第6章電動機教材

1、6.3 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)6.2 三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理6.5 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性6.4 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)6.6 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 6.7 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速 6.8 單相異步電動機單相異步電動機 教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求第第 6 章章 電電 動動 機機分析與思考分析與思考練習(xí)題練習(xí)題返回主頁返回主頁6.1 電機概述電機概述理解理解掌握掌握(一一) 電機的分類電機的分類1. 發(fā)電機發(fā)電機6.1 電機概述電機概述將機械能轉(zhuǎn)換為電能；將

2、機械能轉(zhuǎn)換為電能；將電能轉(zhuǎn)換為機械能。將電能轉(zhuǎn)換為機械能。返返 回回2. 電動機電動機理論上：電機是雙向能量轉(zhuǎn)化裝置電機的可逆原理6.2 三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理電機是利用電與磁的相互轉(zhuǎn)化和相互作用制成的電機是利用電與磁的相互轉(zhuǎn)化和相互作用制成的。 通電導(dǎo)線在空間可以產(chǎn)生磁場：磁場方向通電導(dǎo)線在空間可以產(chǎn)生磁場：磁場方向的判斷使用右手定則。的判斷使用右手定則。 線圈在磁場中做切割磁感線運動可以產(chǎn)生線圈在磁場中做切割磁感線運動可以產(chǎn)生感應(yīng)電流（感應(yīng)電動勢），感應(yīng)電流方向用右感應(yīng)電流（感應(yīng)電動勢），感應(yīng)電流方向用右手定則判斷。手定則判斷。 通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，這種

3、力通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，這種力叫安培力，力的方向用左手定則判斷。叫安培力，力的方向用左手定則判斷。上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)（1）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生（一）旋轉(zhuǎn)磁場（一）旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場由三相電流通過三相旋轉(zhuǎn)磁場由三相電流通過三相對稱對稱繞組產(chǎn)生。繞組產(chǎn)生。對稱：對稱： 三相對稱負載三相對稱負載空間對稱分布空間對稱分布旋轉(zhuǎn)磁場是三相異步電動機工作的基礎(chǔ)。旋轉(zhuǎn)磁場是三相異步電動機工作的基礎(chǔ)。上一頁上一頁下一頁下一頁返回返回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié) 電動機二極旋轉(zhuǎn)磁場電動機二極旋轉(zhuǎn)磁場V V 2 2W W 2 2 極對數(shù)極對數(shù)（p）的概念：的概念：（

4、2）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 n0 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速？如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速？ 以以 Y 型接法為例，當(dāng)每相型接法為例，當(dāng)每相繞組只有一個線圈時，按右圖繞組只有一個線圈時，按右圖放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為場只有一對磁極，則極對數(shù)為 1。 即即 p = 1U1U2V1V2W2W1上一頁上一頁下一頁下一頁返回返回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)U1U2V1V2W1W2i3i1i2 以以 Y 型接法為例，將型接法為例，將每相繞組都改用兩個線圈每相繞組都改用兩個線圈串聯(lián)組成。串聯(lián)組成。 按下圖放入定子按下圖

5、放入定子槽內(nèi)。槽內(nèi)。 形成的磁場則是形成的磁場則是兩對磁極。兩對磁極。即即 p = 2 U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3上一頁上一頁下一頁下一頁返回返回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3 三相繞組三相繞組 四極旋轉(zhuǎn)磁場四極旋轉(zhuǎn)磁場上一頁上一頁下一頁下一頁返回返回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 50 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 3000 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (5060) 周周p = 1 時：時：電流變化一周電

6、流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 25 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 1500 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (5060) 周周p = 2 時：時：上一頁上一頁下一頁下一頁返回返回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速600pf1n =min）r/ ( p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f 1= 50 Hz 時時,不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下:同步轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速（P147）p 為任意值時：為任意值時：上一頁上一頁下一頁下

7、一頁返回返回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。（3）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場是沿著：旋轉(zhuǎn)磁場是沿著：U1V1W1U1U2V1V2W2W1i1i2上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti3i1U1， i2V1， i3W1 與三相繞組中的三相電流的相序：與三相繞組中的三相電流的相序：L1 L2 L3 一致，通入超前電流的繞組一致，通入超前電流的繞組通入滯后電流的繞組。通入滯后電流的繞組。旋轉(zhuǎn)磁場是沿著：旋轉(zhuǎn)磁場是沿著：U1W1V1U1U2V1V2W2W1L

