定子繞組展開圖

1、第三章第三章 異步電動機(jī)異步電動機(jī)31三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)32異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理33定子和轉(zhuǎn)子電路定子和轉(zhuǎn)子電路34三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性35三相異步電動機(jī)的起動三相異步電動機(jī)的起動36單相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī)第三章小結(jié)第三章小結(jié)學(xué)習(xí)第三章應(yīng)該注意的點(diǎn)學(xué)習(xí)第三章應(yīng)該注意的點(diǎn)第三章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的幾個問題：第三章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的幾個問題： 1.三相異步電動機(jī)是怎么轉(zhuǎn)動的？三相異步電動機(jī)是怎么轉(zhuǎn)動的？ 2.分析三相異步電動機(jī)的方法是什么？分析三相異步電動機(jī)的方法是什么？ 3.三相異步電動機(jī)的性能如何？三相異步電動機(jī)的性能如何？ 4.單

2、相異步機(jī)怎么工作？單相異步機(jī)怎么工作？本章主要計算任務(wù)：本章主要計算任務(wù)：利用異步電動機(jī)電磁關(guān)系、功率利用異步電動機(jī)電磁關(guān)系、功率平衡關(guān)系和有關(guān)特性進(jìn)行電路、能量、機(jī)械量計算。平衡關(guān)系和有關(guān)特性進(jìn)行電路、能量、機(jī)械量計算。比較難理解的點(diǎn)：比較難理解的點(diǎn)：1.磁場分解與合成；磁場分解與合成；2.異步電動機(jī)異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)（不作為重點(diǎn)，但要求知道基本結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)）。結(jié)構(gòu)（不作為重點(diǎn)，但要求知道基本結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)）。31.三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)本節(jié)的主要內(nèi)容有兩部分本節(jié)的主要內(nèi)容有兩部分：l基本結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)： 主要了解點(diǎn)：主要了解點(diǎn)：防護(hù)結(jié)構(gòu)；組成防護(hù)結(jié)構(gòu)；組成作用；冷卻方式；名詞解

3、釋。作用；冷卻方式；名詞解釋。l銘牌數(shù)據(jù)：銘牌數(shù)據(jù)： 應(yīng)掌握額定數(shù)據(jù)：應(yīng)掌握額定數(shù)據(jù)：功率、電壓、功率、電壓、電流、轉(zhuǎn)速、功率因數(shù)、絕緣等級、電流、轉(zhuǎn)速、功率因數(shù)、絕緣等級、溫升、工作制、接法。溫升、工作制、接法。銘牌銘牌一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu) 防護(hù)結(jié)構(gòu)：防護(hù)結(jié)構(gòu)： 主要指機(jī)殼的結(jié)構(gòu)形式，有開啟式、防護(hù)式主要指機(jī)殼的結(jié)構(gòu)形式，有開啟式、防護(hù)式（防濺、滴）和封閉式三大類：船用電機(jī)主要是封（防濺、滴）和封閉式三大類：船用電機(jī)主要是封閉式。具體參見閉式。具體參見P.252. “防護(hù)要求防護(hù)要求”和表和表16-1-5。 冷卻方式：冷卻方式： 自冷、自扇冷、他扇冷等方式。自冷、自扇冷、他扇冷等方式。

4、兩大部分：兩大部分：定子和轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)子。注意：注意： 各部分的組成作用。各部分的組成作用。定子：定子： 由鐵心和繞組組成。由鐵心和繞組組成。 鐵心鐵心：是由一片片的硅鋼片加工成一定的形狀，：是由一片片的硅鋼片加工成一定的形狀，然后疊壓成為鐵心的。然后疊壓成為鐵心的。 繞組：繞組：有三相，稱為三相對稱交流繞組。繞組按有三相，稱為三相對稱交流繞組。繞組按照一定的尺寸繞制成形，并按照一定的規(guī)律嵌放在鐵照一定的尺寸繞制成形，并按照一定的規(guī)律嵌放在鐵心槽中。心槽中。 組成組成(說明說明)電機(jī)解剖圖電機(jī)解剖圖 定子鐵心的組成定子鐵心的組成鐵心由硅綱片疊成鐵心由硅綱片疊成鐵心中的槽與線圈導(dǎo)體鐵心中的槽與

5、線圈導(dǎo)體鐵心剖面圖鐵心剖面圖 定子繞組的組成定子繞組的組成繞組展開圖繞組展開圖鐵心與展開線鐵心與展開線 電機(jī)的接線電機(jī)的接線接線盒接線盒Y形連接形連接形連接形連接 轉(zhuǎn)子的組成轉(zhuǎn)子的組成轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：也是由鐵心和繞組組成。也是由鐵心和繞組組成。 鐵心：鐵心：是由一片片的硅鋼片加工成一定的形是由一片片的硅鋼片加工成一定的形狀，然后疊壓成為鐵心，并套在軸上。狀，然后疊壓成為鐵心，并套在軸上。 繞組：繞組：異步機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組有繞線式繞組和鼠異步機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組有繞線式繞組和鼠籠式轉(zhuǎn)子兩種?；\式轉(zhuǎn)子兩種。鐵心鐵心繞線式繞組繞線式繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子繞組與定子相轉(zhuǎn)子繞組與定子相似，

6、通常三相繞組接成似，通常三相繞組接成Y形，有三個輸出端。形，有三個輸出端。轉(zhuǎn)子三相繞組展開圖轉(zhuǎn)子三相繞組展開圖轉(zhuǎn)子展開轉(zhuǎn)子展開 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鼠籠繞組是特殊形式的鼠籠繞組是特殊形式的多相繞組，每根多相繞組，每根導(dǎo)條為一相導(dǎo)條為一相，兩個端部都有短路環(huán)。兩個端部都有短路環(huán)。 有導(dǎo)條式和鑄鋁式兩種。有導(dǎo)條式和鑄鋁式兩種。鼠籠繞組鼠籠繞組轉(zhuǎn)子展開轉(zhuǎn)子展開鼠籠鼠籠繞組展開圖繞組展開圖 名詞解釋名詞解釋極距極距：異步機(jī)氣隙存在磁異步機(jī)氣隙存在磁場，磁場中相鄰兩個磁極場，磁場中相鄰兩個磁極之間的距離（槽數(shù)）。之間的距離（槽數(shù)）。節(jié)距節(jié)距y ：一個線圈兩個邊之一個線圈兩個邊之間距離（槽數(shù)）。間距離（

7、槽數(shù)）。每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)p ：在一個在一個磁極距離的范圍內(nèi)，分配磁極距離的范圍內(nèi)，分配給每相的槽數(shù)。給每相的槽數(shù)。單、雙層繞組：單、雙層繞組：每槽內(nèi)只每槽內(nèi)只有一個線圈邊為單層繞組；有一個線圈邊為單層繞組；有兩個線圈邊為雙層繞組。有兩個線圈邊為雙層繞組。電角度：電角度：電量所對應(yīng)的角度。電量所對應(yīng)的角度。電角度電角度e = pm（m機(jī)械角機(jī)械角度）。度）。二、銘牌及主要額定數(shù)據(jù)二、銘牌及主要額定數(shù)據(jù)銘牌銘牌1.額定功率額定功率Pn ：軸上輸出機(jī)械功率，單位軸上輸出機(jī)械功率，單位kW；2.額定電壓、電流：額定電壓、電流：線線電壓、電壓、線線電流；電流；3.額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速： 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分；

