn)子。銅條轉(zhuǎn)子即子分為銅條轉(zhuǎn)子和鑄鋁轉(zhuǎn)子。銅條轉(zhuǎn)子即在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)放置沒有絕緣的銅條，銅在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)放置沒有絕緣的銅條，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來，形成一個籠條的兩端用

11、短路環(huán)焊接起來，形成一個籠型的形狀型的形狀 ;中小型異步電動機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子，中小型異步電動機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子，一般為鑄鋁式轉(zhuǎn)子，采用離心鑄鋁法，將一般為鑄鋁式轉(zhuǎn)子，采用離心鑄鋁法，將熔化了的鋁澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)成為一個熔化了的鋁澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)成為一個完整體，兩端的短路環(huán)和冷卻風(fēng)扇葉子也完整體，兩端的短路環(huán)和冷卻風(fēng)扇葉子也一并鑄成一并鑄成 .轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)異步動機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。異步動機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。1 1）籠型繞組）籠型繞組銅條籠銅條籠型轉(zhuǎn)子型轉(zhuǎn)子鑄鋁籠鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子型轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子。繞線型轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組一樣，也是一繞線轉(zhuǎn)子。繞線型轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組

12、一樣，也是一個用絕緣導(dǎo)線繞成的三相對稱繞組，被嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心個用絕緣導(dǎo)線繞成的三相對稱繞組，被嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽中，接成星形。繞組的三個出線端分別接到轉(zhuǎn)軸端部槽中，接成星形。繞組的三個出線端分別接到轉(zhuǎn)軸端部的三個彼此絕緣的銅制滑環(huán)上。通過滑環(huán)與支持在端蓋的三個彼此絕緣的銅制滑環(huán)上。通過滑環(huán)與支持在端蓋上的電刷構(gòu)成滑動接觸，轉(zhuǎn)子繞組的三個出線端引到機(jī)上的電刷構(gòu)成滑動接觸，轉(zhuǎn)子繞組的三個出線端引到機(jī)座上的接線盒內(nèi)，以便與外部變阻器連接，故繞線式轉(zhuǎn)座上的接線盒內(nèi)，以便與外部變阻器連接，故繞線式轉(zhuǎn)子又稱滑環(huán)式轉(zhuǎn)子子又稱滑環(huán)式轉(zhuǎn)子 .異步電機(jī)的氣隙比同容量直流電機(jī)的氣隙小得多，異步電機(jī)的氣隙比同容量直流電

13、機(jī)的氣隙小得多，在中、小型異步電動機(jī)中，一般為在中、小型異步電動機(jī)中，一般為0.22.5mm。氣隙大小對電機(jī)性能影響很大，氣隙愈大則為建氣隙大小對電機(jī)性能影響很大，氣隙愈大則為建立磁場所需勵磁電流就大，從而降低電機(jī)的功率立磁場所需勵磁電流就大，從而降低電機(jī)的功率因數(shù)。如果把異步電機(jī)看成變壓器，顯然，氣隙因數(shù)。如果把異步電機(jī)看成變壓器，顯然，氣隙愈小則定子和轉(zhuǎn)子之間的相互感應(yīng)愈小則定子和轉(zhuǎn)子之間的相互感應(yīng)(即耦合即耦合)作用作用就愈好。因此應(yīng)盡量讓氣隙小些，但也不能太小，就愈好。因此應(yīng)盡量讓氣隙小些，但也不能太小，否則會使加工和裝配困難，運(yùn)轉(zhuǎn)時定轉(zhuǎn)子之間易否則會使加工和裝配困難，運(yùn)轉(zhuǎn)時定轉(zhuǎn)子之間

14、易發(fā)生掃膛。發(fā)生掃膛。3氣隙氣隙三相異步電動機(jī)銘牌三相異步電動機(jī)銘牌 1型號型號 3.1.3三相異步電動機(jī)的銘牌三相異步電動機(jī)的銘牌Y2系列三相籠型異步電動機(jī)外形圖系列三相籠型異步電動機(jī)外形圖 2額定功率額定功率PN(22 kW) 表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時，允表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時，允許輸出的機(jī)械功率。許輸出的機(jī)械功率。3額定電流額定電流IN (9.69/5.61A) 表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時，定表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時，定子電路輸入的線電流。子電路輸入的線電流。9.69A是是D接時的額接時的額定電流，定電流，5.61A是是Y接的額定電流。接的額定電流。 4額

15、定電壓額定電壓UN (380V)表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時，定子表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時，定子電路所加的線電壓。電路所加的線電壓。5額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN(950rmin) 表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時的轉(zhuǎn)表示電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速。速。6接法接法(220D/380Y) 表示電動機(jī)定子三相繞組與交流電源的連接方表示電動機(jī)定子三相繞組與交流電源的連接方法，法，220D/380Y表示電源為表示電源為220V時采用時采用D接法，電接法，電源源380V時采用時采用Y接法。對接法。對Y2系列電動機(jī)而言，國系列電動機(jī)而言，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡3kW及以下者均采用星形聯(lián)結(jié)；