8、1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3i1U1， i2W1， i3V1任意對調(diào)兩根電源進線，磁場反轉(zhuǎn)。任意對調(diào)兩根電源進線，磁場反轉(zhuǎn)。上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一下一節(jié)節(jié)（二）工作原理（二）工作原理對稱三相繞組對稱三相繞組通入對稱三相電流通入對稱三相電流旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場(磁場能量磁場能量)磁場切割磁場切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組中轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生產(chǎn)生 e 和和 i轉(zhuǎn)子繞組在磁場中轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用受到電磁力的作用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來機械負載機械負載旋轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)起來三相交流電能三相交流電能輸出機械能量輸出機械能量上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一

9、節(jié)上一節(jié)下一下一節(jié)節(jié)NS（1）電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生）電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生 用右手定則判斷轉(zhuǎn)用右手定則判斷轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的子繞組中感應(yīng)電流的方向方向 用左手定則判斷轉(zhuǎn)用左手定則判斷轉(zhuǎn)子繞組受到的電磁力子繞組受到的電磁力的方向的方向電磁力電磁力電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 TT 與與 n0 同方向。同方向。上一頁上一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié) 工作原理示意圖工作原理示意圖電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速 n 和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速 n0的關(guān)系：的關(guān)系：電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 n TL 電機能起動，電機能起動，否則將起動不了。否則將起動不了。 起動

10、轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù): :TS TNKS =Y系列系列: KS = 1.62.2上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)機械特性機械特性 Mn0TnOTSTNnNTMnMNSIS INKc =Y系列系列: KC = 5.57.0 異步機的起動特性：異步機的起動特性： 起動電流大起動電流大: IS = KC IN =（57）IN 起動轉(zhuǎn)矩小起動轉(zhuǎn)矩小: TS = KSTN =（1.62.2）TN 影響：影響： 頻繁起動時造成熱量積累頻繁起動時造成熱量積累, ,易使電動機過熱。易使電動機過熱。 大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響其他負載工作。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響其他負載工作。6.5

11、 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 不好不好! 良好的起動性能良好的起動性能: 起動電流小起動電流小 起動轉(zhuǎn)矩大起動轉(zhuǎn)矩大上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)（一）籠式異步電動機的起動（一）籠式異步電動機的起動（1）直接起動（全壓起動）直接起動（全壓起動） (a) 小容量的電動機（二三十千瓦以下）；小容量的電動機（二三十千瓦以下）； (b) 電源容量足夠大時。電源容量足夠大時。（2）減壓起動）減壓起動(a) Y 減壓減壓起動：起動： 適用于：正常運行為適用于：正常運行為聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)的電動機。（的電動機。（P162P162）起起動動時時運運行行時時上一頁上一頁下一頁下一

12、頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)UVWUNI1lYUVWUNI1l (b) 自耦變壓器自耦變壓器減壓減壓起動起動( (二二) )繞線式異步機的起動：繞線式異步機的起動：起動時將適當(dāng)?shù)钠饎訒r將適當(dāng)?shù)腞 串入轉(zhuǎn)子電路中，起動后將串入轉(zhuǎn)子電路中，起動后將R 短路短路。上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一下一節(jié)節(jié)(1) 轉(zhuǎn)子電路串電阻起動轉(zhuǎn)子電路串電阻起動 減小起動電流減小起動電流 增大起動轉(zhuǎn)矩增大起動轉(zhuǎn)矩(2) 轉(zhuǎn)子電路串頻敏變阻器轉(zhuǎn)子電路串頻敏變阻器起動起動1. 改變磁極對數(shù)改變磁極對數(shù) p2. 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率 s 3. 改變電源頻率改變電源頻率 f1 (變頻調(diào)速變頻調(diào)速)調(diào)速方法：調(diào)速方法：6.7 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速 有級調(diào)速有級調(diào)速無級或有級調(diào)速無級或有級調(diào)速無級調(diào)速無級調(diào)速 n = (1 s) n0 = (1 s) p60 f1上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)在負載不變的前提下，人為改變電動機的轉(zhuǎn)速在負載不變的前提下，人為改變電動機的轉(zhuǎn)速（一）變頻調(diào)速（一）變頻調(diào)速上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié) n = (1 s) n0 = (1