8、分；4.額定功率因數(shù)；額定功率因數(shù)；5.絕緣等級和溫升；絕緣等級和溫升；6.工作方式：工作方式：連續(xù)、短時、重復(fù)短時連續(xù)、短時、重復(fù)短時(斷續(xù)斷續(xù))；7.接法：接法：星形、三角形。星形、三角形。 注意：注意：兩種額定電壓與接法分別對應(yīng)。兩種額定電壓與接法分別對應(yīng)。第一節(jié)要點(diǎn)：第一節(jié)要點(diǎn)：基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)（組成組成，防防護(hù)結(jié)構(gòu)護(hù)結(jié)構(gòu)，冷冷卻方式）卻方式）；銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)。 32.異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理 本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分l 轉(zhuǎn)動原理：轉(zhuǎn)動原理： 交流三相異步電動機(jī)是任何轉(zhuǎn)動的。交流三相異步電動機(jī)是任何轉(zhuǎn)動的。l 旋轉(zhuǎn)磁場：旋轉(zhuǎn)磁場： 交流三相異步電動

9、機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)動方向、交流三相異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)速大小。轉(zhuǎn)速大小。l 轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率： 轉(zhuǎn)差率是異步電動機(jī)的重要參數(shù)之一，應(yīng)該知道轉(zhuǎn)差率是異步電動機(jī)的重要參數(shù)之一，應(yīng)該知道如何計算（不單單是查表）。如何計算（不單單是查表）。一、轉(zhuǎn)動原理一、轉(zhuǎn)動原理 三相對稱繞組通入三相三相對稱繞組通入三相對稱交流電，對稱交流電，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場磁場，切割轉(zhuǎn)子繞組，使之，切割轉(zhuǎn)子繞組，使之感應(yīng)電勢并感生電流，電流感應(yīng)電勢并感生電流，電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n 小于磁場轉(zhuǎn)小于磁場轉(zhuǎn)速速n

10、 0 ，所以，所以“異步異步”。 二、旋轉(zhuǎn)磁場（二、旋轉(zhuǎn)磁場（圖示法圖示法）輸入：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電。輸入：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電。結(jié)論：結(jié)論：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電，在氣隙將產(chǎn)三相對稱交流電，在氣隙將產(chǎn)生生圓形圓形旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)向從超前轉(zhuǎn)向從超前相轉(zhuǎn)至滯后相相轉(zhuǎn)至滯后相(AB C A)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n 0= 60 f / p，n 0 叫叫同步同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)二、旋轉(zhuǎn)磁場（二、旋轉(zhuǎn)磁場（圖示法圖示法）輸入：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電。輸入：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電。結(jié)論：結(jié)論：三相對稱交流繞組通入三相對稱交

11、流繞組通入三相對稱交流電，在氣隙將產(chǎn)三相對稱交流電，在氣隙將產(chǎn)生生圓形圓形旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)向從超前轉(zhuǎn)向從超前相轉(zhuǎn)至滯后相相轉(zhuǎn)至滯后相(AB C A)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n 0= 60 f / p，n 0 叫叫同步同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。完成完成二、旋轉(zhuǎn)磁場（二、旋轉(zhuǎn)磁場（圖示法圖示法）輸入：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電。輸入：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電。結(jié)論：結(jié)論：三相對稱交流繞組通入三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電，在氣隙將產(chǎn)三相對稱交流電，在氣隙將產(chǎn)生生圓形圓形旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)向從超前轉(zhuǎn)向從超前相轉(zhuǎn)至滯后相相轉(zhuǎn)至滯后相(AB C A)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n 0= 60 f / p，n 0 叫

12、叫同步同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。返回返回二、旋轉(zhuǎn)磁場（二、旋轉(zhuǎn)磁場（解析法解析法）注：解析法不要求掌握，只提供給大家參考注：解析法不要求掌握，只提供給大家參考。 三相電流瞬時值如書上三相電流瞬時值如書上P.27式（式（3-2-1），產(chǎn)生三相磁勢：），產(chǎn)生三相磁勢： fA= Fcos（x/） sint ； fB= Fcos（x/ 120 ） sin（t 120）； fC= Fcos（x/ 120 ） sin（t 120）。利用三角函數(shù)公式，可以分別分解為：利用三角函數(shù)公式，可以分別分解為： fA=0.5Fsin（t x/）sin（t x/）； fB=0.5Fsin（t x/）sin（t x/120 ） ；

13、fC=0.5Fsin（t x/）sin（t x/120 ） 。異步電動機(jī)氣隙磁勢異步電動機(jī)氣隙磁勢F1為三相磁勢的合成（矢量和）：為三相磁勢的合成（矢量和）： F1= fA fB fC =1.5Fsin（t x/） = Fm sin（t x/）這是一個旋轉(zhuǎn)磁勢（在物理學(xué)中稱為行波），是時空函數(shù)，隨著時間這是一個旋轉(zhuǎn)磁勢（在物理學(xué)中稱為行波），是時空函數(shù)，隨著時間t 的變化，總可以在空間上找到一點(diǎn)，使的變化，總可以在空間上找到一點(diǎn)，使sin（t x/）=1。三、轉(zhuǎn)差率三、轉(zhuǎn)差率定義式：定義式： 書書P.29，式（，式（3-2-3）。 s = (n0 - n) / n0 異步電動機(jī)工作在異步電動機(jī)

14、工作在電動狀態(tài)時電動狀態(tài)時，1s0 (nn0)。否則就不是。否則就不是電動狀態(tài)。電動狀態(tài)。額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)差率額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)差率sn ： sn = (n0 - nn) / n0 普通異步電動機(jī)額定普通異步電動機(jī)額定負(fù)載時的負(fù)載時的轉(zhuǎn)差率很小轉(zhuǎn)差率很小，一般，一般不超過不超過0.1，即：，即：sn=0.010.09。只有特殊用途的異只有特殊用途的異步電動機(jī)步電動機(jī)（如，起重等用的電動機(jī)）（如，起重等用的電動機(jī)）sn才比較大才比較大。 n0=nn(1-sn)，將，將sn=0.010.09代入代入p=60f/nn(1-sn)，計算出兩個最接近整數(shù)的計算出兩個最接近整數(shù)的p 值（注意必須取兩個值），然后