16、及以下者均采用星形聯(lián)結(jié)；4kW及以上者均采用三角形聯(lián)結(jié)。及以上者均采用三角形聯(lián)結(jié)。7防護(hù)等級防護(hù)等級(IP44) 表示電動機(jī)外殼防護(hù)的方式。表示電動機(jī)外殼防護(hù)的方式。IPll是開啟式，是開啟式，IP22、IP23是防護(hù)式，是防護(hù)式，IP44是封閉式是封閉式 8頻率頻率(50Hz) 表示電動機(jī)使用交流電源的頻率。表示電動機(jī)使用交流電源的頻率。9絕緣等級絕緣等級 表示電機(jī)各繞組及其他絕緣部件所用絕緣材料的表示電機(jī)各繞組及其他絕緣部件所用絕緣材料的等級。絕緣材料按耐熱性能可分為等級。絕緣材料按耐熱性能可分為7個等級個等級 絕緣耐熱等級絕緣耐熱等級AEBFHC允許最高溫度允許最高溫度/10512013

17、0155180180以上以上允許最高溫升允許最高溫升/658090115140140以上以上電動機(jī)允許溫升與絕緣耐熱等級關(guān)系電動機(jī)允許溫升與絕緣耐熱等級關(guān)系 10定額定額 指電動機(jī)按銘牌值工作時，可以持續(xù)運(yùn)行的時間和順序。指電動機(jī)按銘牌值工作時，可以持續(xù)運(yùn)行的時間和順序。電動機(jī)定額分連續(xù)定額、短時定額和斷續(xù)定額三種。分別電動機(jī)定額分連續(xù)定額、短時定額和斷續(xù)定額三種。分別用用Sl、S2、S3表示。表示。 連續(xù)定額連續(xù)定額(S1)：可連續(xù)運(yùn)行：可連續(xù)運(yùn)行 短時定額短時定額(S2)：表示電動機(jī)按銘牌值工作時只能在規(guī)定：表示電動機(jī)按銘牌值工作時只能在規(guī)定的時間內(nèi)短時運(yùn)行。我國規(guī)定的短時運(yùn)行時間為的時間

18、內(nèi)短時運(yùn)行。我國規(guī)定的短時運(yùn)行時間為10、30、60及及90min(分鐘分鐘)4種。種。 斷續(xù)定額斷續(xù)定額(S3)：表示電動機(jī)按銘牌值工作時，運(yùn)行一：表示電動機(jī)按銘牌值工作時，運(yùn)行一段時間就要停止一段時間，周而復(fù)始地按一定周期重復(fù)運(yùn)段時間就要停止一段時間，周而復(fù)始地按一定周期重復(fù)運(yùn)行。每一周期為行。每一周期為10min，我國規(guī)定的負(fù)載持續(xù)率為，我國規(guī)定的負(fù)載持續(xù)率為15、25、40及及60等等4種種(如標(biāo)明如標(biāo)明40則表示電動機(jī)工作則表示電動機(jī)工作4min就需休息就需休息6min) 3.1.1 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 三相

19、異步電動機(jī)定子繞組分布示意圖三相異步電動機(jī)定子繞組分布示意圖 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIoiCiAiBitmIo0n規(guī)定規(guī)定 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0 t 60t 0n60 90t 600動畫動畫mIoSNSNAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)

20、的磁場 即：即：2. .動畫動畫0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖電路如圖)CiAXCZBYAiBi0mICiBiAi tiomINSNS0t 即：即：1pCiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 極對數(shù)極對數(shù)2p動畫動畫旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB Y A C SNBiCiAiimIt 0X NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時時BiC

21、iAiit mI0分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率f1和極對數(shù)和極對數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。 如果在定子繞組中通入三相對稱電流，則定子如果在定子繞組中通入三相對稱電流，則定子內(nèi)部產(chǎn)生某個方向轉(zhuǎn)速為內(nèi)部產(chǎn)生某個方向轉(zhuǎn)速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場。這時轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁

22、場。這時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在著相對運(yùn)動，切割磁子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在著相對運(yùn)動，切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。電動勢的方向可根據(jù)右力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。電動勢的方向可根據(jù)右手定則確定。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，于是在感手定則確定。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，于是在感應(yīng)電動勢的作用下，繞組內(nèi)有電流流過，如圖應(yīng)電動勢的作用下，繞組內(nèi)有電流流過，如圖3-9所示。轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，便在轉(zhuǎn)所示。轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，便在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電磁力子繞組中產(chǎn)生電磁力F。力。力F的方向可由左手定的方向可由左手定則確定。該力對轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩則確定。該力對轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩Tem，使轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁

23、場方向轉(zhuǎn)動。異步電動機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動。異步電動機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間能量的傳遞是靠電磁感應(yīng)作用的，故異步子之間能量的傳遞是靠電磁感應(yīng)作用的，故異步電動機(jī)又稱感應(yīng)電動機(jī)電動機(jī)又稱感應(yīng)電動機(jī) 2三相異步電動機(jī)的工作原理三相異步電動機(jī)的工作原理 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIoiCiAiBitmIo0n規(guī)定規(guī)定 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入CiBiAii tAXYCBZAXYCBZA

