chap7交流電動機

1、下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 P257: 7.4.8 7.4.11 P258: 7.4.13 7.5.4本章作業(yè)（第七版）本章作業(yè)（第七版）下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁電動機電動機是將電能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，廣泛應(yīng)用于是將電能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各種機械中作為驅(qū)動，現(xiàn)代各種機械中作為驅(qū)動，特別是三相交流異步電特別是三相交流異步電動機。它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、效率高和功率動機。它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、效率

2、高和功率大等許多優(yōu)點大等許多優(yōu)點。由電動機驅(qū)動的優(yōu)點：減輕繁重的體力勞動；提高由電動機驅(qū)動的優(yōu)點：減輕繁重的體力勞動；提高 生產(chǎn)率；可實現(xiàn)自動控制和遠距離操縱。生產(chǎn)率；可實現(xiàn)自動控制和遠距離操縱。(Three-phase Induction Motor)下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁機座：鑄鋼或鑄鐵機座：鑄鋼或鑄鐵下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場

3、作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。流。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子注：轉(zhuǎn)子電路必須是閉合的注：轉(zhuǎn)子電路必須是閉合的下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。變電動機的機

4、械特性。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動機的機械特性。外加電阻可人為改變電動機的機械特性。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁1m2m3msinsin120sin120iItiItiIt2iU1U2V1V2W1W21i3i3i1i2iitmIo下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁i3i1i2itmIo0n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。

5、U1V2W1V1W2U2()電流出電流出( )電流入電流入下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁3i2i1ii tU1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2NS0 t 60t 0n60 90t 600mIoSNSN900下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁AU1U2V2W1V1W2AU1XV2W1V1W2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. .0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進線任意調(diào)換兩根電源進線(電路如圖電路如圖)0mI3i2i1i tiomINSNS

6、3iU1U2V1V2W1W21i2i下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁0t 即：即：1p3i2i1ioimI tU1U2V2W1V1W2NS2iU1U2V1V2W1W21i3iU1U2V2W1V1W2 60t 60SN下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁W1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W21i2i3iU1U1V1V1W1W2U2W1V2W2U2V2下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁極對數(shù)極對數(shù)2p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)W1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V

7、1W21i2i3i2i3i1iimIt 01UNSSNW2V1U1W1V1U2V2W1U2W2V2下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6010fn 工頻：工頻：Hz501 f分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 30000 np=1時時0mI3i2i1i tiomIU1U2V2W2V1W2NSU1U2V2W1V1W2NSU1U2V2W1V1W2NS下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁NSSN1UW2V1U1W1V1U2W1V2U2W2V20t 60tp=2時時2i3i1iit mI0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30U21UNSSNW2V

8、1U1W1V1U2V2W1W2V2U2下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁)/( 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)。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁U1U2V2W1V1W2分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS(electromagnetic

9、 torque)下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁0nn 如果如果:0nn (slip)下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁%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1：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機的極。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的

10、關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁1) 變壓器原、副繞組是與同一主磁通變壓器原、副繞組是與同一主磁通 相交鏈，異步相交鏈，異步電動機中定子和轉(zhuǎn)子繞組與同一旋轉(zhuǎn)電動機中定子和轉(zhuǎn)子繞組與同一旋轉(zhuǎn)磁通磁通 相交鏈相交鏈, 因因此異步電動機中定子和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于此異步電動機中定子和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的原、變壓器的原、副繞組。副繞組。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁2) 變壓器：變壓器： 變化變化 e U1 E1=4.44 f N1 , E2= 4.4

11、4 f N2 , 異步機：異步機： 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) e U1 E1=4.44 f N1 i1u1e1e 1e2e 2i2+f1f23) 變壓器：變壓器：I2 增大增大 I1增大，增大，以保持以保持 基本不變，以達到傳遞能量的目的?；静蛔儯赃_到傳遞能量的目的。 異步機：當(dāng)負載增加時，轉(zhuǎn)子電流異步機：當(dāng)負載增加時，轉(zhuǎn)子電流I2 增大增大 I1增大，增大，以保持以保持 基本不變，以達到傳遞能量的目的?；静蛔?，以達到傳遞能量的目的。 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁異步機是旋轉(zhuǎn)的異步機是旋轉(zhuǎn)的;異步機中的定子和轉(zhuǎn)異步機中的定子和轉(zhuǎn)子之間是有不大的氣隙子之間是有不大的氣隙;異步