15、值（注意必須取兩個值），然后將這兩個將這兩個p 值代入值代入n0=60f/p和和sn=(n0-nn)/n0進(jìn)行驗(yàn)證，取滿足進(jìn)行驗(yàn)證，取滿足sn=0.010.09的值，即可求得的值，即可求得n0和和p 的確切數(shù)值。的確切數(shù)值。普通異步機(jī)極對數(shù)求解普通異步機(jī)極對數(shù)求解已知：已知：nn ，求，求p。利用。利用sn=0.010.09 求解求解 第二節(jié)要點(diǎn)第二節(jié)要點(diǎn) ：轉(zhuǎn)動原理（磁場、轉(zhuǎn)）；旋轉(zhuǎn)磁場：轉(zhuǎn)動原理（磁場、轉(zhuǎn)）；旋轉(zhuǎn)磁場( (轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向、大小向、大小) )；轉(zhuǎn)差率。；轉(zhuǎn)差率。 例如：例如： 頻率為頻率為50Hz，p= 的三相異步電動機(jī)，的三相異步電動機(jī)，nn=275轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分。分。 A.8 B.9

16、C.10 D.11 (若若p=3000/275=10.911，錯！，錯！)解：解：p=60f(1-sn)/nn=3000(0.990.91)/275=10.89.9，極對數(shù)，極對數(shù)p可能可能取值為取值為10 或或11。驗(yàn)證：驗(yàn)證：p=11時，時，n0=272.72，sn=-0.0010，不符合，不符合要求，要求，p=10時，時，n0=300，sn=0.08330.09，符合要求。，符合要求。答案：答案：C 。33.定子和轉(zhuǎn)子電路定子和轉(zhuǎn)子電路 本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分： 定、轉(zhuǎn)子電路：定、轉(zhuǎn)子電路： 主要掌握：電壓平衡方程式、等效電路。主要掌握：電壓平衡方程式、等效電路。

17、定、轉(zhuǎn)子電流關(guān)系：定、轉(zhuǎn)子電流關(guān)系： 主要掌握：磁勢平衡方程式。主要掌握：磁勢平衡方程式。一、定子電路一、定子電路 三相異步電動機(jī)定子是由三相對稱交流繞組組成。三相異步電動機(jī)定子是由三相對稱交流繞組組成。三相繞組對稱，三相繞組對稱，只需分析一相。只需分析一相。 異步電動機(jī)工作時，一相定子繞組與單相變壓器原邊異步電動機(jī)工作時，一相定子繞組與單相變壓器原邊繞組相似。定子繞組通入交流電流后，將在鐵心產(chǎn)生磁通繞組相似。定子繞組通入交流電流后，將在鐵心產(chǎn)生磁通(三相合成為旋轉(zhuǎn)磁通，但對定子的一相繞組而言，也是變?nèi)嗪铣蔀樾D(zhuǎn)磁通，但對定子的一相繞組而言，也是變化磁通化磁通)，同時與定子和轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁

18、通稱為主磁通，同時與定子和轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁通稱為主磁通，只與定子交鏈的磁通稱為漏磁通。主、漏磁通在定子上分只與定子交鏈的磁通稱為漏磁通。主、漏磁通在定子上分別感應(yīng)電動勢的情況與變壓器相似：別感應(yīng)電動勢的情況與變壓器相似：E1=4.44k1f1N1，其，其中：中： k1=W1kW1，kW1是定子的繞組系數(shù)，是定子的繞組系數(shù)，定子繞組結(jié)構(gòu)定子繞組結(jié)構(gòu)形式與變壓器不同（短距、分布），是一個小于形式與變壓器不同（短距、分布），是一個小于1 的系數(shù)。的系數(shù)。電壓平衡方程式與變壓器完全相同：電壓平衡方程式與變壓器完全相同： U1=（R1+jX1）I1E1=I1Z1 E1 但是，必須注意：由于異步電動機(jī)存在

19、氣隙，所但是，必須注意：由于異步電動機(jī)存在氣隙，所以其勵磁電流大于變壓器勵磁電流。以其勵磁電流大于變壓器勵磁電流。P.35.+3行：行：I0=20%50% In。因此，異步電動機(jī)的漏磁通較大，。因此，異步電動機(jī)的漏磁通較大，漏抗及漏阻抗都比變壓器大。漏抗及漏阻抗都比變壓器大。 三相定子產(chǎn)生的主磁通是旋轉(zhuǎn)的磁通，以同步轉(zhuǎn)三相定子產(chǎn)生的主磁通是旋轉(zhuǎn)的磁通，以同步轉(zhuǎn)速速n0= 60 f1 / p旋轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)的。 平衡方程平衡方程二、轉(zhuǎn)子電路二、轉(zhuǎn)子電路 轉(zhuǎn)子電量與頻率：轉(zhuǎn)子電量與頻率： 主磁通以相對轉(zhuǎn)速主磁通以相對轉(zhuǎn)速n = n 0 n = sn 0 切割轉(zhuǎn)子繞組，切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子電量的頻率轉(zhuǎn)子電

20、量的頻率f2=pn/60=spn0 /60=sf1。轉(zhuǎn)子頻率。轉(zhuǎn)子頻率f2是是隨轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)速）變化的量。當(dāng)電動機(jī)起動瞬時（隨轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)速）變化的量。當(dāng)電動機(jī)起動瞬時（n=0），），f2=f1。因此轉(zhuǎn)子感應(yīng)的電動勢及轉(zhuǎn)子電路的漏抗分別為：因此轉(zhuǎn)子感應(yīng)的電動勢及轉(zhuǎn)子電路的漏抗分別為： E2=4.44k2f2N2 和和 X2=2f2L2 若用若用n=0時的轉(zhuǎn)子電勢時的轉(zhuǎn)子電勢E20和轉(zhuǎn)子電路漏抗和轉(zhuǎn)子電路漏抗X20表示，則表示，則一般情況下，異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電勢和轉(zhuǎn)子電路漏抗一般情況下，異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電勢和轉(zhuǎn)子電路漏抗為：為： E2=4.44k2f2N2= sE20 和和 X2=2f2L2 = s

21、X20注意：書注意：書P. 43 習(xí)題（作業(yè)）習(xí)題（作業(yè)）3 4。 轉(zhuǎn)子磁場相對定子的轉(zhuǎn)速，應(yīng)該先求其對轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)子磁場相對定子的轉(zhuǎn)速，應(yīng)該先求其對轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速，然后求轉(zhuǎn)速，然后求n n21=n=n2+n+n。轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流： I2= E2/（R22X22）1/2 = sE20 /（R22s2X202）1/2 = E20 / （R2 / s）2X202 1/2 此式中電量的頻率都是此式中電量的頻率都是f 1 。轉(zhuǎn)子功率因數(shù)轉(zhuǎn)子功率因數(shù) ： cos2=R2/（R22X22）1/2= R2 /（R22s2X202）1/2 。 轉(zhuǎn)子電流和功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電流和功率因數(shù) 等效電路等效電路異步電動機(jī)的

22、等異步電動機(jī)的等效電路不做要求效電路不做要求電阻：電阻：R2 / s = R2 （R2 / s） R2 = R2 （1 s）R2 / s 由轉(zhuǎn)子電流表達(dá)式由轉(zhuǎn)子電流表達(dá)式I2 = E20 / （R2 / s）2X202 1/2可知：異步電動可知：異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)子電路比靜止時多了電阻機(jī)轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)子電路比靜止時多了電阻（1 s）R2 / s 。當(dāng)。當(dāng)s = 1，這個電阻這個電阻 = 0 ，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路處于短路狀態(tài)；當(dāng)，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路處于短路狀態(tài)；當(dāng)s = 0，這個電阻，這個電阻 ，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路處于開路狀態(tài)。，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路處于開路狀態(tài)。 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)子電路比異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)子

