第4章異步電動機及其控制

1.籠式異步電動機的起動（1）直接起動（全壓起動）(a)小容量的電動機（二三十千瓦以下）；(b)

電源容量足夠大時。（2）降壓起動

(a)Y－降壓起動：適用于：正常運行為△聯(lián)結的電動機。▲

Y型起動的起動轉矩：▲

Y型起動的起動電流：IS△IsY=1313TS△TsY=√3▲

Y－降壓起動的特點：

(1)電源電壓不變，定子繞組接法改變；

(2)降壓比為1(b)自耦變壓器降壓起動Isa=KA2Is▲

自耦變壓器降壓起動的起動電流為：Tsa=KA2Ts▲

自耦變壓器降壓起動的起動轉矩為：上一節(jié)下一節(jié)▲自耦變壓器降壓起動的特點：①定子繞組接法不變，改變定子繞組的電壓；②降壓比KA可調(diào):0.5、0.65、0.8；0.55、0.64、0.731.改變磁極對數(shù)p2.改變轉差率s

3.改變電源頻率f1(變頻調(diào)速)調(diào)速方法：二、三相異步電動機的調(diào)速

有級調(diào)速無級或有級調(diào)速無級調(diào)速

n=(1－s)n1=(1－s)

p60f1上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)第四節(jié)三相異步電動機的起動與調(diào)速變頻調(diào)速

U、f可變M3~3~整流電路逆變電路50Hz控制電路n0TnOfNf1＜fN

直流動畫演示f2＜f1上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)變頻調(diào)速

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~變頻調(diào)速方法恒轉距調(diào)速（f1<f1N）恒功率調(diào)速（f1>f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲

變頻調(diào)速方法可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應用。上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)變極調(diào)速U1U2U3U4U1U2U3U4××××(a)p=2(b)p=1SSNNSN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、磨床等機床上。變轉差率調(diào)速（1）變壓調(diào)速UNn0TnOsMTL上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)（2）轉子串電阻調(diào)速R2R2+RCn0TnOTMM3~3~RCTL上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)

變轉差率調(diào)速是繞線型電動機特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設備簡單投資少，缺點是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應用于各種提升、起重設備中。4.5三相異步電動機銘牌數(shù)據(jù)和選擇1.型號

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機座長度代號機座中心高（mm）三相異步電動機教材表4-1中列出了各種電動機的系列代號。一、異步電動機銘牌數(shù)據(jù)異步電動機產(chǎn)品名稱代號產(chǎn)品名稱異步電動機繞線型異步電動機防爆型異步電動機高起動轉矩異步電動機新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)2.接法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常U2U1W2V1V2W1Y聯(lián)結聯(lián)結W2U2V2V1W1U1接線盒V1W2U1W1U2V2W1U1V1W2U2V2接電源W1U1V1W2U2V2接電源上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)3.電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時采用Y聯(lián)結；線電壓為220V時采用聯(lián)結。

說明：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%。因為在電動機滿載或接近滿載情況下運行時，電壓過高或過低都會使電動機的電流大于額定值,從而使電動機過熱。電動機在額定運行時定子繞組上應加的線電壓值。三相異步電動機的額定電壓有380V，3000V,及6000V等多種。上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)4.電流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結下電機的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

5.功率與效率

鼠籠電機

=72~93％電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)注意：實用中應選擇容量合適的電機，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。6.功率因數(shù)PN

三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負載時約為0.7~0.9?？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。

7.額定轉速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉速。P2cosO上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)如：

n

N=1440轉/分

sN=0.048.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(105oC)，H級最高(180oC)。上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)一Y225-4型三相異步電動機，其額定數(shù)據(jù)如下表所示。試求:（1）額定電流；（2）額定轉差率；（3）額定轉矩TN、最大轉矩TM、起動轉矩TS。[例]功率轉速電壓效率功率因數(shù)IS/INTS/TNTM/TN45kW1480r/min380V92.3%0.887.01.92.2[解]（1）4～100kW的電動機通常都是380V，Δ聯(lián)接。

（2）由已知可知，電動機，。所以:是四極，即上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)（3）

（一）功率的選擇

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。1.

對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應等于或略大于生產(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的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機械的功率。上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)二、異步電動機的選擇（二）種類和型式的選擇1.種類的選擇

一般應用場合應盡可能選用籠型電動機。只有在需要調(diào)速、不能采用籠型電動機的場合才選用繞線型電動機。選擇電動機的種類是從交流或直流、機械特性、調(diào)速與起動性能、維護及價格等方面來考慮的。如果沒有特殊要求，一般都應采用交流電動機。

繞線型電動機的基本性能與籠型相同。其特點是:起動性能較好，并可在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。但是它的價格較籠型電動機貴，維護也較不便。

（2）封閉式，代號為IP44，電動機的機座和端蓋上均無頂風孔，完全是封閉的。外部的潮氣和灰塵不易進入電動機，多用于灰塵多、潮濕、有腐蝕性氣體、易引起火災等惡劣環(huán)境中。

（3）密封式，代號為IP68，電動機的密封程度高，外部的氣體和液體都不能進入電動機內(nèi)部，可以浸在液體中使用，如潛水泵電動機。上一頁下一頁返回上一節(jié)下一節(jié)（1）防護式，代號為IP23，電動機的機座和端蓋下方有通風孔，散熱好，能防止水滴和鐵屑等雜物從上方落入電動機內(nèi)，但潮氣和灰塵仍可進入。2.結構型式的選擇

根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結構型式，如開啟式、防護式、封閉式電動機。（三）電壓和轉速的選擇

根據(jù)電動機的類型、功率以及使用地點的電源電壓來決定。

Y系列籠型電動機的額定電壓只有380V一個等級。大功率電動機才采用3000V和6000V。（4）防爆式，電動機不但有嚴密的封閉結構，外殼又有足夠的機械強度。適用于有易燃、易爆氣體的場所，如礦井、油庫和煤氣站等。

（四）安裝型式的選擇各種生產(chǎn)機械因整體設計和傳動方式的不同，而在安裝結構上對電動機也會有不同的要求。國產(chǎn)三相異步電動機的幾種主要安裝結構型式主要有臥式和立式兩種。低壓電器配電電器控制電器開關熔斷器……接觸器繼電器起動器……時間繼電器熱繼電器……4.6常用低壓電器一、刀閘開關控制對象：380V，5.5kW以下小電機考慮到電機較大的起動電流，刀閘的額定電流值應如下選擇：（3~5)倍異步電機額定電流電路符號QS二、熔斷器作用：用于短路保護。電路符號FU異步電機的起動電流Ist=(5~7)×額定電流。安秒特性tIF選擇熔體額定電流（IF

）時，必須躲開起動電流，但對短路電流仍能起保護作用。通常用以下關系：頻繁起動的電機：一般電機：三、控制按鈕常開(動合)按鈕電路符號SB常閉(動斷)按鈕電路符號SB復合按鈕復合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。電路符號SB四、行程開關用作電路的限位保護、行程控制、自動切換等。結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。常開（動合）觸頭電路符號ST常閉（動斷）觸頭電路符號ST~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機五、接觸器動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機接通電源常閉接觸器有關符號：接觸器線圈接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器控制對象：電動機及其它電力負載接觸器技術指標：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。簡單的接觸器控制ABCM3~刀閘起隔離作用自保持停止按鈕起動按鈕特點：小電流控制大電流。優(yōu)點：安全，方便六、繼電器繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，觸發(fā)器的主觸頭可以通過大電流，