第03章交流電動機

1、第三章交流電動機交流電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機電動機：電能轉(zhuǎn)換成機械能發(fā)電機：其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能p 直流電動機與異步電動機相比，直流電動機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用和維護不如異步機方便，而且要使用直流電源。直流電機的優(yōu)點：p 調(diào)速性能好：調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)。p 起動、制動轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動、停車。p 易于控制。應(yīng)用：p 軋鋼機、電氣機車、中大型龍門刨床等調(diào)速范圍大的大型設(shè)備。p 用蓄電池做電源的地方，如汽車、拖拉機等。 三相異步電動機的構(gòu)造（簡單了解）鐵心鐵心三相三相繞組繞組機座機座端蓋端蓋定子p 定子（固定部分）由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成U1 -U2V1 -V2W1-W2鑄鋼或

2、鑄鐵固定、支撐、防護p 轉(zhuǎn)子（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵心槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體。或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。鼠籠式繞線式特點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為串入電阻改善電動機的運行性能。（2）繞線式轉(zhuǎn)子滑環(huán)轉(zhuǎn)子繞組電刷三相可變電阻器特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為串入電阻改善電動機的運行性能。n0ne2. 三相異步電動機的工作原理f磁鐵閉合線圈NS磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢vlBe導(dǎo)線長磁感應(yīng)強度切割速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力ilBfn0neNSfp 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動方向一致異步p 線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢 nn0

3、n0neNSf旋轉(zhuǎn)磁場是三相異步電動機工作的基礎(chǔ)。如何產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場？ 結(jié)論： 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場由三相電流通過三相對稱繞組產(chǎn)生。對稱：三相對稱負(fù)載空間對稱分布如果兩相對調(diào)呢？A - B- CM3U1V1W1M3A - B - CU1V1W1結(jié)論：順時針逆時針合成磁場是一個在空間旋轉(zhuǎn)的磁場1旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動方向取決于定子繞組中通入三相電流的相序2只要任意調(diào)換兩根電源相線即可改變轉(zhuǎn)向3 3單相異步電動機常用于功率不大的電動工具（如手電鉆、攪拌器、卷簾機等）和家用電器（洗衣機、電冰箱、電風(fēng)扇等）。但與同容量的三相異步電動機相比，單相異步電動機的體積較大、運行性能較差、效率較低。定子繞組的軸

4、線，在空間保持不變1. 單相異步電動機的工作原理定子繞組為單相繞組，轉(zhuǎn)子多數(shù)為鼠籠式定子中通入單相交流電后，形成脈動磁場。各點磁場在空間和時間上均按正弦規(guī)律分布和變化.F討論：討論：p 能否啟動？p 啟動后能否繼續(xù)運轉(zhuǎn)？問題：結(jié)論： 沒有起動轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動后，外力去除后仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動2. 單相異步電動機的啟動 0tAB 45tABSN如果也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場？How？定子中放置一個起動繞組B與工作繞組在空間相隔 90起動繞組B與電容器串聯(lián)相位上相差90分相p 電容分相式起動的工作原理W: 工作繞組AST：起動繞組B串CS：離心開關(guān)起動時：開關(guān)閉合，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場電機轉(zhuǎn)起來；啟動后：離

5、心開關(guān)被甩開，啟動繞組被切斷。A AB BC C討論當(dāng)三相異步電動機斷了一根電源線時，會有什么后果？啟動前斷一根線（缺相運行），會怎樣？3 1如果運行中斷一線會怎樣？4 2啟動前斷一根線（缺相運行），會怎樣？3 1如果運行中斷一線會怎樣？4 2變成單相運行。和單相電機一樣，電機仍會按原來方向運轉(zhuǎn)。但若負(fù)載不變，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，?dǎo)致電機過熱。運行中斷線和單相電機一樣不能起動。只能聽到嗡嗡聲，長時間啟動不了，會使電動機過熱而燒毀。缺相運行三相異步電動機型 號 Y132S2功 率 7.5 kW頻 率 50Hz電 壓 380 V電 流 15 A 聯(lián) 結(jié) 轉(zhuǎn) 速 2900r/min 功

6、率因數(shù) 0.76絕緣等級 B1.型號 Y132S2Y系列異步機機座中心高度機座長度代號 2p = 2n0 = 3 000 r/min2. 額定功率 PNPN = 7.5 kW 軸上輸出機械功率的額定值。不等于從電源吸收的功率3. 額定電壓 UNUN = 380 V 定子三相繞組應(yīng)施加的線電壓。一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的 5 磁極數(shù)4. 額定電流 ININ = 15A 定子三相繞組的額定線電流5. 額定轉(zhuǎn)速nN電機在額定電壓、額定負(fù)載下運行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。6. 額定功率因數(shù)N = cosN7. 絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H五級，A級最低(

7、105C)，H級最高(180C)。三相異步電動機型 號 Y132S2功 率 7.5 kW頻 率 50Hz電 壓 380 V電 流 15 A 聯(lián) 結(jié) 轉(zhuǎn) 速 2900r/min 功率因數(shù) 0.76絕緣等級 BY 接法接法接線盒8. 聯(lián)接方式Y(jié)系列電動機3kW及以下，采用Y接法4kW 以上者，采用接法答：可空載或輕載起動運轉(zhuǎn)，但不能帶負(fù)載，否則電流增大，時間一長燒毀電機。答：承受的相電壓增大，磁通和電流均增大，將燒毀電機。討論如Y接誤接為接后果會如何？如接誤接為 Y接后果會如何？有大量塵埃、爆炸性或腐蝕性氣體、環(huán)境溫度40以上以及水中作業(yè)等場所，應(yīng)該選擇具有合適防護型式防護型式的電動機。一般場所安

8、裝電動機，要注意防止潮氣防止潮氣。不得已的情況下要抬高基礎(chǔ)，安裝換氣扇排潮。通風(fēng)條件要良好通風(fēng)條件要良好。環(huán)境溫度過高會降低電動機的效率，甚至使電動機過熱燒毀?；覊m少灰塵少?；覊m會附在電動機的線圈上，使電動機絕緣電阻降低、冷卻效果惡化。安裝地點要便于對電動機的維護、檢查。電動機的絕緣如果損壞，運行中機殼就會帶電。沒有良好的接地裝置時，當(dāng)操作人員接觸到機殼時，就會發(fā)生觸電事故。因此，電動機的安裝、使用一定要有接地保護接地保護。在電源中性點直接接地系統(tǒng)，采用保護接中性線，在電動機密集地區(qū)應(yīng)將中性線重復(fù)接地。在電源中性點不接地系統(tǒng)，應(yīng)采用保護接地。電動機的安裝應(yīng)遵循如下原則：轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)差率機械特性轉(zhuǎn)矩特性nMSMfnSfM)()(Ms10轉(zhuǎn)矩特性n0Mn機械特性轉(zhuǎn)矩與機械特性曲線轉(zhuǎn)矩與機械特性曲線n0MMmaxOnDA此過程中，電流增加，電源提供的功率自動增加。電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。DA段為穩(wěn)定工作區(qū)。（設(shè)：原來工作于P點，M = MP ）MPPnPQMQnQ電動機的自適應(yīng)負(fù)載能力電動機的自適應(yīng)負(fù)載能力負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML M Mmax電機將會因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn)電機帶動最大負(fù)載的能力。過載系數(shù)：NmaxMM三相異步電動機2.28.1工作時，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩MLML電