能源管理師培訓(xùn)第04章電機(jī)與拖動(dòng).

1、4.1 電機(jī)與拖動(dòng)電機(jī)與拖動(dòng)一、電機(jī)分類一、電機(jī)分類通常所說(shuō)的電機(jī)，指那些利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)制造而成的、通常所說(shuō)的電機(jī)，指那些利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)制造而成的、用于用于實(shí)現(xiàn)能量或信號(hào)傳遞與變換的電磁機(jī)械實(shí)現(xiàn)能量或信號(hào)傳遞與變換的電磁機(jī)械的統(tǒng)稱。包括：的統(tǒng)稱。包括： 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 變壓器、變頻機(jī)、變流機(jī)、移相器變壓器、變頻機(jī)、變流機(jī)、移相器是分別用于改變電是分別用于改變電壓、頻率、電流及相位的，即把一種類型的電能轉(zhuǎn)變成另一種壓、頻率、電流及相位的，即把一種類型的電能轉(zhuǎn)變成另一種類型的電能類型的電能; 控制電機(jī)控制電機(jī)應(yīng)

2、用于各類自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制元件。應(yīng)用于各類自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制元件。從基本工作原理來(lái)看，從基本工作原理來(lái)看，發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)只是電機(jī)的只是電機(jī)的兩種不同的兩種不同的運(yùn)行方式運(yùn)行方式，能量轉(zhuǎn)換，兩者是可逆的。，能量轉(zhuǎn)換，兩者是可逆的。 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)稱為電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)稱為電力拖動(dòng)（或稱為電氣傳（或稱為電氣傳動(dòng)）。電力拖動(dòng)系統(tǒng)一般由控制設(shè)備、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生動(dòng)）。電力拖動(dòng)系統(tǒng)一般由控制設(shè)備、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械和電源五個(gè)部分組成。產(chǎn)機(jī)械和電源五個(gè)部分組成。二、同步電動(dòng)機(jī)二、同步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī)有旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。旋轉(zhuǎn)電樞式同步電動(dòng)機(jī)有

3、旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。旋轉(zhuǎn)電樞式應(yīng)用在小容量電動(dòng)機(jī)中，而旋轉(zhuǎn)磁極式用于大容量電動(dòng)機(jī)中。應(yīng)用在小容量電動(dòng)機(jī)中，而旋轉(zhuǎn)磁極式用于大容量電動(dòng)機(jī)中。 同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān)而始終保同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速，其持為同步轉(zhuǎn)速，其功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，才對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁。這時(shí)旋當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，才對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁。這時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就能緊緊牽引轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。以后轉(zhuǎn)速便保持同步。轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就能緊緊牽引轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。以后轉(zhuǎn)速便保持同步。 改變定子相電壓與相電流的功率因數(shù)角，可以使電機(jī)運(yùn)行改變定子相電壓與相電流的功率

4、因數(shù)角，可以使電機(jī)運(yùn)行于感性、電阻性、電容性三種狀態(tài)?？梢蕴岣唠妱?dòng)機(jī)本身的功于感性、電阻性、電容性三種狀態(tài)?？梢蕴岣唠妱?dòng)機(jī)本身的功率因數(shù)，也可以用來(lái)提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。率因數(shù)，也可以用來(lái)提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。 同步電動(dòng)機(jī)常用于同步電動(dòng)機(jī)常用于長(zhǎng)期連續(xù)工作及保持轉(zhuǎn)速不變長(zhǎng)期連續(xù)工作及保持轉(zhuǎn)速不變的場(chǎng)所，的場(chǎng)所，如用來(lái)驅(qū)動(dòng)水泵、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)。如用來(lái)驅(qū)動(dòng)水泵、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)。三、其他電機(jī)三、其他電機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等都是作為動(dòng)力使用的。控制電異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等都是作為動(dòng)力使用的?？刂齐姍C(jī)的主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換和傳遞控制信號(hào)，能量的轉(zhuǎn)換是次要的。機(jī)的主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換和傳遞控制信號(hào)，能量的轉(zhuǎn)換是次

