電工基礎(chǔ)教程五

第八章異步電動(dòng)機(jī)第八章異步電動(dòng)機(jī)8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與 工作原理8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性8.3三相異步電動(dòng)機(jī)的使用§§§交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)鼠籠式繞線式異步機(jī)同步機(jī)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性、控制方法電動(dòng)機(jī)的分類§8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理磁鐵閉合線圈磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢導(dǎo)線長磁感應(yīng)強(qiáng)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1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致結(jié)論：異步2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī)座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。線繞式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出()電流入XAXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小

一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°。則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ極對數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：AXYCBZ極對數(shù)（P）的改變C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速極對數(shù)每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果轉(zhuǎn)差率的概念：異步電機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）8.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的“電－磁”關(guān)系§8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性i2轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e

1e2e

2：漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。e1e2、e

1e

2、設(shè)：則：定子邊：R1R2i1u1e1e

1e2e

2同理得轉(zhuǎn)子邊：：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度R1R2i1u1e1e

1e2e

2其中轉(zhuǎn)子功率因數(shù)電磁三轉(zhuǎn)矩T：轉(zhuǎn)子三中各三載流三導(dǎo)體三在旋三轉(zhuǎn)磁三場的三作用三下,受到三電磁三力所三形成三的轉(zhuǎn)三距之三總和三。常數(shù)每極三磁通轉(zhuǎn)子三電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)矩三公式三的推三導(dǎo)將其中參數(shù)代入：得到轉(zhuǎn)矩公式8.三2.三2三相三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式10n0Tn得特性曲線：電動(dòng)三機(jī)的三自適三應(yīng)負(fù)三載能三力電動(dòng)三機(jī)的三電磁三轉(zhuǎn)矩三可以三隨負(fù)三載的三變化三而自三動(dòng)調(diào)三整，這種三能力三稱為三自適三應(yīng)負(fù)三載能三力。常用特性段n0nT自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載。）直至新的平衡。此過程中，時(shí)，電源提供的功率自動(dòng)增加。三個(gè)三重要三轉(zhuǎn)矩n0Tn額定轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，輸出額定功率

時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。(1)（牛頓?米）nN如果電機(jī)將會因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩：(2)電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。n0Tn求解過載系數(shù)：三相異步機(jī)工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使注意：（1）三相異步機(jī)的和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。（2）電機(jī)嚴(yán)重過熱起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：(3)電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中則體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若電機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。機(jī)械三特性三和電三路參三數(shù)的三關(guān)系和電三壓的三關(guān)系結(jié)論：和轉(zhuǎn)三子電三阻的三關(guān)系R2的

改變

：鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機(jī)外接電阻不同。

令：得：結(jié)論：機(jī)械三特性三的軟三硬硬特三性：三負(fù)載三變化三時(shí)，三轉(zhuǎn)速三變化三不大三，運(yùn)三行特三性好三。軟特三性：三負(fù)載三增加三轉(zhuǎn)速三下降三較快三，但三起動(dòng)三轉(zhuǎn)矩三大，三起動(dòng)特三性好三。硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）不同場合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。一、三三三相異三步機(jī)三銘牌三與技三術(shù)數(shù)三據(jù)1.型號Y三13三2M－4磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)差率8.三5三相三異步三電動(dòng)三機(jī)的三使用§2.轉(zhuǎn)速:電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分3.聯(lián)接三方式：Y/接法三：Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：4.額定三電壓三：定三子繞三組在指定三接法下應(yīng)三加的線電三壓.說明三：一三般規(guī)三定電三動(dòng)機(jī)三的運(yùn)三行電三壓不三能高三于或三低于三額定三值的5％。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ例：38三0/三22三0Y/是指三：線三電壓三為38三0V時(shí)采三用Y接法三；當(dāng)線三電壓三為22三0V時(shí)采三用接法三。5.額定三電流三：定子三繞組三在指定三接法下的線電三流。如：表示三三角三接法三下，三電機(jī)三的線三電流三為11三.2A，相電三流為6.三48A；星形三接法三時(shí)線三、相三電流三均為6.三48A。6.額定功率：

額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的功率（），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：其中鼠籠電機(jī)=72－93％額定三負(fù)載三時(shí)一三般為0.三7三~三0.三9，三空三載時(shí)三功率三因數(shù)三很低三約為0.三2三~三0.三3。額三定負(fù)三載時(shí)三，功三率因三數(shù)最三大。注意三：實(shí)三用中三應(yīng)選三擇合三適容三量的三電機(jī)三，防止三“大三馬”拉“三小車三”的現(xiàn)三象。7.功率三因數(shù)(co三s1)：P2PN此外還有絕緣等級等參數(shù)，不一一介紹。co三s1二、三三相三異步三機(jī)的三起動(dòng)起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過熱影響：三相三異步三機(jī)的三起動(dòng)三方法三：（1）三直接三起動(dòng)三。二三三十三千瓦三以下三的異三步電三動(dòng)機(jī)三一般采用三直接三起動(dòng)三。（2）降壓起動(dòng)。Y－起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)三子串三電阻三起動(dòng)三。以下介紹Y－起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。Y－起動(dòng)三：正常運(yùn)行AZBYXC

起動(dòng)ABCXYZ設(shè)：電機(jī)每相阻抗為AZBYXC正常運(yùn)行UPABCXYZ起動(dòng)UP'（2）Y－起動(dòng)應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機(jī)。所以降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合Y－起動(dòng)。轉(zhuǎn)子三串電三阻起三動(dòng)定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子起動(dòng)三時(shí)將三適當(dāng)三的R串入三轉(zhuǎn)子三繞組三中，三起動(dòng)三后將R短路三。轉(zhuǎn)子三串電三阻起三動(dòng)的三特點(diǎn)三：適于轉(zhuǎn)子為線繞式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。（1）（2）R2選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)三子串三電阻三既可三以降三低起三動(dòng)電三流，又可三以增三加起三動(dòng)力三矩。方法三：和三電源三相接三的任三意兩三相互三換，三就可三實(shí)現(xiàn)三反轉(zhuǎn)三。三、三相三異步三電動(dòng)三機(jī)的三正、三反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源制動(dòng)三方法三：1.抱閘：加三機(jī)械三抱閘三；2.反接三制動(dòng)：停三車時(shí)三，將三電動(dòng)三機(jī)接三電源三的意兩相三反接三，使三電動(dòng)三機(jī)由三原來三的旋三轉(zhuǎn)方三向反三過來三，以三達(dá)制三動(dòng)的三目的三；四、三三相三異步三電動(dòng)三機(jī)的三制動(dòng)反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成，引起。注意：4.發(fā)電三反饋三制動(dòng)三：令電三機(jī)轉(zhuǎn)三子的三轉(zhuǎn)速三超過旋轉(zhuǎn)三磁場三的同三步轉(zhuǎn)三速，三便會產(chǎn)三生制三動(dòng)轉(zhuǎn)三矩。M3~+-運(yùn)行制動(dòng)nF轉(zhuǎn)子3.能耗三制動(dòng)：停三車時(shí)三，斷三開交三流電三源，三接至三直流電源三上，三產(chǎn)生三制