23、電路比靜止時多了這個電阻，其實(shí)這是電動靜止時多了這個電阻，其實(shí)這是電動機(jī)機(jī)機(jī)械負(fù)載機(jī)械負(fù)載在轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子一相電路一相電路中的等效中的等效。這個電阻消耗的功率這個電阻消耗的功率等于等于異步機(jī)通過異步機(jī)通過軸上輸出的軸上輸出的機(jī)械功率機(jī)械功率。 這就是這就是異步電動機(jī)的等效電路。異步電動機(jī)的等效電路。三、定子電流與轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系三、定子電流與轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)子電路的等效電阻異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)子電路的等效電阻(1-s)R2/s 增加，增加， I2減小減小。當(dāng)。當(dāng)s =1，(1-s)R2/s = 0 ，異步電動機(jī)起動，轉(zhuǎn)子電路相，異步電動機(jī)起動，轉(zhuǎn)子電路相當(dāng)于處于短路狀態(tài)，此時電流

24、很大；隨著當(dāng)于處于短路狀態(tài)，此時電流很大；隨著n 的增加，的增加，I2不斷不斷減小，當(dāng)減小，當(dāng)s =sn=0.010.09 時時，轉(zhuǎn)子電阻相當(dāng)大，轉(zhuǎn)子電阻相當(dāng)大，I2減小到額減小到額定值。定值。 和變壓器相似，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁勢也具和變壓器相似，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁勢也具有去磁性質(zhì)。磁勢的平衡方程式如書有去磁性質(zhì)。磁勢的平衡方程式如書P. 31 式（式（3-2-11）和式）和式（3-2-12）。）。 當(dāng)機(jī)械負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速降低，電阻當(dāng)機(jī)械負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速降低，電阻R2/s 減小，減小， I2增大，增大，去磁作用增強(qiáng)，去磁作用增強(qiáng)， I1也隨之增大。也隨之增大。由式：由式：cos

25、2=R2/(R22s2X202)1/2可可知：知： 當(dāng)當(dāng)s = 1 (n=0，即起動，即起動) 時，異時，異步電動機(jī)的功率因數(shù)最低；步電動機(jī)的功率因數(shù)最低；額定額定運(yùn)行時，運(yùn)行時， sn=0.010.09，異步機(jī)，異步機(jī)功率因數(shù)相當(dāng)高。功率因數(shù)相當(dāng)高。當(dāng)當(dāng)s = 0 時，雖時，雖然然cos2 =1，但，但I(xiàn) 2 = 0，I1 =I0 ， cos1很低很低。 第三節(jié)要點(diǎn)第三節(jié)要點(diǎn) ：電壓平衡方程（電路）；磁勢平衡方：電壓平衡方程（電路）；磁勢平衡方程；磁場轉(zhuǎn)速程；磁場轉(zhuǎn)速 。 轉(zhuǎn)子電流與功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電流與功率因數(shù)34.三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性 本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分本節(jié)的

26、主要內(nèi)容有三部分： 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩： 主要掌握：電磁轉(zhuǎn)矩各種表達(dá)式和異步電動機(jī)能量關(guān)系。主要掌握：電磁轉(zhuǎn)矩各種表達(dá)式和異步電動機(jī)能量關(guān)系。 機(jī)械特性機(jī)械特性： 機(jī)械特性機(jī)械特性是分析異步電動機(jī)工作的是分析異步電動機(jī)工作的重要特性重要特性，應(yīng)該能夠，應(yīng)該能夠根據(jù)特性等對異步電動機(jī)進(jìn)行計算和定性分析。根據(jù)特性等對異步電動機(jī)進(jìn)行計算和定性分析。是本節(jié)的是本節(jié)的重點(diǎn)重點(diǎn)。 工作特性工作特性： 主要了解工作特性的種類（條數(shù)）及大致形狀。主要了解工作特性的種類（條數(shù)）及大致形狀。一、電磁轉(zhuǎn)矩一、電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩等于功率除角速度：轉(zhuǎn)矩等于功率除角速度：T=P/功率流圖：功率流圖：功率流圖又叫能流圖（或能量流程

27、圖、功率流程功率流圖又叫能流圖（或能量流程圖、功率流程圖），說明的是功率或能量的傳遞過程。圖），說明的是功率或能量的傳遞過程。電磁轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式：電磁轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式：設(shè)，異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子有設(shè)，異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子有m2相繞組，由相繞組，由主磁通通過氣隙傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率為：主磁通通過氣隙傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率為：Pe=m2sE20I2cos2 = m2s(4.44k2f1N2)I2cos2 =T =s0T。電磁轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式：電磁轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式： T=KT I2 cos2注意注意：電磁功率還可以表示為：電磁功率還可以表示為： Pe=m2I22R2 / s ，所以，所以Pcu2 = s Pe。說明：說明

28、：鐵損在鐵損在功率功率流圖中只有流圖中只有PFe1一一項(xiàng)，并不說明轉(zhuǎn)子項(xiàng)，并不說明轉(zhuǎn)子沒有鐵損。沒有鐵損。 功率流圖說明功率流圖說明異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心也有鐵損產(chǎn)生，但是這個損異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心也有鐵損產(chǎn)生，但是這個損耗是由定子勵磁電流提供的，能量還沒有傳遞到轉(zhuǎn)耗是由定子勵磁電流提供的，能量還沒有傳遞到轉(zhuǎn)子，就已經(jīng)扣除這部分損耗了。因此在轉(zhuǎn)子的能量子，就已經(jīng)扣除這部分損耗了。因此在轉(zhuǎn)子的能量中就不應(yīng)該再扣除轉(zhuǎn)子鐵損。中就不應(yīng)該再扣除轉(zhuǎn)子鐵損。功率流圖：功率流圖：二、機(jī)械特性二、機(jī)械特性 機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)矩T 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速 n 之間的關(guān)系，之間的關(guān)系，異步電動機(jī)的機(jī)械異步電動機(jī)的

29、機(jī)械特性用特性用Ts關(guān)系曲線關(guān)系曲線表示。表示。也就也就是說：是說：異步電動機(jī)的機(jī)械特性是異步電動機(jī)的機(jī)械特性是T和和s之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。機(jī)械特性上的關(guān)鍵點(diǎn)：機(jī)械特性上的關(guān)鍵點(diǎn)： 機(jī)械特性上的關(guān)鍵點(diǎn)主要有：機(jī)械特性上的關(guān)鍵點(diǎn)主要有：起動點(diǎn)起動點(diǎn)、臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)、額定工作點(diǎn)額定工作點(diǎn)和和理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)。 4點(diǎn)。點(diǎn)。注意：注意：機(jī)械特機(jī)械特性：有固有特性：有固有特性和人工特性。性和人工特性。 這部分這部分要求要求：記住書上各：記住書上各公式公式，能夠，能夠求求T、Tst和和Tmax及及轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式等等。 影響機(jī)械特性的因素影響機(jī)械特性的因素影響影響機(jī)械特性因素主要有：

30、電壓、和轉(zhuǎn)子電阻。機(jī)械特性因素主要有：電壓、和轉(zhuǎn)子電阻。 電壓：電壓：最大轉(zhuǎn)矩大最大轉(zhuǎn)矩大小變化，但臨界轉(zhuǎn)差率小變化，但臨界轉(zhuǎn)差率不變。不變。 轉(zhuǎn)子電阻：轉(zhuǎn)子電阻：最大轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)矩不變，但臨界轉(zhuǎn)差率矩不變，但臨界轉(zhuǎn)差率變化。變化。 機(jī)械特性變化，起機(jī)械特性變化，起動轉(zhuǎn)矩同時發(fā)生變化。動轉(zhuǎn)矩同時發(fā)生變化。三、工作特性三、工作特性定義：定義：工作特性是指在工作特性是指在電壓電壓和和頻率頻率都為都為額定額定時，時，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率、定子電流定子電流、定子功率因數(shù)定子功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩、效率效率等等6個量個量隨負(fù)載功率變化的特性。隨負(fù)載功率變化的特性。只有工作時負(fù)載只有工作時負(fù)載功率才變化

31、，功率才變化，稱為工作特性。稱為工作特性。 工作特性工作特性主要了解主要了解各條曲線各條曲線形狀形狀及及變化原因變化原因。尤。尤其是其是效率效率、定子電流定子電流和和定子功率因數(shù)定子功率因數(shù) 3 條。條。 要求知道要求知道：為什么為什么效率在效率在0.75Pn時最高時最高，定子電定子電流流和和功率因數(shù)功率因數(shù)在起動、空載、半載、額定負(fù)載等情況在起動、空載、半載、額定負(fù)載等情況下的大小。下的大小。 異步電動機(jī)工作特異步電動機(jī)工作特性主要有：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差性主要有：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率、定子電流、定子功率、定子電流、定子功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩和效率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩和效率特性等率特性等6條（隨條（隨P2變變化而變化）

32、?；兓?條件是條件是：電源電壓：電源電壓U1、頻率、頻率f 1保持恒定保持恒定。 第四節(jié)要點(diǎn)第四節(jié)要點(diǎn) ：機(jī)械特性（曲線，點(diǎn)，影響，直線：機(jī)械特性（曲線，點(diǎn)，影響，直線段）；電磁轉(zhuǎn)矩（影響因素，典型轉(zhuǎn)矩，公式）。段）；電磁轉(zhuǎn)矩（影響因素，典型轉(zhuǎn)矩，公式）。 工作特性曲線工作特性曲線10KW電機(jī)的特性電機(jī)的特性35.三相異步電動機(jī)的起動三相異步電動機(jī)的起動 本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分： 起動性能起動性能： 主要掌握：對電動機(jī)的起動要求和異步電動機(jī)的起動性能。主要掌握：對電動機(jī)的起動要求和異步電動機(jī)的起動性能。 起動方法起動方法： 主要掌握：異步電動機(jī)起動方法及其特點(diǎn)。主

33、要掌握：異步電動機(jī)起動方法及其特點(diǎn)。是本節(jié)重點(diǎn)是本節(jié)重點(diǎn)。 高起動轉(zhuǎn)矩鼠籠式電動機(jī)高起動轉(zhuǎn)矩鼠籠式電動機(jī)： 主要掌握：高起動轉(zhuǎn)矩鼠籠式異步電動機(jī)改善起動性能的主要掌握：高起動轉(zhuǎn)矩鼠籠式異步電動機(jī)改善起動性能的原理。原理。一、起動性能一、起動性能 對電動機(jī)的對電動機(jī)的起動要求起動要求： 生產(chǎn)設(shè)備對電動機(jī)起動的要求主要有生產(chǎn)設(shè)備對電動機(jī)起動的要求主要有3點(diǎn)：點(diǎn)：1. 起動電流起動電流小小 ；2. 起動轉(zhuǎn)矩大；起動轉(zhuǎn)矩大；3. 起動時間短。起動時間短。 異步電動機(jī)的起動性能異步電動機(jī)的起動性能 ：1. 起動電流大起動電流大 ：是額定電流的：是額定電流的 4 7 倍；倍； 2. 起動轉(zhuǎn)矩不大起動轉(zhuǎn)矩不

34、大：僅為額定轉(zhuǎn)矩的：僅為額定轉(zhuǎn)矩的 1. 0 2.2 倍。倍。 起動電流大容易造成對電網(wǎng)的沖擊，影響其它設(shè)備的正起動電流大容易造成對電網(wǎng)的沖擊，影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行；起動轉(zhuǎn)矩不大，起動時不僅使起動時間增加，生產(chǎn)常運(yùn)行；起動轉(zhuǎn)矩不大，起動時不僅使起動時間增加，生產(chǎn)效率降低，而且可能克服不了電動機(jī)的阻轉(zhuǎn)矩（至少應(yīng)為額效率降低，而且可能克服不了電動機(jī)的阻轉(zhuǎn)矩（至少應(yīng)為額定轉(zhuǎn)矩定轉(zhuǎn)矩 的的1.1倍才能順利起動）倍才能順利起動） 。結(jié)論：結(jié)論：異步電動機(jī)起動性能有時不能滿足生產(chǎn)設(shè)備要求。異步電動機(jī)起動性能有時不能滿足生產(chǎn)設(shè)備要求。二、起動方法二、起動方法異步機(jī)起動方法有異步機(jī)起動方法有：1. 全壓全壓

35、(直接直接)起動；起動；2. 降壓起動。降壓起動。 為了提高為了提高異步機(jī)的異步機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩，在起動轉(zhuǎn)矩，在電源容量允許時電源容量允許時鼠籠式鼠籠式通通常采用常采用全壓全壓起動。起動。繞線式繞線式則則不允許不允許全壓起動全壓起動(注意其原因注意其原因)。 降壓起動：降壓起動：是在起動時降低異步電動機(jī)電源電壓，等到電是在起動時降低異步電動機(jī)電源電壓，等到電動機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定值（或接近額定轉(zhuǎn)速，此時電動機(jī)起動動機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定值（或接近額定轉(zhuǎn)速，此時電動機(jī)起動電流已大大減小）后，再將電源電壓增加到額定電壓。電流已大大減?。┖?，再將電源電壓增加到額定電壓。 鼠籠式異步電動機(jī)降壓起動方法主要有：鼠籠式