5、要的。 控制電機(jī)種類很多，常用的有伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)速電動(dòng)機(jī)、控制電機(jī)種類很多，常用的有伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)速電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)。 對(duì)控制電機(jī)對(duì)控制電機(jī) 的主要要求：動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、重量輕、體的主要要求：動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、重量輕、體積小、耗電少、運(yùn)行可靠。積小、耗電少、運(yùn)行可靠。4.2 變壓器及其應(yīng)用變壓器及其應(yīng)用 提高電壓等級(jí)提高電壓等級(jí)可以減小輸電線的截面積，節(jié)省材料，同時(shí)可以減小輸電線的截面積，節(jié)省材料，同時(shí)還可以減少線路的功率損耗。因此在輸電時(shí)必須用變壓器將電還可以減少線路的功率損耗。因此在輸電時(shí)必須用變壓器將電壓升高。為了保證用電的安全和合乎用電設(shè)備的電壓要求，還壓升高。為了保證用電的安

6、全和合乎用電設(shè)備的電壓要求，還要利用變壓器將電壓降低。要利用變壓器將電壓降低。 在電子線路中，除電源變壓器外，變壓器還用來(lái)耦合電路，在電子線路中，除電源變壓器外，變壓器還用來(lái)耦合電路，傳遞信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。傳遞信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 此外，有自耦變壓器、互感器及各種專用變壓器。此外，有自耦變壓器、互感器及各種專用變壓器。一、變壓器工作原理一、變壓器工作原理 變壓器由閉合鐵芯和高壓、低壓繞組等幾個(gè)主要部分構(gòu)成。變壓器由閉合鐵芯和高壓、低壓繞組等幾個(gè)主要部分構(gòu)成。（一）電磁關(guān)系（自學(xué)）（一）電磁關(guān)系（自學(xué)）（二）電壓關(guān)系（設(shè)加正弦交流電壓）（二）電壓關(guān)系（設(shè)加正弦交流電壓）1.一次側(cè)二次側(cè)主磁

7、通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一次側(cè)二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)設(shè)主磁通為設(shè)主磁通為tmsin)90sin(cos1111tEtNdtdNemm有：有：)90sin(cos2222tEtNdtdNemm感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為：mmmfNfNEE111144. 4222mmmfNfNEE222244. 42222.一次二次電壓一次二次電壓二次側(cè)空載時(shí)，二次側(cè)空載時(shí)，kNNEEUU2121201（三）（三）電流變換電流變換 電流關(guān)系為：電流關(guān)系為：KNNII11221變壓器中的電流雖然由負(fù)載的大小確定，但是一、二次繞組變壓器中的電流雖然由負(fù)載的大小確定，但是一、二次繞組中電流的比值是基本不變的。中電流

8、的比值是基本不變的。（四）阻抗變換（四）阻抗變換2222121222111IUNNINNUNNIUZIU22ZIU11ZKZ2二、變壓器的額定值二、變壓器的額定值（一）額定電壓（一）額定電壓（二）額定電流（二）額定電流（三）額定容量（三）額定容量NNNNNIUIUS1122三、變壓器的損耗與效率三、變壓器的損耗與效率 變壓器的功率損耗包括鐵芯中的鐵損耗變壓器的功率損耗包括鐵芯中的鐵損耗 和繞組上的銅和繞組上的銅損耗損耗 兩部分兩部分。變壓器的鐵耗與原邊繞組所施加的電壓有關(guān)，。變壓器的鐵耗與原邊繞組所施加的電壓有關(guān)，在其不變的前提下，鐵耗為一常數(shù)，通常稱為在其不變的前提下，鐵耗為一常數(shù)，通常稱為