24、XYCBZNS0 t 60t 0n60 90t 600動畫動畫mIoSNSNAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場 即：即：2. .動畫動畫0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖電路如圖)CiAXCZBYAiBi0mICiBiAi tiomINSNS0t 即：即：1pCiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 極對數(shù)極對數(shù)2p動畫動畫旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞

25、組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB Y A C SNBiCiAiimIt 0X NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時時BiCiAiit mI0分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率

26、f1和極對數(shù)和極對數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。AXYCBZ分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS0nn 如果如果:0nn %s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得0)(1nns %10000 nnns 例例1 1：一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機(jī)的。試求電動機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/mi

27、n , 2.5%100%10009751000%10000 nnns轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n是否會與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速是否會與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1相同呢相同呢 ？不可能的。因?yàn)橐坏┺D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)不可能的。因?yàn)橐坏┺D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同，二者便無相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子也不能產(chǎn)生感速相同，二者便無相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子也不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩了。只應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩了。只有二者轉(zhuǎn)速有差異時，才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使有二者轉(zhuǎn)速有差異時，才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動?？梢?，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動?？梢?，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是略小于旋轉(zhuǎn)磁總是略小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速場的轉(zhuǎn)速n1。正是由

28、于這個關(guān)系，這種電動機(jī)被。正是由于這個關(guān)系，這種電動機(jī)被稱為異步電動機(jī)。稱為異步電動機(jī)。已知已知Y2112M4三相異步電動機(jī)的同步三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n1=1 500rmin，額定轉(zhuǎn)差率，額定轉(zhuǎn)差率sN=0.04，求該電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速求該電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN。 解由解由 sN= 得得 nN =(1-sN)n1=(1-0.04)1 500rmin=1 440rmin【例例3-1】11Nnnn3 32 2三相異步電動機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動機(jī)的運(yùn)行分析3.2.1三相異步電動機(jī)的運(yùn)行原理三相異步電動機(jī)的運(yùn)行原理1旋轉(zhuǎn)磁場對定子繞組的作用旋轉(zhuǎn)磁場對定子繞組的作用在異步電動機(jī)的三相定子繞組內(nèi)通人

29、三相交在異步電動機(jī)的三相定子繞組內(nèi)通人三相交流電后，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，此旋轉(zhuǎn)磁場將在流電后，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，此旋轉(zhuǎn)磁場將在不動的定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢不動的定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢由于定子繞組本身的阻抗壓降比電源電壓要由于定子繞組本身的阻抗壓降比電源電壓要小得多，即可以近似認(rèn)為電源電壓小得多，即可以近似認(rèn)為電源電壓U1與感與感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢E1相等，即相等，即 E1=4.44K1N1f1m U1 E1=4.44K1N1f1m 2旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子繞組的作用旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子繞組的作用（1）轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢及電流的頻率）轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢及電流的頻率 f2=11111()()6060p nnp nn n

30、sfn 即轉(zhuǎn)子中的電動勢及電流的頻率與轉(zhuǎn)差率即轉(zhuǎn)子中的電動勢及電流的頻率與轉(zhuǎn)差率s成正比。成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，即當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，即s=1，則，則f2= f1。當(dāng)轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時當(dāng)轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時s=0，則，則f2=0，即轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，即轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中沒有感應(yīng)電動勢及電流中沒有感應(yīng)電動勢及電流 （2）轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢）轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢E2 E2 =4.44K2N2f2m=4.44K2N2Sf1m 當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，的感應(yīng)電動勢E20為 E20=4.44K2N2f1m 故可得 E 2=sE20 （3）轉(zhuǎn)子的電抗和阻抗）轉(zhuǎn)子的電抗和阻抗 X2=2f2L2 =2sf1L2 22220()RSXZ2= （4

31、）轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù)）轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù)2022222222220()sEEIRXRsX22222222220()RRRXRsXcos= 2（4）轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù)）轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù) 轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)差率變化的曲線轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)差率變化的曲線 3功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（1）功率及效率）功率及效率P1=3U1I1 cos110-3 電機(jī)轉(zhuǎn)軸上帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的總機(jī)械功率PMEC為： PMEC= Pem- PCu2 電磁感應(yīng)作用傳遞到轉(zhuǎn)子上的功率，叫電磁功率，用Pem表示，Pem=P1PCulPFe 轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率：P2= PMEC - Pmec -Pa