36、異步電動機(jī)降壓起動方法主要有：1. 定子繞組串定子繞組串電阻或電抗器電阻或電抗器降壓起動；降壓起動；2. Y-降壓起動；降壓起動；3. 自耦變壓器自耦變壓器降降壓起動。壓起動。 繞線式異步電動機(jī)起動方法主要有：繞線式異步電動機(jī)起動方法主要有：1. 轉(zhuǎn)子回路串電阻轉(zhuǎn)子回路串電阻起動；起動；2. 轉(zhuǎn)子回路串頻敏電阻轉(zhuǎn)子回路串頻敏電阻起動。起動。 不能全壓起動的不能全壓起動的原因是轉(zhuǎn)子為線繞式，抗擊起動電流的沖擊能力小原因是轉(zhuǎn)子為線繞式，抗擊起動電流的沖擊能力小。 鼠籠式異步機(jī)串電阻或電抗降壓起動鼠籠式異步機(jī)串電阻或電抗降壓起動方法：方法：起動時將起動電阻或起動時將起動電阻或電抗串接在定子電路中，起

37、電抗串接在定子電路中，起動結(jié)束后將起動電阻或電抗動結(jié)束后將起動電阻或電抗切除。切除。串電阻串電阻：起動時功率因數(shù)較起動時功率因數(shù)較大，但耗能也較大；大，但耗能也較大；串電抗串電抗：不耗能，但起動時不耗能，但起動時功率因數(shù)低。功率因數(shù)低。 起動電流起動電流和轉(zhuǎn)矩都降低。和轉(zhuǎn)矩都降低。 鼠籠式異步電動機(jī)鼠籠式異步電動機(jī)Y-Y-降壓起動降壓起動 方法：方法：起動時將定子繞組起動時將定子繞組接成接成Y形，轉(zhuǎn)速升高后再接成形，轉(zhuǎn)速升高后再接成形。起動電流和轉(zhuǎn)矩都降低形。起動電流和轉(zhuǎn)矩都降低為為形時的形時的1/3。 適用場合：適用場合：1.正常工作時正常工作時定子為定子為形連接鼠籠式異步電形連接鼠籠式異步

38、電動機(jī)動機(jī) ；2.空載或輕載起動?？蛰d或輕載起動。Y / 連接連接起動線路起動線路 鼠籠式異步電動機(jī)自耦變壓器降壓起動鼠籠式異步電動機(jī)自耦變壓器降壓起動 方法：方法：起動時將定子繞起動時將定子繞組通過自耦變壓器降壓，轉(zhuǎn)組通過自耦變壓器降壓，轉(zhuǎn)速升高后再直接接電源。速升高后再直接接電源。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：起動起動電流電流和和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩都都降低降低為全壓起動時的為全壓起動時的1/k2?？蛇x用不同變比適合不同場可選用不同變比適合不同場合。合。 適用：適用：重載起動（比半重載起動（比半載略重，比額定負(fù)載輕）。載略重，比額定負(fù)載輕）。 繞線式異步電動機(jī)的起動繞線式異步電動機(jī)的起動方法：方法：轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和

39、電刷引出電機(jī)，并與三相轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷引出電機(jī)，并與三相變阻器連接。起動時，變阻器的電阻最大，接通電源變阻器連接。起動時，變阻器的電阻最大，接通電源后逐漸減小三相變阻器電阻直至三相變阻器電阻為零，后逐漸減小三相變阻器電阻直至三相變阻器電阻為零，起動結(jié)束。起動結(jié)束。 適用：適用：帶額定負(fù)載起動。帶額定負(fù)載起動。開始開始起動起動 繞線式異步電動機(jī)的起動繞線式異步電動機(jī)的起動方法：方法：轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷引出電機(jī)，并與三相轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷引出電機(jī)，并與三相變阻器連接。起動時，變阻器的電阻最大，接通電源變阻器連接。起動時，變阻器的電阻最大，接通電源后逐漸減小三相變阻器電阻直至三相變阻器

40、電阻為零，后逐漸減小三相變阻器電阻直至三相變阻器電阻為零，起動結(jié)束。起動結(jié)束。 適用：適用：帶額定負(fù)載起動。帶額定負(fù)載起動。起動起動完成完成 繞線式異步電動機(jī)的起動繞線式異步電動機(jī)的起動方法：方法：轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷引出電機(jī)，并與三相轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷引出電機(jī)，并與三相變阻器連接。起動時，變阻器的電阻最大，接通電源變阻器連接。起動時，變阻器的電阻最大，接通電源后逐漸減小三相變阻器電阻直至三相變阻器電阻為零，后逐漸減小三相變阻器電阻直至三相變阻器電阻為零，起動結(jié)束。起動結(jié)束。 適用：適用：帶額定負(fù)載起動。帶額定負(fù)載起動。返回返回三、三、高起動轉(zhuǎn)矩鼠籠式異步電動機(jī)高起動轉(zhuǎn)矩鼠籠式異步電動機(jī)

41、 高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步機(jī)：高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步機(jī)： 由于轉(zhuǎn)子電阻增大，起動轉(zhuǎn)矩增大。因此，如果由于轉(zhuǎn)子電阻增大，起動轉(zhuǎn)矩增大。因此，如果鼠籠式異步電動機(jī)的鼠籠導(dǎo)體采用電阻率高的材料制鼠籠式異步電動機(jī)的鼠籠導(dǎo)體采用電阻率高的材料制造，將可以增大起動轉(zhuǎn)矩。由繞線式異步機(jī)機(jī)械特性造，將可以增大起動轉(zhuǎn)矩。由繞線式異步機(jī)機(jī)械特性可知，轉(zhuǎn)子電阻增大，額定運(yùn)行時的轉(zhuǎn)差率增大，因可知，轉(zhuǎn)子電阻增大，額定運(yùn)行時的轉(zhuǎn)差率增大，因此這種電機(jī)稱為高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī)。此這種電機(jī)稱為高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī)。 高轉(zhuǎn)差率異步機(jī)高轉(zhuǎn)差率異步機(jī)轉(zhuǎn)子電阻大轉(zhuǎn)子電阻大，額定運(yùn)行時轉(zhuǎn)子的，額定運(yùn)行時轉(zhuǎn)子的銅損增加銅損增加，效率降低效率降低。

42、適用于適用于起重機(jī)械起重機(jī)械。 集膚效應(yīng)又叫集膚效應(yīng)又叫趨膚趨膚、集表集表、趨表效應(yīng)趨表效應(yīng)。它是高轉(zhuǎn)差率鼠籠式。它是高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機(jī)工作的異步電動機(jī)工作的主要依據(jù)主要依據(jù)。 集膚效應(yīng)：集膚效應(yīng)：是指交流電流在是指交流電流在導(dǎo)體中流動時，由于電抗的作用導(dǎo)體中流動時，由于電抗的作用使電流往導(dǎo)體表面集中的現(xiàn)象。使電流往導(dǎo)體表面集中的現(xiàn)象。此時此時相當(dāng)于相當(dāng)于導(dǎo)體導(dǎo)體有效截面積減小有效截面積減小，電阻增大電阻增大。 集集( (趨趨) )膚膚( (表表) )效應(yīng)效應(yīng) 深槽式鼠籠異步電動機(jī)深槽式鼠籠異步電動機(jī) 工作原理：工作原理：如果將鼠籠轉(zhuǎn)如果將鼠籠轉(zhuǎn)子制造成深槽式，在電動機(jī)子制造成深槽式，在