9、不變損耗不變損耗。變壓。變壓器的銅耗為原邊、副邊繞組電阻上所消耗的功率，隨負(fù)載的變器的銅耗為原邊、副邊繞組電阻上所消耗的功率，隨負(fù)載的變化而變化，稱為化而變化，稱為可變損耗可變損耗。FePCuP 變壓器的效率常用下式確定：變壓器的效率常用下式確定：FeCuPPPPPP1212效率特性曲線，變壓器的效率效率特性曲線，變壓器的效率在某一負(fù)載時(shí)最高。在某一負(fù)載時(shí)最高。四、四、特殊變壓器特殊變壓器（一）（一）自耦變壓器自耦變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：副繞組是原繞組的一部分，原、副繞組不但有磁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：副繞組是原繞組的一部分，原、副繞組不但有磁的聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。在實(shí)驗(yàn)室或某些電子設(shè)備中

10、經(jīng)常用到。使用時(shí)要注意在實(shí)驗(yàn)室或某些電子設(shè)備中經(jīng)常用到。使用時(shí)要注意原、副繞組原、副繞組的公共端應(yīng)接零線的公共端應(yīng)接零線，以保正用電安全。，以保正用電安全。自耦變壓器的原理與普通電力變壓器相同自耦變壓器的原理與普通電力變壓器相同。 Z + u1 + u2 N1 N2 （二）電流互感器（二）電流互感器 電流互感器可擴(kuò)大交流電流表的量程。電流互感器可擴(kuò)大交流電流表的量程。注意：注意： 二次側(cè)不能開(kāi)路，以防產(chǎn)生高電壓；二次側(cè)不能開(kāi)路，以防產(chǎn)生高電壓； 鐵芯、低壓繞組的鐵芯、低壓繞組的一端接地一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過(guò)電壓。次側(cè)出現(xiàn)過(guò)電壓。（三）電壓互感器（三）

11、電壓互感器 電壓互感器是用來(lái)實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測(cè)量高電壓的。電壓互感器是用來(lái)實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測(cè)量高電壓的。 注意：注意： 二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過(guò)流二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過(guò)流； 鐵芯、低壓繞組的鐵芯、低壓繞組的一端接地一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過(guò)電流。側(cè)出現(xiàn)過(guò)電流。4.3 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)就是將直流電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的電機(jī)，按照勵(lì)磁方式直流電動(dòng)機(jī)就是將直流電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的電機(jī)，按照勵(lì)磁方式的不同分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)。的不同分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)。直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：較好的調(diào)速性能，調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)：較

12、好的調(diào)速性能，調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)，起動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大，易于快速起動(dòng)、停車，易于控制。節(jié)，起動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大，易于快速起動(dòng)、停車，易于控制。一、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理（自學(xué)）一、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理（自學(xué)） 由定子（磁極）、轉(zhuǎn)子（電樞）和機(jī)座等部分構(gòu)成。由定子（磁極）、轉(zhuǎn)子（電樞）和機(jī)座等部分構(gòu)成。 任何電機(jī)的工作原理都建立在電磁力和電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上。任何電機(jī)的工作原理都建立在電磁力和電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上。二、直流電機(jī)的機(jī)械特性（自學(xué)）二、直流電機(jī)的機(jī)械特性（自學(xué)）三、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn) (1)調(diào)速均勻平滑，可以無(wú)級(jí)調(diào)速。調(diào)速均勻平滑，可以無(wú)

13、級(jí)調(diào)速。 (2)調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)200以上。以上。 由轉(zhuǎn)速公式由轉(zhuǎn)速公式 可見(jiàn)可見(jiàn)并勵(lì)電機(jī)調(diào)速方法有并勵(lì)電機(jī)調(diào)速方法有3種種:(1) 改變電壓調(diào)速改變電壓調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較好；機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較好； 調(diào)速幅度較大，可達(dá)調(diào)速幅度較大，可達(dá)610; 可均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，可得到平滑的無(wú)極調(diào)速?？删鶆蛘{(diào)節(jié)電樞電壓，可得到平滑的無(wú)極調(diào)速。但是需要電壓可以調(diào)節(jié)的專用設(shè)備，投資較高。近年來(lái)普遍采但是需要電壓可以調(diào)節(jié)的專用設(shè)備，投資較高。近年來(lái)普遍采用晶閘管整流電源對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)磁，以改變轉(zhuǎn)速。用晶閘管