32、d Pmec為機(jī)械摩擦損耗Pad為風(fēng)的阻力及其他附加損耗異步電動機(jī)的功率流程圖 一般把機(jī)械損耗和附加損耗統(tǒng)稱為電動機(jī)的空載損一般把機(jī)械損耗和附加損耗統(tǒng)稱為電動機(jī)的空載損耗，用耗，用P0表示，于是表示，于是P2=PMECP0 異步電動機(jī)的總的功率平衡方程式為：異步電動機(jī)的總的功率平衡方程式為：P2= P1PCulPFe- PCu2- Pmec-Pad= P1P P = PCu1+PFe+PCu2+Pmec+Pad 為異步電動機(jī)的總損耗 電動機(jī)的效率電動機(jī)的效率等于輸出功率等于輸出功率P2與輸入功率與輸入功率P1之比，即之比，即 =121100%100%PPPPP【例例3-2 】Y2-132S-4

33、三相異步電動機(jī)輸出功率P2=5.5kW，電壓U1=380V，電流I1=11.7A，電動機(jī)功率因數(shù)cos1=0.83，求輸入功率P1及效率。解 由三相異步電動機(jī)功率公式可得P1=33215.5100%100%86%6.391PPU1I1 cos110-3= 38011.70.8310-3=6.391kW =（2）轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)矩因?yàn)镻=T 故故MECP2P0P=+ Tem = MECP= 6021nPsem）（ = 1emP化簡可得到輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率的常用計(jì)算公式： T2=P2/=222601000 60(. )(. )955022PPPkN mN mnnn2119550955071.95 .146

34、0pN mn21195509550143.9 .730pN mn有有Y160M-4及Y180L-8型三相異步電動機(jī)各一臺，額定功率都是P2=11kW，前者額定轉(zhuǎn)速1460r/min，后者額定轉(zhuǎn)速730r/min，分別求它們的額定輸出轉(zhuǎn)矩T2。解 Y160M-4型三相異步電動機(jī)T2=Y180L-8型三相異步電動機(jī)T2= 【例例3-3 】輸出功率相同的異步電動機(jī)如極數(shù)多，則轉(zhuǎn)速就低，輸出功率相同的異步電動機(jī)如極數(shù)多，則轉(zhuǎn)速就低，輸出轉(zhuǎn)矩就大；極數(shù)少，轉(zhuǎn)速高，則輸出的轉(zhuǎn)矩就小輸出轉(zhuǎn)矩就大；極數(shù)少，轉(zhuǎn)速高，則輸出的轉(zhuǎn)矩就小 3.2.2三相異步電動機(jī)的工作特性三相異步電動機(jī)的工作特性1轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性n

35、=f（P2）因?yàn)橐驗(yàn)閚=（1s）n1，電機(jī)空載時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩小，電機(jī)空載時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n接近同步轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速n1，s很小。隨著負(fù)載的很小。隨著負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)速n略有下降，略有下降，s略微上升，這時轉(zhuǎn)子感略微上升，這時轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢勢應(yīng)電勢勢E2增大，轉(zhuǎn)子電流增大，轉(zhuǎn)子電流I2增大，以產(chǎn)生更大增大，以產(chǎn)生更大的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡。因此，隨著輸出的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡。因此，隨著輸出功率功率P2的增加，轉(zhuǎn)速特性是一條稍微下降的曲線，的增加，轉(zhuǎn)速特性是一條稍微下降的曲線，s=f（P2）曲線則是稍微上翹的。）曲線則是稍微上翹的。 2轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性Tem=f（P2

36、）Tem=T2+T0= ，隨著，隨著P2增大，由于電增大，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速機(jī)轉(zhuǎn)速n和角速度變化很小，而空載轉(zhuǎn)矩和角速度變化很小，而空載轉(zhuǎn)矩T0又近似不變，所以又近似不變，所以Tem隨隨P2的增大而增大，的增大而增大，近似直線關(guān)系近似直線關(guān)系 02TP3定子電流特性定子電流特性I1=f (P2)空載時，轉(zhuǎn)子電流，定子電流幾乎全部是空載時，轉(zhuǎn)子電流，定子電流幾乎全部是勵磁電流勵磁電流I0。隨著負(fù)載的增大，轉(zhuǎn)速下降，。隨著負(fù)載的增大，轉(zhuǎn)速下降，I2增大，相應(yīng)增大，相應(yīng)I1也增大也增大 4效率特性效率特性 =f（P2）異步電動機(jī)的損耗也可分為不變損耗和可變損耗異步電動機(jī)的損耗也可分為不變損耗和可變損耗兩部

37、分。電動機(jī)從空載到滿載運(yùn)行時，由于主磁兩部分。電動機(jī)從空載到滿載運(yùn)行時，由于主磁通和轉(zhuǎn)速變化很小，鐵耗通和轉(zhuǎn)速變化很小，鐵耗PFe和機(jī)械損耗和機(jī)械損耗Pmec近近似不變，稱為不變損耗。而定、轉(zhuǎn)子銅耗似不變，稱為不變損耗。而定、轉(zhuǎn)子銅耗Pcu1、Pcu2和附加損耗和附加損耗Pad是隨負(fù)載而變的，稱為可變是隨負(fù)載而變的，稱為可變損耗?？蛰d時，損耗?？蛰d時，P2=0，隨著，隨著P2增加，可變損耗增增加，可變損耗增加較慢，上升很快，直到當(dāng)可變損耗等于不變損加較慢，上升很快，直到當(dāng)可變損耗等于不變損耗時，效率最高。若負(fù)載繼續(xù)增大，銅耗增加很耗時，效率最高。若負(fù)載繼續(xù)增大，銅耗增加很快，效率反而下降。異步

38、電動機(jī)的效率曲線與直快，效率反而下降。異步電動機(jī)的效率曲線與直流電機(jī)和變壓器的大致相同流電機(jī)和變壓器的大致相同 三相異步電動機(jī)的工作特性曲線 3.2.3三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性由于異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由載流導(dǎo)體在磁場中受由于異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力的作用而產(chǎn)生的，因此轉(zhuǎn)矩的大小與旋轉(zhuǎn)電磁力的作用而產(chǎn)生的，因此轉(zhuǎn)矩的大小與旋轉(zhuǎn)磁場的磁通由磁場的磁通由m、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流I2及轉(zhuǎn)子功及轉(zhuǎn)子功率因數(shù)有關(guān)，即率因數(shù)有關(guān)，即Tem=CMm I2cos2 CM為電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)為電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù) 通過一定的數(shù)學(xué)換算變換成下式通過一定的數(shù)學(xué)換算變換

39、成下式221221220() emC sR UTfRSX 22Tcos IKT 常數(shù)，與電常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)功率因數(shù)ilBF 22cos, , IT 21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 由前面分析知：由前面分析知：21220222)(UsXRsRKT 21UmaxTmSNSOTS曲線曲線)(sfT 曲線曲線)(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXRUsRKT 得特性曲線

40、：得特性曲線：NnmaxTstTOnTNT0n動畫動畫stT1NT動畫動畫固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性是指電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接是指電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時的機(jī)械特性。線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時的機(jī)械特性。sn0nNsNnmsm10TNTstTmTem幾個特殊點(diǎn)：幾個特殊點(diǎn)：A AB BC CD1.起動點(diǎn)A:01emstn,s,TT 2.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B:mmemmnn ,ss ,TT 3.額定運(yùn)行點(diǎn)CNmemNnn ,ss ,TT 4.同步運(yùn)行點(diǎn)D100emnn ,s,T NnNT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千瓦千瓦nPT OnT0

41、n(N m) 如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型型) 的額定功的額定功率為率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為則額定轉(zhuǎn)矩為nPnPT9550602 m.N7 .4914405 . 795509550NNN nPT21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令：令：求得求得202mXRss 臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率On0nTmax將將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得代入轉(zhuǎn)矩公式，可得 max121max, )1(TUUT2021max2XUKT NmaxTT 一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)為一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)

42、為2.28.1 12 II(2) sm與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， R2 sm n 。繞線式電。繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R 2 可實(shí)現(xiàn)調(diào)速?？蓪?shí)現(xiàn)調(diào)速。 22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩。起動時起動時n= 0 時時，s =1 st121st, ) 1 (TUUT(2) Tst與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， 適當(dāng)使適當(dāng)使 R2 Tst 。對繞線式。對繞線式 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻 R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。體現(xiàn)了電動機(jī)帶體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。載起動的能力。 0nOnTN

43、ststTTK 起動能力起動能力U Tm U UTst 22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 0nNUT2nTOstTTOn0nR2 Tst n maxT2T22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 【例例3-4】有一臺籠型三相異步電動機(jī)，額定功率有一臺籠型三相異步電動機(jī)，額定功率PN=40kW，額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，過載系數(shù)，過載系數(shù)m=2.2，求額，求額定轉(zhuǎn)矩定轉(zhuǎn)矩TN，最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩Tm。 解 TN= NN4095509550263.45N m1450pnTm=mTN=2.2263.45=579.59

44、Nm【例例3-5】已知已知Y2-132S-4三相異步電動機(jī)的額定功率三相異步電動機(jī)的額定功率PN=5.5kW，額，額定轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速nN=1440r/min，st=Tst/TN=2.3。求（。求（1）在額定電）在額定電壓下啟動時的啟動壓下啟動時的啟動 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩Tst；（；（2）若電動機(jī)軸上所帶負(fù)載）若電動機(jī)軸上所帶負(fù)載阻力矩阻力矩TL為為60 Nm，問當(dāng)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的，問當(dāng)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的80%時，時，該電動機(jī)能否啟動？該電動機(jī)能否啟動？ 解 （1） NN5.59550955036.48N m1440pnTst =stTN =2.336.48=83.9 Nm （2） 2st1st10

45、.8()0.64TUTU=0.64 Tst=0.6483.9=53.7 Nm stT由于由于 1。 在電動機(jī)參數(shù)不變的情況下，啟動轉(zhuǎn)矩與定子端在電動機(jī)參數(shù)不變的情況下，啟動轉(zhuǎn)矩與定子端電壓平方成正比，故有電壓平方成正比，故有Tst=Tst=U1/ U/1=，顯然，顯然啟動轉(zhuǎn)矩將大大減小啟動轉(zhuǎn)矩將大大減小 .（2）星三角降壓啟動）星三角降壓啟動對于正常運(yùn)行時定子繞組規(guī)定是三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)，啟動對于正常運(yùn)行時定子繞組規(guī)定是三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)，啟動時可以采用星形聯(lián)結(jié)，使電動機(jī)每相所承受的電壓降低，因而降低了時可以采用星形聯(lián)結(jié)，使電動機(jī)每相所承受的電壓降低，因而降低了啟動電流，待電動