12、機中轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變異步機中轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變的。的。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁定子每相電路定子每相電路R1 、X1i1u1e1+-+定子繞組中變化的電流定子繞組中變化的電流 變化的磁場變化的磁場 感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢e1111111jEEXRIU11114.44mUEf N11 11111 111()()()uR ieediR ieLdt 每極每極磁通磁通111444Nf.U 1 U即 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁旋轉(zhuǎn)磁場與定子導(dǎo)體間的相對速度為旋轉(zhuǎn)磁場與定子導(dǎo)體間的相對速度為 n0 ，所以，

13、所以16001pnf 感應(yīng)電勢的頻率與磁場和導(dǎo)體間的相對速度有關(guān)感應(yīng)電勢的頻率與磁場和導(dǎo)體間的相對速度有關(guān)f 1= 電源頻率電源頻率 f222 222 22()dieR ieR iLdt 22222ER IjX I 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化，的轉(zhuǎn)速不同而變化，取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度。的相對速度。 定子感應(yīng)電勢頻率定子感應(yīng)電勢頻率 f 1 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率

14、f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同i2R2、X2e2+-下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 E20= 4.44 f 1N2 即即E2= s E20 2122222LfsLfX X20= 2 f1L 2即即X2= sX20 i2r2、X2e2+-下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁222222XREI 2202220)(sXRsE )(0002nnIs 2202220max21XREIs 220222222222)( cossXRRXRR 202SXRs

15、 很很小小時時1cos2 202XRss 較較大大時時s1cos2 i2r2、X2e2+-下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁2202220222222)( XREXREIss 2202222)(cosXRRs 變變化化曲曲線線隨隨、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 snI2cos 2s1I2,2cos O下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁轉(zhuǎn)子電路中各物理量隨轉(zhuǎn)子電路中各物理量隨 s 變化曲線變化曲線:I21s0f2X2E2(1)12sff (4)2022222222220sEEIrXrsX()(5)222222222220cosrrr

16、XrsX()202sXX (3)202sEE (2)2cos1n0n0nN 結(jié)論：結(jié)論：下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁22Tcos IKT 常數(shù)，與電常數(shù)，與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)機結(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)22cos, , IT 602OOnPPT 2221 cosIEmP 222444Nf.E 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 由

17、前面分析知：由前面分析知：(electromagnetic torque)下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁21220222)(UsXRsRKT 21U下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁maxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXRUsRKT 得特性曲線：得特性曲線：NnmaxTstTOnTNT0nstT1NT下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁NnmTstTOnTNT0nbcaa點：點：0T0s0 ，)(nn電動機空載且不存在電電動機空載且不存在電動機損耗動

18、機損耗 理想空載理想空載da-c段：電動機轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的段：電動機轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的 增加而略微下降增加而略微下降 為穩(wěn)定工作區(qū)為穩(wěn)定工作區(qū)硬特性硬特性c-d段：段： 不穩(wěn)定工作區(qū)不穩(wěn)定工作區(qū)下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁NnNT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千千瓦瓦nPT OnT0n(N m) 如某普通機床的主軸電機如某普通機床的主軸電機(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 nPT下一頁下一頁總目錄總

19、目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁21220222UsXRsRKT)(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，可得下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 max121max, )1(TUUT2021max2XUKT NmaxTT 一般三相異步電動機的過載系數(shù)為一般三相異步電動機的過載系數(shù)為2 . 28 . 1 12 II(2) sm與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， R2 sm n 。繞線式電。繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻機改變轉(zhuǎn)子附加電阻R 2 可實現(xiàn)調(diào)速?？蓪崿F(xiàn)調(diào)速。 2

20、02mXRss 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動機起動時的轉(zhuǎn)矩。電動機起動時的轉(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 電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻 R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。體現(xiàn)了電動機帶體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。載起動的能力。 0nOnTNststTTK 起動能力起動能力下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁啟動：