43、電動機(jī)起起動動時，由于時，由于轉(zhuǎn)子頻率高集膚效轉(zhuǎn)子頻率高集膚效應(yīng)明顯應(yīng)明顯，轉(zhuǎn)子實(shí)際電阻較大，轉(zhuǎn)子實(shí)際電阻較大，可得到較大的起動轉(zhuǎn)矩；當(dāng)可得到較大的起動轉(zhuǎn)矩；當(dāng)起起動結(jié)束后動結(jié)束后，由于，由于轉(zhuǎn)子頻率很低轉(zhuǎn)子頻率很低集膚效應(yīng)不明顯集膚效應(yīng)不明顯，轉(zhuǎn)子實(shí)際電，轉(zhuǎn)子實(shí)際電阻小，從而降低正常運(yùn)行時的阻小，從而降低正常運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子銅損。轉(zhuǎn)子銅損。 機(jī)械特性如機(jī)械特性如圖所示。圖所示。機(jī)械特性機(jī)械特性( (高轉(zhuǎn)差率高轉(zhuǎn)差率) ) 結(jié)構(gòu)：雙鼠籠異步機(jī)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)：雙鼠籠異步機(jī)轉(zhuǎn)子有兩套鼠籠繞組，內(nèi)籠電子有兩套鼠籠繞組，內(nèi)籠電阻小，外籠電阻大。阻小，外籠電阻大。 原理：起動時，由于集原理：起動時，由于集膚效應(yīng)明顯

44、，外籠起主要作膚效應(yīng)明顯，外籠起主要作用使起動轉(zhuǎn)矩大；正常工作用使起動轉(zhuǎn)矩大；正常工作時，集膚效應(yīng)不明顯，內(nèi)籠時，集膚效應(yīng)不明顯，內(nèi)籠起主要作用，可在一定程度起主要作用，可在一定程度上減少銅損。上減少銅損。 雙鼠籠異步電動機(jī)雙鼠籠異步電動機(jī)雙籠結(jié)構(gòu)雙籠結(jié)構(gòu)機(jī)械特性機(jī)械特性 高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)特點(diǎn)與用途高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)特點(diǎn)與用途主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)： 1. 起動轉(zhuǎn)矩大；起動轉(zhuǎn)矩大； 2. 額定轉(zhuǎn)差率大，銅損大。額定轉(zhuǎn)差率大，銅損大。 不論是深槽式鼠籠異步機(jī)或是雙鼠籠異步機(jī)，正常運(yùn)不論是深槽式鼠籠異步機(jī)或是雙鼠籠異步機(jī)，正常運(yùn)行時轉(zhuǎn)子的漏抗都比普通鼠籠式異步機(jī)轉(zhuǎn)子漏抗大。因此，行時轉(zhuǎn)子的漏抗都比

45、普通鼠籠式異步機(jī)轉(zhuǎn)子漏抗大。因此，它們的臨界轉(zhuǎn)差率和額定轉(zhuǎn)差率都比普通機(jī)大，額定運(yùn)行它們的臨界轉(zhuǎn)差率和額定轉(zhuǎn)差率都比普通機(jī)大，額定運(yùn)行時的銅損也相對較大，效率相對較低。時的銅損也相對較大，效率相對較低。主要用途主要用途： 起重設(shè)備、要求起動轉(zhuǎn)矩大的其它設(shè)備。船上：空壓起重設(shè)備、要求起動轉(zhuǎn)矩大的其它設(shè)備。船上：空壓機(jī)、分油機(jī)、容積泵等電機(jī)。機(jī)、分油機(jī)、容積泵等電機(jī)。 例：例：某船有一臺分油機(jī)用異步電動機(jī)燒毀，因銘某船有一臺分油機(jī)用異步電動機(jī)燒毀，因銘牌燒壞，后用一臺功率相同的鼠籠異步電動機(jī)更換，牌燒壞，后用一臺功率相同的鼠籠異步電動機(jī)更換，通電起動時發(fā)現(xiàn)熔斷器不到通電起動時發(fā)現(xiàn)熔斷器不到 1 分

46、鐘就熔斷，維修人員分鐘就熔斷，維修人員檢查不出故障，試問其原因可能是（檢查不出故障，試問其原因可能是（ ）。）。 A. 電機(jī)絕緣低電機(jī)絕緣低 B. 機(jī)械故障機(jī)械故障 C. 電機(jī)質(zhì)量差電機(jī)質(zhì)量差 D. 采用普通鼠籠電機(jī)采用普通鼠籠電機(jī) 第五節(jié)要點(diǎn)第五節(jié)要點(diǎn) ：起動性能，要求：起動性能，要求 ；方法：直接（條件），；方法：直接（條件），降壓（方法、目的）；特殊鼠籠式：（高轉(zhuǎn)差率，深槽、雙降壓（方法、目的）；特殊鼠籠式：（高轉(zhuǎn)差率，深槽、雙鼠籠鼠籠 原理）原理） 。 實(shí)例分析實(shí)例分析答案是：答案是： D36.單相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī) 本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分本節(jié)的主要內(nèi)容有三部分： 單相脈振磁場單

47、相脈振磁場： 主要知道單相脈振磁場的特點(diǎn)。主要知道單相脈振磁場的特點(diǎn)。 機(jī)械特性機(jī)械特性： 分析單相磁場作用下異步電動機(jī)的機(jī)械特性。分析單相磁場作用下異步電動機(jī)的機(jī)械特性。 起動方法起動方法： 掌握單相異步電動機(jī)的起動原理和方法。掌握單相異步電動機(jī)的起動原理和方法。 單相異步電動機(jī)的用途很廣，主要用在單相異步電動機(jī)的用途很廣，主要用在小功率電氣小功率電氣設(shè)備設(shè)備的動力拖動和的動力拖動和家用電器家用電器等。等。一、單相異步電動機(jī)的起動一、單相異步電動機(jī)的起動 單相異步電動機(jī)只有一個工作繞組，通入單相電源后，單相異步電動機(jī)只有一個工作繞組，通入單相電源后，在單相繞組中只流過單相正弦電流，它所產(chǎn)生的

48、磁場不是旋在單相繞組中只流過單相正弦電流，它所產(chǎn)生的磁場不是旋轉(zhuǎn)磁場，而是在空間不旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)磁場，而是在空間不旋轉(zhuǎn)的正弦脈動磁場正弦脈動磁場（下面說明）（下面說明） 。 由于沒有旋轉(zhuǎn)磁場，所以，單相異步電動機(jī)由于沒有旋轉(zhuǎn)磁場，所以，單相異步電動機(jī)沒有自起動沒有自起動能力能力。但借助于外力，比如用手將轉(zhuǎn)子向某一個方向拔動一。但借助于外力，比如用手將轉(zhuǎn)子向某一個方向拔動一下，則電動機(jī)就在該方向上自行加速并達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。下，則電動機(jī)就在該方向上自行加速并達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 與此相似，如果三相異步電動機(jī)與此相似，如果三相異步電動機(jī)斷相斷相（也稱缺相，電源（也稱缺相，電源斷或繞組斷），同樣也斷或繞組斷），同樣