46、機(jī)啟動完畢，再接成三角形，故稱這種啟動方式為啟動電流，待電動機(jī)啟動完畢，再接成三角形，故稱這種啟動方式為星三角降壓啟動。星三角降壓啟動。（2）星三角降壓啟動）星三角降壓啟動三角形聯(lián)結(jié)直接啟動，則電動機(jī)電壓為：三角形聯(lián)結(jié)直接啟動，則電動機(jī)電壓為： UD=UN采用星型聯(lián)結(jié)降壓啟動電動機(jī)相電壓為采用星型聯(lián)結(jié)降壓啟動電動機(jī)相電壓為UY= 3UN電網(wǎng)供給電動機(jī)的線電流為電網(wǎng)供給電動機(jī)的線電流為 Ist=IY可見兩種情況下的線電流之比為： NstYNstD11333333UIIZUIIZ由該式可見，采用星三角降壓啟動，電網(wǎng)供給的由該式可見，采用星三角降壓啟動，電網(wǎng)供給的電流下降為三角形聯(lián)結(jié)時的電流下降為三

47、角形聯(lián)結(jié)時的1/3。根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩與電壓成正比的關(guān)系，則兩種情況根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩與電壓成正比的關(guān)系，則兩種情況下的啟動轉(zhuǎn)矩比為下的啟動轉(zhuǎn)矩比為2st12stD13TUTU（2）星三角降壓啟動）星三角降壓啟動2降壓啟動降壓啟動（3）自耦變壓器降壓啟動）自耦變壓器降壓啟動 自耦變壓器降壓啟動是利用自耦變壓器將電網(wǎng)電壓降自耦變壓器降壓啟動是利用自耦變壓器將電網(wǎng)電壓降低后再加到電動機(jī)定子繞組上，待轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時再低后再加到電動機(jī)定子繞組上，待轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時再將電動機(jī)直接接到電網(wǎng)上將電動機(jī)直接接到電網(wǎng)上 （3）自耦變壓器降壓啟動）自耦變壓器降壓啟動 自耦變壓器一相電路 設(shè)直接啟動時，電網(wǎng)提供給電動機(jī)的電壓

48、啟動電設(shè)直接啟動時，電網(wǎng)提供給電動機(jī)的電壓啟動電流為流為I1st，加給定子繞組的相電壓為，加給定子繞組的相電壓為U1。則根據(jù)。則根據(jù)啟動電流與定子繞組電壓成正比的關(guān)系，電動機(jī)啟動電流與定子繞組電壓成正比的關(guān)系，電動機(jī)定子繞組降壓前后的電流比為定子繞組降壓前后的電流比為 I2st/I1st=U2/U1=1/Ku I 2st=Ku I 1st， 則則I1st/I1st=1/ （3）自耦變壓器降壓啟動）自耦變壓器降壓啟動 由啟動轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比的關(guān)系可知由啟動轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比的關(guān)系可知 Tst/Tst= / =1/ 或或 Tst=Tst/ 22U21U2uK2uK3.3.2 繞線轉(zhuǎn)子異步電動

49、機(jī)的啟動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的啟動1轉(zhuǎn)子電路串接啟動電阻器轉(zhuǎn)子電路串接啟動電阻器繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娎@線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮瑁瓤山档蛦与娏?，又可提高啟動轉(zhuǎn)矩，阻，既可降低啟動電流，又可提高啟動轉(zhuǎn)矩，改善電動機(jī)的啟動性能。改善電動機(jī)的啟動性能。 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的啟動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的啟動 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線 轉(zhuǎn)子電路串接啟動電阻器轉(zhuǎn)子電路串接啟動電阻器廣泛應(yīng)用于啟動較困廣泛應(yīng)用于啟動較困難的機(jī)械（如起重吊車、卷揚(yáng)機(jī)等）上。但它難的機(jī)械（如起重吊車、卷揚(yáng)機(jī)等）上。但它的結(jié)構(gòu)比籠型異步電動機(jī)復(fù)雜，造價高，效率

50、的結(jié)構(gòu)比籠型異步電動機(jī)復(fù)雜，造價高，效率也稍低。在啟動過程中，當(dāng)切除電阻時，轉(zhuǎn)矩也稍低。在啟動過程中，當(dāng)切除電阻時，轉(zhuǎn)矩突然增大，會在機(jī)械部件上產(chǎn)生沖擊。當(dāng)電動突然增大，會在機(jī)械部件上產(chǎn)生沖擊。當(dāng)電動機(jī)容量較大時，轉(zhuǎn)子電流很大，啟動設(shè)備也將機(jī)容量較大時，轉(zhuǎn)子電流很大，啟動設(shè)備也將變的龐大，操作和維護(hù)工作量大。變的龐大，操作和維護(hù)工作量大。 2繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器 頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖 啟動線路圖 三相鐵心繞組（三相三相鐵心繞組（三相繞組接成星形），鐵繞組接成星形），鐵心一般做成三柱式，心一般做成三柱式，由幾片或幾十片較厚由幾片或幾十片較厚（3050