21、啟動： Tst T2，電機啟動，電機啟動轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n ，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩T c點：轉(zhuǎn)矩達最大點：轉(zhuǎn)矩達最大Tm ，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)繼續(xù) ，T ，沿，沿c-b走走b點：點：T=T2，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n不再上不再上升，穩(wěn)定運行升，穩(wěn)定運行 0nnTOncb2T mT2TstT當(dāng)當(dāng)T2 sT2 TT = T 2n T 達到新的平衡達到新的平衡下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁U Tm U UTst 22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 0nNUT2nTO stmTTU，1結(jié)論：結(jié)論：下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁stTTOn0n

22、R2 Tst n maxT2T22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs R2的的 改變改變 ：適合繞線式適合繞線式電機，外接電機，外接電阻時，可電阻時，可增大啟動轉(zhuǎn)增大啟動轉(zhuǎn)矩。矩。 結(jié)論結(jié)論：2stmRTs ，2LTn 一定時，R可以調(diào)速可以調(diào)速 不同場合應(yīng)選用不不同場合應(yīng)選用不同的電機。如金屬切同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性重載起動則選軟特性電機。電機。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁接通電源接通電源起動瞬間：起動瞬間： n = 0，s =1。啟動過程中的兩個問題：啟動過程中的兩個問題：stI

23、起動電流起動電流 大大 ：一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5 7 倍。倍。起動時起動時n = 0，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線速度很大。，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線速度很大。后果：后果：原因：原因：頻繁起動時造成熱量積累頻繁起動時造成熱量積累 電機過熱電機過熱影響同一電網(wǎng)其他負載工作影響同一電網(wǎng)其他負載工作大電流大電流I21s0f2X2E22cos75 IINst 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 電機剛起動時，電機剛起動時， n=0，s=1，轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電流 I2 雖然雖然很大，很大，但轉(zhuǎn)子功率因數(shù)但轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos2很低，因而啟動

24、轉(zhuǎn)矩很低，因而啟動轉(zhuǎn)矩Tst并不大。并不大。起起重、冶金用的電機重、冶金用的電機Tst / TN可達可達。stT起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 小小 ：原因：原因：后果：電機起動時間拖長或不能帶負載起動。后果：電機起動時間拖長或不能帶負載起動。22 cosIKTT 2222220cos()RRXs0211.TTNst I21s0f2X2E22cos下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 電機容量不大于直接供電變壓器容量的電機容量不大于直接供電變壓器容量的20 30，可以采用直接起動。小容量可以采用直接起動。小容量20 30千瓦以下的異步電千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。動機一般都

25、采用直接起動。星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動換接起動自耦降壓起動自耦降壓起動(3) 轉(zhuǎn)子串電阻起動轉(zhuǎn)子串電阻起動以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。 起動時，把電動機的定子繞組直接接入電網(wǎng)，即起動時，把電動機的定子繞組直接接入電網(wǎng)，即直接加上額定電壓。直接加上額定電壓。降壓起動：降壓起動： 采用降低定子繞組電壓的方法起動，以減小起動采用降低定子繞組電壓的方法起動，以減小起動電流。起動后，待電動機轉(zhuǎn)速接近額定值時再換接額電流。起動后，待電動機轉(zhuǎn)速接近額定值時再換接額定電壓。定電壓。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁ZUIll3:Y

26、 星形聯(lián)結(jié)時星形聯(lián)結(jié)時ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時時：31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2Z下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動觸點動觸點Y動觸點動觸點靜觸點靜觸點下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 工作工作L1L3L2FUU1V1U2V

27、2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W2下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁lUU31P (a) 僅適用于正常運行為三角形聯(lián)結(jié)的電機。僅適用于正常運行為三角形聯(lián)結(jié)的電機。 )(2StUT (b) Y 起動起動 ststTIY 換接起動適合于空載或輕載起動的場合換接起動適合于空載或輕載起動的場合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁L1L3L2FUQQ2下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁N1N2u1u2+-21