14、整流電源對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)磁，以改變轉(zhuǎn)速。EaaKIRUn(2) 改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速（保持電樞電壓不變，改變勵(lì)磁電流）（保持電樞電壓不變，改變勵(lì)磁電流）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速平滑，可到達(dá)無(wú)級(jí)調(diào)速；調(diào)速平滑，可到達(dá)無(wú)級(jí)調(diào)速；調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便；調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便；機(jī)械特性硬，穩(wěn)定性比較好；機(jī)械特性硬，穩(wěn)定性比較好；對(duì)專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī)，其調(diào)速幅度可達(dá)對(duì)專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī)，其調(diào)速幅度可達(dá)34。 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 若調(diào)速后電樞電流不變，電動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其負(fù)載轉(zhuǎn)矩若調(diào)速后電樞電流不變，電動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須減小。必須減小。 這種調(diào)速方法只適合于恒功率調(diào)速。這種調(diào)速方法只適合于恒功

15、率調(diào)速。(3) 電樞回路串電阻調(diào)速電樞回路串電阻調(diào)速 在電樞中串入專用電阻，電阻增大則轉(zhuǎn)速下降。在電樞中串入專用電阻，電阻增大則轉(zhuǎn)速下降。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便；設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便； 機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差；機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差； 能量損耗大，只用于小型直流機(jī)。能量損耗大，只用于小型直流機(jī)。4.4 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)（也叫感應(yīng)電機(jī)）是指電機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)子的速度與定異步電動(dòng)機(jī)（也叫感應(yīng)電機(jī)）是指電機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)子的速度與定子旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)速度不一致的電機(jī)。子旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)速度不一致的電機(jī)。其其主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)包括：籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，特別適包括：籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，特

16、別適合用于高圓周速度電機(jī)；無(wú)集電環(huán)和碳刷，可靠性高，不受使合用于高圓周速度電機(jī)；無(wú)集電環(huán)和碳刷，可靠性高，不受使用場(chǎng)所限制；由于無(wú)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)，不需要同期及電壓調(diào)節(jié)裝用場(chǎng)所限制；由于無(wú)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)，不需要同期及電壓調(diào)節(jié)裝置，電站設(shè)備簡(jiǎn)化，負(fù)荷控制十分簡(jiǎn)單。置，電站設(shè)備簡(jiǎn)化，負(fù)荷控制十分簡(jiǎn)單。 異步電動(dòng)機(jī)被廣泛用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓異步電動(dòng)機(jī)被廣泛用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵等。機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵等。Pfn11601、定子上有完全相同的三個(gè)繞組AX,BY,CZ,它們?cè)诳臻g上互差1200電角度，稱之為三

17、相對(duì)稱繞組。2、轉(zhuǎn)子繞組為閉合繞組；3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1稱為同步轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速：一、三相異步電機(jī)的工作原理感應(yīng)電機(jī)的基本工作原理感應(yīng)電機(jī)的基本工作原理轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中;轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，判斷感應(yīng)電勢(shì)方向轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，判斷感應(yīng)電勢(shì)方向;電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過(guò)端環(huán)自成閉路，并通過(guò)感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過(guò)端環(huán)自成閉路，并通過(guò)感應(yīng)電流 i2; 感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力Bi2l