49、也不能自行起動不能自行起動。而若是在。而若是在運(yùn)行過程中運(yùn)行過程中發(fā)生斷相發(fā)生斷相，雖能繼續(xù)轉(zhuǎn)動雖能繼續(xù)轉(zhuǎn)動，但如處于重載時發(fā)生斷相，則將，但如處于重載時發(fā)生斷相，則將迫使迫使s變變大大(n)，造成，造成大電流運(yùn)行大電流運(yùn)行，以保持轉(zhuǎn)矩的平衡，以保持轉(zhuǎn)矩的平衡，I1I1N。若無過載保護(hù)，就會。若無過載保護(hù)，就會燒毀電機(jī)燒毀電機(jī)的繞組。的繞組。 關(guān)于磁場的分析關(guān)于磁場的分析 三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電，在氣隙三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電，在氣隙中將產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。中將產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向?yàn)閺某跋嗟綖閺某跋嗟綔笙鄿笙?，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n0= 60f1/p(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

50、/分分)，或：，或：f1/p(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒秒)。 只有只有三相對稱三相對稱才能產(chǎn)生才能產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)圓形旋轉(zhuǎn)磁場。若三相磁場。若三相不不對稱對稱，則產(chǎn)生，則產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。若是磁場。若是單相電流單相電流，產(chǎn)生，產(chǎn)生的是的是脈振磁場脈振磁場。 脈振磁場的分析：可以采用脈振磁場的分析：可以采用“雙旋轉(zhuǎn)理論雙旋轉(zhuǎn)理論”，分，分解為正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場。脈振磁場就是這兩個旋轉(zhuǎn)解為正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場。脈振磁場就是這兩個旋轉(zhuǎn)磁場共同作用的結(jié)果。磁場共同作用的結(jié)果。 雙旋轉(zhuǎn)理論雙旋轉(zhuǎn)理論 根據(jù)第二節(jié)的分析，單相根據(jù)第二節(jié)的分析，單相脈振磁勢脈振磁勢可以利用三角可以利用三角函數(shù)的公式分解為：函數(shù)的公式分

51、解為： fA=0.5Fsin(t-x/)sin(t+x/)其中，其中，0.5Fsin(t-x/)和和0.5Fsin(t+x/)分別分別為正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場，其幅值一樣、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)為正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場，其幅值一樣、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反。這就是向相反。這就是雙旋轉(zhuǎn)理論雙旋轉(zhuǎn)理論。 脈振磁場與正反向旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系如下圖所示。脈振磁場與正反向旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系如下圖所示。 單相脈振磁場單相脈振磁場fA = Fsint cos(x/) = fAfA =0.5 Fsin(t - x/) + 0.5 Fsin(t + x/) fA是一個脈振磁場，是一個脈振磁場，兩兩個分量幅值相同，轉(zhuǎn)向相反，個分量幅值相同，轉(zhuǎn)向

52、相反，合成后空間位置合成后空間位置 x 不變，但不變，但大小和方向隨時間不斷變化。大小和方向隨時間不斷變化。式中：式中：x 是空間是空間(位置位置)坐標(biāo)，坐標(biāo)，原點(diǎn)在原點(diǎn)在A-X的軸線上。的軸線上。開始脈振開始脈振 單相脈振磁場單相脈振磁場fA = Fsint cos(x/) = fAfA =0.5 Fsin(t - x/) + 0.5 Fsin(t + x/) fA是一個脈振磁場，是一個脈振磁場，兩兩個分量幅值相同，轉(zhuǎn)向相反，個分量幅值相同，轉(zhuǎn)向相反，合成后空間位置合成后空間位置 x 不變，但不變，但大小和方向隨時間不斷變化。大小和方向隨時間不斷變化。式中：式中：x 是空間是空間(位置位置)

53、坐標(biāo)，坐標(biāo)，原點(diǎn)在原點(diǎn)在A-X的軸線上。的軸線上。停止脈振停止脈振返回初態(tài)返回初態(tài) 單相脈振磁場單相脈振磁場fA = Fsint cos(x/) = fAfA =0.5 Fsin(t - x/) + 0.5 Fsin(t + x/) fA是一個脈振磁場，是一個脈振磁場，兩兩個分量幅值相同，轉(zhuǎn)向相反，個分量幅值相同，轉(zhuǎn)向相反，合成后空間位置合成后空間位置 x 不變，但不變，但大小和方向隨時間不斷變化。大小和方向隨時間不斷變化。式中：式中：x 是空間是空間(位置位置)坐標(biāo)，坐標(biāo)，原點(diǎn)在原點(diǎn)在A-X的軸線上。的軸線上。單相脈振磁場的特點(diǎn)：單相脈振磁場的特點(diǎn)： 1. 轉(zhuǎn)子靜止時，單相脈振磁場無驅(qū)動力矩

54、；轉(zhuǎn)子靜止時，單相脈振磁場無驅(qū)動力矩； 2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，單相脈振磁場可產(chǎn)生一定的驅(qū)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，單相脈振磁場可產(chǎn)生一定的驅(qū)動力矩，保持轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。動力矩，保持轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。關(guān)于單相異步電動機(jī)的結(jié)論：關(guān)于單相異步電動機(jī)的結(jié)論： 1. 單相異步電動機(jī)不能自行起動，應(yīng)采取其它方單相異步電動機(jī)不能自行起動，應(yīng)采取其它方法才能起動。法才能起動。 2. 單相異步機(jī)轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩比較小，轉(zhuǎn)單相異步機(jī)轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩比較小，轉(zhuǎn)差率較大，電機(jī)電流較大。差率較大，電機(jī)電流較大。 單相脈振磁場與單相異步電動機(jī)特點(diǎn)單相脈振磁場與單相異步電動機(jī)特點(diǎn) 單相異步電動機(jī)的機(jī)械特性單相異步電動機(jī)的機(jī)械特性是

55、其正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場單獨(dú)的是其正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場單獨(dú)的機(jī)械特性的合成特性。機(jī)械特性的合成特性。 由于兩由于兩個旋轉(zhuǎn)磁場幅值一樣、個旋轉(zhuǎn)磁場幅值一樣、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反，所以轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反，所以兩條兩條機(jī)械特性機(jī)械特性以原點(diǎn)對稱以原點(diǎn)對稱，合成的合成的單單相異步電動機(jī)的機(jī)械特性是一條相異步電動機(jī)的機(jī)械特性是一條過原點(diǎn)過原點(diǎn)的特性。所以，單相異步的特性。所以，單相異步電動機(jī)電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩為零起動轉(zhuǎn)矩為零。將機(jī)將機(jī)械特械特性轉(zhuǎn)性轉(zhuǎn)90后的后的樣子樣子二、單相異步電動機(jī)的機(jī)械特性二、單相異步電動機(jī)的機(jī)械特性三、起動方法三、起動方法起動分析：起動分析： 必須使單相異步機(jī)氣隙產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場（或至必須使單相異步機(jī)氣隙產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場（或至少是移動的磁場），才能切割轉(zhuǎn)子繞組，產(chǎn)生驅(qū)動少是移動的磁場），才能切割轉(zhuǎn)子