51、mm）的）的E形形鋼板或鐵板迭裝制成鋼板或鐵板迭裝制成 繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動原理：啟動原理： 啟動時，電樞繞組中的三相交流電通過頻敏啟動時，電樞繞組中的三相交流電通過頻敏變阻器，在鐵心中產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，產(chǎn)生渦流損變阻器，在鐵心中產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，產(chǎn)生渦流損耗，頻敏變阻器線圈的等效電阻隨著頻率的增大耗，頻敏變阻器線圈的等效電阻隨著頻率的增大而增加，由于渦流損耗與頻率的平方成正比，當(dāng)而增加，由于渦流損耗與頻率的平方成正比，當(dāng)電動機(jī)啟動時（電動機(jī)啟動時（s=1），轉(zhuǎn)子電流（即頻敏變阻），轉(zhuǎn)子電流（即頻敏變阻器線圈中通過的電流）頻率最高（器線圈中通過的電流

52、）頻率最高（f2=f1），因），因此頻敏變阻器的電阻和感抗最大。啟動后，隨著此頻敏變阻器的電阻和感抗最大。啟動后，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流頻率（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流頻率（f2=sf1）便逐漸降低便逐漸降低 ?！纠?-6】 現(xiàn)有一臺異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下：現(xiàn)有一臺異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=10kW，nN=1460r/min，UN=380/220V，星三角聯(lián)結(jié)，星三角聯(lián)結(jié)，N=0.868，cos1N=0.88，Ist/IN=6.5，Tst/TN=1.5，試求：（，試求：（1）額定電流和額定轉(zhuǎn)矩；）額定電流和額定轉(zhuǎn)矩；（2）電源電壓為）電源電壓為380V時，電動機(jī)的接法及直接時

53、，電動機(jī)的接法及直接啟動的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩；（啟動的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩；（3）電源電壓為）電源電壓為220V時，電動機(jī)的接法及直接啟動的啟動電流和時，電動機(jī)的接法及直接啟動的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩；（啟動轉(zhuǎn)矩；（4）要求采用星）要求采用星三角啟動，其啟三角啟動，其啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩。此時能否帶動電流和啟動轉(zhuǎn)矩。此時能否帶60%和和25%PN負(fù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩。載轉(zhuǎn)矩。 解：解：（1） IN =N3NNN3cos10PU 星形聯(lián)結(jié)時，星形聯(lián)結(jié)時，UN=380V故相應(yīng)額定電流：故相應(yīng)額定電流： 3N10 1019.9A0.8683 380 0.88I三角形聯(lián)結(jié)時，三角形聯(lián)結(jié)時，UN=220V，則相應(yīng)額定電流

54、：，則相應(yīng)額定電流：3NY10 1034.4A0.8683220 0.88I不管星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓相同不管星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓相同（等于其額定相電壓），則（等于其額定相電壓），則 TN=9550PN/nN=955010/1460=65.4Nm （2）電源電壓為）電源電壓為380V時，電動機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為時，電動機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為星形聯(lián)結(jié)，直接啟動時：星形聯(lián)結(jié)，直接啟動時： Ist=6.5IN=6.519.9A=129.35A Tst=1.5TN=1.565.4Nm=98.1Nm （3）電源電壓為）電源電壓為220V時，電動機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為時，電動機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為三角

55、形聯(lián)結(jié)，直接啟動時：三角形聯(lián)結(jié)，直接啟動時： IstD=6.5IND=6.534.4A=224A TstD=1.5TN=1.565.4Nm=98.1Nm（4）星）星三角啟動只適用于正常運(yùn)行為三角形的電動機(jī)，三角啟動只適用于正常運(yùn)行為三角形的電動機(jī)，故正常運(yùn)行應(yīng)在三角形，相應(yīng)電源電壓為故正常運(yùn)行應(yīng)在三角形，相應(yīng)電源電壓為220V。啟動時為星。啟動時為星形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓等于其額定相電壓的形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓等于其額定相電壓的1/ ，即，即127V。所以所以 Ist= IstD=1/3224A=74.6A Tst= TstD=1/398.1Nm=32.7 Nm60%TN負(fù)載下啟動時的反抗轉(zhuǎn)矩