18、;vBle2轉(zhuǎn)差（轉(zhuǎn)差（n1-n）與同步轉(zhuǎn)速）與同步轉(zhuǎn)速n1的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用S表示：表示：轉(zhuǎn)差率是感應(yīng)電機(jī)的一個(gè)基本參數(shù)它對(duì)電機(jī)的運(yùn)行有極大影響。轉(zhuǎn)差率是感應(yīng)電機(jī)的一個(gè)基本參數(shù)它對(duì)電機(jī)的運(yùn)行有極大影響。它的大小同樣也能反映轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，即它的大小同樣也能反映轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，即：1)1 (nSn10nn 10 S;05. 0NS一般而言，額定轉(zhuǎn)差率一般而言，額定轉(zhuǎn)差率11nnnS切割磁力線是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件。切割磁力線是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件。 轉(zhuǎn)子必須與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)保持一定的速度差，才能切割磁力線。轉(zhuǎn)子必須與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)保持一定的速度差，才能切割磁力線。

19、 11195. 0)05. 01 ()1 (nnnSn電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速：n轉(zhuǎn)/分同步轉(zhuǎn)速：Pfn1160轉(zhuǎn)/分，30001nP=115001n10001n7501n6001nP=2P=3P=4P=5例：某三相50Hz的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 ，試求該電機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率和極對(duì)數(shù)。min/720 rnN解：求極對(duì)數(shù)，根據(jù)公式Pfn1160所以，極對(duì)數(shù)4P04. 075072075011nnnSN額定轉(zhuǎn)差率討論n750算例分析：算例分析：二、三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析二、三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系與變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器類似。定子和轉(zhuǎn)子每相繞組壓器類似。定子和轉(zhuǎn)子每相繞組的匝

20、數(shù)分別為的匝數(shù)分別為N1和和N2。（一）定子電路（一）定子電路1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁通旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁通因?yàn)橐驗(yàn)?所以：所以：111144. 4NfEU11144. 4NfU2.定子感應(yīng)電勢(shì)的頻率定子感應(yīng)電勢(shì)的頻率f1 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為n0，所以：，所以：6010pnf （二）轉(zhuǎn)子電路（二）轉(zhuǎn)子電路1.轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2 因?yàn)槎ㄗ訉?dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與因?yàn)槎ㄗ訉?dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)

21、子的轉(zhuǎn)速不同而變化，所以旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化，所以旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率見(jiàn)下切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率見(jiàn)下式：式：10000260*60sfpnnnnpnnf2.轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E22122244. 444. 4NsfNfE當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0時(shí)，時(shí)，s=1,E2最大。最大。3.轉(zhuǎn)子感抗轉(zhuǎn)子感抗X22122LsfX當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0時(shí)，時(shí)，s=1,X2最大。最大。4.轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I2222222XREI5.轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cos2222222cosXRR 結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

22、動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn)差率結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速即與轉(zhuǎn)速n有關(guān)。有關(guān)。三、三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三、三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性（一）轉(zhuǎn)矩公式（一）轉(zhuǎn)矩公式 22022212)(sXRUsRKTK是與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)。是與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)。（二）機(jī)械特性曲線（二）機(jī)械特性曲線 在一定的電源電壓在一定的電源電壓U1和轉(zhuǎn)子電阻和轉(zhuǎn)子電阻R2下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線關(guān)系曲線T=f(s)或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f(T),如下圖所示：如下圖所示：1.額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TNmin)/()(9550rnkwPTNN

23、N轉(zhuǎn)矩單位為牛米轉(zhuǎn)矩單位為牛米2.最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Tmax2021max2XUKT轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于不能大于Tmax,否則將造成堵轉(zhuǎn)。否則將造成堵轉(zhuǎn)。3.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst 電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。22022212XRURKTst四、三相異步電動(dòng)機(jī)的損耗四、三相異步電動(dòng)機(jī)的損耗p（一）（一）恒定損耗恒定損耗 恒定損耗是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的固有損耗也稱為空載損耗恒定損耗是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的固有損耗也稱為空載損耗P0，它與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，與電動(dòng)機(jī)材料、制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)，它與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，與電動(dòng)機(jī)材料、制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)速