28、ststIIK 21ststTTK 12121UKUIIK 12NKN 起動轉(zhuǎn)矩：起動轉(zhuǎn)矩：(例題例題7.5.1、7.5.2、7.5.3)2St()TU 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁RRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動電阻起動電阻 12220220)(st2IIRXREI下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁R2 Tst 22022212stXRURKT 22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT 12220220)(st2IIRXREI下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁M3M3下一頁下一頁總目錄總目錄 章

29、目錄章目錄返回返回上一頁上一頁A2849230880380310453. 1)NNN3N2Ncos310 UPI 一臺一臺Y225M-4型的三相異步電型的三相異步電 動機，定子動機，定子繞組繞組型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求：下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 2）由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四極電動機）（四極電動機）minr 15000/n 013. 0

30、15001480150000N nnns 3）mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 在在上例中上例中(1)如果負載轉(zhuǎn)矩為如果負載轉(zhuǎn)矩為 510.2Nm, 試問在試問在U=UN和和U =0.9UN兩種情況下電動機能否起動兩種情況下電動機能否起動? (2) 采采用用Y- 換接起動時，求起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。換接起動時，求起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。 又當(dāng)又當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩的負載轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩的80%和和50%時，

31、電動機能否起時，電動機能否起動？動？ (1) Tst = 551.8Nm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0.9UN 時時下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT起動起動mN918385513131ststY .TT(3)下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 對對例例1中的電動機采用

32、自耦變壓器降壓起動，設(shè)中的電動機采用自耦變壓器降壓起動，設(shè)起動時加到電動機上的電壓為額定電壓的起動時加到電動機上的電壓為額定電壓的64%，求，求這時的線路起動電流這時的線路起動電流Ist和電動機的起動轉(zhuǎn)矩和電動機的起動轉(zhuǎn)矩Tst。直接啟動時的電流直接啟動時的電流A.A.IIN458928477st 設(shè)電動機的起動電壓為設(shè)電動機的起動電壓為U，電動機中的起動電，電動機中的起動電流為流為Ist stNst640640I.ZU.ZUI 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁64. 0Nstst UUIIA424145890.64 6406406406402st2ststst.I.

33、I.I.I 2 UT 又又22Nstst640 .UUTT 22st= 0.64= 0.64551.8 = 226 N mstTT 設(shè)降壓起動線路起動電流設(shè)降壓起動線路起動電流Ist(變壓器一次側(cè)中變壓器一次側(cè)中) ,依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，可求得降依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，可求得降壓起動線路起動電流壓起動線路起動電流Ist 。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁st2stIxI st2stTxT 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 pfsnsn106011 f=50HzM3 +變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（恒轉(zhuǎn)距調(diào)

34、速（f1f1N）下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁變頻調(diào)速原理及其機械特性變頻調(diào)速原理及其機械特性 電機調(diào)速時，通常要考慮的一個重要因素是希望電機調(diào)速時，通常要考慮的一個重要因素是希望保持保持不變。因為如果磁通減弱，沒有充分利用電不變。因為如果磁通減弱，沒有充分利用電機的鐵心，是一種浪費；如果磁通增強，又會使鐵機的鐵心，是一種浪費；如果磁通增強，又會使鐵心飽和，導(dǎo)致勵磁電流過大。心飽和，導(dǎo)致勵磁電流過大。(1) 頻率下調(diào)時，使頻率下調(diào)時，使常數(shù)11/fU則可保持則可保持不變。不變。 由由mNfU11144. 4 可知可知若要求電機在不同轉(zhuǎn)速下都達到額定電流若要求電機在不

35、同轉(zhuǎn)速下都達到額定電流 頻率下調(diào)時，頻率下調(diào)時， 因為因為不變，所以轉(zhuǎn)矩不變，所以轉(zhuǎn)矩T 也不變，也不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。由由22Tcos IKT 可知：可知：轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T 隨磁通隨磁通變化。變化。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁變頻調(diào)速原理及其機械特性變頻調(diào)速原理及其機械特性f（2）頻率上調(diào)時，）頻率上調(diào)時， 如果電壓如果電壓U也上調(diào)，則電壓將也上調(diào)，則電壓將超過額定電壓，這是不允許的，超過額定電壓，這是不允許的，因此在調(diào)速過程中，因此在調(diào)速過程中，只能保持只能保持U不變，所以這是一種弱磁調(diào)速。不變，所以這是一種弱磁調(diào)速。因為因為變小，所以轉(zhuǎn)矩變小，所