56、負(fù)載下啟動時的反抗轉(zhuǎn)矩 TL=0.6TN=0.665.4Nm=39.2 NmTLTst，故不能啟動。，故不能啟動。25%TN負(fù)載下啟動時的反抗轉(zhuǎn)矩負(fù)載下啟動時的反抗轉(zhuǎn)矩 TL=0.25TN=0.2565.4Nm=16.4NmTLn1時，時，s0，直到，直到Tem=TL，電動，電動機(jī)才穩(wěn)定運(yùn)行于圖機(jī)才穩(wěn)定運(yùn)行于圖3-38（b)中中的的E點(diǎn)點(diǎn) S=11111nnnnnn 定子兩相反接制動，無論負(fù)載性質(zhì)如何，都是指兩相反定子兩相反接制動，無論負(fù)載性質(zhì)如何，都是指兩相反接開始到轉(zhuǎn)速為零為止這個過程。兩相反接制動的優(yōu)點(diǎn)是接開始到轉(zhuǎn)速為零為止這個過程。兩相反接制動的優(yōu)點(diǎn)是制動效果好，缺點(diǎn)是能耗大，制動準(zhǔn)確

57、度差，如要停車，制動效果好，缺點(diǎn)是能耗大，制動準(zhǔn)確度差，如要停車，還須由控制線路及時切除電源。這種制動適用于要求迅速還須由控制線路及時切除電源。這種制動適用于要求迅速停車并迅速反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。停車并迅速反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。3.5.3能耗制動能耗制動 三相異步電動機(jī)的能耗制動控制就是在斷開電動三相異步電動機(jī)的能耗制動控制就是在斷開電動機(jī)三相電源的同時接通直流電源，此時直流電流機(jī)三相電源的同時接通直流電源，此時直流電流流入定子的兩相繞組，產(chǎn)生恒定磁場。轉(zhuǎn)子由于流入定子的兩相繞組，產(chǎn)生恒定磁場。轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)沿原方向以轉(zhuǎn)速慣性仍繼續(xù)沿原方向以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，切割定子磁旋轉(zhuǎn)，切割定子磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電

58、流，載流導(dǎo)體在磁場中受場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力作用，其方向與電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向相反，因電磁力作用，其方向與電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向相反，因而起到制動作用而起到制動作用 。這種制動方法是利這種制動方法是利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的慣用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的慣性切割恒定磁場的性切割恒定磁場的磁通而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)磁通而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，把轉(zhuǎn)子的動能矩，把轉(zhuǎn)子的動能消耗在轉(zhuǎn)子回路的消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，所以稱為電阻上，所以稱為能耗制動。能耗制動。能耗制動的優(yōu)點(diǎn)是制動力較強(qiáng)、制動平穩(wěn)、對能耗制動的優(yōu)點(diǎn)是制動力較強(qiáng)、制動平穩(wěn)、對電網(wǎng)影響小。缺點(diǎn)是需要一套直流電源裝置，電網(wǎng)影響小。缺點(diǎn)是需要一套直流電源裝置，而且制動轉(zhuǎn)矩隨電

59、動機(jī)轉(zhuǎn)速的減小而減小。而且制動轉(zhuǎn)矩隨電動機(jī)轉(zhuǎn)速的減小而減小。3.6.1三相異步電動機(jī)的拆裝三相異步電動機(jī)的拆裝【訓(xùn)練目的訓(xùn)練目的】掌握小型三相異步電動機(jī)的拆裝步驟及方法。掌握小型三相異步電動機(jī)的拆裝步驟及方法。能夠檢查、清洗零部件，換裝軸承等。能夠檢查、清洗零部件，換裝軸承等。【訓(xùn)練內(nèi)容訓(xùn)練內(nèi)容】小型三相異步電動機(jī)的拆卸。小型三相異步電動機(jī)的拆卸。小型三相異步電動機(jī)的裝配。小型三相異步電動機(jī)的裝配?！緝x器與設(shè)備儀器與設(shè)備】10kW以下三相異步電動機(jī)。以下三相異步電動機(jī)。500V兆歐表。兆歐表?；顒影馐?、開口扳手或套筒扳手、手錘、銅棒、油盒、活動扳手、開口扳手或套筒扳手、手錘、銅棒、油盒、拉具、

60、刷子、煤油拉具、刷子、煤油2kg、鈣鈉基潤滑脂、鈣鈉基潤滑脂0.1kg 。3 36 6技能訓(xùn)練技能訓(xùn)練3.6.1三相異步電動機(jī)的拆裝三相異步電動機(jī)的拆裝【方法與步驟方法與步驟】1小型三相異步電動機(jī)的拆卸小型三相異步電動機(jī)的拆卸三相異步電動機(jī)在拆卸前，應(yīng)預(yù)先在線頭、端蓋等處做三相異步電動機(jī)在拆卸前，應(yīng)預(yù)先在線頭、端蓋等處做好標(biāo)記，以便于修復(fù)后的裝配。在拆卸過程中，應(yīng)同時好標(biāo)記，以便于修復(fù)后的裝配。在拆卸過程中，應(yīng)同時進(jìn)行檢查和測量，并做好記錄。進(jìn)行檢查和測量，并做好記錄。拆卸步驟如下：拆卸步驟如下： 切斷電源，拆開電動機(jī)與電源連線，并對電源線線頭切斷電源，拆開電動機(jī)與電源連線，并對電源線線頭做好