電工基礎(chǔ)教程五

第八章異步電動機第八章異步電動機8.1三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與 工作原理8.2三相異步電動機的機械特性8.3三相異步電動機的使用§§§交流電動機電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機他勵、異勵、串勵、復(fù)勵鼠籠式異步交流電動機授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機械特性、控制方法電動機的分類§8.1三相異步電動機的結(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)電動勢導(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1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致結(jié)論：異步2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢三相異步機的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。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)系三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速:電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動機無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（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：異步電機運行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）8.2.1三相異步電動機的“電－磁”關(guān)系§8.2三相異步電動機的機械特性i2轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e

1e2e

2：漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。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三機的三機械三特性根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式10n0Tn得特性曲線：電動三機的三自適三應(yīng)負(fù)三載能三力電動三機的三電磁三轉(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)載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點。（如：柴油機當(dāng)負(fù)載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負(fù)載。）直至新的平衡。此過程中，時，電源提供的功率自動增加。三個三重要三轉(zhuǎn)矩n0Tn額定轉(zhuǎn)矩：電機在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運行，輸出額定功率

時，電機轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。(1)（牛頓?米）nN如果電機將會因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩：(2)電機帶動最大負(fù)載的能力。n0Tn求解過載系數(shù)：三相異步機工作時，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機將停轉(zhuǎn)。致使注意：（1）三相異步機的和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。（2）電機嚴(yán)重過熱起動轉(zhuǎn)矩：(3)電機起動時的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中則體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若電機能起動，否則將起動不了。機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

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

令：得：結(jié)論：機械三特性三的軟三硬硬特三性：三負(fù)載三變化三時，三轉(zhuǎn)速三變化三不大三，運三行特三性好三。軟特三性：三負(fù)載三增加三轉(zhuǎn)速三下降三較快三，但三起動三轉(zhuǎn)矩三大，三起動特三性好三。硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）不同場合應(yīng)選用不同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。一、三三三相異三步機三銘牌三與技三術(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三機的三使用§2.轉(zhuǎn)速:電機軸上的轉(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)三定電三動機三的運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時采三用Y接法三；當(dāng)線三電壓三為22三0V時采三用接法三。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；星形三接法三時線三、相三電流三均為6.三48A。6.額定功率：

額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率（），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：其中鼠籠電機=72－93％額定三負(fù)載三時一三般為0.三7三~三0.三9，三空三載時三功率三因數(shù)三很低三約為0.三2三~三0.三3。額三定負(fù)三載時三，功三率因三數(shù)最三大。注意三：實三用中三應(yīng)選三擇合三適容三量的三電機三，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、三三相三異步三機的三起動起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動時，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)載工作頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響：三相三異步三機的三起動三方法三：（1）三直接三起動三。二三三十三千瓦三以下三的異三步電三動機三一般采用三直接三起動三。（2）降壓起動。Y－起動自耦降壓起動（3）轉(zhuǎn)三子串三電阻三起動三。以下介紹Y－起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。Y－起動三：正常運行AZBYXC

起動ABCXYZ設(shè)：電機每相阻抗為AZBYXC正常運行UPABCXYZ起動UP'（2）Y－起動應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機。所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合Y－起動。轉(zhuǎn)子三串電三阻起三動定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子起動三時將三適當(dāng)三的R串入三轉(zhuǎn)子三繞組三中，三起動三后將R短路三。轉(zhuǎn)子三串電三阻起三動的三特點三：適于轉(zhuǎn)子為線繞式的電動機起動。（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電三流，又可三以增三加起三動力三矩。方法三：和三電源三相接三的任三意兩三相互三換，三就可三實現(xiàn)三反轉(zhuǎn)三。三、三相三異步三電動三機的三正、三反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源制動三方法三：1.抱閘：加三機械三抱閘三；2.反接三制動：停三車時三，將三電動三機接三電源三的意兩相三反接三，使三電動三機由三原來三的旋三轉(zhuǎn)方三向反三過來三，以三達(dá)制三動的三目的三；四、三三相三異步三電動三機的三制動反接制動時，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動時要在定子或轉(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)電三反饋三制動三：令電三機轉(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)三生制三動轉(zhuǎn)三矩。M3~+-運行制動nF轉(zhuǎn)子3.能耗三制動：停三車時三，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