36、以轉(zhuǎn)矩T也變小。也變小。 若要求電機在不同轉(zhuǎn)速下都達若要求電機在不同轉(zhuǎn)速下都達到額定電流，到額定電流，因而功率不變，屬因而功率不變，屬于恒功率調(diào)速。于恒功率調(diào)速。OnTfNf 變頻調(diào)速的優(yōu)點：具有較硬的機械特性，轉(zhuǎn)速穩(wěn)變頻調(diào)速的優(yōu)點：具有較硬的機械特性，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍寬，可實現(xiàn)無級調(diào)速。定性好，調(diào)速范圍寬，可實現(xiàn)無級調(diào)速。 由由mNfU11144. 4 可知可知下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁U11U21U12U22iiP=2U11U12U21U22NNSS下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回

37、上一頁上一頁U11U21U12U22iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。等機床上。U11U12U21U22SN下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁Tn0no22RR2R2R( 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動機特有的一種調(diào)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動機特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，缺點是能耗較

38、大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種缺點是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。提升、起重設(shè)備中。nnTLTLs sTs2R2Ro下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁制動方法制動方法機械制動機械制動電氣制動電氣制動能耗制動能耗制動反接制動反接制動發(fā)電反饋制動發(fā)電反饋制動 在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距

39、），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0=0 +-運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)制動制動RP下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)nFT n0 當(dāng)電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速當(dāng)電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變時，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機進入制化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機進入制下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁動狀態(tài)，同時將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成動狀態(tài)，同時將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。電

40、能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0n n0下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁三相異步電動機三相異步電動機型號：型號：Y132M4 功率：功率：7.5kW 頻率：頻率：50Hz 電壓：電壓：380V 電流：電流：15.4A 接法：接法： 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：1440r/min 絕緣等級：絕緣等級：B 工作方式：連續(xù)工作方式：連續(xù) 年月生產(chǎn)功率因數(shù)：功率因數(shù)：0.85 效率：效率：87%銘牌數(shù)據(jù)：銘牌數(shù)據(jù)：技術(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)：例：例：下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對數(shù)極對數(shù) p

41、= 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機座長度代號機座長度代號機座中心高（機座中心高（mm）三相異步電動機三相異步電動機教材表教材表7.8.1中列出了各種電動機的系列代號。中列出了各種電動機的系列代號。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁異步電動機產(chǎn)品名稱代號異步電動機產(chǎn)品名稱代號下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁接線盒接線盒。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機容量電機容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機機容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2

42、V2下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時時 采用采用 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)；線電壓為；線電壓為 220V 時采用時采用 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)。mNfU11144. 4 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 表示星形表示星形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下電機的線電下電機的線電流為流為 6.73A；三角形；三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下線電流為下線電流為 11.64A。兩種接。兩種接法下相電流均為法下相電流均為 6.73A。12PP cos3NN1IUP 鼠籠電機鼠籠電機 =7293電動機在額定運行時定子繞組的電動機在額定運行時定子繞組

43、的 額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁PN 三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負載時約為載時約為 0.7 0.9?？蛰d時功率因數(shù)很低，只有?？蛰d時功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負載時，功率因數(shù)最高。額定負載時，功率因數(shù)最高。 電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。P2cos O指指定子定子每相繞組的功率因數(shù)。每相繞組的功

44、率因數(shù)。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 0N0Nnnns 額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為為A、E、B、F、H五級，五級，A級最低級最低(105C)，H級最高級最高(180C)。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 功率選得過大不經(jīng)濟，功率選得過小電動機功率選得過大不經(jīng)濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。容易因過載而損壞。1. 對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應(yīng)等于或略對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機械的功率。大于生產(chǎn)機械的功率。2. 對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小