24、等參數(shù)有關(guān)。恒定損耗包括鐵芯損耗（含空載雜散計(jì)、轉(zhuǎn)速等參數(shù)有關(guān)。恒定損耗包括鐵芯損耗（含空載雜散損耗）及機(jī)械損耗。損耗）及機(jī)械損耗。（二）（二）負(fù)載損耗負(fù)載損耗 負(fù)載損耗主要是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)電負(fù)載損耗主要是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)電流分別在定子繞組電阻和轉(zhuǎn)子繞組電阻上引起的損耗，亦稱流分別在定子繞組電阻和轉(zhuǎn)子繞組電阻上引起的損耗，亦稱銅耗。它包括定子銅耗和轉(zhuǎn)子銅耗。銅耗。它包括定子銅耗和轉(zhuǎn)子銅耗。 負(fù)載損耗大小取決于負(fù)載電流及繞組電阻值。負(fù)載損耗大小取決于負(fù)載電流及繞組電阻值。（三）（三）雜散損耗雜散損耗 雜散損耗主要是由定子漏磁通和定子、轉(zhuǎn)子的各種高次雜散損耗主要是

25、由定子漏磁通和定子、轉(zhuǎn)子的各種高次諧波在導(dǎo)線、鐵芯及其他金屬部件內(nèi)所引起的損耗。諧波在導(dǎo)線、鐵芯及其他金屬部件內(nèi)所引起的損耗。 當(dāng)異步電機(jī)空載時(shí)，損耗主要是恒定損耗，這時(shí)軸輸出為當(dāng)異步電機(jī)空載時(shí)，損耗主要是恒定損耗，這時(shí)軸輸出為零，其效率也為零；當(dāng)負(fù)載從零增加時(shí)，負(fù)載損耗隨負(fù)載增加，零，其效率也為零；當(dāng)負(fù)載從零增加時(shí)，負(fù)載損耗隨負(fù)載增加，但總損耗增加較慢，效率曲線上升很快；當(dāng)恒定損耗等于負(fù)載但總損耗增加較慢，效率曲線上升很快；當(dāng)恒定損耗等于負(fù)載損耗時(shí)，效率達(dá)到最大值。隨后若負(fù)載繼續(xù)增大，負(fù)載損耗增損耗時(shí)，效率達(dá)到最大值。隨后若負(fù)載繼續(xù)增大，負(fù)載損耗增加很快，其效率反而減小。加很快，其效率反而減

26、小。從異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線可以看出，選從異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線可以看出，選擇電機(jī)時(shí)擇電機(jī)時(shí)應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的容量與機(jī)械負(fù)載應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的容量與機(jī)械負(fù)載相匹配相匹配。如果電動(dòng)機(jī)容量選的過(guò)小，電。如果電動(dòng)機(jī)容量選的過(guò)小，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要過(guò)載，以至溫升過(guò)高而影動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要過(guò)載，以至溫升過(guò)高而影響使用壽命。但選的過(guò)大，不僅電動(dòng)機(jī)響使用壽命。但選的過(guò)大，不僅電動(dòng)機(jī)的價(jià)格較高，而且電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低負(fù)的價(jià)格較高，而且電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低負(fù)荷下運(yùn)行，此時(shí)效率和功率因數(shù)都很低，荷下運(yùn)行，此時(shí)效率和功率因數(shù)都很低，浪費(fèi)能源，經(jīng)濟(jì)性差。浪費(fèi)能源，經(jīng)濟(jì)性差。五、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)五、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流都很大，后果就是頻繁起動(dòng)造成熱量積累，電機(jī)過(guò)熱。子電流都很大，后果就是頻繁起動(dòng)造成熱量積累，電機(jī)過(guò)熱。（二）起動(dòng)方法（二）起動(dòng)方法 異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)主要有異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)主要有直接起動(dòng)、降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻直接起動(dòng)、降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)起動(dòng)。直接起動(dòng)主要針對(duì)。直接起動(dòng)主要針對(duì)30kW以下。如果直接